FR2526605A1 - Servomoteur electrique a commande capacitive - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES SERVOMOTEURS. ELLE SE RAPPORTE A UN SERVOMOTEUR DANS LEQUEL UN TRANSDUCTEUR DE POSITION DU ROTOR EST PLACE DANS L'ENTREFER DU ROTOR ET DU STATOR ET COMPORTE DES ELECTRODES FIXES 54, 56, 60 ET 62, DESTINEES A TRANSMETTRE DES SIGNAUX SINUS ET COSINUS ET DES ELECTRODES MOBILES 30, 34. LES SIGNAUX PERMETTENT DE FORMER UNE ADRESSE ASSURANT LA RESTITUTION DE LA POSITION ANGULAIRE REELLE DU ROTOR PAR CONSULTATION D'UNE MEMOIRE 86. LA COMPARAISON A LA POSITION VOULUE PERMET LA COMMANDE DE L'ALIMENTATION DU MOTEUR. APPLICATION AUX SERVOMOTEURS A REPONSE RAPIDE.

Description

La présente invention concerne un servomoteur électrique et plus

précisément un tel servomoteur ayant un capteur capacitif de position dont la caractéristique

de réponse est extrêmement rapide.

Un exemple de servomoteur électrique comporte un moteur électrique, un transducteur monté sur l'arbre et destiné à coder la position de l'arbre du moteur ou

la vitesse du moteur, et un amplificateur destiné à trans-

mettre un signal d'excitation du moteur en fonction de

la différence entre la vitesse ou position réelle du mo-

teur et la vitesse ou position voulue à laquelle elle est comparée Lors de la réalisation d'un servomoteur, il est i Sportant d'éviter les sources d'instabilité dans la boucle de réaction L'un des problèmes primordiaux d'instabilité, constituant souvent le facteur limitant les caractéristiques voulues, est dû à la souplesse à la torsion qui introduit un retard entre l'indication du transducteur et la vitesse ou position véritable du moteur Normalement, le concepteur tente de maintenir

le fonctionnement dans une plage inférieure à la fré-

quence de résonance mécanique d'un facteur 10 ou plus.

Par exemple, dans un servomoteur ayant un codeur sous forme d'un disque de verre de 50 mm de diamètre et

2,5 mm d'épaisseur et un arbre d'acier de 6,4 mm de dia-

mètre et 50 mm de longueur, couplant le codeur au rotor,

la fréquence fondamentale prévue de torsion est de l'or-

dre de 1200 Hz Si l'on suppose que le facteur nominal de protection est égal à 10, la limite supérieure de la

fréquehce de réponse, c'est-à-dire la plus grande fré-

quence d'un signal appliqué que le servomoteur suit d'une manière fiable, est d'environ 120 Hz Lorsque le disque du codeur est porté jusqu'à un diamètre de 76,2 mm afin que la précision soit accrue, la fréquence de réponse du servomoteur tombe à moins de 60 Hz L'augmentation du diamètre de l'arbre à 12,7 mm donnant un accouplement plus rigide peut augmenter la limite de la fréquence de sensibilité à 500 Hz environ Ces exemples montrent que la souplesse à la torsion entre le rotor et le codeur est souvent un facteur primordial pour la limitation de la réponse en fréquence d'un exemple de servomoteur ou

de circuit asservi.

L'inventionconcerne un servomoteur dans lequel la souplesse à la torsion n'a pratiquement aucun effet sur sa fréquence, dans un servomoteur à réponse rapide. Elle concerne aussi un servomoteur à réponse

rapide qui a un faible encombrement.

Le servomoteur électrique selon l'invention comporte une structure formant un stator, un rotor monté

afin qu'il tourne par rapport au stator et ayant des di zn-

sions telles qu'il délimite un entrefer entre lui et le stator, un jeu de bobinages formés dans le moteur et qui, lorsqu'ils sont alimentés, provoquent la rotation du rotor par rapport au stator, ce servomoteur étant carectérisé en ce qu'il comporte en outre un transducteur capacitif de position placé dans l'entrefer et comprenant un jeu fixe d'électrodes conductrices imbriquées isolées 5 e la circonférence du stator formant l'entrefer mais fixées

à cette circonférence, et un jeu mobile d'électrodes con-

ductrices imbriquées isolées de la circonférence du ro-

tor qui forme l'entrefer mais fixées à cette circonférence.

De préférence, la partie du transducteur de position as-

sociée au stator est fixée à la face interne du noyau du stator et la partie mobile du transducteur de position est fixée autour du rotor La disposition des éléments

transducteurs dans l'entrefer afin qu'ils soient direc-

tement fixés aux éléments du rotor et du stator du servo-

moteur supprime pratiquement toute souplesse mécanique entre le rotor et le transducteur et en conséquence, la souplesse mécanique n'a pratiquement aucun

effet nuisible sur la réponse en fréquence du servomo-

teur.

En général, il n'est pas possible de placer un transducteur dans l'entrefer d'un moteur électrique étant donné la configuration géométrique du transducteur

et/ou l'interaction avec le champ magnétique du moteur.

Cependant, on constate qu'un transducteur capacitif de

position peut être réalisé afin qu'il se loge dans l'en-

trefer sans augmentation réelle de la dimension de cet

entrefer On a aussi constaté, d'-une manière plus impor-

tante, qu'un transducteur capacitif de position peut être réalisé afin qu'il soit insensible au champ magnétique

du moteur et que le transducteur n'ait pas d'effet nui-

sible important sur le-moteur.

Comme les éléments transducteurs sont directement fixés aux éléments formant le rotor et le stator du moteur, la boucle d'asservissement est proche d'un extrémum de rigidité mécanique et en conséquence, la constante de temps mécanique, dans la boucle d'asservissement, n'est plus un facteur limitatif La constante de temps inductive de la boucle d'asservissement peut être réduite en général à volonté par fonctionnement à des tensions accrues En conséquence, la fréquence de- réponse du servomoteur peut être accrue notablement par rapport à celle qui peut être obtenue jusqu'à présent dans un servomoteur utilisable en pratique ayant des éléments comparables, et elle n'est

pratiquement limitée que par les possibilités de trans-

fert d'énergie et par la vitesse maximale du moteur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention ressortiront mieux de la description qui va sui-

vre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels

la figure t est une élévation schématique en par-

tie sous forme de diagramme synoptique d'un moteur et d'un

transducteur de position d'un servomoteur selon l'inven-

tion, le diagramme synoptique représentant la boucle d'asservissement; la figure 2 est un détail de la partie du moteur

de la figure 1 qui forme l'entrefer et elle indique l'em-

placement des éléments transducteurs; la figure 3 est un schéma en partie sous forme

de diagramme synoptique représentant les dessins des con-

ducteurs formés sur les parties du rotor et du stator,

avec les circuits destinés à former des données de po-

sition du rotor;

-la figure 4 est un diagramme des temps repré-

sentant diverses formes d'ondes observées dans le servo- moteur de la figure 3;

la figure 5 est une coupe schématique, en par-

tie sous forme d'un diagramme synoptique d'un autre mode de réalisation de l'invention, comprenant un transducteur de détermination grossière et fine de position; et la figure 6 est un schéma en partie sous:oreae

de diagramme synoptique représentant les dessins des trans-

ducteurs du rotor et du stator du servomoteur de la fi-

gure 5 ainsi que les circuits associés destinés à former

des données de position du rotor.

Le moteur électrique du servomoteur selon l'in-

vention peut être de tout type connu qui comporte un en-

trefer suffisant pour la disposition d'un transducteur capacitif de position Comme l'indique la figure 1, le moteur peut être un moteur synchrone sans balai, ayant un rotor 10 qui comporte un anneau 12 formé d'un matériau

constituant un aimant permanent Cet anneau 12 est ai-

manté afin qu'il forme des peles Nord et Sud qui alter-

nent à la circonférence externe De préférence, dans les

moteurs de caractéristiquespoussées, le matériau de l'ai-

mant est une composition à base de cobalt et de samarium

aimantée afin qu'elle forme les pôles magnétiques voulus.

L'anneau aimanté 12 est convenablement monté afin qu'il

tourne sur un arbre 14 du moteur.

La partie 16 formant le stator du moteur com-

prend une structure 18 formant un noyau feuilleté cylin-

drique de fer ayant des fentes disposées radialement vers l'extérieur à partir de l'entrefer Les bobinages 20 du moteur sont placés dans les fentes du stator et peuvent

être sous forme du montage triphasé classique en étoile.

Comme décrit dans la suite du présent mémoire, l'excita-

tion des bobinages par le circuit de commutation crée

un champ magnétique tournant.

Comme l'indique la figure 2, le transducteur de position est disposé dans l'entrefer du moteur La

partie fixe du transducteur comprend une série d'élec-

trodes capacitives formées par un dessin 23 de circuit imprimé sur un substrat mince 22 Ce dessin de circuit imprimé est fixé à la circonférence interne du noyau 18 du stator Le dessin de circuit imprimé comprend aussi de préférence un dessin conducteur 24 formant un plan de masse de l'autre côté du substrat La partie mobile du tran ducteur de position comporte de même une série d'électrodes capacitives qui sont formées par un dessin 27 de circuit imprimé à la surface du substrat 26 L'autre

côté du substrat 26 a aussi de préférence un dessin con-

ducteur 28 formant un plan de masse Le dessin des conduc-

teurs mobiles est fixé autour de l'anneau 12 formant l'ai-

mant permanent du moteur.

Le dessin 27 des conducteurs mobiles du trans-

ducteur est représenté à la partie supérieure de la figure

3 et comporte deux électrodes capacitives 30 et 34 L'élec-

trode 30 est solidaire d'une bande longitudinale 32 dispo-

sée sur la longueur du dessin et l'électrode 34 est soli-

daire de manière analogue d'une bande 36 La longueur du dessin correspond à la circonférence de l'anneau 12 de l'aimant permanent du rotor si bien que, lorsque le dessin est monté, les bandes 32 et 36 forment des anneaux conducteurs entourant le rotor Les électrodes capacitives

et 34 recouvrent chacune un angle de 90 de la circon-

férence du rotor Les électrodes 30 et 34 sont de préfé-

rence sous forme de dessins divisés (représentés dans

le détail 42), dans lesquels des doigts dirigés circonfé-

rentiellement 37 à 40 sont reliés à la bande 32 à une première extrémité par un conducteur 41, afin que les

pertes par courantsde Foucault soient réduites.

Le dessin conducteur fixe du transudcteur com-

prend des bandes 50 et 52 qui sont alignées sur les bandes

32 et 36 du dessin du rotor, respectivement Ainsi, lors-

que le dessin fixe est monté à la circonférence interne du tt i-, " <"des 50 et 52 forment des anneaux fixes destinés à coupler de l'énergie aux électrodes mobiles et 34 par l'intermédiaire des anneaux formés par les bandes 32 et 36. La partie fixe du transducteur comporte aussi

-une paire d'électrodes capacitives 54 et 56 qui sont ali-

gnées sur les électrodes 30 et 34 et sont destinées à transmettre un signal sinusoldal modulé de sortie En

outre, le dessin fixe a un second jeu d'électrodes capa-

citives 60 et 62 qui occupent des positions courbes entre les plaques 54 et 56 afin qu'elles transmettent un sitjnal

cosinusoldal modulé de sortie Ainsi, l'électrode 54 re-

couvre un angle de 0 à 90 , l'électrode 60 recouvre un angle de 90 à 1800, l'électrode 56 recouvre un angle de à 170 et l'électrode 62 occupe un angle de 270 à 360 Les électrodes 54, 56, 60 et 62 sont représentées

sous une forme dans laquelle elles occupent chacurizeewvi-

ron la moitié de la largeur du transducteur et donnent la meilleure séparation des signaux, mais elles peuvent être plus larges, pourvu que les identités de* électrodes séparées soient conservées Les électrodes peuvent avoir une forme divisée comme indiqué dans le détail 66 (figure 3) , afin que, par exemple, l'électrode 56 soit formée

par des bandes 57 et 58 reliées à l'extrémité non repré-

sentée, et l'électrode 60 soit formée par des bandes 63 et 64 reliées à une extrémité comme représenté, et que les pertes par courants de Foucault soient réduites Les bandes 57 et 58 sont alignées sur les bandes 37 et 38 du dessin du rotor et les bandes 63 et 64 sont alignées

sur les bandes 39 et 40.

Les fils provenant des différents tronçons du

dessin conducteur du stator peuvent sortir de toute maa-

nière convenable, par exemple par des connexions formées

dans des trous qui traversent afin que les fils rejoi-

gnent des conducteurs placés de l'autre côté du substrat.

Les plans de masse 24 et 28 (figure 2) formés de l'autre c 8 té des substrats sont souhaitables car ils

réduisent le bruitdes signaux de sortie du transducteur.

Les plans de masse sont de préférence formés par des ban-

des circonférentielles reliées par un seul conducteur transversal afin que des pertes superflues

par courants de Foucault soient évitées.

Le transducteur est alimenté par un oscillateur fonctionnant de préférence à une fréquence d'environ k Hz L'oscillateur 70 est couplé aux bandes 50 et 52 par un ensemble 72 de réglage d'amplitude L'énergie provenant de l'oscillateur est couplée des bandes 50 et 52 aux bandes 32 et 36 afin que les électrodes mobiles et 34 soient alimentées Ainsi, celles-ci sont alimentées sans que des balais ou des collecteurs soient

nécessaires.

Le couplage de l'énergie du dessin mobile au dessin fixe destiné à donner des repères de position est tel que représenté sur la figure 4 Lorsque les dessins du rotor et du stator sont alignés comme indiqué sur la figure 3 (considérée comme une position de zéro ou de référence), le couplage du signal aux électrodes 54 et 56 est maximal pour la formation d'un signal sinusoïdal d'amplitude maximale Lorsque le -rotor tourne de 900,

les électrodes ne sont plus alignées si bien que le cou-

plage de l'énergie est minimal A 180 ', le couplage de l'énergie est à nouveau maximal mais avec une polarité

inverse A 2700, l'énergie couplée est à nouveau mini-

male Ainsi, un déplacement du rotor de 3600 provoque un cycle de l'onde sinusoïdale modulée représentée sur la courbe supérieure de la figure 4 Les électrodes 60 et 62 sont décalées de 90 par rapport aux électrodes

54 et 56 si bien qu'elles donnent une forme d'onde mo-

dulée d'une manière analogue mais décalée de 90 , c'est-

à-dire la forme d'onde cosinusoidale formée par la se-

conde courbe de la figure 4, à partir du haut.

Les électrodes 54 et 56 sont reliées à un cir-

cuit 74 de démodulation d'onde sinusoïdale qui démodule

2526605 '

l'onde sinusoidale et forme l'enveloppe représentée par

la troisième courbe de la figure 4 De même, les électro-

des 60 et 62 sont reliées à un circuit 67 de démodxlation de l'onde cosinusoidale qui démodule cette onde et en forme l'enveloppe représentée par la courbe inférieure

de la figure 4.

Les signaux de sortie des démodulateurs 74 et 76 sont transmis au circuit 78 de réglage automatique de gain qui calcule la valeur de la somme des carrés

sin 2 x + cos 2 X à l'aide d'éléments analogiques de calcul.

Comme la somme de sin 2 x et cos 2 x est toujours égale à 1 quelle que soit la position du rotor, cette somme peut être utilisée pour le réglage de l'amplitude du signal d'excitation provenant de l'oscillateur 70 L'amplitude du signal d'excitation est réglée automatiquement par le circuit 72 de réglage d'amplitude afin que la valeur de la somme sin 2 x + cos 2 x soit toujours maintenue à une valeur égale à l'unité Les valeurs des signaux dimodtiulés peuvent alors être considérées comme représentatives de

la position.

Le signal de sortie du démodulateur 74 parvient

à un convertisseur analogique-numérique 83 par l'inter-

médiaire d'un amplificateur 81 et le signal de sortie

du démodulateur 76 parvient à un convertisseur analogique-

numérique 82 par l'intermédiaire d'un amplificateur 80.

Les signaux numériques des convertisseurs 82 et 83 sont

transmis aux entrées d'adresse d'une mémoire passive 86.

La figure 4 indique que les valeurs des signaux sinusoidal et cosinusoidal démodulés, considérées ensemble,

constituent un jeu original de valeurs pour chaque posi-

tion angulaire du rotor La mémoire 86 est programmée afin qu'elle contienne une table de consultation destinée à la transformation des valeurs d'adresse sinus et cosinus

en position angulaire du rotor, sous forme numérique.

La figure 1 représente la boucle d'asservissement, mettant en oeuvre les données de position transmises par la mémoire passive 86, comme indiqué en référence à la

figure 3.

Les bobinages du stator sont alimentés par un circuit 170 de commutation commandé par des signaux de position du rotor provenant de détecteurs à effet Hall, décalés de 60 degrés électriques les uns par rapport aux autres Les signaux de tous les capteurs à effet Hall

sont utilisés pour la commande de commutateurs à semi-

conducteur reliés aux bobinages Un arrangement conve-

nable comprenant six transistors ayant une configuration de commutation en pont est représenté dans la demande de brevet britannique no 82 20 239 déposée le 13 juillet

1982 Les circuits 90 du transducteur de position, dé-

crits précédemment en référence à la figure 3, transmet-

tent des données d'adresse de position à la mémoire passive 86 qui transforme les données en valeurs des positions

angulaires Un comparateur numérique 92 reçoit les don-

nées de position réelle de la mémoire 86 et les données de position voulue du circuit d'entrée 94 et il calcule la différence ou erreur La différence est transmise à un circuit 99 de modulation par impulsions de largeur variable qui règlent le niveau moyen d'excitation des

bobinages par l'intermédiaire du circuit 98 de commuta-

tion Comme dans une boucle classique d'asservissement, le moteur a tendance à prendre la position voulue afin

que le signal d'erreur soit éliminé.

Dans le cas du transducteur de position repré-

senté sur la figure 3, le pas du dessin est égal un tour, c'est-à-dire qu'il faut un tour complet du dessin avant que celui-ci commence à se répéter Si des précautions sont prises afin que le bruit soit réduit au minimum dans le circuit, un tel transducteur peut fournir des données

précises de position au centième du pas Les dessins re-

présentés sur la figure 3 peuvent ainsi indiquer poten-

tiellèment des positions angulaires à 4 degrés près Des sources de bruit qui peuvent réduire la précision sont les erreurs de fermeture dues aux différences entre les dimensions circonférentielles et la longueur des dessins

du tranzductzur, les variations de l'entrefer formé en-

tre les éléments modiles et fixes du transducteur, l'in-

clinaison du dessin du transducteur et les défauts du

transducteur Le bruit est aussi formé par le moteur lui-

môme, les différents éléments du circuit et la dérive

en température.

Des indications plus fines peuvent être obtenues

sur la position par réduction du pas du dessins du transduc-

teur à une fraction de tour Le servomoteur peut encore indiquer la position au centième du pas si bien que le

dessin du transducteur à pas plus fin donne des indica-

tions de position qui sont plus fines d'une manière cor-

respondante Il est important que l'entrefer délimitd entre les éléments du transducteur ne dépasse quelques pour cent de la distance représentant le pas Ainsi, pour

unentrefer de moteur de l'ordre de 0,2 à 0,25 mm, la dis-

tance minimale raisonnable pour le pas du transducteur est d'environ 2,54 mm On dispose de techniques mettant en oeuvre des circuits imprimés permettant la formation 2 Q de transducteurs ayant un pas aussi faible que 0,25 mm, mais un pas de 2,5 mm est une limite meilleure en pratique

pour la plupart des réalisations de moteur.

L'inconvénient des transducteurs placés dans le moteur avec un pas qui est égal à une fraction d'un tour est que, lorsque les indications de position doivent être absolues, un indicateur supplémentaire de position doit être ajouté au servomoteur afin qu'il indique le secteur de la position actuelle Par exemple, si le dessin

a un pas égal à un douzième de tour, le dessin du tran E-

ducteur se répète 12 fois par tour et la position est indiquée dans douze segments de 30 degrés Un dispositif convenant pour l'indication du secteur particulier peut être réalisé par incorporation d'une position d'un repère dans le transducteur indiquant une position de référence ou de zéro L'indication de la position du repère est utilisée en combinaison avec un compteur qui compte les

passages à zéro des signaux démodulés de sortie du trans-

ducteur Dans un tel arrangement, le compteur donne une

indication grossière de position, c'est-à-dire une posi-

tion de secteur, et le signal normal du transducteur est

une indication fine de position dans le secteur considéré.

Une autre technique donnant des indications fines de position à l'aide de transducteurs capacitifs placés dans l'entrefer du moteur est illustrée par les figures 5 et 6 sur lesquelles le dessin du transducteur comporte un dessin grossier dont le pas est égal à un tour et un dessin fin dont le pas est égal à un douzième

de tour.

La partie mobile du dessin transducteur est

représentée à la partie supérieure de la figure 6 et com-

porte trois bandes parallèles 102 à 104 qui forment des

anneaux entourant le rotor lorsque le dessin est en place.

Des électrodes capacitives 106 et 107 recouvre chacune des segments de 90 degrés de la surface et sont solidaires des bandes 103 et 102 respectivement Les électrodes 106 et 107 sont régulièrement espacées et forment la partie

mobile du transducteur grossier de position.

La partie fine du transducteur de position com-

porte des électrodes capacitives 108 qui sont solidaires de la bande 104 et des électrodes 109 qui sont solidaires

de la bande 103 Les électrodes 108 et 109, comme repré-

senté, forment un dessin divisé à doigts imbriqués, se répétant douze fois et ayant donc un pas d'un douzième

de tour.

Le dessin fixe du transducteur comporte des bandes 112 à 114 qui sont alignées sur les bandes 102 à 104 du dessin rotatif Lorsqu'elles sont en place à

l'intérieur du noyau du moteur, les bandes 112 à 114 for-

ment des anneaux destinés à coupler de l'énergie au des-

sin mobile.

Le dessin fixe comporte aussi des électrodes

116 et 117 alignées sur les électrodes 106 et 107 et des-

tinées à former le signal sinusoïdal, et des électrodes 118 et 119 imbriquées avec les précédentes afin qu'elles donnent le signal cosinusoldal Les électrodes 116 à 119, en coopération avec les électrodes 106 et 107, forment la partie grossière du transducteur qui est analogue à celle qu'on a décrit précédemment en référence à la figure 3. Le dessin fixe comporte en outre des dessins divisés et imbriqués 120 et 121 alignés sur Le dessin mobile formé par les électrodes 108 et 109 Les dessins

et 121, et 108 et 109 forment la partie de détermina-

tion fine de position du transducteur Ce dernier est alimenté par une source 130 d'un courant alternatif par

l'intermédiaire d'un circuit 132 de réglage d'amplitude.

Un signal alternatif est transmis aux bandes 113 et 114 afin qu'il couple de l'énergie aux bandes 103 et 104 du dessin mobile qui assure l'alimentation des électrodes 108 et 109 De même, de l'énergie est transmise entre les bandes 112 et 113 et elle est ensuite couplée aux bandes 102 et 103 afin que les électrodes 106 et 107 du dessin mobile soient alimentées Les électrodes 116 et 117 sont reliées à un circuit démodulateur sinuso Td al grossier 137 et les électrodes 118 et 119 sont reliées à un circuit démodulateur cosinusoldal grossier 136 Les signaux de sortie des circuits 136 et 137 sont couplés

à un circuit 140 de réglage automatique de gain qui cal-

cule la valeur de la somme sin 2 x + cos 2 x Le circuit de réglage automatique du gain est relié au circuit 132 de réglage d'amplitude du signal d'excitation transmis au

transducteur, de la manière décrite précédemment en réfé-

rence à la figure 3.

Les dessins 120 et 121 sont reliés à un circuit démodulateur fin 138 qui décode le signal modulé de

la partie de détermination fine de position du transduc-

teur Le signal de sortie du démodulateur 138 est une

onde sinusoïdale ayant douze cycles par tour du moteur.

Les signaux de sortie des circuits démodula-

teurs 136 à 138 parviennent à des convertisseurs analogi-

ques-numériques 146 à 148 par l'intermédiaire d'amplifi-

cateur 142 à 144 respectivement Les signaux numériques

de sortie du circuit convertisseur parviennent à une mé-

moire passive 150 dont ils forment des signaux d'adresse.

La mémoire 150 peut être une mémoire classique ayant une capacité d'adressage à 16 bits, 8 bits provenant du con- vertisseur 148 indiquant la position fine et 4 bits de chacun des convertisseurs 146 et 147 indiquant le secteur de détermination grossière de position La combinaison

des signaux de sortie des convertisseurs 146 à 148 cons-

titue une adresse originale pour chaque position du trans-

ducteur.

Une boucle d'asservissement comprenant les don-

* nées de position transmises par le circuit de la figure 6, est représentée sous forme de diagramme synoptique sur la figure 5 Les différents éléments 136, 137, 142, 143, 146 et 147 forment les circuits de détermination grossière de position 160 du transducteur alors que les

éléments 138, 144 et 148 forment les circuits 162 de dé-

termination fine de position du transducteur Les circuits 160 et 162 transmettent les signaux indiqués précédemment

d'adresse destinés à la mémoire 150.

Comme le signal de sortie de la mémoire passive est une indication de la position du rotor, ce signal

peut être utilisé directement pour la commande de la com-

mutation, si bien que des capteurs à effet Hall ou ana-

logues sont inutiles Les détails de l'utilisation du signal de sortie de la mémoire passive pour la commande

de la commutation dans un moteur continu sans balai fi-

gurent dans la demande de brevet N O 82 20 239 indiquée précédemment Un circuit comparateur 168 est utilisé pour

la comparaison de l'indication de position réelle, don-

née par le signal de sortie de la mémoire 150 et de l'in-

dication de la position voulue, donnée par le circuit

d'entrée 166 Le signal de sortie du comparateur 168 par-

vient à un circuit 170 de modulation par impulsions de largeur variable qui commande lui-même l'amplitude moyenne

du signal d'excitation des bobinages, transmis par le cir-

cuit '^"(< ç (a;>^ t Le servomoteur fonctionne à la

manière d'une boucle classique d'asservissement dans la-

quelle le moteur est alimenté dans un sens tel qu'il se

rapproche de la position voulue et élimine ainsi le si-

gnal d'erreur produit par le comparateur 168. Il est bien entendu que l'invention n'a été

décrite et représentée qu'à titre d'exemple préféren-

tiel et qu'on pourra apporter toute équivalence techni-

que dans ses éléments constitutifs sans pour autant sor-

tir de son cadre.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Servomoteur électrique, du type qui comprend une structure formant un stator ( 18), un rotor ( 12) monté

afin qu'iltourne par rapport au stator et ayant des di-

mensions telles qu'il délimite un entrefer entre lui et le stator, et un jeu de bobinages ( 20) placés dans le moteur et qui, lorsqu'ils sont excités, provoquent la rotation du rotor par rapport au stator, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un transducteur capacitif ( 23, 27) de position placé dans l'entrefer et comprenant un

jeu fixe ( 23) d'électrodes conductrices imbriquées iso-

lées de la circonférence de l'entrefer du stator ( 18) mais fixées à cette circonférence, et un jeu mobile ( 27)

d'électrodes conductrices imbriquées isolées de la cir-

conférence de l'entrefer du rotor ( 12) mais fixées à cette circonférence.

2 Servomoteur selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce qu'il comprend en outre un dispositif ( 86, 90) indicateur de position réelle couplé au transducteur de position afin qu'il donne un signal représentatif de la position réelle du rotor,, un dispositif ( 94) indicateur d'une position voulue destiné à transmettre un signal indiquant la position voulue pour le rotor, un comparateur

( 92) destiné à transmettre un signal d'erreur correspon-

dant à la différence entre le signal indiquant la posi-

tion réelle et le signal indiquant la position voulue, et un circuit ( 98, 99) d'excitation couplé au comparateur et destiné à alimenter le moteur en fonction du signal d'erreur.

3 Servomoteur selon l'une des revendications 1

et 2, caractérisé en ce que le pas du dessin du transduc-

teur ( 23, 27) est égal à un tour.

4 Servomoteur selon la revendication 2, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre plusieurs anneaux fixes ( 50, 52) alignés sur plusieurs anneaux mobiles ( 32, 36), ces derniers étant connectés à des électrodes conductrices

mobiles ( 30, 34).

Servomoteur selon l'une des revendications 1

et 2, caractérisé en ce que le transducteur capacitif

de position comporte en outre un second jeu fixe d'élec-

trodes conductrices imbriquées ( 120, 121), et un second jeu mobile d'électrodes conductrices imbriquées ( 108, 109) et en ce que le second jeu d'électrodes conductrices a un pas différent de celui des autres jeux d'électrodes conductrices.

6 Servomoteur selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le transducteur comporte en outre plusieurs

anneaux fixes ( 50, 52) alignés sur plusieurs anneaux mo-

biles ( 32, 36), ces derniers étant reliés électriquement aux électrodes conductrices imbriquées mobiles ( 30, 34) et étant destinés à coupler l'énergie des anneaux fixes

( 50, 52) aux électrodes conductrices mobiles ( 30, 34).

7 Servomoteur selon l'une des revendications 1

et 2, caractérisé en ce que l'un des jeux d'électrodes

conductrices comprend une partie ( 54, 56) destinée à trans-

mettre un signal représentatif du sinus de la position angulaire du rotor et une autre partie ( 60, 62) décalée du quart du pas par rapport à la première et destinée à transmettre un signal représentatif du cosinus de la

position angulaire du rotor.

8 Servomoteur selon la revendication 7, caractéri-

sé en ce qu'il comporte en outre un dispositif ( 78) des-

tiné à calculer la valeur de la somme du carré du sinus et du carré du cosinus de la position angulaire du rotor,

et un dispositif ( 72) destiné à alimenter le transduc-

teur ( 23, 27) afin que cette somme des carrés du sinus et du cosinus de la position angulaire du rotor garde

une valeur constante prédéterminée.

9 Servomoteur selon l'une des revendications 1

et 2, caractérisé en ce que le bobinage ( 20) est formé

sur le stator ( 18), et le rotor ( 12) comporte des ai-

mants permanents rotatifs.