FR2975548B1 - Machine electrique rotative de type a enroulement d'excitation - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation comprenant un organe de commande (70), une partie d'intégration de courant d'excitation calculant une valeur intégrale en intégrant un courant d'excitation dépassant un seuil, une partie de limitation de courant d'excitation (140) limitant un courant d'excitation au plus à une valeur prédéterminée lorsque la valeur intégrale atteint un seuil auquel ou au-dessus duquel le courant est limité, un commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande (160), une partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande (150) activant ou désactivant le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande, et une partie de maintien d'état d'activation de fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande.
Description
MACHINE ELECTRIQUE ROTATIVE DE TYPE A ENROULEMENT D'EXCITATION
Contexte de l'invention
Domaine de l'invention
La présente invention concerne une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation principalement incorporée dans un véhicule et pourvue d'un appareil de commande ainsi que d'un enroulement d'induit et d'un enroulement d'excitation.
Art antérieur
Une machine électrique rotative pour véhicule est généralement incorporée dans un compartiment moteur. Une température de fonctionnement de la machine électrique rotative pour véhicule est donc extrêmement élevée. Une température interne de la machine électrique rotative pour véhicule augmente encore plus sous l'effet de la chaleur générée par la machine électrique rotative pour véhicule en association avec les opérations de génération de puissance et d'entraînement. Par conséquent, lorsqu'une température de la machine électrique rotative pour véhicule augmente trop en raison d'un fonctionnement continu pendant une longue période, la machine électrique rotative pour véhicule peut éventuellement tomber en panne à cause de détériorations de pièces intérieures.
Pour surmonter cet inconvénient, un procédé de commande de sortie et un appareil de commande de sortie d'un générateur de courant alternatif pour véhicule dans l'art connexe proposent une technique de prévention de panne du générateur de courant alternatif pour véhicule sous l'effet d'une augmentation de température. Une température du générateur de courant alternatif ou une température ambiante de celui-ci est mesurée et un courant de sortie du générateur de courant alternatif est limité lorsqu'il est détecté que la température mesurée dépasse une valeur préréglée de température anormale de sorte que la charge thermique sur l'appareil de commande soit diminuée (cf. par exemple le document de brevet 1 : JP-A-8-9 567 (figure 1 et description de celle-ci)).
Le procédé de commande de sortie et l'appareil de commande de sortie décrits dans le document de brevet 1 protègent néanmoins le générateur de courant alternatif pour véhicule contre une augmentation de température en limitant un courant d'excitation en fonction de la température du générateur de courant alternatif pour véhicule détectée par un capteur de température. Il existe donc un besoin pour incorporer le capteur de température et ce besoin pose problème en ce que le coût du générateur de courant alternatif pour véhicule augmente et que sa structure doit être modifiée.
Pour éliminer ce problème, le document de brevet 2 (JP-A-2010-279 085 (figure 3 et description de celle-ci)) décrit une technique pour empêcher une augmentation excessive de température en limitant un courant d'excitation qui doit passer dans une plage dans laquelle aucune détérioration n'est provoquée par la génération de chaleur dans le cas où un courant d'excitation s'écoulant vers un enroulement d'excitation reste supérieur ou égal à une valeur de seuil prédéterminée pendant une durée prédéterminée.
Le générateur de courant alternatif pour véhicule décrit dans le document de brevet 2 ne traite pas néanmoins un cas dans lequel un état initial de température du générateur de courant alternatif pour véhicule est inconnu, comme au début de la fourniture de l'alimentation électrique. Par exemple, dans le cas où la température interne du générateur de courant alternatif pour véhicule est élevée au début de la fourniture de l'alimentation électrique, il est difficile d'empêcher une augmentation de température à un moment approprié avec la technique de l'art connexe dans laquelle aucun capteur de température n'est incorporé. Par conséquent, dans un tel cas, une augmentation excessive de la température peut éventuellement engendrer une détérioration du générateur de courant alternatif pour véhicule. Résumé de l'invention L'invention est conçue pour résoudre les problèmes susmentionnés et a pour objet de prévoir une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation ne nécessitant aucun capteur de température et capable de supprimer une augmentation de température en limitant un courant d'excitation s'écoulant vers un enroulement d'excitation et donc capable d'empêcher toute détérioration provoquée par une augmentation de température de manière fiable, même lorsqu'un état initial est inconnu, comme au début de la fourniture de l'alimentation électrique.
Une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation selon un aspect de l'invention comprend : un organe de commande ; une partie d'intégration de courant d'excitation qui est disposée dans l'organe de commande et qui calcule une valeur intégrale en intégrant un courant d'excitation excessif dépassant un seuil de courant d'excitation ; une partie de limitation de courant d'excitation qui est disposée dans l'organe de commande et qui effectue un traitement de limitation pour limiter un courant d'excitation à une valeur inférieure ou égale à une valeur prédéterminée lorsque la valeur intégrale calculée par la partie d'intégration de courant d'excitation atteint un seuil de valeur intégrale défini en tant que valeur de référence à laquelle ou au-dessus de laquelle le courant d'excitation est limité ; un commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande qui est activé (« ON ») ou désactivé (« OFF ») pour fournir ou non l'alimentation électrique à l'organe de commande ; une partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande qui active ou désactive le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande ; et une partie de maintien d'état d'activation de fourniture d'alimentation électrique qui maintient un état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande du début à la fin du traitement de limitation par la partie de limitation de courant d'excitation.
Selon un aspect de l'invention, la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation comprend : l'organe de commande ; la partie d'intégration de courant d'excitation qui est disposée dans l'organe de commande et qui calcule une valeur intégrale en intégrant un courant d'excitation excessif dépassant le seuil de courant d'excitation ; la partie de limitation de courant d'excitation qui est disposée dans l'organe de commande et qui effectue le traitement de limitation pour limiter un courant d'excitation à une valeur inférieure ou égale à une valeur prédéterminée lorsque la valeur intégrale calculée par la partie d'intégration de courant d'excitation atteint le seuil de valeur intégrale défini en tant que valeur de référence à laquelle ou au-dessus de laquelle le courant d'excitation est limité. La machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation comprend en outre le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande qui est activé ou désactivé pour fournir ou non l'alimentation électrique à l'organe de commande ; la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande qui active ou désactive le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande ; et la partie de maintien d'état d'activation de fourniture d'alimentation électrique qui maintient un état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande du début à la fin du traitement de limitation par la partie de limitation de courant d'excitation. Il devient ainsi possible d'obtenir une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation capable de limiter le courant d'excitation de manière fiable afin d'empêcher toute augmentation excessive d'une température de la machine électrique rotative de type à courant d'excitation en surveillant le courant d'excitation s'écoulant vers l'enroulement d'excitation.
Avantageusement la valeur intégrale commence à diminuer progressivement lorsque le traitement de limitation par la partie de limitation de courant d'excitation commence et l'état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande étant maintenu est enlevé lorsque la valeur intégrale descend à 0.
Avantageusement la valeur intégrale commence à diminuer progressivement lorsque le traitement de limitation par la partie de limitation de courant d'excitation commence et l'état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande étant maintenu est maintenu pendant que la valeur intégrale est supérieure à 0.
Avantageusement l'invention concerne une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation, qui comprend en outre : un compteur de temps de limitation de courant d'excitation qui est activé lorsque le traitement de limitation par la partie de limitation de courant d'excitation commence, dans laquelle l'état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande étant maintenu est enlevé lorsque le compteur de temps de limitation de courant d'excitation a répété un nombre prédéterminé d'actions de comptage.
Avantageusement le compteur de temps de limitation de courant d'excitation est un compteur à rebours ; et l'état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande étant maintenu est enlevé, lorsque le compteur de temps de limitation de courant d'excitation atteint 0.
Avantageusement l'état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande est maintenu depuis que le compteur de temps de limitation de courant d'excitation est activé pendant qu'une valeur dans le compteur de temps de limitation de courant d'excitation est supérieure à 0.
Avantageusement la valeur intégrale est remise à 0 lorsque la valeur intégrale atteint le seuil de valeur intégrale.
Avantageusement l'invention concerne une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation, qui comprend : une machine électrique rotative ayant un enroulement d'excitation ; une partie de détection de courant d'excitation qui détecte un courant d'excitation s'écoulant vers l'enroulement d'excitation ; une partie de commande de courant d'excitation qui commande le courant d'excitation ; une partie de détermination de limitation de courant d'excitation qui calcule une valeur de détermination sur la base du courant d'excitation détecté par la partie de détection de courant d'excitation et qui détermine si la valeur de détermination a atteint un seuil de détermination prédéterminé ; une partie d'instruction de limitation de courant d'excitation qui ordonne à la partie de commande de courant d'excitation de limiter le courant d'excitation à une valeur admissible prédéterminée dans le cas où la partie de détermination de limitation de courant d'excitation a déterminé que la valeur de détermination a atteint le seuil de détermination prédéterminé ; et un commutateur de connexion d'alimentation électrique de circuit de commande qui active ou désactive une alimentation électrique d'un circuit de commande de la machine électrique rotative en fonction d'une instruction provenant d'un extérieur, caractérisé en ce que la partie de détermination de limitation de courant d'excitation calcule, pendant que le courant d'excitation détecté par la partie de détection de courant d'excitation reste supérieur à un seuil de courant d'excitation prédéterminé, une valeur intégrale de détermination en intégrant une différence entre le seuil de courant d'excitation prédéterminé et le courant d'excitation dans le temps en tant que valeur de détermination ; la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation comprend en outre une partie d'intégration de courant d'excitation qui calcule une valeur intégrale de soustraction en intégrant une différence entre le courant d'excitation et le seuil de courant d'excitation prédéterminé dans le temps pendant que le courant d'excitation détecté par la partie de détection de courant d'excitation reste inférieur ou égal au seuil de courant d'excitation prédéterminé et qui met à jour la valeur de détermination en soustrayant la valeur intégrale de soustraction à la valeur intégrale de détermination ; la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation active le commutateur de connexion d'alimentation électrique de circuit de commande indépendamment de l'instruction provenant de l'extérieur dans l'un des cas où la valeur de détermination de la partie de détermination de limitation de courant d'excitation est supérieure à 0 et où la partie d'instruction de limitation de courant d'excitation envoie une instruction de limitation du courant d'excitation à la partie de commande de courant d'excitation ; et le commutateur de connexion d'alimentation électrique de circuit de commande est maintenu en état d'activation jusqu'à ce que la valeur prédéterminée calculée par la partie d'intégration de courant d'excitation descende à 0 et l'instruction de limitation du courant d'excitation de la partie d'instruction de limitation de courant d'excitation à la partie de commande de courant d'excitation est supprimée.
Les objets, caractéristiques, aspects et avantages précédents de la présente invention ainsi que d'autres objets, caractéristiques, aspects et avantages de la présente invention vont devenir plus apparents à partir de la description détaillée suivante de la présente invention en référence aux dessins annexés.
Brève description des dessins
La figure 1 est une vue représentant schématiquement la configuration dans laquelle une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation de l'invention est incorporée dans un véhicule ; la figure 2 est une vue représentant la configuration d'une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 3 est une vue représentant la configuration d'une partie de limitation de courant d'excitation de la figure 2 selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 4 est une vue représentant l'évolution dans le temps d'un courant d'excitation et d'une valeur intégrale de courant d'excitation dans la partie de limitation de courant d'excitation selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 est une vue représentant l'évolution dans le temps d'un courant d'excitation, d'une valeur intégrale de courant d'excitation, et d'une valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation dans la partie de limitation de courant d'excitation selon le premier mode de réalisation de l'invention dans le cas où le courant d'excitation est limité ; la figure 6 est une vue représentant l'évolution dans le temps d'un courant d'excitation, d'une valeur intégrale de courant d'excitation, d'une valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation, et d'un signal IG dans la partie de limitation de courant d'excitation selon le premier mode de réalisation de l'invention dans le cas où le signal IG est désactivé pendant que le courant d'excitation est limité ; la figure 7 est une vue représentant l'évolution dans le temps du signal IG et d'un commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande selon le premier mode de réalisation de l'invention dans le cas où la valeur intégrale de courant d'excitation est supérieure à 0 ; et la figure 8 est une vue représentant l'évolution dans le temps du signal IG et du commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande selon le premier mode de réalisation de l'invention dans le cas où la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation est supérieure à 0.
Description du mode de réalisation préféré
Premier mode de réalisation
Une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation selon un premier mode de réalisation de l'invention va être décrite ci-après en référence aux figures 1 à 8. Les composants similaires portent des numéros de référence similaires sur les dessins respectifs.
La figure 1 est une vue représentant schématiquement la configuration dans laquelle la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation du premier mode de réalisation est incorporée dans un véhicule. Comme cela est représenté sur le dessin, une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 est connectée à un moteur à combustion interne 10 par le biais d'une partie de connexion 20, comme une courroie et des poulies. De plus, une batterie 30 est connectée électriquement à la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40. A noter qu'il existe un cas dans lequel la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 est directement connectée au moteur à combustion interne 10 sans utiliser la partie de connexion 20. En outre, le moteur à combustion interne 10 n'est pas limité à un moteur à essence ou à un moteur diesel. De plus, la batterie 30 peut être dédiée à la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 ou partagée avec une charge de véhicule autre que la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40.
La figure 2 est une vue représentant la configuration de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40. La figure 3 est une vue représentant la configuration d'une partie de limitation de courant d'excitation de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40. La figure 4 est une vue représentant l'évolution dans le temps d'un courant d'excitation et d'une valeur intégrale de courant d'excitation dans la partie de limitation de courant d'excitation.
Comme cela est représenté sur la figure 2, la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 est constituée de trois parties principales : un générateur de moteur 50, un convertisseur de puissance 60 et un organe de commande 70. La batterie 30 est connectée au convertisseur de puissance 60 de sorte que le convertisseur de puissance 60 reçoive une alimentation électrique de l'extérieur. De même, une alimentation électrique d'organe de commande 170 est connectée à l'organe de commande 70 et un commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 fait basculer les états d'activation et de désactivation d'une connexion à l'alimentation électrique d'organe de commande 170.
Le générateur de moteur 50 comprend un enroulement d'induit triphasé connecté en Y ou en triangle 51, un enroulement d'excitation 52 et un détecteur de courant 53. A noter que le générateur de moteur 50 peut utiliser un enroulement d'induit 51 autre qu'un enroulement d'induit triphasé. Le convertisseur de puissance 60 comprend un élément de commutation de courant d'enroulement d'excitation 61 connecté à l'enroulement d'excitation 52 avec un inverseur triphasé, des éléments de commutation de conversion de puissance 63a à 63c et 64a à 64c connectés aux phases respectives d'une diode de volant 62 et l'enroulement d'induit 51. L'organe de commande 70 comprend une partie d'entraînement de porte 80, une partie de commande d'entraînement 90, une partie de commande de génération de puissance 100, une partie de commande de courant d'excitation 110, une partie de détection de courant d'excitation 120, une partie d'instruction de courant d'excitation 130, une partie de limitation de courant d'excitation 140, une partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150, et le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160.
La partie d'entraînement à porte 80 entraîne le générateur de moteur 50 ou commande la génération de puissance de celui-ci en entraînant l'élément de commutation de courant d'enroulement d'excitation 61 et les éléments de commutation de conversion de puissance 63a à 63c et 64a à 64c en fonction des instructions d'activation et de désactivation pour l'enroulement d'induit 51 et l'enroulement d'excitation 52 envoyées de la partie de commande d'entraînement 90, la partie de commande de génération de puissance 100, et la partie de commande de courant d'excitation 110. La partie de commande d'entraînement 90 commande les moments d'activation et de désactivation des éléments de commutation de conversion de puissance 63a à 63c et 64a à 64c lorsque le générateur de moteur 50 est entraîné. En outre, la partie de commande de génération de puissance 100 commande les moments d'activation et de désactivation des éléments de commutation de conversion de puissance 63a à 63c et 64a à 64c pour un redressement synchrone pendant que le générateur de moteur 50 génère de la puissance.
La partie de détection de courant d'excitation 120 détecte un courant d'excitation I s'écoulant vers l'enroulement d'excitation 52 au moyen du détecteur de courant 53. La partie d'instruction de courant d'excitation 130 envoie à la partie de commande de courant d'excitation 110 une valeur d'instruction de courant d'excitation Ir pour laquelle le courant d'excitation I est réglé en tant que cible de commande.
La partie de limitation de courant d'excitation 140 détermine si le courant d'excitation I doit être limité en fonction du courant d'excitation I détecté par la partie de détection de courant d'excitation 120. Dans le cas où un besoin de limitation du courant d'excitation I est déterminé en conséquence, la partie de limitation de courant d'excitation 140 envoie une valeur de limitation de courant d'excitation Inm à la partie de commande de courant d'excitation 110.
La partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 active ou désactive le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en fonction d'un état d'activation ou de désactivation d'un signal IG 180 entré de l'extérieur et d'une instruction de la partie de limitation de courant d'excitation 140.
Dans la présente demande, à la réception de la valeur de limitation de courant d'excitation Inm de la partie de limitation de courant d'excitation 140, la partie de commande de courant d'excitation 110 envoie un signal qui commande au courant d'excitation I de s'écouler vers l'enroulement d'excitation 52 jusqu'à la partie de commande de porte 80 en réglant la valeur de limitation de courant d'excitation Inm en tant que valeur cible de commande. A noter que, néanmoins, dans le cas où la valeur d'instruction de courant d'excitation Ir est inférieure à la valeur de limitation de courant d'excitation Iiim, c'est-à-dire dans le cas de la relation suivante : valeur d'instruction de courant d'excitation Ir < valeur de limitation de courant d'excitation Iiim, la partie de commande de courant d'excitation 110 envoie un signal qui commande au courant d'excitation I de prendre la valeur d'instruction de courant d'excitation Ir. Dans le cas où la partie de commande de courant d'excitation 110 ne reçoit pas la valeur de limitation de courant d'excitation Ium de la partie de limitation de courant d'excitation 140, la partie de commande de courant d'excitation 110 envoie constamment un signal qui commande au courant d'excitation I de s'écouler vers l'enroulement d'excitation 52 en fonction de la valeur d'instruction de courant d'excitation If.
Un fonctionnement de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 va être décrit ci-après en détail en référence à la figure 3 qui représente la configuration de la partie de limitation de courant d'excitation 140 et à la figure 4 qui représente l'évolution dans le temps du courant d'excitation I et d'une valeur intégrale de courant d'excitation dans la partie de limitation de courant d'excitation 140.
La partie de limitation de courant d'excitation 140 comprend une partie de stockage 141, une partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142, et une partie d'instruction de limitation de courant d'excitation 143. La partie de stockage 141 comprend une partie de stockage de seuil de courant d'excitation 141a, une partie de stockage de seuil intégral de courant d'excitation 141b, une partie de stockage de valeur de limitation de courant d'excitation 141c et une partie de stockage de temps de limitation de courant d'excitation 141d. La partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 comprend un intégrateur de courant d'excitation 142a et la partie d'instruction de limitation de courant d'excitation 143 comprend un instrument de mesure de temps de limitation de courant d'excitation 143a.
La partie de stockage de seuil de courant d'excitation 141a stocke au préalable un premier seuil de courant d'excitation Ithi et un deuxième seuil de courant d'excitation Ith2 réglé à une valeur inférieure à celle du premier seuil de courant d'excitation Ithi-En bref, la relation entre les premier et deuxième seuils de courant d'excitation Ithi et Ith2 est exprimé comme suit : premier seuil de courant d'excitation Ithi > deuxième seuil de courant d'excitation Ith2-
De même, la partie de stockage de seuil intégral de courant d'excitation 141b stocke au préalable un seuil intégral de courant d'excitation Sth et la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 lui est connectée.
La partie de stockage de valeur de limitation de courant d'excitation 141c stocke au préalable la valeur de limitation de courant d'excitation Inm. La partie de stockage de temps de limitation de courant d'excitation 141d stocke au préalable un temps de limitation de courant d'excitation Tnm du courant d'excitation I.
Un fonctionnement de la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 va être décrit ci-après en référence à la figure 4. Tout d'abord, dans le cas où la relation suivante : courant d'excitation I > premier seuil de courant d'excitation Ithm est établie, la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 ajoute une différence ΔΙι entre le courant d'excitation I et le premier seuil de courant d'excitation Ithi à une valeur intégrale de courant d'excitation S (intégration dans la direction positive) . Au contraire, dans le cas où la relation suivante : courant d'excitation I < deuxième seuil de courant d'excitation Ith2, est établie, la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 soustrait une différence ΔΙ2 entre le deuxième seuil de courant d'excitation Ith2 et le courant d'excitation I à la valeur intégrale de courant d'excitation S (intégration dans la direction négative). Parallèlement, la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 maintient la valeur intégrale de courant d'excitation S actuelle dans le cas où les deux relations suivantes : courant d'excitation I < premier seuil de courant d'excitation Ithi et courant d'excitation I > deuxième seuil de courant d'excitation Ith2, sont établies.
Ensuite, dans le cas où la relation suivante : valeur intégrale de courant d'excitation S > seuil intégral de courant d'excitation Sth, est établie, la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 détermine qu'il est nécessaire de limiter le courant d'excitation I. La partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 envoie alors un résultat de détermination à la partie d'instruction de limitation de courant d'excitation 143.
En fonction du résultat de détermination de la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 qui indique un besoin de limiter le courant d'excitation I, la partie d'instruction de limitation de courant d'excitation 143 obtient la valeur de limitation de courant d'excitation Inm de la partie de stockage de valeur de limitation de courant d'excitation 141c et le temps de limitation de courant d'excitation Tiim de la partie de stockage de temps de limitation de courant d'excitation 141d et règle le temps de limitation de courant d'excitation Tnm à une valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cnm en fonction de l'équation (1) suivante :
Clim = Tüm ... ( 1 ) .
La partie d'instruction de limitation de courant d'excitation 143 envoie la valeur de limitation de courant d'excitation Inm à la partie de commande de courant d'excitation 110 pendant le temps de limitation de courant d'excitation Tiim. Par conséquent, à la réception de la valeur de limitation de courant d'excitation Ium, la partie de commande de courant d'excitation 110 commande au courant d'excitation I de prendre la valeur de limitation de courant d'excitation Iiim (cf. figure 5) . Néanmoins, il faut bien se rendre compte qu'il est commandé au courant d'excitation I de prendre la valeur d'instruction de courant d'excitation If pendant que la relation suivante : valeur d'instruction de courant d'excitation If < valeur de limitation de courant d'excitation Iiim, est établie. A noter que le deuxième seuil de courant d'excitation Ith2 est réglé de sorte qu'une température de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 soit à l'intérieur d'une plage normale pendant le fonctionnement continu de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40. Dans ce cas, la valeur de limitation de courant d'excitation Ium est réglée à une valeur inférieure ou égale à la deuxième valeur de seuil de courant d'excitation Ith2· Avec ces réglages, il devient possible de réduire la température de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 à une température de fonctionnement normal d'une manière plus fiable.
Dans la présente demande, dans le cas où la valeur intégrale de courant d'excitation S dépasse le seuil intégral de courant d'excitation Sth, la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 remet la valeur intégrale de courant d'excitation S à 0.
Lorsque le temps de limitation de courant d'excitation Tlim s'est écoulé depuis le début de la limitation du courant d'excitation I, la partie d'instruction de limitation de courant d'excitation 143 arrête d'envoyer la valeur de limitation de courant d'excitation Ium à la partie de commande de courant d'excitation 110. En d'autres termes, la limitation du courant d'excitation I est enlevée et le courant d'excitation I est commandé en fonction de la valeur d'instruction de courant d'excitation If.
Un fonctionnement de la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande va être décrit ci-après en référence aux figures 6 à 8.
Dans l'art connexe, lorsque le signal IG 180 est désactivé, la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 coupe la connexion entre l'organe de commande 70 et l'alimentation électrique d'organe de commande 170 en désactivant le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160. Néanmoins, par exemple, comme cela est représenté sur la figure 6, lorsqu'une connexion à l'alimentation électrique d'organe de commande 170 est coupée pendant que le courant d'excitation I est limité, la mesure du temps de limitation de courant d'excitation Tnm en utilisant la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cum est interrompue. Par conséquent, même lorsque le signal IG 180 est activé la prochaine fois et une connexion à l'alimentation électrique d'organe de commande 170 est commutée dans un état d'activation dans une période au cours de laquelle le courant d'excitation I doit être limité, le courant d'excitation I n'est plus limité. Dans un tel cas, il devient impossible de limiter le courant d'excitation I à un moment approprié et des éléments peuvent casser en raison d'une génération de chaleur excessive.
Pour éviter un tel inconvénient, l'invention est configurée de telle manière que la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 maintient le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en état d'activation même lorsque le signal IG 180 est désactivé dans le cas où l'une ou les deux des conditions suivantes sont satisfaites : (1) la valeur intégrale de courant d'excitation S est supérieure à 0 ; et (2) la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cnm est supérieure à 0.
La figure 7 représente un fonctionnement lorsque le signal IG 180 est désactivé dans le cas où la valeur intégrale de courant d'excitation S est supérieure à 0.
Lorsque le signal IG 180 est désactivé, la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 détermine si la valeur intégrale de courant d'excitation S de la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 est supérieure à 0. Dans le cas où la valeur intégrale de courant d'excitation S est supérieure à 0, la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 maintient le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en état d'activation. Puisque la commande de courant d'excitation s'arrête lorsque le signal IG 180 est désactivé, le courant d'excitation descend à 0 A et la différence ΔΙ2 entre le deuxième seuil de courant d'excitation Ith2 et le courant d'excitation I (=0) est soustraite à la valeur intégrale de courant d'excitation S. La partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 surveille la valeur intégrale de courant d'excitation S et maintient le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en état d'activation jusqu'à ce que la valeur intégrale de courant d'excitation S descende à 0. Lorsque la valeur intégrale de courant d'excitation S descend à 0, la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 désactive le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 pour couper la connexion avec l'alimentation électrique d'organe de commande 170. Dans le cas où le signal IG 180 est activé à nouveau pendant que la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 maintient le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en état d'activation, la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 continue de maintenir le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en état d'activation en fonction du signal IG 180 indépendamment de la valeur intégrale de courant d'excitation S.
Un fonctionnement lorsque le signal IG 180 est désactivé quand la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cnm est supérieure à 0 va être décrit ci-après en référence à la figure 8.
Lorsque le signal IG 180 est désactivé, la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 détermine si la valeur de compteur de temps de limitation du courant d'excitation Cüm dans la partie d'instruction de limitation de courant d'excitation 143 est supérieure à 0. Dans le cas où la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cnm est supérieure à 0, c'est-à-dire dans le cas où le temps de limitation de courant d'excitation Tiim ne s'est pas écoulé, la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 maintient le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en état d'activation jusqu'à ce que la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cnm descende à 0 et le temps de limitation de courant d'excitation se soit écoulé. Lorsque la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cum descend à 0 et le temps de limitation de courant d'excitation Tiim s'est écoulé, la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 désactive le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 pour couper la connexion avec l'alimentation électrique d'organe de commande 170. Dans le cas où le signal IG 180 est activé à nouveau pendant que la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 maintient le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en état d'activation, la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 continue de maintenir le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en état d'activation en fonction du signal IG 180 indépendamment de la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Ciim.
Dans le cas où la valeur intégrale de courant d'excitation S et la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cnm sont à 0 lorsque le signal IG 180 est désactivé, la partie de détermination de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 150 désactive le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 dès que le signal IG 180 est désactivé.
Comme cela a été décrit ci-dessus, le deuxième seuil de courant d'excitation Ith2 est réglé de sorte qu'une température de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 descende dans une plage normale d'une manière fiable pendant le fonctionnement continu de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40. Par contraste, la première valeur de seuil de courant d'excitation Ithi est réglée à une valeur à laquelle la température de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 augmente au-delà de la plage normale pendant le fonctionnement continu de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40. Plus spécifiquement, lorsqu'une différence entre le courant d'excitation I et le deuxième seuil de courant d'excitation Ith2 est utilisée pour l'intégration, le courant d'excitation I est limité trop tôt par comparaison à un cas où une différence entre le courant d'excitation I et le premier seuil de courant d'excitation Ithi est utilisée pour l'intégration.
Une addition de la valeur intégrale de courant d'excitation S peut être effectuée par le biais d'un calcul par une CPU (unité centrale) interne (non représentée) de l'organe de commande 70.
Le signal IG 180 est un signal envoyé du véhicule à la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 (l'organe de commande 70 de celle-ci) pour jouer le rôle de signal d'activation de l'organe de commande 70.
La valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cnm est une valeur de compte de mesure de temps utilisée dans l'instrument de mesure de temps de limitation de courant d'excitation 143a de la figure 3. L'instrument de mesure de temps de limitation de courant d'excitation 143a effectue un compte à rebours sur la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cnm à un moment prédéterminé en utilisant une fonction de comptage de soustraction fournie en interne. La partie d'instruction de limitation de courant d'excitation 143 envoie la valeur de limitation de courant d'excitation Inm à la partie de commande de courant d'excitation 110 pendant que la valeur de compteur de temps de limitation de courant d'excitation Cum est supérieure à 0 (c'est-à-dire dans le temps de limitation de courant d'excitation Tnm) et de ce fait limite le courant d'excitation I.
La figure 6 représente un fonctionnement dans un cas sans la configuration pour maintenir le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en état d'activation, tandis que les figures 7 et 8 représentent un fonctionnement avec la configuration pour maintenir le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 en état d'activation. Lorsque le signal IG 180 est activé pendant que le commutateur de connexion d'alimentation électrique de partie de commande 160 est maintenu en état d'activation sur les figures 7 et 8, le fonctionnement est identique au fonctionnement normal (fonctionnement dans le cas où le signal IG 180 est continuellement activé). Un avantage de cette configuration est qu'il devient possible de continuer le traitement de limitation de courant d'excitation parce qu'une connexion à l'alimentation électrique d'organe de commande 170 n'est pas coupée pendant le traitement de limitation de courant d'excitation. Dans le cas où le signal IG 180 est activé après que le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 est maintenu en état d'activation (à la fin de l'état d'activation du commutateur), le fonctionnement est identique au fonctionnement de début de fourniture d'alimentation électrique normal et la connexion à l'alimentation électrique d'organe de commande 170 est maintenue jusqu'à la fin du traitement de limitation de courant d'excitation.
Comme cela a été susmentionné, selon le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, une augmentation de température de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 est supprimée en formant la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation 40 avec : le générateur de moteur 50 ayant l'enroulement d'excitation 52 ; la partie de détection de courant d'excitation 120 qui détecte un courant d'excitation s'écoulant vers l'enroulement d'excitation 52 ; la partie de commande de courant d'excitation 110 qui commande le courant d'excitation ; la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 qui calcule une valeur intégrale de courant d'excitation en intégrant le courant d'excitation dans le temps et qui détermine si la valeur intégrale de courant d'excitation calculée a atteint un seuil intégral de courant d'excitation prédéterminé ; la partie d'instruction de limitation de courant d'excitation 143 qui délivre une instruction à la partie de commande de courant d'excitation 110 pour régler le courant d'excitation à une valeur inférieure ou égale à une valeur de limitation de courant d'excitation prédéterminée pendant un temps de limitation prédéterminé lorsqu'il est déterminé que la valeur intégrale de courant d'excitation calculée a atteint le seuil intégral de courant d'excitation prédéterminé et délivre une instruction pour changer le temps de limitation prédéterminé en réponse au courant d'excitation ; et le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande 160 qui active ou désactive l'alimentation électrique d'organe de commande 170 en fonction d'une instruction de l'extérieur et d'informations de la partie de détermination de limitation de courant d'excitation 142 et de la partie d'instruction de limitation de courant d'excitation 143.
Comme cela a été décrit, selon la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation du premier mode de réalisation, dans le cas où le courant d'excitation est limité en fonction d'un résultat de détection du courant d'excitation s'écoulant vers l'enroulement d'excitation de sorte qu'une température de la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation n'augmente pas trop, lorsque la valeur intégrale de courant d'excitation, qui est la valeur de détermination de limitation du courant d'excitation, est supérieure à 0 ou le courant d'excitation est limité, une connexion entre l'organe de commande et l'alimentation électrique d'organe de commande est commutée dans un état d'activation indépendamment d'une instruction de l'extérieur et l'état d'activation est maintenu jusqu'à ce que la valeur intégrale de courant d'excitation descende à 0 et la limitation du courant d'excitation se termine. Cette configuration présente l'avantage significatif qu'il devient possible d'obtenir une machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation capable d'empêcher toute détérioration provoquée par une augmentation de température d'une manière fiable.
Claims (8)
- REVENDICATIONS1. Machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation, caractérisée en ce qu'elle comprend : un organe de commande (70) ; une partie d'intégration de courant d'excitation (142a) qui est disposée dans l'organe de commande (70) et qui calcule une valeur intégrale en intégrant un courant d'excitation excessif dépassant un seuil de courant d'excitation une partie de limitation de courant d'excitation (140) qui est disposée dans l'organe de commande (70) et qui effectue un traitement de limitation pour limiter un courant d'excitation à une valeur inférieure ou égale à une valeur prédéterminée lorsque la valeur intégrale calculée par la partie d'intégration de courant d'excitation (142a) atteint un seuil de valeur intégrale défini en tant que valeur de référence à laquelle ou au-dessus de laquelle le courant d'excitation est limité ; un commutateur de connexion d’alimentation électrique d'organe de commande (160) qui est activé ou désactivé pour fournir ou non l'alimentation électrique à 1'organe de commande (70) ; une partie de détermination de connexion d’alimentation électrique d'organe de commande (150) qui active ou désactive le commutateur de connexion d'alimentation électrique d'organe de commande ; et une partie de maintien d'état d'activation de fourniture d'alimentation électrique qui maintient un état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande (70) lorsque la partie de limitation de courant d'excitation (140) effectue le traitement de limitation.
- 2. Machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation selon la revendication 1, dans laquelle la valeur intégrale commence à diminuer progressivement lorsque le traitement de limitation par la partie de limitation de courant d/excitation (140) commence et l’état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande (70) étant maintenu est enlevé lorsque la valeur intégrale descend à 0.
- 3. Machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans laquelle la valeur intégrale commence à diminuer progressivement lorsque le traitement, de limitation par la partie de limitation de courant d'excitation (140) commence et l’état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande (70) étant maintenu est maintenu pendant que la valeur intégrale est supérieure à 0.
- 4. Machine électrique rotative de type à enroulement dfexcitation selon la revendication 1, qui comprend en outre : un compteur de temps de limitation de courant d'excitation (143a) qui est activé lorsque le traitement de limitation par la partie de limitation de courant d'excitation (140) commence, dans laquelle l'état d'activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande (70) étant maintenu est enlevé lorsque le compteur de temps de limitation de courant d'excitation (143a) a répété un nombre prédéterminé d'actions de comptage.
- 5. Machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation selon la revendication 4, dans laquelle le compteur de temps de limitation de courant d'excitation (143a) est un compteur à rebours ; et l’état d’activation de la fourniture d’alimentation électrique à l'organe de commande (70) étant maintenu est enlevé lorsque le compteur de temps de limitation de courant d'excitation (143a) atteint 0.
- 6. Machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation selon la revendication 5, dans laquelle l’état d’activation de la fourniture d'alimentation électrique à l'organe de commande (70) est maintenu depuis que le compteur de temps de limitation de courant d'excitation (14.3a) est activé pendant qu'une valeur dans le compteur de temps de limitation de. courant d'excitation (143a) est supérieure à 0.
- 7. Machine électrique rotative de type à enroulement, d'excitation selon l'une, quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la valeur intégrale est remise à 0 lorsque la valeur intégrale atteint, le seuil de valeur intégrale.
- 8. Machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation, qui comprend : une machine électrique rotative (50) ayant un enroulement d'excitation (52) ·, une partie de détection de courant d'excitation (120) qui détecte un courant d'excitation s'écoulant vers l'enroulement d'excitation (52) ; une partie de commande de courant, d'excitation (110) qui commande le courant d'excitation ; une partie de. détermination, de limitation de courant d'excitation (142) qui calcule une valeur de détermination sur la base du courant d'excitation détecté par la partie de détection de courant d'excitation (120) et qui détermine si la valeur de détermination a atteint un seuil de détermination prédéterminé ; une partie d'instruction de limitation de courant d'excitation (143) qui ordonne à la partie de commande de courant d'excitation (110) de limiter le courant d'excitation à. une valeur admissible prédéterminée dans le cas où la partie de détermination de limitation de courant d'excitation (142) a déterminé que la valeur de détermination a atteint le seuil de détermination prédéterminé ,· et un commutateur de connexion d'alimentation électrique de circuit de commande (160) qui active ou désactive une alimentation électrique d'un circuit de commande de la machine électrique rotative en fonction d'une instruction provenant d'un extérieur, caractérisée en ce que la partie de détermination de limitation de courant d'excitation (142) calcule, pendant que le courant d'excitation détecté, par la partie de détection de courant d'excitation (120) reste supérieur à un seuil de courant d'excitation prédéterminé, une valeur intégrale de détermination en intégrant une différence entre le seuil de courant d'excitation prédéterminé et le courant d'excitation dans le temps en tant que valeur de détermination ; la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation (40) comprend en outre une partie d'intégration de courant d'excitation (142a) qui calcule une valeur intégrale de soustraction en intégrant une différence entre le courant d'excitation et le seuil de courant d'excitation prédéterminé dans le temps pendant que le courant d'excitation détecté par la partie de détection de courant d'excitation (120) reste inférieur ou égal au seuil de courant d'excitation prédéterminé et qui met à jour la valeur de détermination en soustrayant la valeur intégrale de soustraction à la valeur intégrale de détermination ; la machine électrique rotative de type à enroulement d'excitation (40) active le commutateur de connexion d'alimentation électrique de circuit de commande (160) indépendamment de l'instruction provenant de l'extérieur dans l'un des cas où la valeur de détermination de la partie de détermination de limitation de courant d'excitation (142) est supérieure à 0 et où la partie d'instruction de limitation de courant d'excitation (143) envoie une instruction de limitation du courant d'excitation à la partie de commande de courant d'excitation (110) ; et le commutateur de connexion d'alimentation électrique de circuit de commande (1.60) est maintenu en état d'activation jusqu'à ce que la valeur prédéterminée calculée par la partie d'intégration de courant d'excitation (142a) descende à 0 et l'instruction de limitation du courant d'excitation de la partie d’instruction de limitation de courant d'excitation (143) à la partie de commande de courant d'excitation (110) est supprimée.
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