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Title:
ELECTRIC MOTOR CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1981/002207
Kind Code:
A1
Abstract:
This control device is used in connection with a motor comprising a magnetic rotor and at least two magnetic stator circuits coupled with respective coils (b1, b2). A logic circuit (21) is arranged to alternatively feed drive pulses to both coils and to connect the coil which is not fed to a detection circuit (24, 25) the output of which is connected to the logic circuit in order to determine the duration of a feed pulse or to trigger a new feed pulse. This control device allows the current consumption of the motor as well as the locking torque to be reduced, since the servo control obtained insures the rotor positionning in case an important disturbance should occur.

Inventors:
OUDET C (FR)
Application Number:
PCT/CH1981/000011
Publication Date:
August 06, 1981
Filing Date:
January 30, 1981
Export Citation:
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Assignee:
PORTESCAP (CH)
OUDET C (FR)
International Classes:
G04C3/14; H02P8/02; (IPC1-7): G04C3/14
Foreign References:
US3855781A1974-12-24
FR2112679A51972-06-23
US2814769A1957-11-26
FR1373415A1964-09-25
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande d'un moteur electrique du type com portant un rotor aimantä et au moins deux circuits magnätiques de stator separäs, coupläs chacun avec au moins une bobine electrique et disposes de fagon ä former entre eux un angle electrique de 2 k + TT /2 (k = 0, 1, 2, ...) , ce dispo¬ sitif de commande comportant une source d'energie electri¬ que, un circuit gänärateur d' impulsions commandä par une source de signaux d'horloge pour fournir des impulsions d' entraϊnement du rotor au moins ä une des bobines de l'un des circuits magnätiques stationnaires et comportant un circuit intägrateur agencä pour recevoir les signaux induits par le rotor dans au moins une des bobines d'un autre desdits circuits magnätiques de stator pour däterminer la duräe d'une impulsion d'entraϊnement du rotor, caracterise en ce qu'il comporte un circuit logique de commande connectä , par ses enträes, d'une part ä la source de signaux d'horloge et, d' autre part, ä la sortie du circuit intägrateur, et, par ses sorties aux entrees de commande d'un circuit de com¬ mutation, le circuit de commutation ätant branchä ä la source d'änergie älectrique, aux diffärentes bobines et ä 1' enträe du circuit intägrateur, le circuit logique de com¬ mande et le circuit de commutation etant agences pour pouvoir connecter les bobines coupläes avec chacun desdits circuits magnetiques du stator ä la source d'änergie älectrique ou ä 1'entree dudit circuit intägrateur de teile fagon que le moteur travaille en mode diphase, pas ä pas, sous 1' effet d'«impulsions d'entraϊnement fournies alternativement aux bobines associäes ä l'une et ä 1' autre phase, au mcins une des bobines associees ä la phase non alimentäe par une ' impulsion d'entraϊnement ätant connectäes au moins tempo¬ rairement au circuit intägrateur.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractärisä en ce qu'il comporte au moins un dätecteur de niveau associä au circuit intägrateur, le circuit logique ätant agenc pour interrompre une impulsion d'entraϊnement et/ou pour däclen cher une nouvelle impulsion d'entraϊnement en fonction de la präsence d'un signal de sortie d'un des dätecteurs de niveau et de l'instant de l'apparition de ce signal par rapport aux signaux d'horloge, ainsi que pour remettre 1'intägrateur ä zäro au d but et ä la fin de chaque päriode d'intägration prävue.
3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractärisä en ce que le circuit logique est agencä pour courtcircuiter temporairement au moins une bobine, de fagon ä amortir le rotor en mouvement au voisinage de la position d'äquilibre et/ou ä tendre ä le maintenir dans celleci par un tel courtcircuit.
Description:
DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN MOTEUR ELECTRIQUE

La presente invention concerne un dispositif de commande d'un moteur electrique du type comportant un rotor aimante et au oins deux circuits magnetiques de stator separes, couples chacun avec au moins une bobine electrique et cisposes de facon ä forraer entre eux an angle electrique de 2 rc f 7T/2 (k = 0, 1, 2, . . . ) . Un dispositif connu du genre concerne par 1' invention comporte une source d'energie electrique, un circuit gänärateur d'impulsions commande par une source de signaux d'horloge pour fournir des impulsions d'entraine- ment du rotor ä au moins une des bobines de l'un des circuits magnetiques de stator, et comporte un circuit integrateur agence pour recevoir les signaux induits par le rotor dans au moins une des bobines d'un autre desdits circuits magne¬ tiques de stator pour determiner la duree d'une impulsion d'entraϊnement du rotor.

Dans ce dispositif de commande connu l'un des circuits magnetiques de stator est reserve en cours de fonctionnement du moteur pour la fonction de detection du flux induit par le rotor et il ne contribue donc pas ä 1'entrainement propre- ment dit. Ce dispositif est en outre conςu pour fonctionner en rotation continue, dans un sens de marche donne.

La presente invention vise ä fournir un dispositif de com¬ mande permettant de faire travailler un moteur du type sus- mentionne en mode diphase, pas ä pas, dans l'un ou 1'autre sens de marche, tout en permettant un asservissement de la Position du rotor et un reglage auto atique de la duree des impulsions d'entraϊnement. L' invention vise plus particulie- rement ä fournir un dispositif simple et efficace utilisable

notamment dans le domaine de 1'horlogerie.

A cet effet, le dispositif selon 1 ' invention est caracterise en ce qu'il comporte un circuit logique de commande connecte, par ses entrees, d'une part ä la source de signaux d'horloge et, d'autre part, ä la sortie du circuit integrateur, et, par ses sorties, aux entrees de commande d'un circuit de com¬ mutation, le circuit de commutation etant branche ä la source d'energie electrique, aux differentes bobines et ä 1 'entree du circuit integrateur, le circuit logique de commande et le circuit de commutation etant agences pour pouvoir connecter les bobines couplees avec chacun desdits circuits magnetiques du stator ä la source d'energie electrique ou ä 1' entree dudit circuit integrateur de teile facon que le moteur travai le en mode diphase, pas ä pas, sous 1'effet d' impulsions d'entrainement fournies alternative ent aux bobines associees ä l'une et ä 1'autre phase, au moins une des bobines associees ä la phase non alimentee par une impulsion d'en¬ trainement etant connectee, au moins temporairement, au circuit integrateur.

Selon une forme de realisation preferee, le dispositif de commande comporte un detecteur de niveau associe au circuit integrateur, le circuit logique etant agence pour inter- rompre une impulsion d' entraϊnement et/ou pour declencher une nouvelle impulsion d'entraϊnement en fonction de la presence d'un Signal de sortie d'un des detecteurs de niveau et de l'instant de l'apparition de ce signal par rapport aux signaux d'horloge, ainsi que pour remettre 1' integrateur ä zero au debut et ä la fin de chaque periode d' Integration prevue.

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D 1 autre part, le circuit logique peut etre agence pour court- circuiter temporairement au moins une bobine, de facon ä amortir le rotor en mouvement au voisinage de la position d'equilibre et/ou ä tendre ä le maintenir dans celle-ci par un tel circuit.

Le dispositif de commande selon 1' invention permet non seule- ment de reduire la consommation d'energie du moteur en limitant la duree des impulsions electriques d*entraϊnement ä la valeur nδcessaire pour une Charge donnee du moteur et en permettant de reduire par construction le couple de verouillage du moteur necessaire au fonctionnement pas ä pas, tout en assurant un fonctionnement a eliore, quasiment insensible ä des perturba- tions exterieures.

En effet, dans le präsent dispositif de commande, la position du rotor est asservie au moyen d'une boucle d'asservisse ent co portant un detecteur du flux induit par le rotor, un inte¬ grateur de ce flux associe ä un comparateur de niveau, un circuit logique de traitement de 1' Information temps — amplitude et une bobine d'entraϊnement du rotor commandi ä partir du circuit logique. Ce dispositif n'implique d'ailleύrs aucun element constructif supplementaire dans un moteur diphase.

Ces propriδtes ainsi que d'autres caracteristiques et proprie- tes du dispositif de commande selon la presente invention res- sortiront plus clairement de la description, donnee a titre d'exemple, de differentes formes d'execution de 1' invention, illustrees par les dessins annexes.

Dans les dessins :

La figure 1 est une vue de dessus d'un moteur ä rotor aimante tel qu'il peut etre utilise en rapport avec le dispositif de commande selon 1" invention;

La figure 2 est une vue en coupe du moteur de la figure 1, selon la ligne brisäe II - II;

La figure 3 est un Schema de principe d'un dispositif de commande selon 1' invention ;

La figure 4 est un diagram e des flux et des couples , en fonction de la position angulaire du rotor, apparaissant lors du fonctionnement du moteur en ode diphase;

La figure 5 est un Schema detaille d'un dispositif de commande selon 1' invention permettant de limiter la duree de 1'impulsion d'entraϊnement et d'amortir le rotor au voisinage de sa position d'equilibre;

La figure 6 est un diagramme des signaux apparaissant dans le circuit de la figure 5 , et

La figure 7 est un schema simplifie d'un dispositif de commande illustrant le traitement d'une perturbation dans le fonctionnnement du moteur.

La moteur represente aux figures 1 et 2 comporte un rotor en forme de disque 1, aimante axialement de facon ä präsen¬ ter sur chacune de ces surfaces des pδles magnetiques al- ternativement positifs et negatifs. Les parties deli itees par des traits pointilles et designes par N et S representent les pδles apparaissant sur la surface superieure de 1'aimant

/ .. . -vι

multipolaire, soit dans le präsent exemple N = 10 paires de pδles. La figure 1 montre en outre deux ele ents de stator 2 et 3 formant des circuits magnetiques de stator separes et comportant chacun une piece 4, 5 en forme de U , en materiau hautement permeable, dont les extremites libres forment les parties polaires du circuit magnetique correspon- dant. Des bobines 6, 7 sont enfilees sur une des branches de chaque piece en forme de U et sont reliees ä un circuit de commande non represente aux figures 1 et 2.

L'axe 8 du rotor et les elements de stator sont fixes sur une partie de support 9, les pieces en forme de U s'engageant dans des rainures de cette platine et etant maintenues par une partie annulaire 10, moulee avec la platine 9.

Les elements de stator representes sont Orientes radiale- ment et disposes de facon que les pδles du rotor passent entre les parties polaires de ces elements. La distance angulaire entre ces elements est de *C = 117 et 1' angle elec¬ trique correspondant & = 1170° = 3 x 360° + 90°. .

Le dispositif de commande selon 1' invention alimente un moteur du type entionne plus haut, par exemple tel que decrit aux figures 1 et 2 , en fournissant des impulsions d 'entraϊnement alternativement aux bobines des circuits magnetiques associes aux deux phases selon un mode de fonctionnnement diphase. Ces deux phases sont designees ci-apres par phase 1 et phase 2 et les bobines correspondantes par b- j _ et b 2 (6 et 7 dans la figure 1) etant entendu que b ] _ et b 2 peuvent repräsenter, d'une facon generale, plusieurs bobines reparties sur un nombre correspondant ou inferieur de circuits magnetiques de stator.

6 -

La figure 3 montre schämatiquement, essentiellement sous forme de blocs ,1' agencement de principe du dispositif de commande selon 1' invention.

Les bobines b ] _ et b2 sont connectäes, par 1 ' intermediaire d'un commutateur 20, repräsente schämatiquement par des contacts, d'une part ä des bornes de sortie d'un circuit 21 appelä ci-apres circuit logique, et, d'autre part, aux entrees d'un amplificateur operationnel 20 dont la sortie est couplee ä une des entrees par 1' intermädiaire d'un condensateur 25. Le commutateur 20 est commandä ä partir du circuit logique 21, cette commande ätant repräsentäe schämatiquement par la ligne pointilläe 29, et le conden¬ sateur 25 peut etre court-circuite, ägalement sous la com¬ mande du circuit logique 21, ce qui est repräsentä dans la figure 3 par un contact 26 et une ligne de commande pointilläe 28.

Le circuit 21 est commandä d'une part par des signaux d'horloge fournis par une source 22 et,d'autre part, par les signaux de sortie de 1' mplificateur opärationnel 24 apparaissant sur une ligne 27 qui marque schämatiquement la liaison entre ce circuit 24 et le circuit 21. Ce dernier presente en outre une connection de commande reliäe ä un interrupteur 30 permettant de däterminer le sens de rotation du moteur par la säquence des impulsions d'entraϊnement definie par le circuit logique. Une source d'änergie älec- trique est repräsentäe schämatiquement par un bloc 23 con- nectä au circuit 21. Des connections secondaires ne sont pas representäs dans le schäma de -principe de la figure 3.

Le fonctionnement de ce dispositif sera däcrit en rapport avec

la figure 4 qui montre les variations de flux et de couples relatives aux deux phases 1 et 2 du moteur concerne, en fonction de 1*angle de rotation oi du rotor. La position de depart du rotor a ätä däsignäe par c_^ ö • et correspond ä un extremum du couple du au courant dans la phase 1. Soit Cni_. ce couple produit par ni. ampere-tours supposäs constants, räsultants d'un courant ± appliquä ä la bobine b-i par 1'intermädiaire du circuit 21. Dans la position correspondante du commutateur 20,1a bobine b2 est connectee aux enträes du circuit 24, 25 formant un circuit intägrateur.

Au voisinage du point Ό1 0 le flux induit par le rotor dans le noyau de la bobine b 2 e st maximal et il suit la courbe _. Le rotor avance et se stabiblise en un point o 6 + 7 /2N, position d'equilibre definiepar le couple de ver- rouillage C n . representä ä la figure 4. Ce couple de ver- rouillage estle couple statique agissant sur le rotor en absence de courant et il a une fräquence quadruple de celle du couple du au courant, par exemple cni- | _. On suppose que le courant i]_ soit coupä lorsque le rotor atteint sa posi¬ tion d'äquilibre et que 1*inträgrateur ait ätä mis ä zero par la fermeture du contact 26 puis de nouveau mi-s en action. Le flux ^ _ est normalement sensiblement nul. Toute Variation accidentelle. de position ΛoC se traduit par une Variation &< du flux „, donc par un signal apparaissant ä la sortie de 1'integrateur sur la ligne 27. Le circuit logique 21 comporte des moyens pour co parer le signal de sortie de 1' integrateur avec une valeur de räfärence et, si un äcart de position ΔCJ depassant une valeur prädeterminäe estainsi detecte le circuit 21 provoque une nouvelle application du courant dans la phase 1 de facon ä annuler A^_ . La nouvelle application de

-gOREÄ

O PI_ \ ri_~Q

courant a lieu pendant un temps limitä süffisant pour per- mettre l'annulation de Δo , 1'intägrateur est remis ä zäro puis de nouveau rendu opärationel avec les meines consgquences que präcädemment. Le rotor est donc astreint ä rester au voisinage de ^ β + 7 /2N. Cette position ätant plus maintenue par le couple de verrouillage d'origine magnätique c 0 4 ainsi que, le cas ächeant, par d'autres moyens connus.

Pour avancer d'un nouveau pas, le circuit 21 est branchä sur la bobine b 2 et la bobine b - [ _est branche sur 1'integrateu 24, 25. En appliquant ni„ aπipere _tours ä la phase 2, le rotor est soumis a un couple C-ni 2 et il avance de nouveau de 7C/2N pour arriver en ^o + TC / ' S . Dans cette position, la phase

I est utilisäe pour dätecter le flux φ , induit par le roto et devant etre sensiblement nul dans la nouvelle position d'equilibre. Toute devjation de la position d'äquilibre du rotor däpassant une certaine valeur se traduit comitie präcä¬ demment par une nouvelle application de courant dans la bobine de la phase 2.

II est ä noter que si les positions d'equilibre considäräes präcädemment ne sont pas exactement celles attendues, cela n'a pas de consequence sur le couple de dämarrage puisque Cni et Cni_ correspondantent, en däbut de pas, ä l'extremum d'une sinusoide. Il n'est donc pas näcessaire de rechercher une grande präcision de räalisation pour assurer la fiabilitä du Systeme, il suffit que les positions d'äquilibre soient conserväes approximativement, par exemple ä + 7C/6 N , ce qui correspondrait ä un tiers de pas.

Bien entendu, les pas suivants sont effectues en appliquant alternativement les courants correspondant ä la phase 1 et la plase 2.

En cas d'inversion du sens de la marche, 1 'asservissement d crit ci-dessus fonctionne tout aussi bien, puisque 1' in- version du sens de marche ne consiste qu'ä redonner le mime courant ä la bobine qui vient d'etre alimentäe.

Le dispositif de commande fonctionnant selon le principe däcrit plus haut, peut etre utilisä ägalement pour cräer une autolimitation de la duräe d' impulsion r c'est-ä-dire une dätermination de la duräe de 1' impulsion en fonction de la Charge du moteur. Pour la fonction qui vient d'etre däcrit dans son principe, 1' intägrateur n'etait utilise que de la fin d'une impulsion jusqu'au däbut de 1' impulsion suivante. Pour la dätermination de la duräe de 1' impulsion,.1' intägrateur est utilisä pendant 1' pplication du courant. A cet effet, on effectue une remise ä zäro de 1' intägrateur au däbut de 1' application du courant, lorsque le rotor ne s'est pratique- ment pas encore däplacä. Lorsque le niveau de sortie de 1' intägrateur, branchä comme präcädemment ä la bobine non alimentäe, atteint une valeur prädäterminee, correspondant ä la Variation de flux attendue ä la fin d'un pas ou un peu avant, il commande avec ou sans retard 1 'arret du courant dans la phase alimentäe. S ' il existe un couple de " verrouil- lage notable, obtenu par exemple par un couple c 0 4 suffisam- ment grand ou par un courant räsiduel, le retard n'est pas näcessaire. Par contre, si le couple de verrouillage est insuffisant, on coupe le courant avec un retard permettant au rotor de s'arreter dans la position d'äquilibre stable däfinie par le couple Cni-^ lui-meme.

Le fonctionnement se räpete de facon anologue pour l'alimen- tation de la deuxieme phase et la coupure du courant dans celle-ci. L'intägrateur est ensuite de nouveau disponible pour la fonction de commande d'une compensation d'une perturbation de la position d'equilibre. L' integrateur peut

ägalement Commandersans retard le däclenchement d'une impulsi d'entraϊnement suivante, de maniere ä obtenir une rotation pratique ent continue du rotor.

La figure 5 est un schäma detaillä d'un dispositif de com¬ mande selon le principe gänäral de la figure 3, montrant la realisation pratique du circuit de commutation et du circuit logique dans un cas donne. Plus particulierement, le disposit de la figure 5, permet de limiter la duräe des impulsions d*entraϊnement et d'amortir le rotor au voisinage de sa po¬ sition d'equilibre.

Dans la figure 5 les äläments analogues ä ceux daja repräsent dans la figure 3 ont etä designäs par les memes chiffres de räfärence. Les signaux apparaissant en certains points du circuit de la figure 5 sont repräsentes en fonction du temps ä la figure 6 et les memes signes de räfärence ont ätä uti- lisäs dans les deux figures pour däsigner ces signaux.

Une source de signaux d'horloge 22, constituäe par exemple par un circuit intägrä Motorola MC14451 muni d'un räsonateur ä quartz, dälivre des impulsions unipolaires calibres M. d'une duräe de 7,8 ms et d'une päriode de ls, dans cet exemple, ä une enträe d'un circuit gäriärateur de sequence d'ätats 31. Dans 1'exemple repräsentä, il s 'agit d'un circuit int grä SANYO PMM 8713, dont les sorties marquees 10, 11, 12 et 13 dälivrent respectivement des signaux S. , S_ , S et S tels que repräsentes ä la figure 6. Ces signaux sont appliques respectivement ä une enträe de circuitslogiques OU 32, 33, 34, et 35 qui regoivent , sur une deuxieme enträe, des signaux d'horloge M . A la sortie de ces circuits OU apparaissent ainsi les signaux c,, C-, C-. et r , respectivement, dont la forme est repräsentäe dans les lignes correspondantes de 1? figure 6. Les signaux c, ä c. sont appliquäsde la maniere monträe ä la figure 5, ä des circuits logiques ET 36, 37, 38,

C

/, f VV..II

ä des circuits logiques OU 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 et 46 ainsi qu'ä des circuits inverseurs 47, 48, 49, 50. Comme le montre la figure 5, certains de ces circuits recoivent des ■ combinaisons logiques de certains signaux C, ä C. formees dans un ätage precedent. D'autre part, il ressort ägalement de la figure 5, que les circuits 39 ä 46 recoivent ä une enträe un signal A formä ä partir de 1' intägrateur 24, 25 de la facon decrite plus loin.

A la sortie des circuits logiques 39 ä 46 apparaissent ainsi des signaux D, , D , D fi , D_, D_, D , D fl et D , respectivement, dont la forme est monträe aux lignes de meme nom de la figure 6. Ces signaux sont appliquäs respectivement aux älectrodes de commande de 8 transistors M, , M„, M fi , M 7 , M.,, M . , M_ et Mg qui fönt partie du circuit de commutation mentionnä en rapport avec la figure 3. A cet effet, ces transistors sont connectäs en särie 2 par 2 entre une borne V et la masse d'une source d'änergie älectrique 23, et le point de connection commun des chemins de conduction de chaque paire de transistors estconnecte ä une exträmite respective des bobines b-, et b« repräsentant les deux phases du moteur. Ainsi, chaque bobine peut etre alimentäe par la mise en ätat de conduction de deux transistors par un courant de signe voulu ä partir de la source d'änergie. Par exemple, la conduction simultanäe des transistors M-^ et M. produit un courant ä travers la bobine b-^ dans le sens V ä masse. D'autre part, la conduction simultanäe des transistors M.-> et M, C ourt" c ircuite la bobine bi ä travers ces transistors.

Les signaux de sortie des inverseurs 47 ä 50, ä savoir D , D 10' D 12 et D 13' res P ect;i - v ement, sont appli uäs aux älectrodes de commande respectives de transistors M 5 , M- > 0 , -, 2 et M - 3 faisant ägalement partie du circuit de commutation. Les

chemins de conduction de ces transistors sont connectäs en särie deux par deux et leurs points de connexion communs sont reliäs ä une enträe de circuit intägrateur 24, 25. Les autres exträmitäs des chemins de conduction des transistors ^, MΠ Q A -,2 et M-, 3 sont connectäs aux exträmitäs des bobines b.. et b 2 comme le montre la figure 5. Ceci permet de brancher l'une ou 1'autre des bobines ä 1'enträe du circuit intägrateur, conformäment au programme däterminä par 1' agencement du circuit logique däcrit.

La sortie de 1' intägrateur 24, 25 est connectäe ä une enträe d'un amplificateur diffärentiel 51, dont 1' autre enträe regoit une tension de räfärence REF appropriäe. Un signal A apparaϊt ainsi ä la sortie du circuit 51 lorsque la tension de sortie de 1' intägrateur depasse une valeur prädäterminäe. Le condensateur 25 est connectä en parallele aux chemins de conduction d'un transistor M .. _. dont l'electrode de commande est reliäe par une ligne 28 ä la source de signaux d'horloge M . Ainsi, dans ce cas, 1* intägrateur est mis ä zäro dans l'intervalle entre les signaux d'horloge M

La sequence de commande du moteur, en fonctionnement diphasä, comporte quatre etats. Pour chacun de ces etats le processus d'alimentation et de limitation de la duräe de 1'alimentation de la bobine motrice se däroule de la eme fagon. Soit par exemple c^. 0 le point de däpart conform ment ä la figure 4.

On applique ä la bobine b, un courant ± . correspondant au couple Cni , en rendant les transistors M-, et M 4 , conducteurs

M et M etant bloquäs. Ceci resulte de 1'etat des signaux de commande D, ä n de ces transistors M -, ä M .. La bobine 1 4 1 4 b 2 est branchä sur 1' intägrateur pour mesurer l'ävolution du flux < $ a2 gräce notamment ä la commande des transistors

relies ä cette bobine, les transistors M^ et M-, ., etant conducteurs.

Lorsque le rotor tourne, le potentiel ä la sortie de 1' intä¬ grateur, initialement ä zäro, croϊt et däclenche pour une Position angulaire däterminäe,correspondant par exemple ä la moitie de la tension de 1'alimentation des circuits logiques, le comparateur 51. L'apparition du signal A ä la sortie du comparateur a pour effet d'inverser les niveaux de commande des transistors M et M _ et la bobine b _. se retrouve ainsi däconnectee de la source 23 et court-circuitee a travers les transistors M . et M,, Le niveau de commande du transistor.

4 2

M g est ägalement inversä ce qui met aussi en court-circuit la bobine b ä travers les transistors M et M . A la fin de 1' impulsion n/ 1 ' intägrateur est remis ä zäro par M tel que mentionnä plus haut.

L' impulsion d'entraϊnement est ainsi li itäe dans sa duräe par l'apparition d'un signal A avant la fin de 1' impulsion calibräe M_ qui repräsente la duree maximale necessaire pour amener le rotor dans la position d'equilibre suivante dans le sens de sa rotation. L'apparition du Signal A correspond ä une position intermädiaire du rotor ä parti de laquelle il atteint ladite position d'äquilibre sans qu'ilait encore besoin du courant dans la phase alimentäe.

La mise en court-circuit de la bobine b permet de laisser äcouler l'änergie de seifinductance, qui est ainsi recupäree, puis de freiner le mouvement du rotor. Toutefois, ä 1 ' approche de la position d'äquilibre ° 0 + C/2 N, le freinage par la bobine b, disparaϊt et c'est essentiellement le court-circuit de la bobine b ^ qui produit un couple de freinage. Dans le mode de fonctionnement däcrit ici, on n'attend donc pas que le

rotor soit stabilise en ol u + 7Ü/2N par le couple Cni_. pour couper le courant i, . Il faut que le couple de verrouillage C . d'origine purement magnetique soit d' amplitude suffisam- ent grande et la vitesse du rotor suffisamment petite pour que le rotor s'arrete au voisinage de cette position d'äqui¬ libre. Une grande präcision dans cette position finale n'est pas näcessaire, car, ainsi que mentionnä plus haut, le couple de dämarrage du pas suivant, donnä par Cni , däpend peu de cette position, de meme que le flux <£ a, . L'amplitude de C . peut donc rester relative ent faible puisque les erreurs angulaires dues ä la faible raideur räsuitant de ce couple e de. I 1 effet du couple de frottement de rouage sont acceptab Pour le pas suivant, la bobine b est alimentäe par la sourc d'änergie älectrique 23 et la bobine b sert de bobine captr Les signaux de la figure 6 montrent que les ätats des transistors M et M s'inversent, permettant le passage du

6 7 courant dans b 2 par 1* intermädiaire de M et M . Les ätats de M 2et Mr s'inversent ägalement ce qui relie ä 1 ' intägra l'exträmitä de b, reliäeä Mr, 1 ' autre exträmitä de cette bobine restant ä la masse, en eme temps que M_. , re et en fonction 1* intägrateur avec une valeur initiale nulle ä sa sortie.

Pour le troisieme pas du cycle on fait passer un courant dan b fournissant le couple C n selon la figure 4 et on intδgre les variations du flux däcroissant φ a ~ induit dans la bobine b 2 . Les ätats de M-. et M. s'inversent et le couran passe donc dans la bobine b, ä travers M_ et M-.. Les transis M^ et M,„ changent d'ätat, de sorte que l'exträmitä de la bo b 2 connectäe ä ces transistors est reliäe ä 1' intägrateur.

Pour le quatrieme pas et dernier ätat du cycle, on fait pass un courant dans la bobine b qui fourni un couple c _ni et l'on integre les variations du flux croissant » a captä pa

la bobine b . Les ätats de M et M s'inversent de sorte que l o y le courant passe dans b 2 ä travers M_ et M„ . L'exträmitä de la bobine b-, reliäe aux transistors M, et M.„ est reliee ä

1' integrateur par changement d'ätat de ces transistors.

La figure 7 montre le schä a simplife d'un dispositif de commande permettant de compenser des perturbations exterieures sur le rotor, mais dans lequel le circuit de permutation des bobines b, et b„ ainsi que le circuit de commande de 1 ' intä- 1 2 ^ grateur ont ätä volontairement omis.

La source 22 de signaux d'horloge M alimente de nouveau le circuit genärateur de sequence ä quatre etats, 31, fournis- sant ä sa sortie les signaux S-. ä S . Ces signaux commandent un circuit d'alimentation 31' (par exemple un circuit SGS type L293) relie ä la source d'änergie älectrique et ' auquel est branchä momentanäment par exemple la bobine b , servant de bobine motrice.

La bobine b 2 se trouve branchäe au meme moment ä 1' enträe du circuit intägrateur 24, 25 dont la sortie est connectäe parallelement aux enträes positive et nägative de deux amplificateurs opärationnels similaires 61 et 62. L'intägrateur 24 utilise par exemple un circuit intägrä FAIRCHILD ICL 7611 et les amplificateurs opärationnels 61 et 62 peuvent etre des circuits ICL 7612. Les deuxiemes enträes de ces amplifi¬ cateurs sont connectäes ä des sources de tension de räfärence respectives REF et REF . Les sorties des circuits 61 et 62 auxquels apparaissent des signaux I et I respectivement sont connectäes aux enträes d'un circuit logique OU däsignä par 63 dont la sortie est reliee ä son tour, comme le montre la figure 7 , ä un inverseur 64 et ä une enträe d'un circuit

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logique ET , 68.

Le circuit de la figure 7 comporte en outre un circuit mono- stable 70, par exemple un circuit intägrä SEFCOSEM SFC 4121E qui fournitdes impulsions de commande de duree fixe t „ ä une enträe d'un circuit logique OU däsignä par 69, 1'autre enträ de ce circuit recevant les impulsions M n de duräe - j _. A la sortie du circuit 69 apparait un signal P _ qui est appliquä par 1' intermädiaire d'un inverseur 67 ä la deuxieme enträe du circuit logique 68, ainsi que, directement ä une enträe d'un circuit logique ET,65dont 1' autre enträe est connectäe ä la sortie de 1' inverseur 64. A la sortie du circuit 68 apparaϊt un signal U~ qui est appliquä d'une part ä 1'enträe de däclenchement du circuit 70 et d' autre part ä une enträe d'un circuit logique OU däsignä par 66 et dont 1'autre enträ est connectäe ä la sortie du circuit logique 65. Le signal de sortie U-, du circuit 66 est appliquä ä une enträe de commande du circuit 31' de fagon ä Commander le passage d'un courant d'entraϊnement correspondant ä ce signal U dans la bobine bi .

La table de väritä suivante indique les ätats des ciffärents signaux apparaissant en certains points de la figure 7 et illustre le fonctionnement du circuit.

U. U,

REPOS 0 0 0 0 0

DEBÜT D* IMPULSION M 1 0 0 1 0

COUPURE DE COURANT 1 0 PAR L' INTEGRATEUR 1 ou Q 0 0

1

APRES L' IMPULSION M 0 0 0 0 0

PRESENCE D'UNE FORTE PERTURBATION 1 0 DECLENCHEMENT DE t 2 0 ou o 1 1 1

REMISE A φ DE L' INTEGRATEUR ET REALIMENTATION DE LA BOBINE b.

Lors de l'apparition d'un signal d'horloge M la sortie S_. declenche la circulation du coura-nt d'entraϊnement dans la bobine b-, . L'interrupteur 26 est fermä par un circuit non repräsentä, pendant un duräe tres courte, de l ' Ordre de 100 yus puϊsräouvert. Le rotor ne s'est pratiquement pas encore däplacä pendant ce temps.

Le signal de sortie de 1' intägrateur croϊt lorsque le rotor se dirige de la position initiale o^ 0 selon la figure 4 vers la position d'äquilibre c. 0 + IT / 2 N ; lorsque le signal atteint le niveau de räfärence correspondant dans une position intermädiaire du rotor, un ätat logique 1 apparaϊt ä la sortie du comparateur correspondant 61 ou 62. Le signal U , passe ainsi au niveau z ro, ce qui coupe le courant dans la bobine b 7 .

I

Si, pour une raison indäterminäe, 1' intägrateur n'a pas encore commandä l'arret du courant ä la fin de 1' impulsion M. de duräe t, , le niveau E. passe ä zäro et le courant est coupä. L' intägrateur est remis ä zäro par 1' intermädiaire d'un circuit non repräsentä das que le courant est coupä, et il n'est ouvert qu' apres äcoulement d'un temps de, pär exemple 20 ms, s ffisant pour permettre au rotor de s ' arreter totalement, La mise en court-circuit de la bobine b peut aider ä cette fonction.

Lorsque 1' intägrateur est de nouveau ouvert, il est pret pour dätecter une perturbation extärieure. Le rotor se trouve dans la position c^ 0 + TC /2 e le potentiel z ro ä la sortie de 1 ' intägrateur correspond au passage par zäro de la courbe -<5' 1 a2 de la figure 4.c'estla position dans laquelle une Varia¬ tion de position angulaire engendre la plus grande Variation de flux. Des qu'une perturbation extärieure teile

qu'un choc linäaire ou angulaire däcale le rotor d'une valeur teileque ' le signal de sortie de 1' integrateur ait un niveau süffisant pour däclencher 1' n ou 1'autre des comparateurs 61 ou 62, la table de väritä montre que les signauxU, etU sont ägals ä 1, ce qui däclenche une impulsion t 2 dans la bobine b -.. Cette impulsion est de meme signe que 1' impulsion präcädente et ramene le rotor dans la position - 0 + TT/2 N. L' interrupteur 26 est remis ä zäro et maintenu ä zäro pendant la nouvelle impulsion, puis il est de nouveau ouvert pour deceler une äventuelle perturbation ultärieure.

Selon une forme d'exäcution de 1' invention, le dispositif est utilisä pour värifier que le rotor a effectivement attein la position d'äquilibre suivante apres son lance ent. Le dispositif est alors agencä pour comparer le niveau de sortie de 1' intägrateur ä un niveau de räfärence correspondant ä la valeur du flux lorsque le rotor a atteint une position au voisinage de la position d'äquilibre. Si le flux est plus faible, le rotor est revenu ä sa position initiale et le comparateur däclenche par consäquent une impulsion de meme signe dans la meme bobine, cette impulsion ayant une duräe fixe teile que t 2 permettant au rotor de franchir le pas. Si le flux est plus fort, le moteur ä fait un double pas sur sa lancäe et le dispositif commande donc ägalement le däclenchement d'une impulsion d'entraϊnement d'une duree t..

Le präsent dispositif permet ainsi de räaliser 1' asservisse ment de la position du rotor en tenant compte des diffärentes perturbations possibles du mouvement, tout en limitant, dans le cas normal, la duräe des impulsions motrices ä un minimum par une dätection d'une grandeur däpendant uniquement de la Position du rotor.

O