CH689849A5 - Commande d'au moins deux moteurs pas-à-pas ou moteurs synchrones. - Google Patents

Description

  
 



  La présente invention concerne une commande d'au moins deux moteurs pas-à-pas ou moteurs synchrones où l'alimentation de chaque moteur est commandée individuellement et la commutation des courants de phase des moteurs est commandée en commun. Ce système en soi connu et utilisé par exemple dans l'industrie automobile et les installations de chauffage et de ventilation présente l'avantage que grâce à la commande commune de la commutation des courants de phase le nombre de conducteurs nécessaire pour la commande de tous les moteurs est relativement faible. Cependant, cette commande ne permet pas de choisir individuellement pour chaque moteur le sens de rotation, la vitesse et d'établir le courant de maintien dans certains seulement des moteurs. 



  La présente invention a pour but d'augmenter considérablement les possibilités de commande sans augmenter le nombre de conducteurs pour cette commande. Ce but est atteint en ce que l'alimentation de chaque moteur et la commutation des phases des moteurs sont commandées par multiplexage de manière que l'alimentation et la commutation des courants de phases puissent être commandées individuellement pour chaque moteur. Il est ainsi possible de choisir la vitesse de rotation, le sens de rotation et un courant de maintien individuellement pour chaque moteur. 



  Etant donné que cette commande par multiplexage entraîne une alimentation des bobines des moteurs par impulsion, la période de multiplexage T doit être beaucoup plus courte que la constante de temps électrique  tau  = L/R du moteur. Il est nécessaire de trouver un compromis entre le nombre de moteurs commandés en commun, les caractéristiques électriques de ces moteurs et la fréquence de multiplexage. Des essais ont montrés qu'une réalisation est tout à fait  possible. Dans des applications pratiques, la fréquence de multiplexage peut varier entre 5 et 25 kHz. 



  Il est aussi possible de régler l'intensité des courants individuellement pour chaque moteur, soit par variation de la tension d'alimentation, soit par commande de la durée des impulsions. Etant donné que la commande est effectuée de préférence par un micro-processeur, il est indiqué de varier la longueur d'impulsion respectivement le rapport des impulsions. 



  L'invention sera expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple de commande représentée sur le dessin, dans lequel 
 
   la fig. 1 est un schéma bloc de la commande, et 
   la fig. 2 présente plusieurs diagrammes à l'aide desquels le fonctionnement de la commande sera expliqué. 
 



  La fig. 1 montre trois moteurs pas-à-pas M1, M2 et MX. Il est ainsi indiqué qu'un nombre X quelconque de moteurs peuvent être commandés, mais pour la raison susmentionnée le nombre de moteurs est pratiquement limité. Chaque moteur est alimenté individuellement par un conducteur MOT1, MOT2, respectivement MOTX. Il est admis qu'il s'agisse de moteurs à quatre phases. Les quatre phases de chaque moteur sont branchées par une diode de bloquage au conducteur correspondant PH1, PH2, PH3 et PH4 d'un bus commun de commande de phase pour tous les moteurs. Une unité de commande COM sert à préparer tous les signaux de commande pour tous les moteurs. De préférance, ces signaux sont produits à l'aide d'un micro-processeur, mais toute autre commande, par exemple une commande à composants discrets, est possible.

   Ces signaux de commande déterminent pour chaque moteur les temps de marche, le sens de rotation, la  vitesse et éventuellement le couple, que ce soit un couple d'entraînement ou un couple de maintien dans une position déterminée. Tous ces signaux de commande pour les moteurs M1 à MX sont transmis à un multiplexeur MUX par lequel les signaux de commande sont multiplexés et transmis aux moteurs. Il va de soi, que la partie commande et la partie multiplexeur peuvent être une seule unité de commande, unité qui comprend également des étages de puissance pour l'alimentation des moteurs. 



  La fig. 2 montre un exemple d'une telle commande. Il est admis qu'il s'agisse de commander six moteurs MOT1 à MOT6 parmi lesquels les moteurs 1, 2 et 4 sont commandés en commun en ce qui concerne la vitesse et le sens de rotation, tandis que les moteurs 3, 5 et 6 sont commandés à une vitesse et en sens de rotation différents. On voit dans les diagrammes en haut à gauche que la période des changements de phase est plus courte pour la commande 1 (CDE1) que pour la commande 2 (CDE2). Cela signifie que la commutation des phases est effectuée à une fréquence plus élevée par la commande 1 que par la commande 2 et ainsi les moteurs soumis à la commande 1 tournent à une vitesse plus élevée que les moteurs soumis à la commande 2. Les diagrammes à la deuxième ligne indiquent les temps d'enclenchement de repos des moteurs.

   Tous ces signaux de commande sont multiplexés à une fréquence donnée et en synchronisme pour chaque moteur, les signaux correspondant pour des périodes relativement courtes désignées ZOOM sont indiqués à droite. On voit d'une manière générale que les bobines de phases sont alimentées uniquement lors qu'il y a coïncidence entre une impulsion d'enclenchement (ON) de la commande de phase et la commande d'alimentation. On voit par exemple que pour le moteur MOT1 il a coïncidence entre les impulsions d'alimentation et les impulsions pour les phases 1 et 3. Ce résultat est indiqué dans le troisième diagramme à droite, selon lequel les phases 1 et 3 sont  alimentées par des impulsions de tension à la fréquence de multiplexage, et par conséquent le flux magnétique i1-i2 et le flux magnétique i3-i4 d'un premier et deuxième pole montent successivement.

   Les mêmes considérations sont applicables pour les moteurs 2 et 4 ainsi que pour le moteur 6. Les six diagrammes à gauche en bas de la fig. 2 montrent les tensions en impulsion respectivement l'alimentation de chaque bobine de phase pour chaque moteur 1 à 6. A part les diagrammes de tension Uph 1 à Uph 4 ces diagrammes indiquent également la variation dans le temps des flux magnétiques i1-i2 et i3-i4. 



  Bien entendu, les exemples donnés servent uniquement à l'explication du principe de la commande par multiplexage. Au lieu de prévoir deux commandes de phases communes pour deux groupes de trois moteurs, on peut naturellement prévoir des commandes absolument indépendantes pour chaque moteur. 



  Comme indiqué ci-dessus, le multiplexage doit être séquenciel dans le temps de manière que les impulsions d'alimentation (MOT) et les impulsions de phase arrivent en synchronisme seulement pour un moteur ou, selon la fig. 2, pour un groupe de moteurs. Selon l'exemple décrit et illustré, les impulsions d'alimentation et de phase sont décalées et occupent chacune 50% de la période de multiplexage. Ce décalage est indiqué dans les diagrammes à droit sur la fig. 2 pour les moteurs MOT1, 2 et 4 d'une part et pour le moteur MOT6 d'autre part. Une commande absolument indépendante de tous les moteurs, par exemple de quatre moteurs, nécessite un décalage des informations multiplexées de manière que chaque information occupe 25% de la période de multiplexage. 



  D'autre part, il est possible de prévoir une commande identique pour plusieurs moteurs où ces moteurs peuvent  être branchés en parallèle à un conducteur MOT d'alimentation. L'électronique de commande peut servir à des buts supplémentaires. Elle peut surveiller la perte de synchronisme par l'évolution du courant, par exemple selon EP-A 0 654 892. Elle peut aussi servir à une commande des moteurs pour maintenir leur couple constant malgré des variations considérables de la tension d'alimentation et/ou de la température, par exemple selon EP-A 0 461 066. Une telle commande est d'un intérêt particulier pour les applications dans l'industrie automobile. 

Claims (5)

1. Commande d'au moins deux moteurs pas-à-pas ou moteurs synchrones, l'alimentation de chaque moteur étant commandée individuellement et la commutation des courants de phase des moteurs étant commandées en commun, caractérisée en ce que l'alimentation de chaque moteur (M1-MX) et la commutation des phases (PH1-PH4) des moteurs sont commandées par multiplexage (MUX) de manière que l'alimentation et la commutation des courants de phase puissent être commandées individuellement pour chaque moteur.

2. Commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que la période de multiplexage T est choisie beaucoup plus courte que la constante de temps électrique tau des moteurs (M1-MX): tau >> T.

3. Commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le courant respectivement le couple de chaque moteur est réglé par la longueur des impulsions de courant.

4.

Commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par un micro-processeur.

5. Commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la vitesse et le sens de rotation de chaque moteur sont déterminés par la fréquence et l'ordre de commutation des phases.