FR2514967A1 - Dispositif de determination en grandeur et en signe de l'intensite du courant d'alimentation d'un moteur et application a un enrouleur - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF DE DETERMINATION DE L'INTENSITE DU COURANT D'ALIMENTATION D'UN MOTEUR EN FONCTION D'UNE PART DES PERTES DANS LE MOTEUR ET DES PERTES DU SYSTEME ENTRAINE PAR LE MOTEUR ET, D'AUTRE PART, D'UNE PREMIERE ET D'UNE DEUXIEME VARIABLE COMPRENANT UN CIRCUIT 300 AGENCE POUR FONCTIONNER, SELON QU'ON LUI APPLIQUE UNE PREMIERE OU UNE SECONDE TENSION DE POLARISATION POUR REALISER UN PREMIER OU UN SECOND MODE DE FONCTIONNEMENT, SOIT EN SELECTIONNEUR DE LA PLUS GRANDE D'UNE PREMIERE ET D'UNE DEUXIEME INFORMATION, REPRESENTANT POUR LA PREMIERE, SOIT UNE FONCTION PREDETERMINEE DES DEUX VARIABLES DE COMMANDE, LADITE FONCTION PRESENTANT UNE INDETERMINATION POUR CERTAINES VALEURS DESDITES VARIABLES, SOIT UNE VALEUR FORCEE SERVANT A LEVER L'INDETERMINATION POUR LESDITES VALEURS, ET POUR LA SECONDE, UNE VALEUR DE CONSIGNE PREDETERMINEE, SOIT EN SELECTIONNEUR DE LA PLUS PETITE DESDITES INFORMATIONS, LA SORTIE DUDIT CIRCUIT ETANT BRANCHEE A UN CIRCUIT 400 SOMMATEUR ETOU SOUSTRACTEUR A PLUSIEURS ENTREES POUR TENIR COMPTE DESDITES PERTES.

Description

Dispositif de détermination en grandeur et en signe de l'intensité du courant d'alimentation d'un moteur et application à un enrouleur
La présente invention concerne un dispositif de détermination, en grandeur et en signe, de l'intensité du courant d'alimentation d'un moteur pour une régulation de couple. Ce dispositif est agencé pour tenir compte des caractéristiques propres au moteur et des caractéristiques propres au système entraîné par le moteur, lesquelles peuvent être fonction du rapport d'une première et d'une deuxième variables qui peuvent avoir différentes natures, comme on l'expliquera dans la suite.

Une application particulièrement intéressante de ce dispositif est la commande d'un moteur pour enrouler ou dérouler un ruban de façon que la traction sur le ruban soit constante, par exemple dans un laminoir.

Le dispositif de la présente invention peut être utilisé chaque fois que l'on a un problème d'enroulement ou de déroulement de brin ou de bande tendus, concernant des matériaux tels que : des films, des plastiques, du papier, des textiles,des toles, des tubes, des fils, du caoutchouc, etc...

Le dispositif pourra être utilisé également pour des applications dans lesquelles le courant du moteur doit suivre une loi autre qu'un simple rapport, par exemple, dans les bancs d'essai de moteur.

Dans 11 art antérieur concernant la commande des moteurs pour dispositifs enrouleurs et dérouleurs,on ne savait pas commander directement le courant fourni au moteur en fonction du couple à développer. On se contentait de réaliser une régulation de vitesse. Cette régulation présentait l'inconvénient, qu'au. démarrage, le système entrait en auto-oscillation et l'on avait du mal à le stabiliser pour le faire arriver à la vitesse de fonctionnement en régime continu.

Lorsque llon voulait faire une commande pour obtenir le couple souhaité,on se heurtait à la difficulté de s'affranchir des conditions aux limites : par exemple, au démarrage, lorsque la vitesse de défilement du produit est nulle et la vitesse de rotation du moteur également.

le dispositif de la présente invention a pour but de pallier ces inconvénients.

Suivant l'invention , le dispositif de détermination de l'intensité du courant d'alimentation d'un moteur en fonction, d'une part, des pertes dans le moteur et des pertes du système entraîné par le moteur et, d'autre part, d'une première et d'une deuxième variables, comprend un circuit 300 agencé pour fonctionner selon qu'on lui applique une première ou une seconde tension de polarisation pour réaliser un premier ou un second mode de fonctionnement, soit en sélectionneur de la plus plus grande d'une première et d'une deuxième informations, représentant pour la première, soit une fonction prédéterminée des deux variables de commande, ladite fonction présentant une indétermination pour certaines valeurs desdites variables, soit une valeur forcée servant à lever l'indétermination pour lesdites valeurs, et pour la seconde une valeur de consigne prédéter minée, soit en sélectionneur de la plus petite desdites informations, la sortie dudit circuit. étant branchée à un circuit 400 sommateur et/ou soustracteur à plusieurs entrées pour tenir compte desdites pertes.

Suivant l'invention, le dispositif est appliqué à un système enrouleur dérouleur, dont lesdites variables de commande sont respectivement la vitesse linéaire du produit qui défile dans le système et la vitesse angulaire du moteur, ladite fonction est le rapport entre les valeurs absolues de ces deux variables et le premier et le second modes de fonc tionnement correspondant respectivement à l'enroulement et au déroulement.

D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lumière de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 représente un premier circuit servant à la mise en forme des signaux représentatifs de deux variables, utilisé dans un dispositif conforme à l'invention
La figure 2 représente un deuxième circuit, utilisé dans le dispositif réalisant la division entre deux signaux et détectant le seuil d'invalidation de la division
La figure 3 représente un troisième circuit, utilisé dans le dispositif, réalisant une sélection entre plusieurs signaux ;
La figure 4 représente un quatrième circuit, utilisé dans le dispositif, réalisant une combinaison des différents signaux ;;
La figure 5 représente un cinquième circuit, utilisé dans le dispositif, pour dériver le signal représentant un paramètre
La figure 6 est un schéma d'ensemble du dispositif utilisant les cinq circuits précédents ; et
La figure 7 est un schéma représentant une application possible du dispositif de la figure 6.

La figure 1 est le schéma d'un circuit 100 de mise en forme d'un signal électrique. Ce signal est introduit sur une borne 101, du circuit 100, laquelle est connectée à la borne commune de deux résistances 118, 119 montées en pont. La deuxième borne de la résistance 118 est reliée à la masse.

Deux diodes 117 sont raccordées respectivement au +15V ou -15V et au point B. Un condensateur 116 est monté en parallèle entre la deuxième borne de la résistance 119 et la masse. Une résistance 115 est branchée entre la deuxième borne de la résistance 119 et l'entrée positive d'un amplificateur 110, dont l'entrée négative 111 est reliée à la sortie 113 par une résistance 114. Une borne 102 reliée à la sortie 113 permet le prélèvement du signal pour son utilisation dans un autre circuit. La sortie 113 est également reliée, par une résitance 128, à l'entrée négative 121 d'un deuxième amplificateur 120 et par une résistance 138 à l'entrée négative 131 d'un troisième amplificateur 130. La sortie 123 du deuxième amplificateur 120 est bouclée sur l'entrée négative 121 par une diode 124, dont la cathode est reliée à l'entrée 121.Une deuxième diode 125 est reliée par sa cathode à la sortie 123 et par son anode à un point commun C. Une résistance 127 relie l'entrée 121 au point commun C. Une résistance 135 est reliée par une de ses bornes au point commun C et par l'autre à l'entrée négative 131 du troisième amplificateur 130. L'entrée positive de l'amplificateur 130 est reliée à la masse par une résistance 134. La sortie de l'amplificateur 133 est reliée, par une résistance 137 à l'entrée négative 131 du troisième amplificateur et à une borne 103 de sortie du circuit 100.

La figure 2 représente un deuxième circuit 200 recevant sur sa première entrée 203 la sortie 103 d'un premier circuit 100 et sur sa deuxième entrée 203' la sortie 103' d'un deuxième circuit 100', identique au circuit de la figure 1.

La première entrée 203 est reliée à une première entrée 221 d'un circuit diviseur analogique 220 par un pont de résistances 224, 225 dont la résistance 225 est reliée à la masse.Le circuit diviseur analogique 220 reçoit sur sa deuxième entrée 222 le signal issu de la borne 103'. Ce circuit diviseur a une sortie 223 reliée, d'une part à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 224 et d'autre part à la borne 202 de sortie du circuit 200.L'entrée 203 est également reliée par l'intermédiaire d'une résistance 215 à l'entrée positive 212 d'un amplificateur 210. L'entrée négative 211 de l'amplificateur 210 est reliée au point commun d'un pont de résistances 216, 217 dans lequel la deuxième borne de la résistance 217 est reliée à la masse, tandis que la deuxième borne de la résistance 216 est reliée au potentiel + 15 V.Une résistance 231 relie la sortie 213 de l'amplificateur à la base d'un transistor NPN 230 dont l'émetteur est relié à la masse et dont le collecteur est relié à une source de tension par l'intermédiaire d'une résistance 232. Un relais K1 et une diode 233 sont montés en parallèle sur la résistance. Une diode 237, est reliée entre la base du transistor 230 et l'émetteur.

Le collecteur du transistor 230 est relié à une diode 234, un circuit de signalisation 235 et une résistance 236 reliée à une source de tension. L'entrée négative 211 de l'amplificateur est reliée par une résistance 214 à l'anode de la diode 234.

La figure 3 représente un circuit 300, ayant une entrée 302 reliée à la borne de sortie 202 du circuit 200 de la figure 2. Cette entrée 302 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance 314, à l'entrée positive 312 d'un amplificateur 310. La sortie 313 de cet amplificateur est reliée, d'une part, par l'intermédiaire d'une résistance 315, à l'entrée négative 311 de l'amplificateur et, d'autre part, par une résistance 358 à un contact K1 associé au relais K1 du circuit 200. Le contact K1 est lui-même relié à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 317 et d'un condensateur 318 . Le point commun à la résistance 317 et au condensateur 318 est relié à l'entrée positive 322 d'un amplificateur 320 par l'intermédiaire d'une résistance 327.La sortie 323 de l'amplificateur est reliée à une borne 309 par l'intermédiaire d'une résistance 328 et à l'entrée 321 par une résistance 324. La borne 309 est reliée à l'entrée négative 311 de l'amplificateur 310, par la résistance 316. La borne 309 peut être reliée à une borne 375 par un cavalier 371. Cette borne 375 est reliée, premièrement à l'entrée positive 362 d'un amplificateur 360 par deux résistances 367 et 373 en série, deuxièmement à la masse par un condensateur 370 relié au point commun aux résistances 367, 373, troisièmement à la borne 306 qui peut etre reliée à la sortie d'un calculateur.

Le cavalier 371 permet également de relier la borne 375 à une borne 372 reliée à la masse par une résistance 368 et à un potentiel de + 15 V par une résistance 369. Un potentiomètre 365 et une résistance 366 relient la sortie 363 de l'amplificateur 360 à la masse. Une résistance 364 relie l'entrée négative 361 de l'amplificateur 360 au curseur du potentiomètre 365. La résistance 338 relie la sortie 363 de l'amplificateur 360 à l'entrée négative 331 de l'amplificateur 330. La sortie 363 est également reliée à l'entrée positive 332 de l'amplificateur 330 par les résistances 337, 336. Une borne d'entrée 308 est reliée au point commun aux résistances 337 et 336. La sortie 333 de l'amplificateur est branchée à l'anode d'une diode 335 reliée par sa cathode à un point commun D. Une résistance 334 est également branchée entre l'entrée 331 et le point commun D.Une résistance 352 relie le point commun D à une source de tension de - 15 V.

Une diode 345, dont la cathode est branchée au point commun
D, relie la sortie d'un amplificateur 340 à ce point D. Une résistance 344.relie le point D à l'entrée négative 341 de l'amplificateur. Cette entrée 341 est reliée par une résistance 348 à une borne commune E. Cette borne commune E est reliée, d'une part, à une borne d'entrée 305 et, d'autre part, à l'entrée positive 342 de l'amplificateur 340 par les résistances 347, 346. Une borne d'entrée 307 est reliée au point commun aux résistances 347,346. La borne commune E est également reliée, par un cavalier 376 et une borne 374, au curseur d'un potentiomètre 350, dont une borne est reliée à la masse et dont l'autre borne est reliée par une résistance 351 à une source de tension + 15 V.Le point commun D est relié, d'une part à un point commun F par l'intermédiaire du contact K1 associé au relais K1, d'autre part au potentiomètre 355, dont une borne est reliée au curseur et dont l'autre borne est reliée au point F. Le point F est relié par les potentiomètres 356 et 357 à une source de tension.

Une des bornes du potentiomètre 357 est reliée au curseur.

Le curseur du potentiomètre 356 est relié à une borne de sortie 301. Un contact K2, associé à un relais K2, relie une borne d'entrée 303 au point commun à la résistance 317 et au contact K1. Le relais K2 est relié d'un côté à un potentiel OV et de l'autre côté à une borne d'entrée 304. Une diode 309 est branchée en parallèle sur le relais K2.

La figure 4 représente un circuit 400 à cinq entrées, dont l'entrée 401 reçoit le signal issu de la borne 301 du circuit de la figure 3 et dont l'entrée 402 est reliée à une sortie 102 d'un circuit 100. La borne 4-01 est reliée à l'entrée négative 441 d'un amplificateur 440. Une borne d'entrée 403 est reliée par une résistance, 454, à l'entrée 441. Une résistance 455 est branchée entre l'entrée 403 et la masse. Une borne d'entrée 404 est reliée à la masse par une résistance 453 en série avec un potentiometre 452, dont le curseur est relié par une résistance 451 à l'entrée 441.

La borne d'entrée 402 est reliée à la masse par un potentio montre 446, dont le curseur est relié à l'entrée positive 442 d'un amplificateur 440 par une résistance 445. Cette entrée 442 est également reliée à la masse par une résistance 444.

Deux diodes Zener 450 montées tête-bêche sont branchées entre la sortie 443 et la masse. Une résistance 447 et une résistance 448 en série avec un condensateur 449 sont branchées en parallèle entre la sortie 443 et l'entrée 441 de l'amplificateur. La borne d'entrée 405 est reliée à la masse par un potentiomètre 428 dont le curseur est relié par une résistance 429 à l'entrée 441 de l'amplificateur 440.

Une résistance 467 relie la sortie de l'amplificateur 440 à la sortie 443. Une résistance 475 relie la sortie 443 dont l'entrée négative 471 d'un amplificateur 470 dont l'entrée positive 472 est reliée à la masse par une résistance 474.

Une diode 476 est reliée par son anode à l'entrée 471 et par sa cathode à la sortie 473 de l'amplificateur 470. La sortie 473 est branchée à l'anode d'une diode 477 reliée par une résistance 466 à l'entrée négative 461 d'un amplificateur 460, dont l'entrée positive 462 est reliée à la masse par une résistance 465. Une résistance 478 relie l'entrée 471 au point commun à la diode 477 et à la résistance 466. Une résistance 468 relie 443 à l'entrée 461. Une résistance 464 relie la sortie 463 de l'amplificateur 460 à l'entrée 461.

Une borne de connexion 463 et une autre borne de connexion 443 sont prévues pour pouvoir sortir le signal.

La figure 5 représente un circuit dont la borne d'entrée 501 est reliée, d'une part, à une masse par une résistance 515, et d'autre part, par une résistance 514 à une première entrée négative 511 d'un amplificateur 510. La sortie 513 de l'amplificateur 510 est reliée, d'une part, à un point commun G par une diode 518 dont la cathode est reliée au point G et montée en parallèle sur la résistance 519, d'autre part à une source de tension de + 15 V-par une résistance 517. Le point G est relié à la masse par un potentiomètre 537 en série avec une résistance 536. Le curseur du potentiomètre 537 est relié par une résistance 534 à la première entrée négative 531 d'un amplificateur 530 à deux entrées. La masse est reliée à l'entrée positive 532 de l'amplificateur 530.La sortie 533 de l'amplificateur 530 est reliée, d'une part, à l'entrée 531 par un condensateur, d'autre part, à l'entrée 512 par une résistance 516. Entre les entrées 511 et 512, sont montées deux diodes 538 dont l'une à la cathode reliée à 511 et l'autre sa cathode reliée à 512. Le point G est relié par une résistance 525 à un point commun K. Ce point commun K est relié, d'une part, à la masse par un condensateur 526, d'autre part, à l'entrée positive 522 d'un amplificateur 520 à deux entrées par une résistance 524. La sortie 523 de l'amplificateur est reliée par une résistance 528, d'une part, à l'entrée 521 par une résistance 527, d'autre part, à une borne 502 qui peut être reliée à la borne 405.

La figure 6 représente un dispositif 600 permettant la détermination de l'intensité du courant demandé par un moteur électrique.

Le circuit de la figure 6 comprend un premier circuit 100 du type représenté à la figure 1 recevant à son entrée un signal représentant une première variable du système telle qu'elle est mesurée à chaque instant et dont la sortie 103 est reliée à la première entrée 203 d'un circuit 200 du type représenté à la figure 2 et dont la sortie 102 est reliée à l'entrée 501 d'un circuit 500 du type représenté à la figure 5. Un deuxième circuit 100', identique au circuit 100 reçoit à son entrée un signal représentant une deuxième variable du système telle qu'elle est mesurée à chaque instant et sera branché par sa première sortie 103' à la deuxième entrée 203' du circuit 200, et par sa deuxième sortie 102' à l'entrée 402 d'un circuit 400 du type représenté à la figure 4. La sortie du circuit 200 est branchée à l'entrée 302 d'u circuit 300 du type représenté à la figure 3, dont la sortie 301 est reliée à l'entrée 401 du circuit 400. La sortie 50 du circuit 500 est reliée à l'entrée 405 du circuit 400.

L'entrée 403 du circuit 400 est une entrée supplémentaire dont la fonction sera expliquée dans la suite. L'entrée 404 est reliée à une source de potentiel + 15 V. Le réglage du potentiomètre 452 permet de faire varier la tension appliquée à la borne 441 de l'amplificateur 440.

En fonctionnement, si on applique à la borne 101 d'un circuit 100 du type de la figure 1, un signal que l'on appelera VL, ce signal est filtré par le condensateur 116 et la résistance 119. Ce signal est amplifié par l'amplificateur 110. On obtient donc sur la borne de sortie 102 le signal d'entrée mis en forme. Le signal obtenu en 102 est également appliqué à un circuit comprenant les amplificateurs 120 et 130, et agencé de manière connue en soi pour délivrer à sa sortie un signal représentant la valeur absolue du signal appliqué à son entrée.A la borne 103 du circuit 100 on obtient un signal représentant VI De De meme, en appliquant à l'entrée 101' d'un circuit 100' du type de la figure 1 un signal que l'on appelera VU , on obtient en 103' un signal représentant la valeur absolue du signal appliqué à l'entrée. Le signal sortant en 103 est appliqué à la borne 203 d'un circuit 200 du type de la figure 2. Ce signal constitue, d'une part, l'entrée d'un circuit à seuil, d'autre part, par l'intermédiaire d'un pont diviseur comprenant les résistances 224, 225 une première entrée d'un circuit diviseur analogique 220 dont la deuxième entrée reçoit sur la borne 203'le signal représentant |V|.Le Le circuit 220 recevant les signaux des sorties 103 et 103' effectue la division VL IIV et envoie le signal analogique représentant le résultant à l'entrée 302 du circuit 300. En meme temps le signal sortant en 103 valide ou invalide le calcul du diviseur analogique par l'intermédiaire d'un circuit à seuil 210 alimentant ou non un relais K1. Ainsi, lorsque la tension présente en 212 et représentant VI devient inférieure à une valeur limite déterminée par le potentiel en 211, le transistor 230 est bloqué, la bobine du relais K1 n'est plus alimentée et les contacts Kî de la figure 3 sont ouverts.Par contre, tant que le signal lVLI reste supérieur à la valeur limite, le transistor 230 conduit, le relais Kî étant alimenté, les contacts K1 du circuit 300 sont fermés et la diode électro-luminescente 235 est éclairée pour montrer que le calcul du diviseur analogique est validé. Lorsque le calcul est validé, le signal reçu à l'entrée 302 est envoyé, par l'intermédiaire de l'amplificateur 310 monté en suiveur et du contact K1, au condensateur 318 (figure 3) et à un amplificateur 320 à très haute impédance interne, monté également en suiveur. Sur la sortie 309 , on obtient donc une tension proportionnelle à la tension aux bornes du condensateur 318, qui est elle-même déterminée par la tension en 302 lorsque le calcul est validé par K1.Lorsque le calcul du diviseur 220 est invalidé, le contact K1 étant ouvert, le signal fourni par la sortie du circuit 220 n'est plus transmis au condensateur 318, on utilise alors les entrées 303 et 304 du circuit 300 (figuré 3) pour forcer le potentiel du condensateur 318 à une valeur qu'il mémorisera pendant tout le temps où le calcul est invalidé. En alimentant la borne 304 avec une tension, le relais K2 ferme le contact K2 et la tension présente à la borne 303 est transmise au condensateur 318.

La tension de la sortie 309 de l'amplificateur 320 repré sente, soit la valeur calculée V, /v vti,I soit une valeur proportionnelle à la tension forcée aux bornes du condensateur 318. Dans le cas ou la borne 309 est.connectée par le cavalier 371 à la borne 375, l'amplificateur 360 monté avec le potentiomètre 365 en amplificateur à gain réglable, effectue une réduction dans un rapport k déterminable par 365, du signal représentant la valeur calculée V I V ou la valeur forcée. Pour régler ce rapport à la mise en route, on relie la borne 375 à la borne 372, fournissant une tension de 1 volt, par le cavalier 371 et on règle le potentiomètre de façon à avoir le rapport k voulu.Cette réduction par un rapport k est appelée mise à l'échelle et est utilisée comme on le verra dans l'application pour que la tension en 363 varie entre 1 et 10 volts. La borne 306 du circuit 300 permet de brancher la sortie d'un calculateur qui fournit un signal variant suivant une autre loi que celle de variation du rapport |VLIIIV V, V au circuit de mise à l'échelle . A la sortie 363, on aura donc au choix un signal fourni par un calculateur ou un signal fourni par le circuit de calcul 220 ou une valeur forcée. Le signal sortant en 363 sera envoyé sur la première entrée 331 d'un circuit de détermination du plus grand de deux signaux ou du plus petit de deux signaux constitués par les amplificateurs 330, 340 montés de la manière représentée à la figure 3 avec leurs diodes et leurs résistances respectives.La deuxième entrée E du circuit reçoit une tension réglable par le potentiomètre 350 qui représentera une valeur affichée. Dans ce circuit, si on laisse les bornes 307 et 308 en l'air, les amplificateurs 330, 340 marchent en suiveurs et à la sortie D, on aura la valeur la plus grande des deux entre la valeur affichée et la valeur calculée ou forcée. Par contre, -si on branche les bornes 307 et 308 à la masse, les amplificateurs 330, 340 marchent en inverseurs et à la sortie D, on aura la valeur la plus petite des deux entre la valeur affichée et la valeur calculée ou la valeur mémorisée. Une autre borne 305 pourra également être utilisée pour effectuer des affichages de valeurs de référence venant de l'extérieur. Le signal sortant en D sera envoyé, lorsque le contact K, est ouvert sur le potentiomètre réglable 355 pour effectuer une réduction de l'amplitude du signal obtenu en D, ce qui, comme on l'expliquera dans la suite, permettra de réduire la force de traction d'un moteur. Par contre, lorsque le contact K, est fermé, le signal issu de D est transmis directement à la borne de sortie 301 du circuit 300, qui est reliée à la borne d'entrée 401 du circuit 400. Le circuit 400 est un circuit sommateur qui délivre à sa sortie 443 un signal proportionnel à la somme ou à la différence des tensions appliquées à ses entrées. La sortie 443 sera appliquée à un circuit comprenant les amplificateurs 470 et 460 agencés de manière connue en soi pour délivrer à sa sortie un signal représentant la valeur absolue du signal appliqué à son entrée.Suivant les besoins, on utilisera la sortie 443 ou la sortie 463 du circuit. L'entrée 405 du circuit 400 reçoit la sortie 502 du circuit 500 de la figure 5, dont l'entrée 501 reçoit la sortie 102 représentant le signal VL mis en forme. Le circuit 500 délivre au point G un signal représentant la dérivée du signal présent à l'entrée négative 511 du comparateur rapide 510. Le signal obtenu en
G , est intégré par le circuit intégrateur constitué par l'amplificateur 530 agencé de façon connue en soi avec les résistances 534 à 537 et le condensateur 539. Sur la sortie 533, on a le même signal qu'à l'entrée 501.Ce signal est introduit sur l'entrée positive 512 du comparateur rapide 510 qui fournit à sa sortie la dérivée du signal représentant VL Ce signal est envoyé sur le circuit constitué par la résistance 425 et le condensateur 526 qui fournit en K la valeur moyenne du signal obtenu en G. Le signal obtenu en K est envoyé sur l'amplificateur de mise en forme du signal 520 qui permet d'avoir une sortie à basse impédance et sur la sortie 502 un signal représentant la dérivée du signal
VL.

Une application intéressante du circuit de la figure 6 est celle représentée par le schéma de la figure 7, dans lequel 702 désigne un produit, en ruban par exemple, que l'on déroule d'une bobine 701, entraînée par un moteur M1, pour l'enrouler sur une bobine 703 entraînée par un moteur M3.

Les rouleaux arrière 704 et avant 705 sont entraînés par la vitesse de déplacement du produit. Les dynamos tachymétriques B01, B02 fournissent des tensions représentant les vitesses de déplacement linéaire, par exemple en avant et en arrière d'une cage de laminoir 707. Les moteurs M1 et M3 sont commandés respectivement par une boucle de régulation de vitesse agencée de façon connue en soi. La boucle de régulation du moteur M1 ou M3 comporte des moyens d'engendrer un signal d'erreur comprenant une dynamo tachymétrique
B1 ou B3 délivrant une tension proportionnelle à la vitesse de rotation V du moteur, un potentiomètre P1 ou P3 délivrant une tension de référence proportionnelle à la tension souhaitée, un comparateur C1 ou C3 et un amplificateur A1 ou
A3.Le signal de sortie de l'amplificateur, étant le signal d'erreur amplifié, est introduit dans un circuit de commande et de régulation de la vitesse du moteur 706. Sur cette boucle de régulation, on a branché à la sortie de l'amplifi- cateur par l'intermédiaire d'une diode D1 ou D3, branchée avec la polarisation convenable, et d'un contact K1 ou K3 la sortie 463 respectivement 443 d'un circuit 600 tel que décrit plus haut. Ainsi, lorsque K1 et K3 sont ouverts , les moteurs M1 et M3 sont régulés en vitesse, tandis que lorsque les contacts K1 et K3 sont fermés, les diodes D1 et D3 sont polarisées de façon que la tension de sortie du circuit 600 prend le pas sur la tension de sortie de l'amplicateur en grandeur et en signe.Donc, lorsque K1 et K3 sont fermés, les circuits 600 des moteurs M1 et M3 vont fournir un signal qui, lorsque sa valeur absolue sera inférieure aux valeurs absolues respectives des tensions de sortie de A1 et A3, va servir à écrêter la tension de sortie des amplificateurs A1,
A3. Le circuit 600 associé au moteur M1 reçoit sur son entrée 101, le signal de la dynamo B01 représentant la vitesse de déplacement linéaire du produit, sur son entrée 101', le signal de la dynamo B1 représentant la vitesse de rotation angulaire de la bobine 701. De même, le circuit 600 associé au moteur M3 reçoit sur 101 le signal de la dynamo B02 et sur 101', le signal de la dynamo B3.

Pour commander les moteurs M1 en dérouleur et le moteur M3 en enrouleur, on souhaite que le produit soit acheminé avec une vitesse linéaire VL constante et une traction constante
T.

La puissance mécanique T VL doit être fournie par le moteur, dont la puissance électrique est exprimée par la relation
P = E 1T On doit donc avoir T VL = E Il(1) r E étant la force contre électro-motrice du moteur et IT l'intensité du courant de traction à fournir à l'induit du moteur.

Les moteurs M1 et M3 fonctionnant à champ constant, ce qui correspond à la majorité des cas d'application pratique, la force contre électro-motrice E est liée au flux b par la relation (2) E = k1Vw # dans laquelle kl est une constante et V# est la vitesse de rotation du moteur.

En remplaçant E dans la relation 1, on obtient
KlV < TT = TVL
On voit que si l'on fait varier le courant de traction IT comme kVL VU on obtient T = kl k b Donc la traction sera constante si IT vérifie la relation IT = kVL|VU
En fournissant aux entrées du circuit 600, des tensions représentant VL et V on obtient par l'intermédiaire du circuit 220 la sortie 301 du circuit 300, une tension proportionnelle à k |VL|/|V#| et dans le circuit 400, on ajoutera à cette tension, en reliant l'entrée 402 à la sortie 102' une tension proportionnelle à la vitesse du moteur pour tenir compte des pertes du moteur, en reliant l'entrée 405 à la sortie 502, une tension proportionnelle à la dérivée de la vitesse linéaire pour tenir compte des pertes par inerties, en reliant l'entrée 404 à une source de tension constante, une tension proportionnelle aux pertes fixes au décollage. De cette façon, à la sortie 443 du circuit 600, on obtient une tension proportionnelle au courant d'induit IM à fournir au moteur pour que, compte tenu des pertes dans ce moteur, la traction reste constante.

Le circuit 400 permet donc de délivrer une tension proportionnelle au courant d'induit du moteur vérifiant la relation IM = IT + #I pertes, dans laquelle IT = k|VL|/|v#|= k R, R étant le rayon de la bobine et k le rapport de mise a l'échelle permettant que la tension représentant IT varie de 1 à 10 volts lorsque R varie. Pour tenir compte des conditions initiales différentes au départ suivant le fonctionnement en enrouleur ou en dérouleur, on branche les alimentations des circuits à des tensions différentes.

Ainsi, lorsque le circuit 600 est utilisé pour la commande d'un moteur M3 d'un enrouleur, la mémoire 318 est forcée à zéro Volt par le relais K2 au départ , commandé par le contact R.A.Z. alimenté, d'une part, par une tension de 26
Volts et, d'autre part, relié à la borne 304, le rayon de la bobine vide est affiché par le potentiomètre 350, et les bornes 307 et 308 sont laissées en l'air pour que le circuit 300 fonctionne en plus grand des deux, de façon que le rayon calculé prenne le pas sur le rayon affiché.

En fonctionnement en enrouleur au point D, on aura le rayon affiché tant que le circuit à seuil ne valide pas le rayon calculé. Pendant cette phase, le contact K1 étant ouvert, le potentiomètre 355 permet de diminuer le courant de traction à vide.

Dès que K1 va se fermer, la mémoire 318 se calera sur la valeur du rayon calculé avec une constante de temps voisine de une seconde, et au point D, on aura le rayon calculé dès que celui-ci devient supérieur au rayon affiché.

Pour tenir compte du sens de fonctionnement, on utilise la sortie 443 dans le cas d'un sens avant, tel que représenté sur la figure 7, ou la sortie 463 pour un sens de fonctionnement arrière en enrouleur et vice-versa pour-le fonctionnement en dérouleur.

De meme, lorsque le circuit 600 est utilisé pour la commande du moteur M1 d'un dérouleur, la mémoire 318 est forcée à + 15 Volts par le branchement de la borne 303 à la tension + 15 Volts et l'actionnement du contact R.A.Z. alimenté, d'une part, par une tension de 16 Volts, et d'autre part, relié à la borne 304 qui va commander le relais K2, le rayon de la bobine pleine est affiché par le potentiomètre 350 et les bornes 307 et 308 sont branchées à la masse pour que le circuit 300 fonctionne en plus petit des deux, de façon que le rayon calculé soit l'information prise en compte dès que le calcul est validé.

En fonctionnement en dérouleur, au point D du circuit 300, on aura le rayon affiché tant que le rayon calculé n'est pas validé. En effet, tant que K1 n'est pas fermé, la tension aux bornes du condensateur 318 est + 15 Volts; elle est supérieure à la tension + 10 Volts affichée par le potentiomètre 350 représentant le rayon de la bobine pleine. Le courant de traction sera déterminé par la valeur du rayon affiché après réduction dans un certain rapport déterminé par le potentiomètre 355. Lorsque le circuit à seuil 210 décide que le rayon calculé est bon, les contacts K1 vont se fermer de façon à supprimer la réduction du courant de traction et à caler la mémoire 3I8 sur la valeur du rayon calculé avec une constante de temps de l'ordre de la seconde.

Dès que la tension du condensateur 318 est déterminée par le circuit diviseur, c'est cette tension que l'on retrouvera au point D, car elle sera plus petite que la tension représentant le rayon affiché.

On comprend donc que le circuit 600 permet déterminer une tension représentant le courant à fournir à un moteur fonctionnant en enrouleur ou en dérouleur pour que la traction soit constante, dans le cas où l'on désire que la régulation se fasse à champ constant. Dans le cas où l'on désire que la régulation se fasse à champ variable, la relation
T VL = k V 1T est toujours valable. On voit que si on impose IT courant d'induit constant et variant comme VLJVw on aura T = k donc la traction sera constante et E = k V U b= k VL sera constante car VL est constant.

Donc, en reliant la borne 101' du circuit 600 à une tension représentant la force contre-électromotrice du moteur et à la borne 101 la tension représentant VL, en sortie du diviseur 220, on a IT = VLIkVL = 1/k le courant d'induit sera constant et on pourra utiliser le circuit 600 pour la commande du courant à fournir à l'induit d'un moteur dans le cas d'un fonctionnement à champ variable. La force contreélectromotrice peut être obtenue de façon connue en mesurant la tension d'induit du moteur.

Dans ce cas, il sera nécessaire d'utiliser un autre circuit 600 pour le circuit inducteur du moteur de façon que le flux varie comme le rapport I1 est bien évident que, pour un enrouleur, il conviendra de tenir compte de VL et de V &commat; ou E, mais que pour d'autres applications on pourrait faire varier la tension de commande du courant à fournir au moteur en fonction d'autre paramètres, tels qu'une pression ou une température, etc...

et commander le moteur en fonction du rapport de pression ou de température.

De plus, en reliant l'entrée 306 à un calculateur, il est possible de faire varier la tension de commande suivant une loi autre que celle d'un simple rapport ce qui permet d'utiliser le circuit 600 pour la commande d'un moteur suivant d'autres lois, par exemple sur des bancs d'essai.

I1 va de soi que diverses modifications pourront etre apportées au montage décrit et représenté et que d'autres applications pourront être envisagées, sans s'écarter de l'esprit de l'invention.

Claims (9)

Revendications de brevets

1. Dispositif de détermination en grandeur et en signe de l'intensité du courant d'alimentation d'un moteur en fonction, d'une part, des pertes dans le moteur et des pertes du système entraîné par le moteur, et d'autre part, d'une première et d'une deuxième variables de commande, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (300) agencé pour fonctionner, selon qu'on lui applique une première ou une seconde tension de polarisation pour réaliser un premier ou un second mode de fonctionnement, soit en sélectionneur de la plus grande information représentant pour la première, soit une fonction prédéterminée des deux variables de commande, ladite fonction présentant une indétermination pour certaines valeurs desdites variables, soit une valeur forcée servant à lever l'indétermination pour lesdites valeurs et pour la seconde, une valeur de consigne prédéterminée, soit en sélectionneur de la plus petite desdites informations, la sortie dudit circuit étant branchée à un circuit (400) sommateur et/ou soustracteur à plusieurs entrées pour tenir compte desdites pertes.

2. Dispositif selon la revendication 1, destiné à être appliqué à un système enrouleur-dérouleur, caractérisé en ce que lesdites variables de commande sont respectivement , la vitesse linéaire du produit qui défile dans le système et la vitesse angulaire du moteur, ladite fonction est le rapport entre les valeurs absolues de ces deux variables et le premier et le second modes de fonctionnement correspondant respectivement à l'enroulement et au déroulement.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit circuit (300) comprend un potentiomètre destiné à afficher ladite valeur de consigne, une borne auxiliaire (305) destinée à recevoir une valeur de consigne extérieure, des premiers moyens de sélection entre ladite valeur de consigne affichée et ladite valeur de consigne extérieure; des moyens de calcul de ladite fonction, des moyens de mémorisation de la valeur calculée ou de la valeur forcée,une autre borne d'entrée auxiliaire (306) destinée à recevoir une valeur de ladite fonction calculée à l'extérieur du dispositif, et des seconds moyens de sélection entre lesdites valeurs calculées ou la valeur mémorisée.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens de sélection comprennent une source de tension de référence (216-217) associée à un circuit à seuil (210), bloquant, par l'intermédiaire d'un transistor (230), l'alimentation d'un premier relais (K1) et ouvrant ainsi un premier contact (K1) d'invalidation de la valeur calculée, lorsque ladite tension de référence est supérieure à une tension représentative de la valeur absolue de la première variable de commande.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul comprennent un diviseur analogique (220).

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de mémorisation comprennent un condensateur (318), des moyens de fournir une troisième tension de polarisation, un second relais (K2) agencé pour relier lesdits moyens de fournir la troisième tension de polarisation audit condensateur.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier relais (K1) commande un second contact (K1) branchant la sortie du circuit sélectionneur,soit directement au circuit (400) sommateur lorsque le relais K1) est alimenté, soit par un pont diviseur (355,354) de diminution de la traction au démarrage lorsque ledit second contact (K1) -est ouvert.

8. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit (400) comporte différentes entrées (402, 4O4 et 405) reliées à des potentiomètres réglables (446, 452, 488) pour tenir compte des pertes à vide, des pertes au décollage en fonction de la première variable et les pertes en fonction de la dérivée de la deuxième variable.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que, un circuit (500) donnant la dérivée de la valeur moyenne du signal représentant la deuxième variable, est branché sur l'entrée (405) du circuit (400) reliée au potentiomètre (428) des pertes en fonction de la dérivée de la deuxième variable.