CH489803A - Détecteur électrique d'écart de vitesse d'un organe rotatif - Google Patents

Description

  Détecteur électrique d'écart de     vitesse    d'un organe rotatif    La     régulation    de vitesse très précise de machines  tournantes à l'aide d'un système de commande continue  exige     principalement    l'obtention d'un signal proportion  nel à l'écart de vitesse de l'organe asservi, par rapport  à la     vitesse    de consigne.  



  Divers circuits sensibles à la fréquence (pont de  Wien, circuits résonnants accordés sur deux fréquences  voisines de la     fréquence    de     consigne    et de part et d'autre  de celle-ci) sont actuellement utilisés, leur     alimentation     étant assurée à partir d'une génératrice tachymétrique  à     aimants    permanents.  



  Ces circuits de détection ont, en     général,    l'inconvé  nient de     nécessiter    une alimentation constante, d'une       puissance    parfois relativement importante. L'alimenta  tion, à l'aide d'une génératrice à aimants     permanents,     permet de     résoudre        ces    problèmes, mais conduit dans  le cas de machines tournant à basse vitesse à l'installa  tion d'un matériel de dimensions importantes, donc  onéreux.  



  Le détecteur     électrique    d'écart de vitesse d'un or  gane rotatif selon l'invention, produisant un signal       continu    proportionnel à l'écart entre la fréquence ou un       sous-multiple    de la     fréquence    d'une tension électrique  proportionnelle à la     vitesse    de     rotation    de l'organe as  servi et une     fréquence    de consigne réglable,

   est caracté  risé en ce qu'il comprend un circuit monostable déclen  ché par des impulsions issues d'un circuit conformateur  et synchrones avec la     fréquence    ou un des sous-multi  ples de la     fréquence    de ladite tension proportionnelle à  la     vitesse    de     rotation    de     l'organe    asservi,

   un circuit de  puissance     commandé    par le signal calibré issu du cir  cuit monostable et donnant des signaux de sortie rec  tangulaires     calibrés    dont l'amplitude est fonction de sa  tension d'alimentation et dont la     fréquence    est propor  tionnelle à la fréquence de ladite tension proportionnelle  à la vitesse de l'organe asservi, un circuit intégrateur  donnant une tension moyenne continue proportionnelle    à la     fréquence    des signaux issus du circuit de puissance.  cette tension moyenne étant opposée à une tension de       référence    correspondant à la fréquence de consigne, et  un circuit à résistance et capacité filtrant la tension ré  sultante.  



  Le     dessin    annexé représente, à titre d'exemple, une  forme     d'exécution    de l'objet de l'invention et une  variante.  



  La fig. 1 est le schéma de cette forme d'exécution, et  la fig. 2 est le schéma de la variante.  



  On se référera d'abord à la fig. 1. Le signal alterna  tif 1 de l'onde     périodique.    dont     l'écart    de fréquence par  rapport à la fréquence de consigne est à mesurer, est  introduit dans un circuit de mise en forme comportant  un conformateur 2 et un adaptateur 3, permettant d'ob  tenir une onde carrée telle que 4. Le conformateur 2  est     constitué    par une     bascule    dont la polarisation est       suffisamment    stable pour que la détection soit réalisée  à un     niveau    fixe au voisinage du zéro de tension.  L'adaptateur 3 est constitué par un circuit amplificateur  de     courant.     



  A la     sortie    de l'adaptateur 3, l'onde carrée est dérivée  par     l'intermédiaire    des circuits 5 de manière à obtenir  des pointes telles que 6.  



  Un     sélecteur    de polarité 7 permet ensuite d'obtenir  des pointes 8 de polarité identique.  



  Ces pointes 8 pilotent un circuit monostable 9 qui       est    étudié de manière à être le plus possible insensible  aux variations de température.  



       L'alimentation    10 de ce circuit     monostable    est soi  gneusement     stabilisée    en tension et sert également à ali  menter le     conformateur    2 et l'adaptateur 3.  



  La     constante    de temps du circuit     monostable    est  réglée en fonction de la gamme de fréquences dans  laquelle doit être     utilisé    le circuit     tachymétrique.    Ainsi       pour    une fréquence nominale de 50 Hz, le temps entre      deux pointes de même polarité, issues du circuit     dériva-          teur,    est de 10 millisecondes.  



  Dans ces     conditions,    pour obtenir un     fonctionne-          nient    correct du circuit monostable dans la gamine de       fréquence    supérieure au double de la     fréquence    nomi  nale, sa     constante    de temps devra être inférieure à  5 millisecondes.  



  Le signal calibré 11 issu du circuit monostable 9  commande un circuit de puissance constitué d'une     source     d'alimentation 12 débitant dans Lin circuit de puissance  13     comportant    une résistance et une diode, laquelle est  bloquée ou rendue conductrice par     l'intermédiaire    d'une  polarisation commandée par un transistor de commuta  tion 14 piloté par le circuit monostable. Ce transistor  est alimenté par une source électrique 15.  



  Un circuit intégrateur 16 permet d'obtenir, à partir  des signaux calibrés     issus    du circuit de puissance 13 une  tension moyenne proportionnelle à leur fréquence. Cette  tension moyenne est opposée à une tension réglable 18  constituée d'une partie de la tension de la     source    d'ali  mentation de puissance 12 et qui     correspond    à la fré  quence de consigne affichée. La tension résultante est  filtrée à l'aide de cellules de filtrage 17. On obtient ainsi  en sortie tin signal continu 19 proportionnel à l'écart de  fréquence par rapport à la fréquence de consigne.  



  En variante (fig. 2) la disposition est analogue à celle  (lui vient d'être décrite en référence à la fig. 1 et l'on  reconnaît en 1 le signal alternatif, en ? le conformateur.  en 3 l'adaptateur, en 4 l'onde     carrée.    en 5 les circuits  donnant les     pointes    6, en 7 le sélecteur de polarité don  nant les pointes 8, en 9 le circuit monostable alimenté  en 10, en 12 la source débitant dans le circuit de puis  sance 13, en 14 le transistor de commutation alimenté  par la source 15. en 16 le circuit intégrateur 16, et en  17 le circuit de filtrage.  



  Mais la tension d'opposition<B>18</B> prévue     ii    la fi;. 1  pour donner le signal 19 est supprimée à la fig. 2.  



  A la fig. 2, un étalon de fréquence 20 est prévu et  est constitué par un diapason à     50Hz    dont la dérive est  inférieure à     10-6    par degré centigrade. L'étalon 20     pro-          duit    la fréquence de consigne. pilote Lin circuit do     mis:     en forme identique à celui qui vient d'être décrit peur  la mise en     forme    du signal alternatif 1.  



  Ce circuit comporte. comme le précédent, un     con-          formateur    2'. Lin adaptateur 3'. des dérivateurs 5', Lin  sélecteur de polarité 7'. Lin circuit monostable 9'. un  transistor de commutation     1-l'.    un circuit de puissance  1',' et un circuit intégrateur 16'. Les sources do puis  sance 10, 12. 15 alimentent     les    éléments     '_''.   <B>Y</B>. 9', 13' et  14'<B>clé</B> ce circuit.  



  La tension moyenne issue do l'intégrateur 16     cor-          rcspondant    à l'onde     périodique    I Lie     l'organe    ii     asservir,     et la tension moyenne issue clé l'intégrateur 16', corres  pondant ii l'onde émise par l'étalon de fréquence 20 sont  injectées dans un comparateur 21, lequel     détermine    la  tension différentielle correspondante.  



  Cette tension différentielle est filtrée à l'aide de cel  lules de filtrage 17, et l'on obtient en sortie un signal       continu    22 proportionnel à l'écart (le     fréquence    par rap  port à la fréquence de     consigne    donne par l'étalon 20.  



  II est avantageux d'utiliser     chaque    passage à zéro  de l'onde périodique, correspondant à la fréquence de  l'organe dont la vitesse est asservie,     polir    produire les  impulsions synchrones. On petit ainsi     doubler    la fré  quence de pilotage du circuit monostable par rapport ii  la fréquence de base. Dans ces     conditions,    le filtrage ii  prévoir en sortie polir     obtenir    un signal continu est    rendu plus aisé, et le temps de réponse du circuit plus  faible.  



  Le signal calibré issu du circuit monostable com  mande un circuit de puissance constitué d'une source  d'alimentation débitant dans une résistance à travers  une diode contrôlée. Celle-ci est bloquée ou rendue con  ductrice par l'intermédiaire d'une polarisation comman  dée par Lin transistor piloté par le circuit monostable.  



  Il est avantageux d'utiliser, pour tension d'opposi  tion, une fraction de la tension d'alimentation dit circuit  de puissance de façon à éviter une dérive du zéro de  tension en fonction de l'amplitude de cette tension d'ali  mentation.  



  En variante, la tension réglable, correspondant à la  fréquence de consigne, introduite en opposition à la ten  sion proportionnelle à la     fréquence    de l'organe asservi.  est remplacée par une tension issue d'un circuit identi  que à celui sensible à la fréquence de l'organe as  servi, mais dont le circuit monostable est piloté par Lin       étalon    de fréquence.  



  Cette solution a pour     avantage    de compenser les  dérives de chaque circuit mis en opposition, puisque  ceux-ci sont identiques. On ne décèle en sortie qu'une  très faible dérive correspondant à la variation différen  tielle des     caractéristiques    des composants.  



  D'autre part, le circuit tachymétrique ainsi constitué  petit être utilisé pour la synchronisation du     groupé    en  vitesse si, avant couplage. le signal de     l'étalon    de fré  quence est remplacé par la fréquence du réseau sur le  quel le groupe doit être couplé.  



  La fréquence de l'alternateur du     groupe    pilote alors  le premier circuit monostable, celle dit réseau pilote le  second circuit monostable. L'écart entre ces deux fré  quences détermine la tension d'erreur<B>il</B> la sortie du cir  cuit sensible à la     fréquence    et commande le     groupe    pour  amener les deux fréquences à la     même    valeur avant la  mise en service dit coupleur comparant les phases.

Claims (1)

1. REVENDICATION Détecteur électrique d'écart de vitesse d'un organe rotatif. produisant Lin .signal continu proportionnel ;i l'écart entre la fréquence ou Lin sous-multiple de la fré quence d'une tension électrique proportionnelle à la vitesse de rotation de l'organe asservi et une fréquence de consigne réglable, caractérisé en ce qu'il comprend Lin circuit monostable (9) déclenché par des impulsions issues d'un circuit conformateur (2) et synchrones avec la fréquence ou Lin des sous-multiples de la fréquence de ladite tension proportionnelle à la vitesse de rotation de l'organe asservi, un circuit de puissance (13)

   com mandé par le signal calibré issu dit circuit monostable et donnant des sienaLix de sortie rectanMilaires calibré, dont l'amplitude est fonction de sa tension d'alimenta- tion et dont la fréquence est proportionnelle à la fré quence de ladite tension proportionnelle à la vitesse de l'organe asservi, un circuit intégrateur <B>(</B>l6) donnant une tension moyenne continue proportionnelle à la fré quence des signaux issus du c.ircLtit <B>(le</B> puissance.

   cette tension moyenne étant opposée à une tension de réfé rence correspondant à la fréquence clé consigne. et Lin circuit à résistance et capacité (17) filtrant la tension résultante. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Détecteur suivant la revendication. caractérisé en ce que le circuit conforniateur (2) est une bascule électronique produisant les impulsions synchrones à chaque passage à zéro de l'onde périodique correspiin- dant à la fréquence ou un des sous-multiples de la fré- quence de ladite tension proportionnelle à la vitesse de rotation de l'organe asservi. 2.

   Détecteur suivant la revendication, caractérisé en ce que le circuit de puissance (13) commandé par le signal calibré issu du circuit monostable est constitué d'une source d'alimentation débitant dans une résistance à travers une diode contrôlée par ledit circuit de puis sance. 3.

   Détecteur suivant la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième circuit monostable (9'), identique au premier, mais piloté par un étalon de fréquence (20) et qui donne la tension de référence cor respondant à la fréquence de consigne, la comparaison de ces deux tensions fournissant un signal de sortie continu proportionnel à l'écart de fréquence par rapport à la fréquence de consigne.