CH634513A5 - Convertisseur alternatif continu destine a un dispositif anti-patinage, en particulier pour avions. - Google Patents

Description

La présente invention se rapporte aux dispositifs antipatinage, particulièrement à ceux destinés à des aéronefs. Plus particulièrement, l'invention concerne un convertisseur alternatif-continu destiné à convertir un signal alternatif de sortie d'un transducteur de vitesse de roue en un signal continu variable indiquant la vitesse instantanée de rotation de la roue associée d'un aéronef ou autre véhicule.

Il est déjà connu de disposer un transducteur de vitesse de roue ou un générateur à chacune des roues freinées d'un aéronef, pour produire un signal alternatif correspondant à la vitesse de rotation de la roue associée. Le plus généralement, ce signal alternatif est converti en un signal continu dont l'amplitude varie avec la vitesse de rotation de la roue et, de façon correspondante, avec la fréquence du signal alternatif. Ce signal de sortie continu variable est appliqué à des circuits de détection de patinage, de blocage de roues, d'avance, et d'autres circuits similaires de commande d'un dispositif antipatinage afin de moduler ou commander de toute autre manière l'application et/ou le relâchement de la pression des freins, particulièrement quand le signal de sortie du transducteur de vitesse de roue indique un patinage.

Une caractéristique inhérente des convertisseurs alternatifs-continus de types antérieurs destinés à des dispositifs antipatinage est un retard de phase entre le signal continu et le signal alternatif à partir duquel il est produit. Les variations cycliques de fréquence du signal de sortie du transducteur indiquent des variations cycliques de la vitesse de la roue, pouvant se produire par des oscillations longitudinales du train d'atterrissage d'un aéronef. Ces variations créent des variations correspondantes d'amplitude du signal continu de sortie du convertisseur, apparaissant sous la forme d'une tension alternative de fréquence relativement basse superposée sur le signal continu. Les convertisseurs antérieurs tendent à retarder la phase de la tension alternative superposée par rapport aux variations associées de la vitesse de la roue. En général, ce retard de phase résulte d'un circuit capacitif utilisé par le convertisseur pour un emmagasinage de charge, une réduction d'ondulation, ou pour obtenir de toute autre manière un signal continu satisfaisant et stable. D'autres retards de phase existent généralement dans les dispositifs antipatinage, par exemple ceux qui résultent de la vanne d'asservissement électrohydraulique produisant la pression de freinage à la commande d'un signal électrique. Particulièrement dans les aéronefs modernes, dans lesquels les trains d'atterrissage sont courts et légers, les retards de phase cumulés deviennent substantiels. Ainsi, deux sources principales de retard de phase existent dans la plupart des dispositifs antipatinage : le retard de phase inhérent au convertisseur alternatif-continu, et le retard de phase provenant de la vanne d'asservissement.

Il est connu d'utiliser un circuit d'avance pour compenser ces retards de phase. Pour être efficace, ce circuit d'avance doit être conçu de manière à compenser à la fois le déphasage inhérent du convertisseur et le déphasage caractéristique de la vanne. Cette conception n'est pas particulièrement simple, car les caractéristiques en fréquence des deux retards de phase peuvent être très différentes. Pour que le circuit d'avance soit réalisé en fonction des caractéristiques particulières de la vanne de l'aéronef associée, il est souhaitable que le retard de phase résultant du convertisseur lui-même soit traité séparément et en dehors du circuit d'avance, de préférence dans le convertisseur lui-même.

Ce but de l'invention est de proposer un convertisseur alternatif-continu destiné à un dispositif antipatinage, et qui comporte un dispositif qui compense les retards de phase inhérents produits dans le convertisseur lui-même.

Ce but est aussi de proposer un convertisseur alternatif-continu destiné à un dispositif antipatinage, qui produit un signal continu réagissant plus rapidement aux variations de la fréquence du signal alternatif d'entrée que les convertisseurs déjà connus.

Ce but est encore de proposer un convertisseur alternatif-continu pour un dispositif antipatinage, qui délivre un signal continu variable exempt d'ondulations, indiquant la vitesse instantanée de la roue. Ce but est encore de proposer un convertisseur alternatif-continu destiné à un dispositif antipatinage, de fonctionnement sûr et précis, de réalisation relativement simple et pouvant être réalisé avec des éléments déjà connus.

Conformément à l'invention, ce but est atteint par la présence des caractères énoncés dans la première revendication annexée. Les revendications dépendantes définissent des formes d'exécution particulièrement avantageuses, notamment du point de vue de l'efficacité et de la simplicité de constitution.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre.

Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, la figure unique est un schéma d'un convertisseur alternatif-continu selon l'invention, connecté entre un transducteur de vitesse de roue et un circuit de commande antipatinage d'un aéronef.

La figure représente donc un convertisseur alternatif-continu selon l'invention destiné à être connecté entre le transducteur de vitesse de roue de la roue freinée d'un aéronef ou autre véhicule, par la borne E, et un circuit antipatinage de ce véhicule, par exemple un circuit d'avance, un détecteur de patinage, un circuit de roue bloquée, etc., par la borne S. Le signal d'entrée appliqué au convertisseur par

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

le transducteur est un signal sinusoïdal de fréquence variable indiquant la vitesse de rotation instantanée de la roue associée. Ce signal sinusoïdal est appliqué d'abord à un filtre constitué par une bobine d'inductance Ll et un condensateur C2, présentant un circuit de faible impédance à la masse pour les parasites de haute fréquence reçus avec le signal d'entrée. Le condensateur Cl est un condensateur de couplage qui transmet le signal alternatif du transducteur à l'entrée négative de l'amplificateur Al. Cette entrée est polarisée, par l'intermédiaire d'une résistance R3, au moyen d'un diviseur de tension RI, R2, connecté entre la tension VI et la masse. De préférence, les valeurs de RI et R2 sont telles que l'entrée négative soit polarisée à un point intermédiaire entre V2 et VI. L'entrée positive de l'amplificateur Al se caractérise par une boucle d'hystérésis formée par la réaction positive d'une résistance R4 qui, par une résistance R5, est également maintenue au niveau de polarisation établi par le diviseur de tension RI, R2. En raison de cette boucle d'hystérésis, l'entrée positive de l'amplificateur Al est légèrement au-dessous ou légèrement au-dessus de la tension continue de l'entrée négative, suivant que la sortie de l'amplificateur est au niveau haut ou au niveau bas. Cette hystérésis évite le fonctionnement du convertisseur sur des signaux de bas niveau qui apparaissent aux très faibles vitesses et, par conséquent, réduit la sensibilité du convertisseur aux parasites. Un condensateur C3 est connecté au point commun du diviseur de tension RI, R2 de manière à former un filtre éliminateur des parasites de la boucle de réaction d'hystérésis de la résistance R4, isolant ainsi cette boucle à l'entrée positive de la tension de polarisation de l'entrée négative, ce qui permet d'alimenter les deux entrées par le même diviseur de tension.

Le signal de sortie de l'amplificateur Al est un signal rectangulaire d'amplitude fixe, légèrement inférieure à la tension d'alimentation VI moins V2, et dont la fréquence correspond à celle du signal sinusoïdal d'entrée. Ce signal rectangulaire de sortie est appliqué par un condensateur C4 aux entrées positive et négative d'un amplificateur A2, par l'intermédiaire de diodes CRI et CR2. En l'absence d'un signal d'entrée à l'amplificateur A2, la sortie de ce dernier est au potentiel V2, car le diviseur de tension R6, R7, R8, interconnecté entre VI et la masse, est réparti de manière que l'entrée négative de l'amplificateur A2 soit à un potentiel légèrement supérieur à celui de l'entrée positive. Quand la sortie de l'amplificateur Al devient positive dans le cycle rectangulaire, la constante de temps du condensateur C4 et la résistance R9 par l'intermédiaire de la diode CRI maintient l'entrée positive à une tension supérieure à celle de l'entrée négative, pendant une période d'environ 100 jis. D'une manière similaire, quand le signal rectangulaire se trouve dans son alternance négative, la constante de temps de C4 et RIO par la diode CR2 maintient l'entrée négative à une tension inférieure à celle de l'entrée positive, pendant une période d'environ 100 (is. Ainsi, la sortie de l'amplificateur A2 délivre une série d'impulsions, chacune d'une durée d'environ 100 |is, et apparaissant à chaque transition du signal rectangulaire de sortie de l'amplificateur Al. Il apparaît donc deux de ces impulsions par cycle du signal d'entrée du transducteur, et la fréquence du signal est donc doublée. Il est bien entendu que la durée des impulsions de 100 us est déterminée par les constantes de temps des résistances R9 et RIO combinées avec le condensateur C4 et que toute durée d'impulsions voulue peut être obtenue par un choix approprié de ces valeurs. Dans tous les cas, la sortie de l'amplificateur A2 délivre un train d'impulsions dont la fréquence correspond à la vitesse instantanée de la roue, double de la fréquence du singal sinusoïdal associé.

Le dernier étage du convertisseur est un circuit intégrateur qui reçoit les impulsions de l'amplificateur A2 et les intègre pour produire un signal continu de sortie dont l'amplitude correspond à la fréquence des impulsions. Chaque impulsion de sortie de l'amplificateur A2 produit un transfert de charge du condensateur C5 vers le condensateur Cl. Entre les impulsions, une partie de la charge du condensateur Cl est drainée par la résistance R13 vers la source de tension V3. La charge du condensateur Cl représente l'entrée positive de l'amplificateur d'intégration A3. La transition négative des impul634513

sions de sortie de l'amplificateur A2 tend à prélever un courant du condensateur C6 par la résistance RI 1, changeant ainsi l'entrée négative de l'amplificateur A3. Les diodes CR3 et CR4 sont des diodes d'isolement ne permettant qu'aux excursions positives des impulsions de l'amplificateur A2 d'affecter l'entrée positive de l'amplificateur A3 et qu'aux excursions négatives d'affecter son entrée négative.

L'amplificateur A3 se comporte comme un intégrateur de pompage à diodes, comportant un condensateur Cl 1 de réduction des parasites dans le circuit de réaction, en parallèle avec des résistances R14, R15 déterminant le gain en courant continu. De préférence, la résistance RI 5 est une résistance d'étalonnage et de compensation choisie en fonction des tolérances des valeurs des autres composants des circuits. Le signal de sortie de l'amplificateur d'intégration A3 est donc un signal continu dont l'amplitude varie avec la fréquence du signal provenant de l'amplificateur A2 et, par conséquent, avec la vitesse de rotation de la roue du véhicule.

Il est souhaitable qu'à tout moment l'amplitude du signal continu de sortie de l'amplificateur A3 corresponde à la fréquence de rotation de la roue associée, au même instant. Mais un retard de phase entre les variations de fréquence du signal sinusoïdal d'entrée et les variations d'amplitude du signal continu de sortie apparaît, en raison des retards inhérents dans le convertisseur lui-même. En particulier, les constantes de temps associées avec les circuits de charge et de décharge C7, R12 et R6, RI 1 contribuent à ce retard de phase. Un circuit d'avance est prévu pour compenser ce retard. Il importe de noter que ce circuit d'avance comporte une résistance R16 et un condensateur C9 connectés en un circuit de réaction positive. Ce circuit de réaction positive, en tant que circuit d'avance, permet à l'amplificateur d'intégration A3 de réagir plus rapidement aux variations de niveau continu. La réponse rapide de l'intégrateur A3 compense le retard dû à la charge et la décharge des condensateurs Cl, C6, et amène le signal continu de sortie en relation de phase étroite avec le fonctionnement de la roue.

Il est apparu, en fonctionnement, qu'une boucle de réaction capacitive sur l'entrée négative de l'amplificateur A3, comprenant la résistance R16 et le condensateur C10, peut être prévue pour éliminer ou réduire l'ondulation du signal continu de sortie. Par ailleurs, le condensateur C10 joue un petit rôle dans le circuit d'avance. Il faut également noter que la valeur de la résistance RI 6 est relativement sans importance, mais que le condensateur C9 doit être choisi en considérant la plage des fréquences de fonctionnement du circuit convertisseur. De plus, et pour obtenir un signal continu de sortie relativement exempt d'ondulation, un condensateur C8 peut être intercalé entre la. résistance R12 et la masse de manière à fonctionner comme un filtre qui réduit au minimum l'ondulation pouvant apparaître par le circuit de réaction à l'entrée positive de l'amplificateur A3, tandis que la résistance RI 1 et le condensateur C6 fonctionnent en filtre d'ondulation à l'entrée négative.

Il apparaît ainsi que l'invention permet de réaliser un circuit convertisseur alternatif-continu relativement exempt d'ondulation, dans lequel le signal continu de sortie est pratiquement synchronisé avec le signal d'entrée. Le problème essentiel de retard de phase qui subsiste encore est celui dû aux caractéristiques d'asservissement de vanne et de freinage hydraulique de l'aéronef ou véhicule particulier. Un circuit d'avance peut être facilement développé pour compenser ce retard de phase, le signal de sortie du présent convertisseur étant appliqué directement à ce circuit d'avance. De même, ce signal de sortie peut être appliqué à un détecteur de patinage, un détecteur de roue bloquée et un circuit de déclenchement, etc.

Les valeurs des éléments mentionnés ci-dessus et représentés sur la figure peuvent être facilement déterminées. Dans un mode de réalisation pratique, les tensions d'alimentation avaient les valeurs suivantes: VI = 15 V; V2 = 0 V; V3 = 4 V; V4 = 28 V.

Il est bien entendu que de nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit et illustré à titre d'exemple nullement limitatif, sans sortir du cadre ni de l'esprit de l'invention.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

R

1 feuille dessin

Claims (7)

1. 634513

   2

   REVENDICATIONS

   1. Convertisseur alternatif-continu destiné à un dispositif antipatinage ayant un transducteur de vitesse de roue qui délivre un signal sinusoïdal, comprenant un circuit conformateur (Al) qui reçoit le signal sinusoïdal et qui délivre un signal rectangulaire de sortie correspondant, un circuit générateur d'impulsions (A2) connecté audit circuit conformateur et qui produit des impulsions à une fréquence déterminée par la fréquence dudit signal rectangulaire de sortie, caractérisé en ce qu'il comporte un intégrateur (A3) ayant une première et une seconde entrée, chacune connectée audit générateur d'impulsions par l'intermédiaire d'un assemblage comprenant seulement une résistance (RI 1, R12) et un condensateur (C6, Cl), ledit intégrateur convertissant lesdites impulsions en un signal continu de sortie dont l'amplitude correspond à la fréquence desdites impulsions, ledit intégrateur tendant à créer un retard de phase entre les variations d'amplitude dudit signal continu de sortie et les variations de fréquence du signal sinusoïdal, et un condensateur (C9) connecté en une boucle de réaction positive aux bornes dudit intégrateur pour compenser ledit retard de phase.
2. 2. Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit générateur d'impulsions est un doubleur de fréquence, lesdites impulsions ayant une fréquence double de celle du signal sinusoïdal d'entrée.
3. 3. Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite résistance (R12) et ledit condensateur (C7) connectés à ladite première entrée font partie d'un circuit de charge et que ladite résistance (RI 1) et ledit condensateur (C6) connectés à ladite seconde entrée font partie d'un circuit de décharge.
4. 4. Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première entrée et ladite seconde entrée sont respectivement les entrées positive et négative dudit intégrateur.
5. 5. Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit intégrateur comporte des moyens de filtre (RI6, CIO) connectés à ses dites entrées pour filtrer l'ondulation dudit signal continu de sortie.
6. 6. Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit conformateur comporte un amplificateur ayant une boucle de réaction d'hystérésis (R4, R5) connectée à son entrée positive.
7. 7. Convertisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit amplificateur comporte une entrée négative polarisée par un diviseur de tension (RI, R2), ladite boucle de réaction d'hystérésis étant connectée audit diviseur de tension, et en ce qu'un condensateur de filtrage C3 est connecté audit diviseur de tension pour découpler ladite entrée négative de ladite boucle d'hystérésis.