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    公开号:WO1981002207A1
    申请号:PCT/CH1981/000011
    申请日:1981-01-30
    公开日:1981-08-06
    发明作者:C Oudet
    申请人:Portescap；C Oudet；
    IPC主号:G04C3-00
    专利说明:
    [0001] DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN MOTEUR ELECTRIQUE
    [0002] La présente invention concerne un dispositif de commande d'un moteur électrique du type comportant un rotor aimanté et au moins deux circuits magnetiques de stator separes, couples chacun avec au moins une bobine électrique et disposés de facon ä forraer entre eux an angle electrique de 2 k π ± π/2 (k = 0, 1, 2, . . . ) . Un dispositif connu du genre concerne par l'invention comporte une source d'énergie électrique, un circuit gänärateur d'impulsions commandé par une source de signaux d'horloge pour fournir des impulsions d'entrainement du rotor ä au moins une des bobines de l'un des circuits magnétiques de stator, et comporte un circuit intégrateur agencé pour recevoir les signaux induits par le rotor dans au moins une des bobines d'un autre desdits circuits magnétiques de stator pour déterminer la durée d'une impulsion d' entraϊnement du rotor.
    [0003] Dans ce dispositif de commande connu l'un des circuits magnétiques de stator est réservé en cours de fonctionnement du moteur pour la fonction de détection du flux induit par le rotor et il ne contribue donc pas à l'entraînement proprement dit. Ce dispositif est en outre conςu pour fonctionner en rotation continue, dans un sens de marche donné.
    [0004] La présente invention vise à fournir un dispositif de commande permettant de faire travailler un moteur du type susmentionné en mode diphasé, pas à pas, dans l'un ou l'autre sens de marche, tout en permettant un asservissement de la Position du rotor et un réglage automatique de la durée des impulsions d'entraînement. L'invention vise plus particulièrement ä fournir un dispositif simple et efficace utilisable notamment dans le domaine de l'horlogerie.
    [0005] A cet effet, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit logique de commande connecté, par ses entrees, d'une part à la source de signaux d'horloge et, d' autre part, à la sortie du circuit integrateur, et, par ses sorties, aux entrées de commande d'un circuit de commutation, le circuit de commutation etant branche à la source d'énergie électrique, aux différentes bobines et à l'entrée du circuit intégrateur, le circuit logique de commande et le circuit de commutation étant agencés pour pouvoir connecter les bobines couplees avec chacun desdits circuits magnétiques du stator à la source d'energie electrique ou à l'entrée dudit circuit intégrateur de teile facon que le moteur travaille en mode diphasé, pas à pas, sous l'effet d'impulsions d' entrainement fournies alternativement aux bobines associées ä l'une et à l'autre phase, au moins une des bobines associées à la phase non alimentée par une impulsion d'entrainement étant connectée, au moins temporairement, au circuit intégrateur.
    [0006] Selon une forme de réalisation préférée, le dispositif de commande comporte un détecteur de niveau associé au circuit intégrateur, le circuit logique étant agencé pour interrompre une impulsion d' entraϊnement et/ou pour déclencher une nouvelle impulsion d 'entraϊnement en fonction de la présence d'un Signal de sortie d'un des détecteurs de niveau et de l'instant de l'apparition de ce signal par rapport aux signaux d'horloge, ainsi que pour remettre l'intégrateur ä zéro au début et ä la fin de chaque période d'Intégration prévue. D'autre part, le circuit logique peut etre agencé pour courtcircuiter temporairement au moins une bobine, de facon à amortir le rotor en mouvement au voisinage de la position d'équilibre et/ou à tendre à le maintenir dans celle-ci par un tel circuit.
    [0007] Le dispositif de commande selon l'invention permet non seulement de réduire la consommation d'énergie du moteur en limitant la durée des impulsions électriques d'entraînement à la valeur nécessaire pour une Charge donnee du moteur et en permettant de réduire par construction le couple de vérouillage du moteur nécessaire au fonctionnement pas à pas, tout en assurant un fonctionnement amélioré, quasiment insensible à des perturbations extérieures.
    [0008] En effet, dans le présent dispositif de commande, la position du rotor est asservie au moyen d'une boucle d'asservissement comportant un détecteur du flux induit par le rotor, un intégrateur de ce flux associé à un comparateur de niveau, un circuit logique de traitement de l'Information temps — amplitude et une bobine d'entraînement du rotor commandi à partir du circuit logique. Ce dispositif n'implique d'ailleurs aucun élément constructif supplémentaire dans un moteur diphasé.
    [0009] Ces propriétés ainsi que d'autres caractéristiques et propriétés du dispositif de commande selon la présente invention ressortiront plus clairement de la description, donnée a titre d'exemple, de différentes formes d'exécution de l'invention, illustrées par les dessins annexés.
    [0010] Dans les dessins : La figure 1 est une vue de dessus d'un moteur à rotor aimante tel qu'il peut etre utilisé en rapport avec le dispositif de commande selon l'invention;
    [0011] La figure 2 est une vue en coupe du moteur de la figure 1, selon la ligne brisäe II - II;
    [0012] La figure 3 est un Schema de principe d'un dispositif de commande selon l'invention ;
    [0013] La figure 4 est un diagramme des flux et des couples, en fonction de la position angulaire du rotor, apparaissant lors du fonctionnement du moteur en mode diphasé;
    [0014] La figure 5 est un Schema detaillé d'un dispositif de commande selon l'invention permettant de limiter la durée de l'impulsion d'entraînement et d'amortir le rotor au voisinage de sa position d'équilibre;
    [0015] La figure 6 est un diagramme des signaux apparaissant dans le circuit de la figure 5, et
    [0016] La figure 7 est un schéma simplifie d'un dispositif de commande illustrant le traitement d'une perturbation dans le fonctionnnement du moteur.
    [0017] La moteur represente aux figures 1 et 2 comporte un rotor en forme de disque 1, aimanté axialement de facon à présenter sur chacune de ces surfaces des pôles magnetiques alternativement positifs et négatifs. Les parties délimitées par des traits pointillés et désignés par N et S représentent les pôles apparaissant sur la surface supérieure de l'aimant multipolaire, soit dans le präsent exemple N = 10 paires de pôles. La figure 1 montre en outre deux éléments de stator 2 et 3 formant des circuits magnetiques de stator séparés et comportant chacun une piece 4 , 5 en forme de U , en matériau hautement perméable, dont les extrémites libres forment les parties polaires du circuit magnétique correspon- dant. Des bobines 6, 7 sont enfilées sur une des branches de chaque piece en forme de U et sont reliees à un circuit de commande non represente aux figures 1 et 2.
    [0018] L'axe 8 du rotor et les éléments de stator sont fixés sur une partie de support 9, les pièces en forme de U s'engageant dans des rainures de cette platine et étant maintenues par une partie annulaire 10, moulée avec la platine 9.
    [0019] Les elements de stator representes sont Orientes radialement et disposes de facon que les pôles du rotor passent entre les parties polaires de ces éléments. La distance angulaire entre ces éléments est de α = 117ºet l'angle electrique correspondant N α = 1170° = 3 x 360° + 90°.
    [0020] Le dispositif de commande selon l'invention alimente un moteur du type mentionné plus haut, par exemple tel que décrit aux figures 1 et 2, en fournissant des impulsions d'entraînement alternativement aux bobines des circuits magnétiques associés aux deux phases selon un mode de fonctionnnement diphasé. Ces deux phases sont désignées ci-après par phase 1 et phase 2 et les bobines correspondantes par b1 et b2 (6 et 7 dans la figure 1) étant entendu que b1 et b2 peuvent représenter, d'une facon générale, plusieurs bobines réparties sur un nombre correspondant ou inférieur de circuits magnétiques de stator. La figure 3 montre schématiquement, essentiellement sous forme de blocs, l'agencement de principe du dispositif de commande selon 1' invention.
    [0021] Les bobines b1 et b2 sont connectäes, par l'intermediaire d'un commutateur 20, représenté schématiquement par des contacts, d'une part à des bornes de sortie d'un circuit 21 appelé ci-après circuit logique, et, d' autre part, aux entrées d'un amplificateur opérationnel 20 dont la sortie est couplée à une des entrées par l'intermédiaire d'un condensateur 25. Le commutateur 20 est commandé à partir du circuit logique 21, cette commande étant représentée schématiquement par la ligne pointillée 29, et le condensateur 25 peut être court-circuité, également sous la commande du circuit logique 21, ce qui est représenté dans la figure 3 par un contact 26 et une ligne de commande pointillée 28.
    [0022] Le circuit 21 est commandé d'une part par des signaux d'horloge fournis par une source 22 et,d' autre part, par les signaux de sortie de l'amplificateur opérationnel 24 apparaissant sur une ligne 27 qui marque schématiquement la liaison entre ce circuit 24 et le circuit 21. Ce dernier présente en outre une connection de commande reliée à un interrupteur 30 permettant de déterminer le sens de rotation du moteur par la séquence des impulsions d'entraînement définie par le circuit logique. Une source d'énergie électrique est représentée schématiquement par un bloc 23 connecté au circuit 21. Des connections secondaires ne sont pas représentés dans le schéma de principe de la figure 3.
    [0023] Le fonctionnement de ce dispositif sera décrit en rapport avec la figure 4 qui montre les variations de flux et de couples relatives aux deux phases 1 et 2 du moteur concerné, en fonction de l'angle de rotation α du rotor. La position de départ du rotor a été däsignäe par α et correspond ä un extrémum du couple du au courant dans la phase 1. Soit Cni1 ce couple produit par ni1 ampere-tours supposés constants, résultants d'un courant i 1 appliquä ä la bobine b1 par l'intermédiaire du circuit 21. Dans la position correspondante du commutateur 20,1a bobine b2 est connectée aux entrées du circuit 24, 25 formant un circuit intégrateur.
    [0024] Au voisinage du point α le flux induit par le rotor dans le noyau de la bobine b 2 est maximal et il suit la courbe Φa2. Le rotor avance et se stabiblise en un point α + π /2N, position d'equilibre definiepar le couple de vérrouillage C04 représenté à la figure 4. Ce couple de vérrouillage estle couple statique agissant sur le rotor en absence de courant et il a une fréquence quadruple de celle du couple du au courant, par exemple cni1. On suppose que le courant i l soit coupé lorsque le rotor atteint sa position d'équilibre et que l'inträgrateur ait ätä mis à zero par la fermeture du contact 26 puis de nouveau mis en action. Le flux Φa2 est normalement sensiblement nul. Toute Variation accidentelle. de position Δα se traduit par une Variation ΔΦ du flux Φa2 donc par un signal apparaissant ä la sortie de l'integrateur sur la ligne 27. Le circuit logique 21 comporte des moyens pour comparer le signal de sortie de l'intégrateur avec une valeur de référence et, si un äcart de position Δ α dépassant une valeur prédéterminée estainsi detecte le circuit 21 provoque une nouvelle application du courant dans la phase l de facon à annuler Δα . La nouvelle application de courant a lieu pendant un temps limité süffisant pour permettre l'annulation de Δα , l'intégrateur est remis à zäro puis de nouveau rendu opérationel avec les mêmes conséquences que précédemment. Le rotor est donc astreint à rester au voisinage de α + π/2N. Cette position ätant plus maintenue par le couple de verrouillage d'origine magnätique cO4 ainsi que, le cas échéant, par d'autres moyens connus.
    [0025] Pour avancer d'un nouveau pas, le circuit 21 est branché sur la bobine b2 et la bobine b 1 est branche sur l'integrateu 24, 25. En appliquant ni2 ampére-tours à la phase 2, le rotor est soumis à un couple Cni2 et il avance de nouveau de π/2N pour arriver en α + π /N . Dans cette position, la phase
    [0026] I est utilisée pour dätecter le flux Φal induit par le roto et devant être sensiblement nul dans la nouvelle position d'équilibre. Toute déviation de la position d'équilibre du rotor dépassant une certaine valeur se traduit comitie précédemment par une nouvelle application de courant dans la bobine de la phase 2.
    [0027] II est à noter que si les positions d'équilibre considérées précédemment ne sont pas exactement celles attendues, cela n'a pas de consequence sur le couple de dämarrage puisque Cni1 et Cni2 correspondantent, en début de pas, à l'extrémum d'une sinusoide. Il n'est donc pas nécessaire de rechercher une grande präcision de räalisation pour assurer la fiabilité du Systeme, il suffit que les positions d'équilibre soient conservées approximativement, par exemple à ± π/6 N , ce qui correspondrait à un tiers de pas.
    [0028] Bien entendu, les pas suivants sont effectués en appliquant alternativement les courants correspondant ä la phase 1 et la plase 2. En cas d'inversion du sens de la marche, l'asservissement däcrit ci-dessus fonctionne tout aussi bien, puisque l'inversion du sens de marche ne consiste qu'à redonner le même courant à la bobine qui vient d'etre alimentée.
    [0029] Le dispositif de commande fonctionnant selon le principe décrit plus haut, peut être utilisé également pour créer une autolimitation de la durée d' impulsion, c'est-à-dire une détermination de la durée de l'impulsion en fonction de la Charge du moteur. Pour la fonction qui vient d'etre décrit dans son principe, l'intégrateur n'était utilisé que de la fin d'une impulsion jusqu'au début de l'impulsion suivante. Pour la détermination de la durée de l'impulsion, l'intégrateur est utilisé pendant l'application du courant. A cet effet, on effectue une remise à zéro de l'intégrateur au début de l'application du courant, lorsque le rotor ne s'est pratique ment pas encore déplacé. Lorsque le niveau de sortie de l'intégrateur, branché comme précédemment à la bobine non alimentée, atteint une valeur prédéterminée, correspondant à la Variation de flux attendue à la fin d'un pas ou un peu avant, il commande avec ou sans retard l'arrêt du courant dans la phase alimentée. S'll existe un couple de verrouillage notable, obtenu par exemple par un couple cO4 suffisamment 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 Cni1 lui-même.
    [0030] Le fonctionnement se répète de facon anologue pour l'alimentation de la deuxième phase et la coupure du courant dans celle-ci. L'intégrateur est ensuite de nouveau disponible pour la fonction de commande d'une compensation d'une perturbation de la position d'équilibre. L'intégrateur peut également Commander sans retard le déclenchement d'une impulsi d' entraînement suivante, de maniere à obtenir une rotation pratiquement continue du rotor.
    [0031] La figure 5 est un schéma détaillé d'un dispositif de commande selon le principe général de la figure 3, montrant la realisation pratique du circuit de commutation et du circuit logique dans un cas donné. Plus particulièrement, le dispositif de la figure 5, permet de limiter la durée des impulsions d'entraînement et d'amortir le rotor au voisinage de sa position d'equilibre.
    [0032] Dans la figure 5 les éléments analogues à ceux daja représentés dans la figure 3 ont été désignés par les memes chiffres de référence. Les signaux apparaissant en certains points du circuit de la figure 5 sont repräsentes en fonction du temps à la figure 6 et les memes signes de référence ont été utilisés dans les deux figures pour désigner ces signaux.
    [0033] Une source de signaux d'horloge 22, constituée par exemple par un circuit intégré Motorola MC14451 muni d'un résonateur à quartz, dälivre des impulsions unipolaires calibrés Mo d'une durée de 7,8 ms et d'une période de ls, dans cet exemple, à une entrée d'un circuit gériérateur de sequence d'états 31. Dans l'exemple représenté, il s'agit d'un circuit intégré SANYO PMM 8713, dont les sorties marquees 10, 11, 12 et 13 dälivrent respectivement des signaux S1, S2 , S3 et S4 tels que représentes à la figure 6. Ces signaux sont appliqués respectivement à une enträe de circuitslogiques OU 32, 33, 34, et 35 qui reçoivent, sur une deuxieme entrée, des signaux d'horloge Mo. A la sortie de ces circuits OU apparaissent ainsi les signaux c1, C2, C3. et C4, respectivement, dont la forme est représentée dans les lignes correspondantes de la figure 6. Les signaux c1 à C4 sont appliquäsde la maniere monträe ä la figure 5, à des circuits logiques ET 36, 37, 38, à des circuits logiques OU 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 et 46 ainsi qu'à des circuits inverseurs 47, 48, 49, 50. Comme le montre la figure 5, certains de ces circuits recoivent des combinaisons logiques de certains signaux c1 à C4 formées dans un étage précédent. D'autre part, il ressort également de la figure 5, que les circuits 39 à 46 recoivent à une entrée un signal A formé à partir de l'intégrateur 24, 25 de la facon decrite plus loin.
    [0034] A la sortie des circuits logiques 39 ä 46 apparaissent ainsi des signaux D1, D2, D6, D7, D3, D4, D8 et D9, respectivement, dont la forme est montrée aux lignes de même nom de la figure 6. Ces signaux sont appliqués respectivement aux électrodes de commande de 8 transistors M1 , M2, M6, M7, M3, M4, M8 et M9 qui font partie du circuit de commutation mentionné en rapport avec la figure 3. A cet effet, ces transistors sont connectés en série 2 par 2 entre une borne V et la masse d'une source d'énergie électrique 23, et le point de connection commun des chemins de conduction de chaque paire de transistors estconnecté à une extrémite respective des bobines b1 et b2 représentant les deux phases du moteur. Ainsi, chaque bobine peut être alimentée par la mise en état de conduction de deux transistors par un courant de signe voulu à partir de la source d'énergie. Par exemple, la conduction simultanée des transistors M1 et M4 produit un courant à travers la bobine b1 dans le sens V à masse. D'autre part, la conduction simultanäe des transistors M2 et M4 Court-circuite la bobine bi à travers ces transistors.
    [0035] Les signaux de sortie des inverseurs 47 à 50, à savoir D5, D10, D12 et D13, respectivement, sont appliquäs aux électrodes de commande respectives de transistors M5, M10, M12 et M13 faisant également partie du circuit de commutation. Les chemins de conduction de ces transistors sont connectés en särie deux par deux et leurs points de connexion communs sont reliés à une entrée de circuit intégrateur 24, 25. Les autres extrémités des chemins de conduction des transistors M5, M10 ,M1 2 et M13 sont connectäs aux extrémités des bobines b1 et b2 comme le montre la figure 5. Ceci permet de brancher l'une ou l'autre des bobines à l'entrée du circuit intégrateur, conformäment au programme däterminä par l'agencement du circuit logique décrit.
    [0036] La sortie de l'intégrateur 24, 25 est connectée à une entrée d'un amplificateur différentiel 51, dont l'autre entrée regoit une tension de référence REF appropriée. Un signal A apparaϊt ainsi à la sortie du circuit 51 lorsque la tension de sortie de l'intégrateur depasse une valeur prédéterminée. Le condensateur 25 est connecté en parallele aux chemins de conduction d'un transistor M 11 dont l'electrode de commande est reliée par une ligne 28 à la source de signaux d'horloge Mo. Ainsi, dans ce cas, l'intégrateur est mis à zéro dans l'intervalle entre les signaux d'horloge Mo.
    [0037] La séquence de commande du moteur, en fonctionnement diphasé, comporte quatre états. Pour chacun de ces états le processus d'alimentation et de limitation de la durée de l'alimentation de la bobine motrice se déroule de la meme fagon. Soit par exemple α le point de däpart conformément à la figure 4.
    [0038] On applique à la bobine b, un courant i l correspondant au couple Cni1, en rendant les transistors M1, et M4, conducteurs,
    [0039] M2 et M3 etant bloquäs. Ceci resulte de l'état des signaux de commande D1 à D4 de ces transistors M1 à M 4. La bobine 1 4 b2 est branché sur l'intégrateur pour mesurer l'évolution du flux Φa2 gréce notamment ä la commande des transistors relies à cette bobine, les transistors M7 et M1 3 etant conducteurs.
    [0040] Lorsque le rotor tourne, le potentiel ä la sortie de l'intégrateur, initialement à zéro, croϊt et däclenche pour une Position angulaire déterminée, correspondant par exemple à la moitie de la tension de l'alimentation des circuits logiques, le comparateur 51. L'apparition du signal A à la sortie du comparateur a pour effet d'inverser les niveaux de commande des transistors M1 et M2 et la bobine b . se retrouve ainsi déconnectée de la source 23 et court-circuitée à travers les transistors M4 et M2 Le niveau de commande du transistor.
    [0041] M9 estégalement inversé ce qui met aussi en court-circuit la bobine b à travers les transistorsM7 et M9 . A la fin de l'impulsion Mo l'intégrateur est remis à zéro par M 11tel que mentionné plus haut.
    [0042] L' impulsion d' entraînement est ainsi limitée dans sa durée par l'apparition d'un signal A avant la fin de l'impulsion calibräe Mo qui représente la duree maximale nécessaire 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'équilibre sans qu'ilait encore besoin du courant dans la phase alimentäe.
    [0043] La mise en court-circuit de la bobine b permet de laisser écouler l'énergie de seifinductance, qui est ainsi recupäree, puis de freiner le mouvement du rotor. Toutefois, ä l'approche de la position d'équilibre α + π /2 N, le freinage par la bobine b1 disparaϊt et c'est essentiellement le court-circuit de la bobine b2 qui produit un couple de freinage. Dans le mode de fonctionnement däcrit ici, on n'attend donc pas que le rotor soit stabilise en α + π/2N par le couple Cni1 pour couper le courant i1. Il faut que le couple de verrouillage C04. d'origine purement magnetique soit d' amplitude suffisamment grande et la vitesse du rotor suffisamment petite pourque le rotor s'arrête au voisinage de cette position d'équilibre. Une grande präcision dans cette position finale n'est pas nécessaire, car, ainsi que mentionné plus haut, le couple de démarrage du pas suivant, donné par Cni2, dépend peu de cette position, de même que le flux Φ a1. L'amplitude de C04 peut donc rester relativement faible puisque les erreurs angulaires dues à la faible raideur räsuitant de ce couple et de. I'effet du couple de frottement de rouage sont acceptables. Pour le pas suivant, la bobine b est alimentäe par la source d'énergie électrique 23 et la bobine b sert de bobine captrice. Les signaux de la figure 6 montrent que les états des transistors M6 et M7 s'inversent, permettant le passage du courant dans b2 par l'intermédiaire de M6 et M9. Les états de M 2 et M5 s'inversent également ce qui relie à l'intégra l'extrémité de b1 reliéeé M5, l'autre extrémité de cette bobine restant à la masse, en meme temps que M11 remet en fonction l'intégrateur avec une valeur initiale nulle à sa sortie.
    [0044] Pour le troisieme pas du cycle on fait passer un courant dans b fournissant le couple Cni1 selon la figure 4 et on intègre les variations du flux décroissant Φ a2 induit dans la bobine b2. Les états de M3 et M4 s'inversent et le courant passe donc dans la bobine b, à travers M2 et M3 . Les transistors M7 et M10 changent d'ätat, de sorte que l'extrémité de la bobine b2 connectäe à ces transistors est reliée à l'intégrateur.
    [0045] Pour le quatrieme pas et dernier ätat du cycle, on fait pass un courant dans la bobine b9 qui fourni un couple c ni2 et l'on intègre les variations du flux croissant Φ a1 capté par la bobine b1. Les états de M8et M9s'inversent de sorte que le courant passe dans b2 à travers M7et M8. L'extrémité de la bobine b1reliée aux transistors M4et M12 est reliée à l'intégrateur par changement d'état de ces transistors.
    [0046] La figure 7 montre le schéma simplifé d'un dispositif de commande permettant de compenser des perturbations extérieures sur le rotor, mais dans lequel le circuit de permutation des bobines b1 et b2ainsi que le circuit de commande de l'intégrateur ont été volontairement omis.
    [0047] La source 22 de signaux d'horloge M0 alimente de nouveau le circuit générateur de séquence à quatre états, 31, fournissant à sa sortie les signaux S1 à S4. Ces signaux commandent un circuit d'alimentation 31' (par exemple un circuit SGS type L293) relié à la source d'änergie électrique et auquel est branché momentanément par exemple la bobine b1, servant de bobine motrice.
    [0048] La bobine b2 se trouve branchée au même moment à l'entrée du circuit intégrateur 24, 25 dont la sortie est connectée parallèlement aux entrées positive et négative de deux amplificateurs opérationnels similaires 61 et 62. L'intégrateur 24 utilise par exemple un circuit intégré FAIRCHILD ICL 7611 et les amplificateurs opérationnels 61 et 62 peuvent être des circuits ICL 7612. Les deuxiemes enträes de ces amplificateurs sont connectées à des sources de tension de référence respectives REF1 et REF2. Les sorties des circuits 61 et 62 auxquels apparaissent des signaux I et I respectivement sont connectées aux entrées d'un circuit logique OU désigné par 63 dont la sortie est reliée à son tour, comme le montre la figure 7, à un inverseur 64 et à une entrée d'un circuit logique ET , 68.
    [0049] Le circuit de la figure 7 comporte en outre un circuit mono- stable 70, par exemple un circuit intégré SEFCOSEM SFC 4121E qui fournitdes impulsions de commande de durée fixe t2 à une entrée d'un circuit logique OU désigné par 69, l'autre entrée de ce circuit recevant les impulsions M0 de duräe t1. A la sortie du circuit 69 apparait un signal P1 qui est appliqué par l' intermédiaire d'un inverseur 67 à la deuxième entrée du circuit logique 68, ainsi que, directement à une entrée d'un circuit logique ET, 65dont l'autre enträe est connectée à la sortie de l'inverseur 64. A la sortie du circuit 68 apparaît un signal U2 qui est appliqué d'une part à l'entrée de déclenchement du circuit 70 et d' autre part à une entrée d'un circuit logique OU désigné par 66 et dont l'autre entrée est connectäe à la sortie du circuit logique 65. Le signal de sortie U1 du circuit 66 est appliqué à une entrée de commande du circuit 31' de fagon à Commander le passage d'un courant d ' entraînement correspondant à ce signal U1 dans la bobine b1.
    [0050] La table de vérité suivante indique les ätats des différents signaux apparaissant en certains points de la figure 7 et illustre le fonctionnement du circuit.
    [0051]
    Lors de l'apparition d'un signal d'horloge M0 la sortie S1 déclenche la circulation du coura-nt d 'entraînement dans la bobine b1. L' interrupteur 26 est fermé par un circuit non représenté, pendant un durée tres courte, de l'ordre de 100 μs puisréouvert. Le rotor ne s'est pratiquement pas encore déplacé pendant ce temps.
    [0052] Le signal de sortie de l'intégrateur croϊt lorsque le rotor se dirige de la position initiale αº selon la figure 4 vers la position d'équilibre αº+ π / 2 N ; lorsque le signal atteint le niveau de référence correspondant dans une position intermédiaire du rotor, un ätat logique 1 apparaît à la sortie du comparateur correspondant 61 ou 62. Le signal U1 passe ainsi au niveau zéro, ce qui coupe le courant dans la bobine b1.
    [0053] Si, pour une raison indéterminée, l'intégrateur n'a pas encore commandé l'arrêt du courant à la fin de l'impulsion M0 de durée t1, le niveau E. passe à zäro et le courant est coupé. L'intégrateur est remis à zéro par l'intermédiaire d'un circuit non représenté dés que le courant est coupé, et il n'est ouvert qu'après écoulement d'un temps de, par exemple 20 ms, suffisant pour permettre au rotor de s'arreter totalement, La mise en court-circuit de la bobine b peut aider à cette fonction.
    [0054] Lorsque l'intégrateur est de nouveau ouvert, il est prêt pour détecter une perturbation extérieure. Le rotor se trouve dans la position αº +π /2N et le potentiel zéro à la sortie de l'intégrateur correspond au passage par zéro de la courbe Φ a2 de la figure 4.c'estla position dans laquelle une Variation de position angulaire engendre la plus grande Variation de flux. Des qu'une perturbation extérieure teile qu'un choc linéaire ou angulaire décale le rotor d'une valeur teile quele signal de sortie de l'intégrateur ait un niveau suffisant pour déclencher l'un ou l'autre des comparateurs 61 ou 62, la table de vérité montre que les signaux U1 et U2 sont égals à 1, ce qui déclenche une impulsion t2 dans la bobine b1. Cette impulsion est de meme signe que l'impulsion précédente et ramene le rotor dans la position αº + π/2 N. L' interrupteur 26 est remis à zéro et maintenu à zéro pendant la nouvelle impulsion, puis il est de nouveau ouvert pour deceler une éventuelle perturbation ultérieure.
    [0055] Selon une forme d'exécution de l'invention, le dispositif est utilisé pour vérifier que le rotor a effectivement attein la position d'équilibre suivante apres son lancement. Le dispositif est alors agencé pour comparer le niveau de sortie de l'intégrateur à un niveau de référence correspondant à la valeur du flux lorsque le rotor a atteint une position au voisinage de la position d'équilibre. Si le flux est plus faible, le rotor est revenu à sa position initiale et le comparateur déclenche par conséquent une impulsion de meme signe dans la meme bobine, cette impulsion ayant une durée fixe teile que t2 permettant au rotor de franchir le pas. Si le flux est plus fort, le moteur à fait un double pas sur sa lancée et le dispositif commande donc également le déclenchement d'une impulsion d ' entraϊnement d'une duree t2.
    [0056] Le présent dispositif permet ainsi de réaliser l'asservissement de la position du rotor en tenant compte des différentes perturbations possibles du mouvement, tout en limitant, dans le cas normal, la durée des impulsions motrices à un minimum par une détection d'une grandeur dépendant uniquement de la Position du rotor.
    权利要求:
    Claims REVENDICATIONS
    1. Dispositif de commande d'un moteur électrique du type comportant un rotor aimanté et au moins deux circuits magnétiques de stator separés, couplés chacun avec au moins une bobine électrique et disposés de fagon à former entre eux un angle électrique de 2 k π ± π /2 (k = 0, 1, 2, ...), ce dispositif de commande comportant une source d'énergie électrique, un circuit générateur d' impulsions commandé par une source de signaux d'horloge pour fournir des impulsions d ' entraînement du rotor au moins à une des bobines de l'un des circuits magnétiques stationnaires et comportant un circuit intégrateur agencé pour recevoir les signaux induits par le rotor dans au moins une des bobines d'un autre desdits circuits magnétiques de stator pour déterminer la durée d'une impulsion d'entraînement du rotor, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit logique de commande connecté , par ses entrées, d'une part à la source de signaux d'horloge et, d' autre part, à la sortie du circuit intégrateur, et, par ses sorties aux entrées de commande d'un circuit de commutation, le circuit de commutation étant branché à la source d'énergie électrique, aux différentes bobines et é 1' entrée du circuit intégrateur, le circuit logique de commande et le circuit de commutation etant agences pour pouvoir connecter les bobines couplées avec chacun desdits circuits magnetiques du stator à la source d'énergie électrique ou à l'entrée dudit circuit intégrateur de teile façon que le moteur travaille en mode diphase, pas à pas, sous l'effet d'impulsions d'entraînement fournies alternativement aux bobines associées à l'une et à l'autre phase, au mcins une des bobines associées à la phase non alimentée par une impulsion d'entraînement étant connectées au moins temporairement au circuit intégrateur.
    2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un détecteur de niveau associé au circuit intégrateur, le circuit logique étant agencé pour interrompre une impulsion d' entraînement et/ou pour déclencher une nouvelle impulsion d'entraînement en fonction de la présence d'un signal de sortie d'un des détecteurs de niveau et de l'instant de l'apparition de ce signal par rapport aux signaux d'horloge, ainsi que pour remettre l'intégrateur à zéro au début et à la fin de chaque période d'intégration prévue.
    3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit logique est agencé pour court-circuiter temporairement au moins une bobine, de fagon à amortir le rotor en mouvement au voisinage de la position d'équilibre et/ou à tendre à le maintenir dans celle-ci par un tel court-circuit.
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    CH73280||1980-01-30||DE19813134413| DE3134413A1|1980-01-30|1981-01-30|Electric motor control device|
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