FR2682234A1 - Appareil et procede de commande de courant pour un moteur a courant continu. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de commande d'un moteur à courant continu destiné à produire une meilleure caractéristique vitesse/couple du moteur. Il comporte des circuits destinés à modifier la séquence de commutation de commande des bobinages de champ du moteur (90) pour compenser les effets de la vitesse sur le couple du moteur et pour compenser des effets de charge transitoires sur ce couple, ainsi que les effets d'inertie du rotor résultant des variations transitoires de la charge du moteur. Domaine d'application: moteurs notamment pour l'entraînement de pompes à mouvement alternatif, etc.

Description

L'invention concerne un système et un procédé de commande d'un moteur à

courant continu destinés à régler le couple délivré en sortie par le moteur L'invention concerne plus particulièrement un système de commande de moteur à courant continu qui est relié mécaniquement de façon à

entraîner une pompe à liquide à mouvement alternatif li-

néaire. Dans l'art antérieur, les pompes à liquide à mouvement alternatif linéaire sont le plus souvent reliées

mécaniquement à des systèmes de commande à moteur pneumati-

que; un avantage évident de l'utilisation d'un système de commande à moteur pneumatique réside dans le fait qu'un moteur pneumatique peut être construit de façon à fonctionner en un mouvement alternatif linéaire, le mouvement et la position étant adaptés aux caractéristiques de la pompe Dans des systèmes typiques, la pompe linéaire est entraînée sur une distance de course prédéterminée, au bout de laquelle le sens de sa course est inversé, et elle est entraînée dans le sens opposé sur la même distance de course prédéterminée La pompe présente habituellement deux chambres intérieures de manière qu'elle puisse refouler du liquide depuis l'une de ces chambres sur la longueur de sa course tandis qu'elle

reçoit en même temps du liquide dans l'autre de ses cham-

bres; par conséquent, la pompe à la fois refoule et reçoit du liquide pendant les deux temps d'aller et de retour d'une course Un dispositif de commande à moteur pneumatique peut être réalisé de façon à appliquer une force d'entraînement dans les sens aller et retour, sur un temps qui est adapté à la course de débit de la pompe L'intervalle de temps et la distance o la pompe change le sens de sa course sont appelés "l'inversion", et avec des systèmes d'entraînement à moteur pneumatique, une petite variation de pression apparaît habituellement dans le liquide débité par la pompe lors de l'inversion Cependant, cette variation de pression est habituellement très faible, car un moteur pneumatique a une faible inertie et est capable d'effectuer très rapidement le cycle d'inversion, c'est-à-dire qu'un moteur pneumatique possède très peu d'inertie ou d'énergie emmagasinée à dissiper lors de l'inversion A l'instant ou vers l'instant de l'inversion, les clapets de retenue de liquide dans une pompe à mouvement alternatif contribuent aussi aux variations

de pression qui apparaissent durant l'intervalle de l'inver-

sion L'effet d'inversion dans son ensemble est une brusque chute de pression suivie immédiatement d'une pointe de pression, mais la faible inertie d'un dispositif d'entraîne- ment à moteur pneumatique provoque une correction rapide de cette perturbation de pression Cependant, lorsqu'une pompe à mouvement alternatif est entraînée par un système de moteur électrique à couple réglé, l'inertie du système du moteur amplifie ces perturbations de pression, engendrant une chute de pression plus longue et une pointe de pression plus élevée durant l'intervalle de l'inversion Ceci a longtemps été considéré comme un inconvénient de l'utilisation des systèmes

de moteur électrique à couple régulé à cet effet.

Une autre particularité avantageuse de l'utilisa-

tion d'un moteur pneumatique linéaire pour entraîner une pompe à mouvement alternatif linéaire est la possibilité pour le moteur pneumatique de "caler" lorsque la pression de débit du liquide devient suffisamment élevée pour contrebalancer la pression d'air appliquée au moteur pneumatique Cette particularité est particulièrement importante dans des systèmes dans lesquels un écoulement de liquide peut être établi et arrêté de façon intermittente, par exemple dans des systèmes de distribution de liquide ou de distribution de peinture Lorsque le robinet d'écoulement de liquide est brusquement arrêté, le moteur pneumatique arrête tout mouvement supplémentaire d'entraînement dès que la pression du liquide bloqué devient égale à la pression d'entraînement du moteur pneumatique, et le moteur pneumatique reste dans l'état calé jusqu'à ce que le robinet d'écoulement de liquide

soit de nouveau ouvert.

L'un des inconvénients de l'utilisation d'un système d'entraînement à moteur pneumatique est qu'une source extérieure de pression d'air est nécessaire, et ces systèmes tendent à être d'un rendement énergétique relativement faible Du fait de ces inconvénients et autres inconvénients, on a conçu d'autres formes de systèmes d'entraînement à moteur destinées à être reliées mécaniquement à des systèmes de pompage à mouvement alternatif linéaire Les systèmes d'entraînement à moteur électrique ont été essayés dans cette

application, ces systèmes comportant des commandes électri-

ques pour réguler la vitesse d'entraînement du moteur en fonction de la pression ou du débit d'écoulement volumique liquide Des commutateurs électriques de coupure ont été conçus pour déconnecter l'énergie électrique d'un tel moteur lorsque l'on rencontre des conditions de pression bloquée, et des systèmes d'entraînement à moteur à courant continu ont été conçus, systèmes dans lesquels on permet au moteur d'atteindre un état calé avec un courant constant, de niveau réduit, appliqué au moteur pour produire un couple du moteur qui contrebalance la pression de blocage dans le système de

distribution de la pompe.

Un inconvénient de l'utilisation d'un moteur à

courant continu pour entraîner une pompe à mouvement alter-

natif linéaire réside dans le fait que le moteur à courant continu possède habituellement une très haute inertie ou énergie emmagasinée, ce qui devient un problème lors d'une inversion de la pompe d'un sens de course à l'autre Pendant l'inversion de la pompe, la pression du liquide chute habituellement momentanément, ce qui a pour résultat un brusque accroissement de la vitesse du moteur; ensuite, la vitesse accrue du moteur développe une pression plus élevée qui est considérée comme étant un à-coup de pression dans le système de distribution de la pompe à la fin du cycle d'inversion Des pointes de pression apparaissent donc dans

chaque cycle d'inversion, ce qui peut dégrader les carac-

téristiques de distribution de liquide que l'on souhaite dans tout système donné Lorsque des robinets d'écoulement de liquide se trouvant dans le système sont ouverts et arrêtés, des variations de pression apparaissent naturellement par

suite de l'inertie du moteur, ce qui a pour résultat des à-

coups de pression et d'écoulement qui perturbent les carac-

téristiques d'écoulement de liquide relativement douces

souhaitées par le système.

L'invention procure une technique de gestion de l'énergie pour commander un système d'entraînement à moteur à courant continu du type décrit, afin d'empêcher une

surpression du système de distribution de liquide L'inven-

tion propose un appareil et un procédé pour la commande de l'appareil, lequel procédé absorbe électriquement l'énergie cinétique du rotor du moteur lorsque l'écoulement du liquide s'arrête, et limite l'augmentation de vitesse du moteur durant les inversions ee la pompe à liquide L'invention permet aussi une réduction de la consommation d'énergie du système dans des conditions de pression bloquée en réduisant sélectivement la puissance d'attaque du moteur électrique

durant de telles conditions.

L'invention concerne un circuit de commande d'attaque d'un moteur à courant continu utilisant un capteur de courant destiné à contrôler le courant/couple du moteur, et une commande de point de consigne pour permettre un

réglage manuel de la caractéristique courant/couple souhai-

tée La vitesse et la position du moteur sont contrôlées par un codeur, et un microprocesseur est connecté aux dispositifs de contrôle et de détection et au circuit de commande d'attaque du moteur Les particularités coopérantes de l'invention produisent une caractéristique vitesse/couple du moteur améliorée qui approche plus étroitement les conditions idéalisées vitesse/couple de travail du moteur pour produire

un couple moteur constant sous des conditions de fonction-

nement très diverses Les circuits de la présente invention réduisent aussi la charge de courant demandée au circuit d'attaque du moteur afin d'améliorer l'efficacité globale du

courant d'attaque du moteur Le procédé pour faire fonction-

ner le circuit de commande d'attaque du moteur est commandé par le microprocesseur dans l'un quelconque de six états de fonctionnement Le microprocesseur commande le courant d'attaque du moteur dans des conditions de calage initial du moteur, dans des conditions de calage prolongé du moteur, dans des conditions d'écoulement initial de liquide, dans des

conditions de pompage linéaire, dans des conditions d'inver-

sion de la pompe et dans des conditions d'interruption

brusque de l'écoulement du liquide pompé.

Un objet principal de l'invention est de procurer un système de commande de moteur à courant continu destiné à

entraîner un système de pompage de liquide dans des con-

ditions de pression uniforme du liquide.

Un autre objet de l'invention est de procurer un système de commande de moteur à courant continu demandant une énergie réduite par rapport à celle connue dans l'art antérieur. Un autre objet et un avantage de l'invention sont de procurer un système de commande de moteur à courant continu destiné à minimiser des à-coups de pression dans le système de distribution de liquide durant une inversion de la pompe et durant des intervalles d'écoulement de liquide

interrompu dans le système.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure l A montre une courbe classique vitesse/couple d'un moteur; la figure 1 B montre la courbe vitesse/couple d'un moteur produite par la présente invention; la figure 2 est un schéma global simplifié de la présente invention; la figure 3 A est un schéma simplifié du circuit d'attaque du moteur et du moteur; la figure 3 B montre la séquence de commutation du moteur; la figure 4 est un schéma de circuits de contrôle du courant commun ou de bus; la figure 5 montre certains des circuits de détection de vitesse et de simulation des courants de phase; la figure 6 montre les circuits de sommation et de génération d'erreur de courant; la figure 7 montre certains des circuits de commande du moteur;

la figure 8 montre les circuits de micro-

traitement; la figure 9 est une vue en perspective montrant le moteur et le codeur; et la figure 10 est un organigramme du procédé de

fonctionnement.

En référence d'abord à la figure l A, il est montré une courbe classique couple/vitesse d'un moteur La région 1 de cette courbe est essentiellement régie par les caractéristiques physiques du moteur proprement dit, et ne25 peut pas être notablement modifiée une fois que la conception particulière du moteur est choisie Dans cette région, un accroissement du couple du moteur a pour résultat une diminution de la vitesse du moteur correspondant de façon presque linéaire La région 2 de la courbe est généralement caractérisée comme étant une région de fonctionnement dans laquelle un accroissement du couple de charge du moteur a pour résultat une réduction brusque et généralement exagérée de la vitesse du moteur Les courants internes moyens d'attaque du moteur augmentent en correspondance avec le couple, mais produisent une vitesse de moteur progressivement plus basse La région 3 de la courbe est une région de fonctionnement en surcharge importante, dans laquelle des augmentations élevées du couple (et du courant) apparaissent tandis que la vitesse du moteur chute jusqu'à zéro, ce qui est caractérisé comme une condition de "calage" La caractéristique de repli de cette partie de la courbe est due à l'ondulation du couple du moteur, et le moteur cale lorsque

le rotor délivre un couple minimal avec un courant constant.

La figure 1 B montre une caractéristique vitesse/couple d'un moteur qui est obtenue avec la présente invention, dans laquelle la région 1 dépend encore des caractéristiques de concepuion du moteur La région 2 est une ligne verticale presque idéalisée indiquant que le moteur délivre un couple sensiblement constant sur une large plage de conditions de vitesse de fonctionnement La région 3 de la caractéristique classique d'entraînement est pratiquement

éliminée avec la présente invention.

La figure 2 montre un schéma fonctionnel et global simplifié de la présente invention On peut se référer à cette figure dans la totalité de la eescription qui suit pour reconnaître convenablement les circuits particuliers de l'invention qui sont décrits plus en détail ci-après La figure 2 illustre, sous forme schématique simplifiée, l'interconnexion de divers circuits à décrire ici, et elle

montre l'agencement global de la forme d'appareil de l'inven-

tion Certains des blocs montrés sur la figure 2 ne sont pas décrits en détail ici, car ils sont représentés par des composants classiques, disponibles dans le commerce Par exemple, le circuit redresseur 20 est un redresseur monophasé classique destiné à convertir une tension alternative en une tension continue pour fournir le courant demandé par le

moteur particulier que l'on choisit d'utiliser avec l'inven-

tion Le circuit redresseur 20 comprend une grosse capacité connectée entre les bornes de la ligne à tension continue

pour emmagasiner de l'énergie La forme préférée de réalisa-

tion utilise deux condensateurs de 1400 microfarads (gf) montés en parallèle, à cet effet Un convertisseur N/A 30 peut être un convertisseur numérique-analogique à 10 bits, disponible dans le commerce, par exemple un produit fabriqué par la firme Analog Devices Corporation Un capteur 40 de courant est avantageusement du type désigné IHA-100, fabriqué par F W Bell Company Un microprocesseur 50 peut être un produit que l'on peut se procurer dans le commerce, tel qu'un processeurl Intel du type 87 C 51 Des circuits d'attaque

d'entrée/sortie 54 peuvent être produits à partir de semi-

conducteurs d'attaque/réception classiques, R 5232, disponi-

bles dans le commerce Une commande 60 de moteur est une conception de puce à circuit fabriquée par la firme Unitrode,

sous la désignation Type UC 1625.

Une source convenable de courant alternatif est connectée au redresseur 20 dont la sortie produit une tension et un courant continus filtrés Le courant passe à tsavers le capteur 40 de courant et arrive aussi au circuit 70 d'attaque

du moteur Le courant est délivré à un moteur 90 par l'inter-

médiaire de trois phases de bobinage décrites ci-après Le moteur 90 est accouplé à un codeur 80 d'arbre qui délivre, par une ligne 84, un signal de position du moteur à un circuit 60 de commande du moteur, et par une ligne 83 un signal à des circuits 82 de vitesse/sens Les circuits 82 de vitesse/sens délivrent des représentations numériques de la

vitesse et du sens au microproceseur 50.

Le courant capté par le capteur 40 de courant est contrôlé par des circuits 42 de contrôle de courant Les circuits 42 de contrôle de courant délivrent un signal de

sortie à des circuits 46 de suivi de crête et à un com-

parateur 62 Les circuits 46 de suivi de crête reçoivent aussi un signal d'entrée provenant de circuits 45 de commande de vidage, lequel signal d'entrée est une fonction de l'information de vitesse du moteur Les circuits 45 de commande de vidage reçoivent des signaux d'entrée d'un circuit 64 de vitesse moyenne et de circuits 47 de freinage inverse Les circuits 47 de freinage inverse reçoivent un signal d'entrée provenant du microprocesseur 50 Le circuit 64 de vitesse moyenne reçoit son signal d'entrée du circuit 60 de commande du moteur, et il transmet aussi un signal de

sortie à un circuit 63 de sommation de commande de courant.

Un signal de point de consigne, pouvant être réglé par un opérateur, est couplé à un comparateur 32 de point de consigne qui reçoit aussi un signal d'entrée provenant du convertisseur N/A 30 Le signal de sortie du

comparateur 32 de point de consigne est appliqué au micro-

processeur 50 Le signal de point de consigne établi par l'opérateur est développé par l'intermédiaire d'une boucle de réaction constituée du comparateur 32, du microprocesseur 50 et du convertisseur N/A 30 Un compteur binaire situé dans le microprocesseur 50 développe un signal de sortie qui est introduit dans le convertisseur N/A 30, et le convertisseur N/A 30 développe un signal de sortie analogique qui est représentatif de ce signal binaire d'entrée La tension de sortie est introduite dans le comparateur 32 pour être comparée à la tension réelle du point de consigne Si les deux tensions s'avèrent différentes, le comparateur 32 développe un signal qui est introduit dans le microprocesseur pour augmenter ou diminuer le comptage jusqu'à une valeur différente Lorsque la valeur de comptage, après conversion par le convertisseur N/A 30, est égale au signal du point de consigne réel, le comparateur 32 génère un signal pour le microprocesseur 50 afin d'interrompre la poursuite de

l'ajustement du compteur binaire En conséquence, le micro-

processeur 52 retient une représentation numérique de la valeur du point de consigne, et cette valeur est convertie en une représentation de tension analogique à utiliser dans les circuits analogiques de la figure 2 Le signal de tension de sortie analogique du convertisseur N/A est traité par trois circuits de sommation 63, 65 et 67, et il est délivré sous une forme modifiée à un circuit comparateur 62 qui compare le signal avec le signal de sortie des circuits 42 de contrôle de courant, afin de générer un signal de commande pour le circuit 60 de commande du moteur Le microprocesseur 50 produit aussi un signal "BRK 1 " pour les circuits 48 de freinage d'inversion, lesquels circuits convertissent ce signal en un signal de direction (DIR) et de quadrature (QUAD), chacun d'eux étant transmis au circuit 60 de commande du moteur, et le microprocesseur 50 produit aussi un signal "BRK 2 " pour les circuits de freinage d'inversion 47 Le microprocesseur 50 reçoit des signaux binaires en/hors provenant des circuits 82 de vitesse/sens, lesquels signaux sont couplés avec des signaux d'opto-interrupteur générés par le codeur 80 par l'intermédiaire de lignes 83 Ces signaux autorisent le microprocesseur 50 à calculer la vitesse du moteur 90 et à calculer le sens de rotation du moteur 90; en conséquence, le microprocesseur 50 est également capable de calculer l'accélération ou la décélération du moteur 90, lequel est utilisé pour développer les signaux '"BRK 1 " et "BRK 2 " Le microprocesseur 50 est également connecté à un registre d'entrée/sortie (E/S) 54, qui est constitué de circuits R 5232 classiques, pour permettre au microprocesseur de communiquer avec des dispositifs numériques extérieurs

et des processeurs de calculateur.

En référence à présent à la figure 3 A, celle-ci

montre un schéma du moteur (M) 90 et des circuits 70 d'atta-

que du moteur Ce schéma est représentatif de moteurs typiques à courant continu, sans balai, à couple régulé, dans lesquels les enroulements sont agencés en trois phases U, V et W Les enroulements respectifs du moteur sont connectés chacun à une branche à deux transistors, montage dans lequel l'enroulement U du moteur est connecté entre des transistors Ul et U 2, l'enroulement V du moteur est connecté entre des transistors V 3 et V 4 et l'enroulement W du moteur est connecté entre des transistors W 5 et W 6 Le circuit 70 il constitue un circuit convertisseur uriphasé, dans lequel deux des six transistors illustrés sont mis en conduction à tout instant donné pour faire passer du courant dans les divers enroulements du moteur Chacun des transistors Ul, U 2, V 3, V 4, W 5 et W 6 comporte une diode D connectée en parallèle et polarisée en sens contraire Les diodes D deviennent chacune sélectivement polarisées en sens passant durant des parties de la séquence d'attaque du moteur, à décrire ci-après. La sélection des deux transitors, faisant partie des transistors du circuit 70, devant être mis en conduction à tout instant donné est réalisée par le circuit 60 de commande du moteur, en fonction de la position du rotor du moteur Le processus de sélection est appelé commutation, et une séquence particulière est suivie pour assurer un couple positif à partir du moteur dans des conditions d'entraînement soit en sens vers l'avant, soit en sens inverse La séquence de commutation est illustrée sur la figure 3 B o chaque paire de chiffres identifiée à l'intérieur d'un petit cercle correpond à l'identification du transistor de la figure 3 A. Le temps pendant lequel deux transistors quelconques peuvent être sélectionnés est défini comme étant la période de commutation; l'intervalle de temps, à l'intérieur d'une période de commutation, pendant lequel des transistors sont réellement mis en conduction détermine le courant moyen circulant dans les enroulements et détermine donc le couple qui est délivré par le moteur 90 Dans des conditions de fonctionnement pratique " 2-QUAD", l'un des deux transistors

sélectionnés durant toute période de commutation est habi-

tuellement laissé en conduction pendant la totalité de la période de commutation, et l'autre des deux transistors est sélectivement rendu conducteur pendant une partie de la période, suivant la demande de courant du moteur Cette mise

en conduction sélective est appelée "hachage" et est comman-

dée par la simple application d'un signal d'attaque commandé à un transistor pendant un intervalle de temps choisi En référence aux figures 3 A et 3 B, une séquence typique de fonctionnement pour entraîner le moteur dans le sens vers l'avant peut être aisément comprise Par exemple, pendant la première période de commutation, le signal Ul de mise en conduction du transistor est appliqué et le signal V 4 du transistor est appliqué sélectivement pendant 1 'intervalle de hachage; ceci produit une circulation de courant dans les enroulements U et V Durant la période de commutation -suivante, le signal Ul d'attaque du transistor reste appliqué et le signal W 6 est appliqué sélectivement pendant l'inter- valle de hachage; ceci produit un courant d'attaque du moteur passant dans les enroulements U et W Pendant la période de commutation suivante, le signal V 3 d'attaque de transistor est appliqué et le signal W 6 d'attaque de transis-15 tor est appliqué sélectivement durant l'intervalle de hachage; ceci produit un courant d'attaque du moteur dans les enroulements V et W Durant la période de commutation suivante, le signal V 3 d'attaque de transistor est appliqué et le signal d'attaque U 2 est appliqué sélectivement durant20 l'intervalle de hachage; ceci produit un courant d'attaque à travers les enroulements V et U du moteur Pendant la période de commutation suivante, le signal W 5 d'attaque de

transistor est appliqué et le signal U 2 d'attaque de tran-

sistor est appliqué sélectivement pendant l'intervalle de hachage; ceci produit un courant d'attaque du moteur à travers les enroulements W et U Pendant la période de commutation suivante, le signal W 5 d'attaque de transistor est appliqué et le signal V 4 d'attaque de transistor est appliqué sélectivement durant l'intervalle de hachage; ceci

produit un courant d'attaque du moteur à travers les en-

roulements W et V La séquence se répète ensuite d'elle-même comme décrit ici Pour attaquer en sens inverse le moteur, la séquence des signaux est inversée comme montré sur la figure 3 B. Dans des conditions de fonctionnement " 4-QUAD", les deux transistors sélectionnés durant toute période de

commutation sont mis en conduction et bloqués en coïncidence.

Ce type de fonctionnement est particulièrement utile en association avec la présente invention, comme décrit ci- après. Pendant le fonctionnement du moteur selon la

séquence de commutation décrite ci-dessus, une force contre-

électromotrice est développée dans les enroulements du

moteur, laquelle est proportionnelle à la vitesse du rotor.

Cette force contre-électromotrice s'oppose à la circulation du courant dans les enroulements du moteur et affecte le fonctionnement du moteur de différentes manières, suivant les régions de fonctionnement de la figure l A dans lesquelles le moteur est attaqué Par exemple, dans la région 1, la vitesse du moteur est élevée et la force contre- électromotrice est relativement grande Le courant de phase à travers le moteur est donc réduit et le couple produit résultant est réduit de façon correspondante Lorsque la vitesse du moteur diminue, le courant de phase à travers les enroulements croît vers une valeur de courant correspondant à un point de consigne

quelconque qui a été sélectionnée en un point de fonction-

nement particulier Cependant, du fait de la séquence de commutation, le courant de phase n'atteint jamais tout à fait le point de consigne du courant et le circuit d'attaque du moteur n'est donc pas obligé d'effectuer un "hachage" quelconque dans la région 1 de la figure l A. Dans la région 2, la vitesse du moteur est

suffisamment basse pour réduire la force contre-électromo-

trice afin qu'un courant de phase plus grand circule à travers les enroulements Dans cette région, le courant de phase moyen n'augmente pas jusqu'au point de consigne lorsque la vitesse du moteur décroît Divers degrés de "hachage" sont donc nécessaires pour commander le fonctionnement au point de

consigne choisi pour le moteur.

Dans la région 3, la vitesse du moteur est si basse que la force contreélectromotrice approche de zéro, ce qui a pour résultat une très faible opposition au courant de phase Le courant de phase passe donc au-dessus du point de consigne choisi pour le moteur et un hachage important se produit Le rythme de variation de la circulation de courant à travers les enroulements dans la région 3 peut en fait être supérieur aux possibilités des transistors de commutation et les courants de phase peuvent donc s'élever plus haut que les

demandes de points de consigne l'indiquent.

Les problèmes de force contre-électromotrice et de courant de phase qui apparaissent dans chacune des régions

montrées sur la figure l A sont à l'origine des caractéristi-

ques non linéaires de la courbe vitesse/couple du moteur, illustrées sur la figure Un objet principal de l'invention est de proposer des circuits électriques de contrôle et de commande pour éliminer ces problèmes de vitesse/couple du

moteur et pour produire les caractéristiques de fonction-

nement montrées sur la figure 1 B Les circuits décrits ci-

après atteignent ce but.

La première particularité de 1 ' invention concerne la représentation de la courbe vitesse/couple du moteur dans la région 2 de la figure l A pour convertir la région 2 à la caractéristique illustrée dans la région 2 de la figure 1 B. La réalisation de cette particularité peut être obtenue par l'addition d'un signal analogique proportionnel à la vitesse du moteur au point de consigne du courant, compensant ainsi les variations de vitesse du moteur et l'effet de ces

variations sur les caractéristiques vitesse/couple.

La seconde particularité de l'invention concerne la courbe vitesse/couple du moteur dans la région 3 de la figure l A, qui est provoquée par lescaractéristiques de fonctionnement du moteur et des circuits de commande du moteur lorsque les transistors de hachage sont mis en conduction alors que le courant de phase du moteur est plus

élevé que le courant du point de consigne Cette par-

ticularité est réalisée par l'obtention de la valeur du courant instantané dans les enroulements du moteur (couple) et le développement d'un signal qui peut être utilisé pour commander le hachage des transistors dans le circuit d'atta- que du moteur Ceci peut être réalisé par l'utilisation de capteurs de courant multiples et d'autres circuits associés aux enroulements du moteur, mais la présente invention obtient le résultat avec un seul capteur La réalisation est possible car le rythme de décroissance des courants de phase du moteur dépend de la vitesse du moteur ou de la force

contre-électromotrice du moteur Etant donné que la résis-

tance et l'inductance des enroulements du moteur sont connus, une mesure de la vitesse du moteur permet de déterminer le rythme de variation du courant dans les enroulements du moteur L'invention utilise donc un circuit de suivi et de blocage de crête pour saisir le signal de courant instantané du moteur et pour faire varier le rythme de décroissance du courant de phase du moteur en fonction de la vitesse du moteur afin de produire un signal de sortie représentatif du

courant instantané (couple) dans les enroulements du moteur.

Ceci produit un signal de commande devant être appliqué pour éliminer la région 3 de la courbe vitesse/couple du moteur de

la figure l A, comme décrit ci-après.

Une troisième particularité de 1 'invention est de réaliser un freinage inverse commandé du moteur pour atténuer l'énergie initielle stockée du rotor du moteur Un freinage inverse est une technique qui a été utilisée dans le passé pour ralentir ou arrêter un moteur continu sans balai en amenant la force contre-électromotrice à produire un courant, le courant circulant en sens inverse dans le moteur pour faire fonctionner le moteur en générateur Ceci convertit l'énergie cinétique du rotor en énergie électrique et ralentit le rotor Une technique antérieure pour atteindre ce but consiste à utiliser un transistor pour amener le courant inverse à passer à travers une résistance de puissance et à convertir ainsi l'énergie électrique en chaleur Une autre

technique antérieure pour le freinage inverse est la techni-

que consistant à inverser la séquence de commutation dans les circuits d'attaque du moteur pour établir un trajet pour la circulation du courant inverse dans les enroulements du moteur; ceci produit des courants d'enroulement du moteur extrêmement intenses, et les transistors des circuits

d'attaque du moteur doivent être surdimensionnés en consé-

quence pour faire face à ce courant.

La technique de la présente invention pour un freinage inverse commandé est similaire à la technique de la

séquence de commutation inverse, avec l'avantage supplémen-

taire que l'intensité du courant inverse est réglée Au lieu d'inverser simplement la séquence de commutation, la présente

invention modifie aussi la technique du "hachage", c'est-à-

dire la technique de mise en conduction et de blocage des transistors d'attaque du conducteur Au lieu de mettre en

conduction un transistor pendant toute la période de com-

mutation et l'autre transistor sélectivement en conduction pendant une partie de la période de commutation ( 2-QUAD), l'invention met en conduction et bloque simultanément les deux transistors ( 4-QUAD) Ceci permet au courant inverse de circuler librement dans les enroulements du moteur en passant

par les diodes D polarisées en sens inverse.

En référence aux schémas, lorsque cela est possible, les composants de circuit sont identifiés par leurs valeurs réelles, c'est-à-dire que les résistances sont indiquées en ohms ou en kilohms et que les condensateurs sont indiqués en microfarads (if) De la même manière, les diodes sont identifiées par la désignation de leurs types par le fabricant, étant bien entendu que toutes les diodes sont

aisément disponibles dans le commerce Les divers amplifica-

teurs opérationnels et autres circuits à semiconducteurs qui

sont illustrés symboliquement sont décrits, dans l'explica-

tion suivante, par le fabricant et à l'aide de la désignation de type du fabricant, et tous ces composants sont également

aisément disponibles dans le commerce.

En référence à présent à la figure 4, les circuits 42 de contrôle de courant sont représentés Ces circuits reçoivent un signal d'entrée du capteur 40 de courant, ce signal étant dans la plage de 200 millivolts par ampère de courant de moteur capté Le courant capté peut être de sens positif ou négatif suivant les conditions de fonctionnement du moteur Ce signal de tension est reçu à une borne 100, sous la forme d'une tension positive ou négative, et des amplificateurs opérationnels 212 a et 212 b (Motorola Type MC 1558) convertissent ce signal de tension en un signal de valeur absolue de la même amplitude Le signal est ensuite conduit à des amplificateurs opérationnels 220 a et 220 b (National Type LM 2904) qui additionnent un décalage de

tension positive au signal reçu, élevant ainsi à ap-

proximativement 300 millivolts la valeur captée "nulle" du courant Le signal est ensuite appliqué à des amplificateurs opérationnels 221 a et 221 b (National Type LM 2904 N) qui éliminent toutes les tensions négatives en écrétant le signal à zéro volt et en filtrant la totalité des signaux de bruit au-dessus de un mégahertz ( 1 M Hz) Le signal de sortie est ensuite délivré à la borne 101 qui est la borne d'entrée du circuit 46 de suivi de crête, ainsi qu'à la borne d'entrée du

comparateur 62.

La figure 5 montre le circuit 46 de suivi de crête, le circuit 45 de commande de vidage et le circuit 64 d'établissement d'une moyenne analogique de la vitesse Le circuit 64 de calcul de moyenne analogique de la vitesse reçoit un signal d'entrée du circuit 60 de commande du moteur par l'intermédiaire d'une borne d'entrée 105 et produit un signal analogique de sortie qui est égal à une tension négative de 3,4 volts pour 1000 tours par minute (tr/min) du moteur Le signal d'entrée sur la borne 105, appliqué à des amplificateurs opérationnels 216 a et 216 b, qui comprennent le circuit 64 de calcul de la moyenne analogique de la vitesse, est un train d'impulsions provenant du circuit 60 de commande

du moteur, chaque impulsion ayant une largeur de 800 micro-

secondes (gs), avec 18 impulsions pour chaque tour du moteur. Une sortie de l'amplificateur opérationnel 216 a est connectée à un amplificateur opérationnel 219 a du circuit de commande de vidage Le circuit 45 comporte une sortie

vers le circuit 46 de suivi de crête pour "vider" le conden-

sateur 49 du détecteur de crête La vitesse de ce "vidage" est proportionnelle à la vitesse moyenne du moteur Le circuit 46 de suivi de crête simule en fait le courant circulant dans les enroulements du moteur durant le temps "hors" dans le mode de hachage du moteur; l'amplificateur 219 b réalise un vidage du condensateur 49 du détecteur de crête proportionnel à la vitesse, modifiant ainsi le signal du circuit de suivi de crête pour constituer un signal qui est proportionnel au courant instantané en circulation dans les enroulements du moteur Les amplificateurs opérationnels 216 a et 216 b sont des circuits du type LM 2904 N de la firme National; les amplificateurs opérationnels 219 a et 219 b sont de la même désignation Les amplificateurs opérationnels 213 a et 213 b sont du type MC 1558 U de la firme Motorola Le comparateur 210 a est un comparateur LM 2903 M de la firme National, utilisé pour inhiber la fonction "blocage" durant un fonctionnement en " 4-QUAD", car, pendant un fonctionnement en " 4-QUAD", le courant IBUS est égal au courant IPHASE' Le circuit 46 de suivi de crête reçoit un premier signal d'entrée à la borne 101 en provenance du circuit 42 de contrôle de courant; il reçoit un deuxième signal d'entrée provenant de l'amplificateur opérationnel 219 b à partir du circuit 45 de commande de vidage; et il reçoit un troisième signal d'entrée provenant du comparateur 210 a Le signal de sortie du circuit 46 de suivi de crête est appliqué à la borne 102 en tant que signal d'entrée pour le circuit 65 de sommation. Le circuit 64 de calcul de la moyenne analogique

de la vitesse produit aussi, par l'intermédiaire de l'ampli-

ficateur opérationnel 216 b, un signal d'entrée 103 pour l'amplificateur 63 de sommation, devant être additionné au signal reçu à la borne 106 (voir figure 6) Le signal à la borne 106 est le signal analogique de sortie du convertisseur N/A représentatif du point de consigne pour la condition d'attaque souhaitée du moteur En additionnant le signal du circuit de calcul de la moyenne analogique de la vitesse au signal du point de consigne, l'amplificateur 215 a produit un signal de sortie qui accroît le signal du point de consigne

afin de corriger le couple moyen à des vitesses plus élevées.

Ce signal de sortie est appliqué en tant que signal d'entrée dans le sommateur 65 et le sommateur 67 Un amplificateur 217 a du circuit 64 de sommation reçoit aussi un signal d'entrée provenant du circuit 46 de suivi de crête par l'intermédiaire de la borne d'entrée 102, et le signal de sortie du sommateur 65 est un signal d'erreur qui est une fonction de la différence entre le signal instantané des enroulements du moteur généré par les circuits 45 et 46 et la valeur en cours du point de consigne Le signal de sortie du sommateur 65 est un signal qui est égal à dix fois la différence entre le signal de courant instantané et le signal de point de consigne Ce signal de sortie ne peut être que soustractif et peut être seulement aussi grand que le signal

du point de réglage lui-même Le signal de sortie de l'ampli-

ficateur 217 b du sommateur 65 est couplé en tant que second signal d'entrée dans l'amplificateur 214 a du sommateur 67 qui

produit un signal égal à la somme des deux signaux d'entrée.

Le signal de sortie de l'amplificateur 214 b du sommateur 67 est un signal désigné ICONSIGNE' qui est la valeur ajustée du point de consigne du courant (couple) Cette valeur du point de consigne est appliquée par l'intermédiaire d'une borne 104 au comparateur 62 en tant que signal d'entrée, lequel est comparé au signal de sortie provenant des circuits 42 de contrôle de courant, de façon à produire un signal pour le circuit 60 de commande du moteur (figure 7) Ce signal coupe la tension d'attaque appliquée aux circuits d'attaque de base des circuits de commande du moteur et "hache" donc le courant

d'attaque du moteur.

La figure 7 montre le circuit 60 de commande du moteur et certains des circuits 48 de freinage inverse De plus, le circuit 60 de commande du moteur reçoit des signaux de commutation du moteur par l'intermédiaire de bornes 112, 113 et 114 En référence à la figure 9, ces signaux sont développés par un circuit 85 à diodes électroluminescentes et phototransistors sur le moteur 90, en combinaison avec une roue dentée 86 fixée à l'arbre du moteur La roue 86 comporte trois dents 87 a, 87 b et 87 c qui tournent entre chaque diode électroluminescente et chaque phototransistor formant une paire, ces paires étant appelées coupleurs opto-électroniques 91, 92 et 93, de façon à produire un signal de commutation à chaque fois qu'une dent coupe ou ouvre le trajet de lumière dans ces dispositifs Par conséquent, un tour du moteur produit 18 impulsions de commutation suivant une séquence établie dans le temps, sur la base du positionnement relatif de la position des coupleurs opto-électroniques par rapport à la position de la roue Etant donné que les trois coupleurs opto-électroniques sont espacés fixement le long du trajet de rotation de la roue, chaque dent de la roue couple le trajet lumineux des coupleurs électroniques respectifs sur une séquence prédéterminée correspondant à la séquence de

commutation des enroulements du moteur Des signaux représen-

tatifs de cette séquence de commutation sont couplés dans le circuit 60 de commande du moteur par l'intermédiaire de lignes 84 Les signaux primaires de sortie provenant du circuit 60 de commande du moteur sont six signaux 120 d'attaque de base qui sont connectés dans le circuit 70 d'attaque du moteur Ces six signaux correspondent aux signaux d'attaque de base pour les transistors Ul, U 2, V 3, V 4, W 5 et W 6 comme illustré sur la figure 3 A. Le circuit 60 de commande du moteur reçoit aussi deux signaux d'entrée provenant des amplificateurs 211 a et 211 b de freinage inverse Ces amplificateurs sont activés par un signal "BRK li provenant du microprocesseur 50 au moment o le système détecte que le freinage inverse est demandé. Les deux signaux introduits dans le circuit 60 de commande du moteur modifient le fonctionnement de la commande 60 du10 moteur en la faisant passer d'un "HACHAGE 2-QUAD" à un "HACHAGE 4-QUAD"; autrement dit, la séquence de hachage normal de la commande 60 du moteur ( 2-QUAD) consiste à mettre en conduction l'un des transistors de commutation pendant

toute la période de commutation et à mettre en conduc-

tion/bloquer l'autre transistor pendant la partie "HACHAGE" de la période; durant un freinage inverse, la séquence de hachage passe à " 4- QUAD", séquence dans laquelle les deux transistors sont mis en conduction et bloqués ensemble durant l'intervalle de hachage de la période de commutation Cette commutation simultanée permet à des courants de circuler dans les enroulements du moteur en sens inverse des courants des phases normales afin de produire un effet de freinage sur la rotation du rotor De plus, on fait passer ce courant dans le capteur 40 de courant et l'amplitude du courant est réglée par les mêmes techniques que celle utilisée pour les courants

des phases normales.

La figure 8 montre le microprocesseur 50 et les circuits associés Le microprocesseur 50 calcule un signal de point de consigne numérique à 10 bits et transmet ce signal au convertisseur N/A 30 par l'intermédiaire d'accès P 1,0-P 1,7, et P 2,0-P 2,1 Le signal analogique de sortie du

convertisseur N/A 30 est transmis à un circuit 63 de som-

mation par l'intermédiaire de la borne de sortie 106 et il est également transmis au comparateur 209 L'autre signal d'entrée du comparateur 209 est le signal de point de

consigne ajustable par l'opérateur, appliqué par l'intermé-

diaire de la borne 110 Le signal de sortie du comparateur 209 est renvoyé dans le microprocesseur 50 pour mettre à jour un compteur de point de consigne Lorsque la valeur du point de consigne établie par le compteur, convertie par le convertisseur N/A 30, est égale au signal du point de consigne sur la borne 110, le microprocesseur 50 inverse le sens du comptage, et il compte ensuite une unité dans le sens progressif et d'une unité dans le sens régressif autour de la valeur d'équilibre du point de consigne jusqu'à ce qu'une

autre différence soit détectée par le comparateur 209.

Le microprocesseur 50 reçoit aussi des signaux binaires représentatifs de la vitesse et du sens du moteur Ces signaux ont pour origine le circuit 85 du codeur 80 qui est fixé mécaniquement au moteur 90 (voir figure 9), et

ils sont transmis au circuit 82 de vitesse/sens par l'inter-

médiaire des bornes 107 et 108 Les signaux reçus aux bornes

107 et 108 sont des signaux d'interrupteurs opto-électroni-

ques, le signal présent sur la borne 107 représentant la rupture du faisceau lumineux du coupleur opto-électronique 95 par un premier bord de chacune des dents 94 du codeur tournant, et le signal à la borne 108 représentant la rupture du faisceau lumineux d'un coupleur optoélectronique 96 par le second bord de la dent 96 du codeur en rotation La séquence de réception de signaux sur les bornes 107 et 108 fournit une indication du sens de rotation du rotor du moteur et la mesure du temps compris entre des signaux reçus par la borne 107 représente la vitesse de rotation du rotor du moteur 90 Les signaux reçus à la borne 107 sont transmis par des inverseurs 201 a et 201 b de façon à instaurer ou restaurer la bascule 202 Un signal reçu à une borne 108 est transmis par un inverseur 201 c de façon à activer la bascule 202 La séquence de réception de ces signaux commande l'état de la bascule 202, lequel état est couplé dans l'accès 2 2 du microprocesseur 50; le microprocesseur 50 est donc capable de déterminer la séquence de réception de ces signaux et le sens de rotation du rotor Le signal à la borne 107 est

également couplé à l'entrée du microprocesseur 50 Type INTO.

Le microprocesseur 50 mesure la période de temps entre des groupes de trois signaux de sens vers l'avant reçus à cette entrée, et il est donc capable de calculer la vitesse de rotation du rotor du moteur Les inverseurs 201 a, 201 b et 201 c sont des circuits disponibles dans le commerce, par exemple du type SN 54 L 514 J fabriqué par la firme Texas Instruments La bascule 202 est une bascule double classique J-K telle que celle du type SN 54 L 5107 J, fabriquée par Texas Instruments. Le procédé de contrôle des divers paramètres du moteur et de réalisation des mesures et calculs nécessaires pour réaliser la courbe de vitesse/couple souhaitée du moteur de la figure 1 B est montré sur la figure 10 La figure 10 porte sur les paramètres qui sont mesurés et commandés durant chaque période de commutation afin de définir l'intervalle de

hachage approprié pour la commande du courant du moteur.

Initialement, en 501, l'opérateur sélectionne manuellement un point de consigne du couple en ajustant un potentiomètre ou un dispositif analogue; ceci établit un courant de point de consigne ICOM* La valeur de courant ICOM commande finalement,

conjointement avec les autres paramètres contrôlés l'inter-

valle de hachage du moteur La vitesse du moteur est contrô-

lée en 502 afin de développer un courant résultant ISPD' et un courant de point de réglage modifié IMOD est développé en 503 Le courant modifié IMOD est rendu égal à la somme

ICOM + ISPD'

Le courant instantané d'attaque du moteur est contrôlé en 504 pour développer un courant IBUS' Le courant IBUS est traité par le circuit interne en 505 afin de saisir

et bloquer le courant de crête instantané ICRETE du moteur.

Cette fonction de saisie et blocage est effectuée par chargement d'un condensateur à une tension représentative ICRETE' Le condensateur est déchargé à une vitesse de réglage par un signal représentatif de la vitesse du moteur ISPDI afin de simuler le courant IPHASE de phase des enroulements du moteur, ce qui a lieu en 506 Le courant de phase simulé IPHASE peut être développé par décharge du condensateur 49 à une vitesse conformément à l'équation IPHASE = ICRETE (l-nt), o N est une constante et t est l'inverse de ISPD' Ce courant de phase simulée en ensuite utilisé dans les autres étapes du

procédé de fonctionnement pour le réglage final de l'inter-

valle de hachage du courant d'attaque du moteur.

En 507, le courant IPHASE est comparé au courant IMOD pour déterminer si le courant PHASE est supérieur au courant IMOD' Le courant IPHASE est plus grand, un courant

IERREUR est développé, et la valeur est réglée à la dif-

férence entre le courant Ip HASE IMOD multipliée par un facteur de 10, en 508 Si le courant IPHASE n'est pas supérieur à IMODI le courant IERREUR est alors établi de façon à être égal à zéro en 509 Dans chaque cas, en 510, un calcul est réalisé pour développer un nouveau courant IREGLACE, qui est réglé de façon à être égal à la somme IMOD + IERREUR' En 511, une comparaison est réalisée entre IBUS et IREGLAGE' Si IBUS n'est pas égal à IREGLAGE, le processus de contrôle se poursuit avec un retour en 504 Si IBUS est égal à IREGLAGE, le courant d'attaque du moteur est haché en 512 durant la partie restante de la période de hachage Ce processus se répète ensuite de lui-même pour les périodes de

hachage suivantes.

La description précédente présente le procédé de

commande du courant d'attaque du moteur pour produire un couple relativement constant sur une gamme extrêmement large de vitesses de fonctionnement Le procédé compense les effets

des variations de la vitesse du moteur et de la force contre-

électromotrice du moteur qui est développée de façon crois-

sante lorsque la vitesse du moteur augmente.

Le fonctionnement des circuits de freinage du moteur de la présente invention peut également être expliqué par rapport aux définitions de divers courants dans les paragraphes précédents La séquence de freinage du moteur se trouve amorcée lorsque le rythme de variation de la vitesse

du moteur devient inférieur à une valeur constante prédéter-

minée, c'est-à-dire lorsque le moteur décélère au-delà d'un rythme prédéterminé Cette condition est reconnue par le microprocesseur 50 lorsque le rythme de variation de la

période mesurée à INTO dépasse une valeur négative prédéter-

minée Cette valeur est établie dans la programmation du microprocesseur 50 et aboutit à ce que le microprocesseur 50 amorce à la fois un signal BRK 1 et un signal BRK 2 Le

signal BRK 1 provoque l'inversion de la séquence de com-

mutation du moteur, et commute aussi le fonctionnement du moteur en un mode de fonctionnement " 4-QUAD", provoquant ainsi la commutation simultanée des transistors d'attaque du moteur Le signal BRK 2 oblige le courant IPHASE à devenir égal à IBUS' et le courant ICOM est remplacé par un courant IFREIN nouvellement défini, le courant IFREIN étant égal à une constante multipliée par la vitesse du rotor Par conséquent, en référence à la figure 10, dans ces conditions, en 501, le nouveau point de consigne est IFREIN' En 503, la valeur modifiée IMOD est rendue égale à IFREIN + ISPD* En 505 et 506, IPHASE est forcé de façon à être égal à IBUS Par conséquent, en 507, la comparaison devient une comparaison indiquant si IBUS est supérieur ou inférieur à IMOD' Du fait de la nature du freinage inverse, IBUS est toujours inférieur à IMOD au commencement de la séquence de hachage net Ceci a pour résultat d'ignorer les blocs 508 et 508, car IERREUR est égal à zéro dans chaque cas EN 510, IREGLAGE devient égal à IMOD et en 511, la comparaison devient une comparaison indiquant si IBUS est égal à IMOD En 512, lorsque IBUS est égal à IMOD' le courant d'attaque du moteur est coupé, mais dans des conditions de fonctionnement en " 4-QUAD" Ceci signifie que deux transistors d'attaque du moteur sont bloqués simultanément En référence à la figure 3 A, le blocage de deux transistors d'attaque du moteur, en même

temps, a pour résultat le passage libre d'un courant d'atta-

que de moteur en recyclage par l'intermédiaire des diodes inverses, en retour dans les condensateurs de stockage des circuits 20 redresseurs de tension Ce courant recyclé inverse est soustrait du courant d'attaque du moteur de façon à dissiper l'énergie de la décélération sous la forme d'énergie électrique stockée dans les condensateurs de stockage du redresseur, et il convertit essentiellement

l'énergie inertielle du rotor en énergie électrique stockée.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil et au procédé décrits et

représentés sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1 Appareil destiné à commander le courant de bus d'attaque dans un système de commande d'un moteur ( 90) à courant continu en réglant sélectivement l'intervalle de commutation de plusieurs commutateurs convertisseurs ( 70) couplés aux enroulements (U, V, W) de champ du moteur, caractérisé en ce qu'il comporte: a) des moyens destinés à sélectionner manuellement

une valeur de couple de point de consigne défi-

nissant le couple de sortie souhaité du moteur; b) des moyens ( 42) destinés à contrôler le courant de bus d'attaque instantané du moteur et la vitesse de rotation du rotor du moteur et à développer à partir de ce contrôle des signaux de réglage; c) des moyens destinés à modifier la valeur de couple de point de consigne, en réponse au signal de réglage de vitesse du rotor du moteur, afin de produire une valeur du point de consigne modifiée; d) des moyens destinés à simuler le courant de phase des enroulements du moteur en utilisant le

courant de bus d'attaque du moteur et les si-

gnaux de réglage de vitesse du rotor pour géné-

rer un signal de courant de phase simulé du moteur; et e) des moyens ( 62) destinés à utiliser ladite valeur de couple modifiée au point de consigne et ledit signal de courant de phase simulé du moteur, pour développer un signal de commande

destiné à bloquer les commutateurs du convertis-

seur. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens destinés à contrôler le courant de bus d'attaque instantané du moteur et à développer à partir de ce courant des signaux de réglage comprennent en outre un capteur ( 40) de courant et un circuit destiné à développer un signal IBUS représentatif du courant de bus d'attaque du moteur. 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens destinés à sélectionner manuellement une valeur de couple de point de consigne comprennent en outre un circuit destiné à développer un signal ICOM représentatif du

couple de point de réglage.

4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens destinés à contrôler la vitesse du rotor du moteur et à développer des signaux de réglage à partir de cette vitesse comprennent en outre un circuit ( 64) destiné à développer un signal ISPD représentatif de la vitesse du

rotor du moteur.

Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens destinés à modifier la valeur du couple de point de consigne comprennent en outre un circuit ( 63) destiné à développer un signal IMOD qui est la somme de ICOM et ISPD' 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens destinés à contrôler le courant de bus d'attaque instantané du moteur et à développer des signaux de réglage à partir de ce contrôle comprennent en outre un circuit couplé de façon à recevoir le signal IBUS et à développer un signal ICRETE représentatif de la valeur de crête de IBUS 7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens destinés à contrôler le courant de bus d'attaque instantané du moteur et à développer les signaux de réglage à partir de ce contrôle comprennent en outre un circuit ( 46) couplé de façon à recevoir le signal ICRETE et

le signal ISPD afin de développer un signal IPHASE représen-

tatif du courant des phases des enroulements du moteur.

8 Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens destinés à utiliser la valeur modifiée du point de consigne et le signal de courant de phase du moteur comprennent en outre un circuit ( 65) destiné à comparer le signal IPHASE au signal IMOD' 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens destinés à utiliser la valeur modifiée du point de consigne et le signal de courant de phase du moteur comprennent en outre un circuit comparant IPHASE à IMOD' et un autre circuit ( 65) destiné à développer un signal d'erreur IERREUR si IPHASE est supérieur à IMOD' l'amplitude de IERREUR étant proportionnelle à la différence entre IPHASE et IMOD' et un autre circuit destiné à développer un signal d'erreur IERREUR égal à zéro si IPHASE n'est pas supérieur à

IMOD'

Appareil selon la revendication 9, carac-

térisé en ce que les moyens destinés à utiliser la valeur modifiée du point de consigne et le signal de courant de phase du moteur comprennent en outre un circuit ( 67) couplé de façon à recevoir le signal IMOD et le signal IERREUR et à développer un signal ICONSIGNE représentatif de la somme de IMOD et IERREUR'

11 Appareil selon la revendication 10, carac-

térisé en ce que les moyens destinés à bloquer les com-

mutateurs du convertisseur comprennent en outre un circuit ( 62) destiné à comparer le signal IBUS au signal CONSIGNE et à générer un signal de blocage pour les commutateurs du convertisseur lorsque IBUS est égal à ICONSIGNE'

12 Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre des moyens destinés à calculer le rythme de variation de la vitesse du rotor du moteur et des moyens destinés à comparer le rythme de

variation calculé à une valeur prédéterminée.

13 Appareil selon la revendication 12, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un moyen ( 50) destiné à générer un signal BRK 1 et un signal BRK 2 lorsque les moyens de comparaison montrent que le rythme de variation calculé

est égal ou supérieur à la valeur prédéterminée.

14 Appareil selon la revendication 13, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un moyen ( 48) destiné à recevoir le signal BRK 1 et un moyen destiné à inverser la

séquence de commutation du moteur en réponse à ce signal.

Appareil selon la revendication 14, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un moyen ( 47) destiné à recevoir le signal BRK 2 et un moyen qui, en réponse à ce signal, rend le signal de courant de phase simulé du moteur égal au signal de réglage du courant de bus d'attaque du moteur.

16 Appareil selon la revendication 15, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un moyen destiné à modifier la valeur de couple du point de réglage pour la rendre égale à une constante multipliée par le signal de

réglage de la vitesse de rotation du rotor du moteur.

17 Appareil selon la revendication 16, carac-

térisé en ce que le moyen destiné à modifier la valeur du couple de point de réglage, en réponse au signal de réglage de la vitesse du rotor du moteur, comporte en outre un moyen ( 63) développant un signal modifié IMOD égal à la somme du signal de réglage de vitesse du rotor du moteur et de la

valeur multipliée du couple du point de réglage.

18 Appareil selon la revendication 17, carac-

térisé en ce que le moyen destiné à simuler le courant de phase comprend en outre un moyen simulant un courant de phase

égal au courant du bus d'attaque instantané du moteur.

19 Appareil selon la revendication 18, carac-

térisé en ce que le moyen utilisant la valeur de couple modifié du point de consigne et le signal de phase simulé du moteur comprend en outre un moyen utilisant le signal IMOD et le courant de bus d'attaque instantané du moteur, et le moyen destiné à développer un signal de commande pour bloquer les commutateurs du convertisseur comprend un moyen bloquant les commutateurs du convertisseur lorsque le signal IMOD est égal

au courant instantané des bobinages de champ du moteur.

Dispositif destiné, dans un système de commande d'un moteur ( 90) à courant continu dont les con-

ditions de charge sont variables et comprenant des com-

mutateurs ( 70) à semiconducteurs interposés entre une alimentation en courant continu et les enroulements de champ U, V et W du moteur en courant continu, à commander les commutateurs afin que le moteur produise en sortie un couple constant correspondant à une valeur de point de consigne de couple établie manuellement, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte: a) des moyens ( 40) destinés à contrôler le courant de crête de bus d'attaque du moteur à courant

continu et à générer un premier signal de com-

mande (ICRETE) en réponse à ce courant; b) des moyens ( 64) destinés à contrôler la vitesse

du rotor du moteur à courant continu et à géné-

rer un deuxième signal de commande (ISPD) en réponse à cette vitesse; c) des moyens ( 63) destinés à générer un troisième signal de commande (IMOD) en additionnant le deuxième signal de commande établi à ladite valeur du point de consigne; d) des moyens ( 46) destinés à générer un quatrième

signal de commande (Ip HASE) en réduisant linéai-

rement dans le temps le premier signal de com-

mande; e) des moyens ( 65) destinés à comparer le troisième

signal de commande au quatrième signal de com-

mande et comprenant un moyen destiné à générer un signal d'erreur si le quatrième signal de

commande dépasse le troisième signal de com-

mande; f) des moyens ( 67) destinés à générer un cinquième signal de commande en additionnant le signal d'erreur et le troisième signal de commande; et

g) des moyens ( 62) destinés à bloquer les com-

mutateurs lorsque le cinquième signal de com- mande devient égal au courant des enroulements

de champ de moteur.

21 Procédé de commande d'un système d'attaque d'un moteur ( 90) à courant continu pour produire un couple constant en sortie dans des conditions de charge variables, en réponse à un couple de point de consigne préalablement choisi, en réglant le courant de bus IBUS d'attaque du moteur à courant continu, caractérisé en ce qu'il consiste: a) à choisir un courant ICOM de point de consigne correspondant au couple du point de consigne préalablement choisi;

b) à contrôler le courant de bus d'attaque instan-

tané IBUS du moteur; c) à contrôler la vitesse de rotation du moteur et à développer un courant ISPD en réponse à cette vitesse; d) à modifier ICOM en correspondance avec ISPD pour former IMOD = ICOM + ISPD; e) à simuler le courant de phase IPHASE du moteur en réduisant linéairement la valeur de crête de IBUS à un rythme correspondant à ISPD; f) à comparer IPHASE à IMOD et à développer un signal d'erreur proportionnel à la différence

(IPHASE IMOD)

g) à former un nouveau signal de point de consigne ICONSIGNE égal à la somme de IMOD et du signal d'erreur; et h) à couper le courant IBUS lorsque ICONSIGNE est égal à IBUS'

22 Procédé selon la revendication 21, carac-

térisé en ce que la simulation du courant de phase IPHASE du moteur consiste en outre à saisir la valeur de crête ICRETE de IBUS et à réduire linéairement ICRETE pour former IPHASE conformément à la relation IPHASE = ICRETE ( 1-nt) o 'n" est une valeur constante et "t" est l'inverse de ISPD'

23 Procédé selon la revendication 22, carac-

térisé en ce que la comparaison de IPHASE à IMOD consiste en outre à développer un signal d'erreur nulle IERREUR = si IPHASE n'est pas supérieur IMOD' et à développer un signal d'erreur IERREUR = (IPHASE IMOD) X 10 si PHASE est supérieur à IMOD'

24 Procédé selon la revendication 23, carac-

térisé en ce que la coupure du courant IBUS consiste en outre à bloquer des transistors d'attaque d'un convertisseur pour

le moteur à courant continu.

Procédé de commande d'un système d'attaque d'un moteur ( 90) à courant continu dans des conditions de charge variable, caractérisé en ce qu'il consiste: a) à établir manuellement une valeur ICOM de sortie du couple de point de consigne du moteur;

b) à contrôler le courant de bus d'attaque instan-

tané IBUS du moteur; c) à contrôler la vitesse de rotation ISPD du moteur; d) à modifier la valeur de point de consigne ICOM en correspondance avec des accroissements de la vitesse de rotation ISPD du moteur afin de former un signal de point de consigne modifié

IMOD;

e) à saisir la valeur de crête ICRETE du courant de bus d'attaque IBUS du moteur; f) à réduire linéairement la valeur de crête saisie

à un rythme correspondant à la vitesse de rota-

tion du moteur pour simuler un courant de phase IPHASE du moteur; g.) à comparer le courant de phase simulée IPHASE du

moteur à IMOD, et à développer un signal d'er-

reur si le courant de phase simulé du moteur est supérieur à la valeur de point de consigne augmentée, l'amplitude du signal d'erreur étant sensiblement supérieure à la différence entre le courant de phase simulé du moteur et à la valeur de point de consigne augmentée; h) à additionner le signal d'erreur à IMOD pour produire un nouveau signal ICONSIGNE; i) à comparer le nouveau signal ICONSIGNE au signal de courant de bus d'attaque contrôlé; et j) à couper le courant d'attaque du bus d'attaque lorsque le signal de courant du bus d'attaque contrôlé devient égal au nouveau signal

ICONSIGNE'