FR2513379A1

FR2513379A1 - Installation de circuits pour la surveillance d'une vitesse de rotation

Info

Publication number: FR2513379A1
Application number: FR8214825A
Authority: FR
Inventors: Helmut Moosmann; Rolf Muller
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1981-08-26
Filing date: 1982-08-25
Publication date: 1983-03-25
Also published as: USRE33167E; DE3231259C2; FR2513379B1; US4544852A; DE3231259A1

Abstract

INSTALLATION POUR LA SIGNALISATION D'ECARTS DE VITESSE DE ROTATION. INSTALLATION CARACTERISEE PAR UNE INSTALLATION DE DETECTION 14 FOURNISSANT UNE SUITE DE SIGNAUX AYANT UNE FREQUENCE DE SUCCESSION DEPENDANTE DE LA VITESSE DE ROTATION, UN CONVERTISSEUR DE SIGNAL 16, 17 DELIVRANT UN SIGNAL DONT L'AMPLITUDE EST FONCTION DE CETTE FREQUENCE, ET UN MOYEN D'EXPLOITATION A ORGANE A VALEUR DE SEUIL 142 CHARGE PAR LE SIGNAL, ET QUI REPOND AU DEPASSEMENT VERS LE BAS OU VERS LE HAUT D'UNE VITESSE DE ROTATION MINIMALE OU MAXIMALE PREDETERMINEE. INSTALLATION APPLICABLE A UN VENTILATEUR NOTAMMENT POUR LE REFROIDISSEMENT D'UN ORDINATEUR.

Description

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L'invention concerne une installation de circuits destinée à la surveillance d'une vitesse de rotation,

notamment d'entraînements de ventilateurs.

De telles installations de surveillance de vitesse de rotation sont mises en oeuvre, par exemple, en liaison avec des ventilateurs destinés au refroidissement de calculatrices électroniques (ordinateurs) ou autres unités de construction sensibles à la température Ils ont alors pour fonction de déclencher des processus d'alarme ou de mise en circuit dès que le ventilateur s'arrête, ou que sa vitesse de rotation décroît audessous d'une valeur minimale prédéterminée, en vue d'éviter des dégradations dues à l'échauffement des groupes de construction refroidis Dans le cas d'emploi mentionné ci-dessus, une défaillance du ventilateur pourrait entraîner des dégâts importants La détection assurée d'une défaillance de fonctionnement du

ventilateur est donc pratiquement d'importance primordiale.

Dans d'autres cas d'emploi, il peut être important de détecter et d'indiquer le dépassement d'une vitesse de

rotation maximale admissible prédéterminée.

La présente invention a en conséquence pour but de réaliser une installation de circuits pour la surveillance

d'une vitesse de rotation qui soit de constitution relative-

ment simple et d'une grande fiabilité de-fonctionnement.

Dans ce but, l'invention a pour objet un ensemble comprenant une installation de détection pour la production d'une suite de signaux d'entrée, ayant une fréquence de

succession dépendante de la vitesse de rotation, un conver-

tisseur de signal pour convertir la suite de signaux en un signal de sortie dont l'amplitude est une fonction de la fréquence de succession des signaux d'entrée, et un montage d'exploitation avec au moins un organe à valeur de seuil,

chargé par le signal de sortie qui répond dès que l'amplitu-

de du signal de sortie atteint une valeur qui correspond au dépassement vers le bas d'une vitesse de rotation minimale prédéterminée, ou le dépassement vers le haut d'une vitesse

de rotation maximale prédéterminée.

L'installation de circuits conforme à l'invention permet de détecter avec sécurité des vitesses de rotation

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qui se situent au-dessus ou au-dessous d'une vitesse mini-

male ou d'une vitesse maximale prédéterminées Un domaine

particulier d'emploi est par exemple la détection du dépas-

sement vers le bas d'une vitesse de rotation minimale dans l'entraînement d'un ventilateur L'invention prévoit d'autres

utilisations décrites dans la suite.

Pour de nombreux cas d'utilisation, un avantage

particulier réside dans l'emploi d'un montage d'exploita-

tion de signal présentant un retard de réponse prédétermi-

né Il est ainsi possible d'exclure, de la détection, des dépassements vers le haut ou vers le bas de courte durée de la vitesse de rotation prescrite Par exemple, il est possible de s'opposer ainsi, d'une manière simple, à ce qu'une installation de circuits prévue pour la détection

d'un dépassement vers le bas d'une vitesse de rotation mini-

male réponde de manière indésirable même dans le régime

temporaire à vitesse élevée.

De préférence, l'organe à valeur de seuil est en outre pourvu d'un couplage de rétro-action positif Un tel accouplement de rétro-action a pour effet un accroissement de la sécurité de fonctionnement, du fait qu'il assure une

connexion sans incidents de l'organe à valeur de seuil.

Il est souvent important également de donner au

montage d'exploitation une fonction de verrouillage, c'est-

à-dire de mémoire et de blocage De cette manière, les dépassements détectés vers le haut ou vers le bas peuvent être mis en mémoire Par exemple, on peut obtenir que le montage d'exploitation après écoulement du temps de retard, lors d'un abaissement de la fréquence de succession des signaux d'entrée au-dessous d'une valeur limite prédéterminée, avec délivrance d'un signal de sortie, soit verrouillé Par ce verrouillage est produit, lors d'une chute indésirable de la vitesse de rotation, un signal de sortie spécialement utilisable comme signal d'alarme ou de connexion On obtient une sécurité particulière de l'indication contre

une extinction imprévue de l'alarme.

Si le montage d'exploitation est pourvu d'une

alimentation en courant propre, on est assuré d'une exploi-

tation de signal même dans le cas d'une défaillance de la

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tension d'alimentation de l'entraînement et/ou du conver-

tisseur de signal.

La suite de signaux d'entrée peut être fondamentale-

ment obtenue d'une manière quelconque Dans le cas d'une surveillance de la vitesse de rotation d'un moteur électri- que, par exemple, d'un moteur de ventilateur, l'entrée de l'étage de formation d'impulsions peut être simplement raccordée à une bobine de palpage, qui est montée, comme enroulement supplémentaire, sur au moins un pôle de stator du moteur à surveiller Une autre solution, de construction

simple, consiste à raccorder, à l'entrée de l'étage forma-

teur d'impulsions, une bobine de palpage à laquelle est affecté un aimant de palpage, devant lequel circule une pièce ferro-magnétique, par exemple les ailettes en acier

du ventilateur.

D'autres caractéristiqueset réalisations avantageu-

ses de l'invention résultent de la description ci-après,

se rapportant à des exemples avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue d'un premier exemple de réalisation de l'installation de circuits pour la surveillance d'une vitesse de rotation, conforme à l'invention les figures 2 et 3 sont des schémas expliquant le mode de fonctionnement du convertisseur de signal de la figure 1 les figures 4 et 5 montrent des groupes de construction complémentaires pour l'installation de circuits pour la surveillance, conforme à la figure 1, la figure 6 montre une variante de réalisation du montage d'exploitation et de sa liaison avec le convertisseur de signal; la figure 7 est un schéma d'une autre forme de réalisation de l'installation de surveillance de vitesse de rotation, conforme à l'invention la figure 8 montre des diagrammes d'impulsions pour la disposition de la figure 7, au cours du processus de démarrage, la figure 9 montre des diagrammes correspondant à la figure 8 au cas o l'installation à surveiller tourne avec la vitesse de rotation normale, la figure 10 montre des diagrammes correspondant à la figure 8 pour le cas ou l'installation à surveiller tourne avec une vitesse inférieure; la figure 11 est une représentation de principe du palpeur d'un moteur à courant continu surveillé, avec une bobine de palpage montée en supplément, la figure 12 est une représentation schématique d'une

variante de réalisation du dispositif de palpage.

La figure 1 représente un moteur 10, pour lequel il s'agit, par exemple, d'un moteur à courant continu sans collecteur tel que celui décrit dans la demande de brevet

antérieure DE A 30 44 027 8.

Le moteur 10 entraîne une génératrice de tachymètre

14, laquelle délivre à sa sortie des impulsions rectangu-

laires 15 Le signal de sortie de cette génératrice 14 est amené à l'entrée d'un convertisseur de signal 9 qui est constitué comme un convertisseur de tension/fréquence Au lieu de cette génératrice, pourrait être prévu un dispositif détecteur quelconque pour produire une suite de signaux d'entrée avec une fréquence de succession dépendante de la vitesse de rotation du moteur 10 Des exemples sont décrits

ci-après avec référence aux figures 11 et 12.

Le convertisseur de signal 9 présente un étage de différenciation, consistant en un condensateur 16 et une

résistance 17 Cet étage différencie les impulsions rectan-

gulaires relativement aux impulsions courtes en pointes 18, parmi lesquelles, dans le présent exemple, seules les impulsions positives sont efficaces Les impulsions en

pointes 18 sont amenées à la base d'un transistor de déchar-

ge n-p-n 19, dont l'émetteur est raccordé à un conducteur négatif 20, tandis que son collecteur est réuni à un point de noeud 23, et, par l'intermédiaire de celui-ci, à l'entrée d'un étage à valeur de seuil 24 Entre le point nodal 23

et le conducteur négatif 20, est monté un condensateur 25.

Entre un conducteur positif 26 et le point nodal 23, est

connectée une résistance 27 qui peut être de type règlable.

La résistance 27 forme la jonction de charge pour le con-

densateur 25, lequel peut être déchargé à travers le tran-

sistor 19 Les impulsions de sortie 30 de l'étage à valeur

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de seuil 24 sont amenées, à travers une diode 56, à un intégrateur qui comporte un condensateur d'intégration 33 et des moyens de décharge passifs, connectés en

parallèle, constitué ici par une résistance 34 Les impul-

sions 30 sont intégrées au moyen du condensateur d'inté- gration 33, de telle sorte que, en un point nodal 35 formant la sortie du convertisseur de signal 9, apparaît un signal analogique 141 dépendant de la vitesse de rotation, dont l'amplitude est déterminée par la fréquence et la longueur des impulsions 30 et décroît avec une

vitesse de rotation croissante.

Le mode de fonctionnement du convertisseur de signal 9 est expliqué ciaprès avec référence aux figures 2 et 3, parmi lesquelles la figure 2 est une représentation schématique des conditions pour une vitesse de rotation relativement faible et la figure 3 correspond à-une vitesse élevée Les mêmes chiffres de référence sont utilisés que

dans la figure 1.

A la sortie de l'étage différentiel 16, 17, les impulsions en pointes 18 (figures 2 A et 3 A) apparaissent avec une fréquence qui est proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur 10 Les impulsions en pointes positives connectent chacune temporairement le transistor 19 et ce dernier décharge alors le condensateur 25 Ce condensateur 25 est chargé en permanence, à travers la résistance de charge 27 suivant une fonction "e" (bien entendu, une autre caractéristique de charge serait également possible) La constante de temps de charge est alors nettement plus grande que la constante de temps de décharge Selon la densité de succession des impulsions 18, la tension 39 au condensateur

, atteint une hauteur déterminée, avant que le condensa-

teur se décharge à nouveau, comme cela ressort d'une com-

paraison entre les figures 2 B et 3 B Dans la figure 2, le moteur tourne lentement et la tension 39 atteint une valeur relativement élevée Dans le cas de la figure 3, le moteur tourne plus vite, l'amplitude de la tension 39 est plus faible Cette amplitude constitue donc une mesure pour la

vitesse de rotation du moteur 10.

L'étage à valeur de seuil 24 est réglé sur une

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tension de seuil Us déterminée qui est reportée dans les figures 2 B et 3 B Si la tension 39 au condensateur 25 dépasse la valeur de seuil Us, l'organe à valeur de seuil 24 délivre un signal de sortie 30 d'amplitude constante prédéterminée, jusqu'à ce que la tension 39 soit descendue à nouveau au-dessous de la valeur de seuil U s Dans la figure 2, par exemple, la tension 39 à l'instant t 1 dépasse la valeur de seuil Us, et, à l'instant t 2, elle est à nouveau inférieure à celle-ci On obtient ainsi, à la sortie de l'étage à valeur de seuil 24, des impulsions de courant de charge 30 qui sont, conformément à la figure 2 C, relativement longues lorsque la vitesse de rotation est basse, et qui, conformément à la figure 3 C, deviennent plus courtes avec une vitesse de rotation croissante Les impulsions 30 sont amenées à l'intégrateur 33, 34 et intégrées dans celui-ci En conséquence, en cas de vitesses de rotation faibles, l'amplitude du signal analogique 141 au point nodal 35 est élevée, tandis que, avec des vitesses de rotation plus grandes, l'amplitude

du signal 141 décroît.

La sortie du convertisseur de signal 9 est reliée à l'entrée d'un organe à valeur de seuil 142, qui sert à l'exploitation du signal analogique dépendant de la

vitesse de rotation Dans l'exemple de réalisation repré-

senté, on part du fait que l'organe à valeur de seuil 142 est basculé lorsque le signal analogique 141 dépasse une amplitude prédéterminée, c'est-à-dire lorsque la vitesse de rotation du moteur descend au-dessous d'une valeur limite inférieure prédéterminée Dans ce cas, apparaît, à la sortie 143 de l'organe à valeur de seuil 142, un

signal de détection correspondant Au lieu de cette dis-

position, il pourrait être prévu que l'organe à valeur de seuil 142 soit commuté lorsque le signal analogique 141 descend au-dessous d'une amplitude prédéterminée, c'est-à-dire que la vitesse de rotation du moteur 10

dépasse une valeur maximale prédéterminée.

A titre d'exemple, on admettra que le moteur à

courant continu 10 possède une vitesse de rotation nomi-

nale N 1 = 1000 tours/minute et que l'on doit relever des

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vitesses N 2 inférieures ou égales à 600 t/mn Dans ce cas, il suffit que la valeur de seuil de l'organe basculant 142 soit réglée de manière correspondante, pour qu'un basculement de cet organe se produise en cas de la vitesse de rotation critique de 600 t/mn. L'installation de circuits de la figure 1 montre que, lorsqu'aucune précaution spéciale n'est prise, un signal d'erreur (vitesse N 2 inférieure ou égale à 600 t/mn) peut également se produire pendant le régime d'emballement à grande vitesse du moteur 10 En vue d'éviter ce risque, conformément à la figure 4, il est prévu qu'à la sortie 143 est raccordé un organe temporisé statique 146 constitué par une résistance 144 et un condensateur 145 avec à la suite un organe à valeur de seuil 147 La constante de temps T de l'organe temporisé 146 est de préférence supérieure à la durée d'emballement à grande vitesse du moteur 10, par exemple égale au double de cette durée Il en résulte qu'à la sortie 148 du montage de surveillance de dépassements de vitesse de rotation limite, ne sont indiqués que les dépassements vers le bas qui sont plus longs que la constante de temps T. Dans la pratique, il peut être souhaitable de disposer d'un enregistrement en mémoire des dépassements vers le haut ou vers le bas d'une vitesse de rotation critique Dans ce but, conformément à la figure 5, il peut être prévu, raccordée à la sortie 148 de l'organe à valeur de seuil 147, l'entrée d'enregistrement S d'une mémoire numérique 151, pour laquelle il peut s'agir par exemple

d'un organe de basculement RS pourvu d'une entrée à possi-

bilité de retour arrière 149 (R) L'indication a lieu dans ce cas à la sortie 150 (Q) de la mémoire à possibilité de

retour arrière 151.

La figure 6 montre un exemple de réalisation avan-

tageux d'une installation de circuits, qui réunit les fonctions des figures 4 et 5 Un convertisseur de signal 9 est connecté en amont de l'installation de circuits En et 26 sont indiqués à nouveau les conducteurs négatif et positif Le signal analogique 141 dépendant de la vitesse de rotation apparaissant à la sortie 35 du convertisseur de

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signal est transmis à la base d'un transistor p-n-p 167, dont la jonction émetteur-collecteur est connectée en série avec une résistance 152 et la diode à émission de lumière d'un organe d'accouplement optiqueélectronique 153 effectuant une séparation de potentiel L'organe d'accouplement 153 comprend un photo-transistor, dont la sortie est reliée à l'entrée 169 d'un montage d'exploitation

désigné dans son ensemble par la référence 168.

Le montage d'exploitation 168 est pourvu d'une alimentation en tension propre, sous la forme du conducteur positif 164 et du conducteur négatif 166 De cette manière, le montage d'exploitation 168 reste en action, de manière avantageuse, même lors d'une coupure de l'alimentation en tension du moteur 10, ce montage pouvant être identique

à celui du convertisseur de signal 9 La jonction collecteur-

émetteur du photo-transistor de l'organe d'accouplement 153

est connectée en série avec une résistance de travail 154.

L'entrée 169 représente le point nodal entre la résistance 154 et le collecteur du photo-transistor de l'organe d'accouplement 153 A l'entrée 169 apparaît un signal analogique 141 dépendant de la vitesse de rotation, qui est transmis à l'entrée (+) d'un organe à valeur de seuil , qui correspond dans sa fonction à l'organe à valeur de seuil 142 de l'exemple de la figure 1 L'entrée (-) de l'organe à valeur de seuil 155 est raccordée à un point nodal 171 entre deux résistances 159, 160, qui forment un diviseur de tension monté entre l'alimentation en tension

164, 166 Ce diviseur de tension peut judicieusement possé-

der un rapport de division de 1:2 La sortie de l'organe à valeur de seuil 155 est reliée, à travers le montage en série d'une résistance 156 et de deux diodes 157, 158, avec le conducteur positif 164 Au point nodal 170 entre la résistance 156 et l'anode de la diode 157, est raccordé l'organe temporisé statique constitué par les résistances 144, 156 et le condensateur 145 Le point nodal 172 entre la résistance 144 et le condensateur 145 est relié à l'entrée (-) d'un autre organe à valeur de seuil 163, dont l'entrée (+) est raccordée au point nodal 171 du diviseur de tension 159, 160 Le point nodal 171 est en outre relié,

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à travers une diode 162, à la sortie de l'organe à valeur de seuil 163, tandis que le point nodal 172 est relié, à travers une diode 161 au conducteur positif 164 Le signal de sortie du montage d'exploitation 168 apparaît à la sortie 150 de l'organe à valeur de seuil 163. Le montage d'exploitation 168, avec les deux organes à valeur de seuil 155 et 153, constitués comme des comparateurs, fonctionne de la manière suivante: Tant que le moteur tourne avec une vitesse de rotation qui est supérieure à la vitesse critique inférieure n 2 à détecter, l'amplitude du signal analogique 141 et ainsi également l'amplitude du signal analogique dépendant du nombre de tours, apparaissant à l'entrée 169, présentent une valeur qui est inférieure à la valeur de tension à l'entrée (-) de l'organe à valeur de seuil 155 qui est déterminée par le diviseur de tension 159, 160 La sortie

de l'organe à valeur de seuil 155 est à une valeur inférieu-

re Le condensateur 145 est alors chargé au minimum, à savoir au double de la tension de diode des diodes 157 et 158 Le signal à l'entrée (-) du comparateur 163 est alors

inférieur à la tension à l'entrée (+) de ce comparateur.

A la sortie 150 apparaît un signal de valeur élevée Les

diodes 161 et 162, sont barrées.

Dès que la vitesse de rotation du moteur 10 tombe au-dessous de la vitesse de rotation critique inférieure n 2, le signal à l'entrée 169 de l'organe à valeur de seuil fait basculer ce dernier, et sa sortie s'élève Le condensateur 145 se charge alors à travers les résistances 144 et 156 La résistance de travail 156 de l'organe à

valeur de seuil 155 est nettement plus faible que la résis-

tance 144 et ainsi elle n'intervient pas défavorablement sur la constante de temps de charge T Dès que la tension au point nodal 172 a atteint une valeur qui se situe au-dessus de la valeur de la tension au point nodal 171, l'organe à valeur de seuil 163 est basculé à son entrée (-) La sortie 150 de cet organe 163 passe au potentiel inférieur

de sorte qu'à la sortie 150 apparaît un signal de détec-

tion L'entrée (+) du comparateur 163 est maintenue basse

par la diode 162 En même temps, l'entrée (-) du compara-

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teur 155 est chargée, à partir du point nodal 171 avec ce potentiel inférieur L'organe à valeur de seuil 155 est verrouillé, de même que l'organe à valeur de seuil 163, de sorte que le montage en série des diodes 157, 158 fait en sorte que, au point nodal 170, apparaisse un potentiel un peu plus élevé (correspondant au double de la tension de diode des diodes 157 et 158) qu'au point nodal

171 (correspondant à la tension de diode de la diode 162).

La détection de vitesse de rotation est ainsi mise en mémoire La mémoire formée par l'organe à valeur de seuil 163, peut être ramenée en arrière en coupant la tension d'alimentation du montage d'exploitation 168 Le

condensateur 145 se décharge alors à travers la diode 161.

Il est compréhensible que la décharge du conden-

sateur 145 en vue du recul de la mémoire 163, peut être

réalisée d'une autre manière, par exemple par l'intermé-

diaire d'un transistor de décharge supplémentaire Pour le

verrouillage de la mémoire 163 dans sa position de détec-

tion, les diodes 157, 158 peuvent également être remplacées par une résistance, qui forme, en commun avec la résistance 156, un diviseur de tension, lequel, après basculement de l'organe à valeur de seuil 163, maintient le point nodal 170 à un potentiel positif supérieur à celui du

point nodal 171.

Le montage conforme à la figure 6 permet d'assurer les fonctions des figures 4 et 5 avec un nombre d'éléments de construction nettement plus faible La disposition qui a été décrite peut également être mise en oeuvre pour

détecter le dépassement d'une valeur de vitesse de rota-

tion maximale En outre, il est possible de raccorder, à la sortie du convertisseur de signal 9, plusieurs

montages d'exploitation avec des valeurs de seuil diffé-

rentes, pour indiquer le dépassement vers le haut ou vers le bas de plusieurs valeurs différentes de vitesses de

rotation.

La variante de réalisation représentée dans la figure 7 comprend quatre comparateurs 210, 211, 212 et

213, qui font avantageusement partie d'un montage compara-

teur quadruple intégré (par exemple du type 2901 N de il 2513379 "National Semi-conductor") Le premier comparateur 210 forme un étage formateur d'impulsions, à l'entrée A

duquel est raccordée une bobine de détection 215 Le com-

parateur 210 est couplé en opposition à travers des résis-

tances 221, 222 afin de combattre toute tendance à l'oscil- lation La sortie du comparateur 210 est en liaison avec

la tension de service + UB par l'intermédiaire d'une résis-

tance de travail 223 et d'un conducteur 216 A la sortie B

de l'étage formateur d'impulsions formé par le compara-

teur 210, est raccordé un étage différentiateur consistant en un condensateur 224 et une résistance 225 L'étage différentiateur 224, 225 est suivi par un convertisseur de signal dont font partie les deux comparateurs 211 et 212 et qui, dans ce cas, constitue un montage basculant

monostable à rappel, en position Les entrées avec inver-

sion des comparateurs 211 et 213 ainsi que l'entrée sans inversion du comparateur 212, sont raccordées, à travers un diviseur de tension formé par les résistances 230, 231, à une tension de référence ou de seuil fixe, telle que, dans l'exemple représenté, la moitié de la tension de service +UBI Entre le conducteur 216 amenant la tension de service positive + UB, et un conducteur à la masse 217, est prévu un montage en série d'une résistance 228 et d'un condensateur 229, dont les résistances réglables 226 et 227 sont connectées en parallèle Le point de jonction entre la résistance 228 et le condensateur 229 est relié à la sortie D du comparateur 211, laquelle est raccordée à l'entrée à inversion du comparateur 212 La sortie E du comparateur 212 est reliée au point de jonction entre une résistance 232 et un condensateur 233 qui sont montés en série entre les conducteurs 216 et 217 La sortie E

du comparateur 212 est en outre reliée, à travers une résis-

tance 234, à l'entrée sans inversion du comparateur 213

formant un organe à valeur de seuil Une résistance régla-

ble 235 est connectée en parallèle avec la résistance 234.

Entre le conducteur 216 et la sortie F du comparateur 213, est prévu un montage en série de résistances 237, 238 Le point de jonction entre ces résistances 237 et 238 est relié, à travers un condensateur 236, avec l'entrée sans

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inversion du comparateur 213 Entre les sorties E, F des comparateurs 212, 213 est connectée une diode 239 La sortie de l'installation de surveillance de vitesse de rotation est désignée par la référence 241 Entre cette sortie 241 et le conducteur 216 peut être connectée, comme représenté en tireté, par exemple une diode émettrice de

lumière 242 pourvue d'une résistance préalable 243.

La figure 11 montre schématiquement le stator 244 d'un moteur d'entraînement de ventilateur pourvu de quatre

pôles saillants 245, 246, 247 et 248 qui portent l'enrou-

lement de stator 249 Il peut s'agir, par exemple, d'un moteur à courant continu sans collecteur avec commutation électronique, qui présente un rotor ou volant extérieur à magnétisme permanent (non représenté) Sur l'un des pôles

245 est montée en supplément la bobine de palpage 215.

Les figures 8, 9 et 10 montrent chacune les signaux qui apparaissent aux emplacements, désignés par

les mêmes lettres, du montage de la figure 7.

Lorsque le moteur de ventilateur est mis au circuit et que le rotor commence à tourner, il apparaît, à l'entrée A de la figure 7, une suite de signaux d'entrée 251 conforme à la figure 8 A Le comparateur 210 agissant comme formateur d'impulsions exploite les passages à zéro de la suite de signaux d'entrée 251, et, à la sortie B de ce comparateur

apparaît une tension à impulsions rectangulaires 252 confor-

me à la figure 8 B Les impulsions rectangulaires 252 sont différenciées par l'étage différenciateur 224, 225, de telle sorte qu'apparaisse, à l'entrée de signal C du comparateur 211, une suite d'impulsions en pointes 253 conformément à la

figure BC Dans l'intervalle entre deux impulsions négati-

ves successives 253, le condensateur 229 est chargé à tra-

vers la résistance 228 (et le cas échéant 226) Pour chaque impulsion négative 253, le comparateur 211 passe à la masse avec sa sortie D, et le condensateur 229 est déchargé Aux impulsions en pointes de la suite d'impulsions 253, répond le comparateur 211 A la sortie D du comparateur 211 apparaît un signal en dents de scie 254 conforme à la figure 8 D La tension en dents de scie 254 est appliquée à l'entrée à inversion du comparateur 212 et elle y est

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comparée à nouveau avec la tension de référence UB/2 déter-

minée par les résistances 230, 231 Si la tension en dents de scie 254 dépasse la tension de seuil Us= UB/2 (figure 8 D) le comparateur 212 passe à la masse avec sa sortie E, de sorte que le condensateur 233 qui se charge à travers la résistance 232, se décharge A la sortie E du comparateur 212 apparaît alors un signal de tension 255 conf Grmément, à la figure 8 E. Comme le montre la figure 8, la tension en dents de scie 254 n'excède la valeur de seuil Us que dans le cas de vitesses de rotation inférieures Dès que la vitesse de rotation se rapproche de la vitesse de rotation normale conformément à la partie de droite de la figure 8, la valeur de seuil Us à l'entrée à inversion du comparateur 212 n'est plus atteinte La décharge du condensateur 233 à

travers le circuit de sortie du comparateur 212 est inter-

rompue Le condensateur 233 se charge alors à la pleine

tension de service + UB (figure 8 E). Sans mesures spéciales, un signal d'alarme ou

de connexion serait déclenché à la sortie 241 de l'installa-

tion de surveillance au cours de l'allure représentée dans

la figure 8, dès que le signal en dents de scie 254 dépasse-

rait la valeur de seuil Us (voir figure 8 D, moitié de gauche) et le condensateur 233 serait déchargé, avant d'avoir été chargé à la tension de service +UB Un tel déclenchement indésirable lors de la pleine vitesse est empêché par l'organe de retardement 234, 235, 236, parce que, au moyen du condensateur 236, l'entrée sàns inversion du comparateur

213 est maintenue tout d'abord à une tension qui est supé-

rieure à la tension de seuil U s En d'autres termes, l'or-

gane temporisé 234, 235, 236 interdit, pendant une période de temps prédéterminée, réglable au moyen de la résistance 235, de par exemple 10 secondes, la commande du comparateur 213 par le comparateur 212 L'organe à valeur de seuil formé par le comparateur 213 reste, pendant ce temps à l'état non connecté A la sortie F du comparateur 213 n'apparaît alors aucun signal d'alarme, c'est-à-dire qu'elle reste de manière ininterrompue à la tension + UB (figure 8 F) Lors de la marche à vitesse normale les

14 2513379

allures de signal qui s'établissent sont celles représen-

tées dans la figure 9 Comme le montre la figure 9 D, la tension en dents de scie 254 ne dépasse en aucun instant la tension de seuil U s Le comparateur 212 n'est pas commuté à l'état passant Le condensateur 233 reste en

permanence chargé à la tension + UB La sortie F de l'orga-

ne à valeur de seuil 213 se trouve, comme le sortie E du

comparateur 212 à la tension + UB' A la sortie 241 n'appa-

raît aucun signal.

Si cependant la vitesse de rotation surveillée descend au-dessous d'une valeur minimale prédéterminée (figure 10) la tension à la sortie du comparateur 211 s'élève par intermittence au-dessus de la valeur de seuil Us (figure 10 D) Le comparateur 212 est alors commuté à l'état passant pour décharger le condensateur ? 33 (figure 10 E) Le signal d'entrée à l'entrée sans inversion du comparateur 213 descend au-dessous de la valeur de seuil

et le comparateur 213 est commuté La sortie F du compara-

teur est placée au potention de la masse à travers l'étage final (non représenté en détail), par exemple sous la forme d'un transistor du comparateur 213 L'alarme est alors déclenchée (figure 10 F) Le saut de tension négatif à la sortie F se transmet momentanément, à travers le

condensateur 236, sur l'entrée sans inversion du compara-

teur 213 Le couplage de rétro-action positif obtenu de

cette manière a pour effet une commutation sûre du compa-

rateur 213 Lorsque le potentiel à la sortie F décroît, la sortie du comparateur 212 passe à la masse à travers la diode 239, de sorte que la résistance 232 ne peut plus charger le condensateur 233 Ainsi est assurée la fonction de verrouillage Le contacteur à valeur de seuil formé par le comparateur 213 est verrouillé dans l'état d'alarme, et il reste dans cette position jusqu'à ce que la tension

d'alimentation soit coupée par une intervention extérieure.

La figure 12 montre schématiquement une variante de réalisation pour l'obtention de la suite de signaux

d'entrée correspondant aux figures 8 A, 9 A et l OA.

La bobine de palpage 215 est pourvue ici d'un aimant de palpage 218 Devant cette combinaison de bobine

2513379

215 et d'aimant 218, circule, à la cadence de la vitesse

de rotation à surveiller, une pièce de construction ferro-

magnétique 219, par exemple une ailette en tôle d'acier

d'un ventilateur.

Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux modes représentés dans les figures 1, 11 et 12 d'exploitation de la suite de signaux d'entrée Pour cette suite, il peut s'agir fondamentalement d'obtenir un signal, dérivé de manière appropriée, dépendant dans

sa fréquence de la vitesse de rotation à surveiller.

16 2513379

Claims

-R E V E N D I C A T I O N S-

1 Installation de circuits pour la surveillance

d'une vitesse de rotation, notamment pour des entraîne-

ments de ventilateurs, caractérisée en ce qu'elle comprend une installation de détection ( 14, 210, 215) pour la production d'une suite de signaux d'entrée ayant une fréquence de succession dépendante de la vitesse de rotation, un convertisseur de signal ( 9, 211, 212) pour convertir cette suite de signaux d'entrée en un signal de sortie dont l'amplitude est une fonction de la fréquence

de succession de la suite de signaux d'entrée, et un monta-

ge d'exploitation avec au moins un organe à valeur de seuil ( 142, 155, 213) chargé par le signal de sortie qui répond dans le cas o l'amplitude du signal de sortie atteint une valeur qui correspond au dépassement, vers le bas, d'une vitesse de rotation minimale prédéterminée, ou

vers le haut, d'une vitesse de rotation maximale prédéter-

minée.

2 Installation suivant la revendication 1, carac-

térisée en ce que l'installation de détection ( 215) comprend un étage formateur d'impulsions ( 210) qui produit comme suite d'impulsions d'entrée, une suite d'impulsions rectangulaires.

3 Installation suivant l'une des revendications

1 ou 2, caractérisée en ce que le convertisseur de signal ( 9, 211, 212) comprend un étage différentiateur ( 16, 17, 224, 225) monté à la suite de l'installation de détection

( 14, 210, 215) -

4 Installation suivant la revendication 3, carac-

térisée en ce que le convertisseur de signal ( 9, 211, 212) est pourvu d'un premier accumulateur de charge ( 25, 229)

pouvant être chargé à partir d'une source de tension conti-

nue à travers une section de charge ( 27, 228) et d'un étage de connexion ( 19, 211) monté dans une section de décharge de l'accumulateur de charge, étage constitué pour être basculé au moyen des signaux de sortie de l'étage différenciateur ( 16, 17, 224, 225) en vue d'une décharge

de l'accumulateur.

Installation suivant la revendication 4, carac-

17 25133795

térisée en ce que la constante de temps de charge pour l'accumulateur ( 25, 229) est un multiple de la constante

de temps de décharge.

6 Installation suivant l'une des revendications 4

ou 5, caractérisée en ce que l'accumulateur de charge ( 25, 229) est monté dans le circuit d'entrée d'un premier

étage à valeur de seuil ( 24, 212).

7 Installation suivant la revendication 6, carac-

térisée en ce que le premier étage à valeur de seuil ( 24) délivre des impulsions de sortie d'amplitude constante pendant des laps de temps, durant lesquels la tension

présente au premier accumulateur de charge ( 25) est supé-

rieure à une valeur de seuil minimale prédéterminée, et en ce que le premier étage à valeur de seuil est suivi d'un intégrateur ( 33, 34) pour l'intégration des impulsions

de sortie du premier étage à valeur de seuil.

8 Installation suivant la revendication 6, carac-

térisée en ce que, au moyen du premier étage à valeur de seuil, un second accumulateur de charge ( 233), pouvant être chargé à travers une section de charge ( 232) à partir d'une source de tension continue, peut être déchargé pendant

les intervalles de temps durant lesquels la tension présen-

te au premier accumulateur de charge ( 229) dépasse une

valeur de seuil prédéterminée.

9 Installation suivant l'une quelconque des reven-

dications 1 à 8, caractérisée en ce que le montage d'exploi-

tation comporte un retard de déclenchement prédéterminé.

Installation suivant la revendication 9, carac-

térisée en ce que, à la sortie de l'étage à valeur de seuil ( 142, 155) est raccordé un organe temporisé statique ( 146) avec, à la suite, un autre organe à valeur de seuil ( 147, 163) pour s'opposer à la détection de dépassements de courte durée de la vitesse de rotation vers le haut ou

vers le bas.

11 Installation suivant la revendication 9, carac-

térisée par un organe RC ( 234, 235, 236) avec une composan-

te ohmique ( 234, 235) connecté entre la sortie du conver-

tisseur de signal ( 211, 212) et l'entrée de signal de l'organe à valeur de seuil ( 213), et par une capacité ( 236)

18 251337

reliée, par un côté, avec l'entrée de signal de l'organe à valeur de seuil, qui libère la réponse dé l'organe à valeur

de seuil, seulement après une charge à une valeur pré-

déterminée. 12 Installation suivant l'une quelconque des reven- dicationsl à 11, caractérisée en ce que l'organe à valeur de seuil ( 213) est pourvu d'un couplage de rétro-action

positif ( 236).

13 Installation suivant l'une des revendications

11 et 12, caractérisée en ce que l'autre côté de la capa-

cité ( 236) est chargé avec une partie du signal de sortie

de l'organe à valeur de seuil ( 213).

14 Installation suivant l'une quelconque des reven-

dications 1 à 13, caractérisée en ce que le montage d'exploi-

tation a une fonction de verrouillage.

Installation suivant la revendication 14, carac-

térisée par un organe de mémoire ( 151, 157, 158, 161, 162, 163, 213) pour stocker l'indication de dépassement de

vitesse de rotation vers le bas ou vers le haut.

16 Installation suivant la revendication 15, carac-

térisée en ce que l'organe de mémoire est une mémoire numé-

rique avec retour en position.

17 Installation suivant la revendication 16, carac-

térisée en ce que la mémoire numérique avec retour en position comprend un comparateur ( 163, 213) avec amenée de rétro-action ( 162, 239), par l'intermédiaire duquel le comparateur se verrouille de lui-même après sa mise en

position et ne peut être déverrouillé que par une interven-

tion extérieure.

18 Installation suivant la revendication 17, carac-

térisée en ce que l'amenée de rétro-action ( 162) à la mémoi-

re numérique est reliée à une entrée de l'organe à valeur de seuil ( 135) connecté en amont, en vue du verrouillage

également de l'organe à valeur de seuil.

19 Installation suivant la revendication 16, carac-

térisée en ce que l'organe à valeur de seuil ( 213) est

constitué lui-même comme organe de mémoire.

Installation suivant la revendication 19, carac-

térisée en ce que l'organe à valeur de seuil ( 213) est

19 2513379

pourvu d'un dispositif de verrouillage ( 239) libérable

seulement par une intervention extérieure.

21 Installation suivant la revendication 20, carac-

térisée par une diode ( 239) qui est connectée entre une sortie du convertisseur de signal ( 212) et l'organe à

valeur de seuil ( 213).

22 Installation suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 21, caractérisée en ce que le montage

d'exploitation ( 168) est pourvu d'une alimentation en

courant qui lui est propre.

23 Installation suivant la revendication 22, carac-

térisée en ce que le montage d'exploitation ( 168) est raccordé à la sortie du convertisseur de signal ( 9) à

travers un couplage opto-électronique ( 153).

24 Installation suivant l'une quelconque des

revendications 2 à 23, caractérisée en ce que les compo-

santes actives de l'étage formateur d'impulsions, du convertisseur de signal et du montage d'exploitation sont formées par un montage comparateur quadruple intégré

( 210, 211, 212 et 213).

Installation suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 24, caractérisée en ce que l'installa-

tion de détection présente une bobine de palpage ( 215) qui est montée, comme enroulement supplémentaire, sur au

moins l'un des pôles de stator ( 245) d'un moteur électri-

que à surveiller.

26 Installation suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 24, caractérisée en ce que l'installa-

tion de détection comprend une bobine de palpage ( 215) à laquelle est affecté un aimant de palpage ( 218) et devant laquelle passe une pièce ferro-magnétique ( 219)

du dispositif à surveiller.