FR2538185A1 - Dispositif de regulation de vitesse electronique de precision pour un moteur a courant alternatif - Google Patents

Abstract

LE DISPOSITIF DE REGULATION DE L'INVENTION COMPREND UN DETECTEUR DE ROTATION D'ARBRE 34 POUR ENGENDRER UN TRAIN D'IMPULSIONS DE SIGNAL DE REACTION REPRESENTANT LA VITESSE REELLE DU MOTEUR QUI EST COMPARE A UN TRAIN D'IMPULSIONS DE REFERENCE POUR PRODUIRE UN SIGNAL DE COMMANDE DE MOTEUR ENVOYE PAR DES MOYENS APPROPRIES 40 A 52 A DES AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE 54, 56 QUI COMMANDENT LES ENROULEMENTS DE STATOR DU MOTEUR 32. LE SIGNAL DE COMMANDE DE MOTEUR EST ENGENDRE PAR UNE UNITE DE COMMANDE DE MOTEUR 40 QUI FAIT LA SOMME D'UN SIGNAL D'ERREUR DE VITESSE, D'UN SIGNAL D'ERREUR DE PHASE ET D'UN SIGNAL D'ERREUR DE DERIVE DONT LES GRANDEURS SONT RECALCULEES ET REMISES A JOUR A CHAQUE TOUR DE L'ARBRE 30 DU MOTEUR. APPLICATION A UN SELECTEUR DE NEUTRONS D'ACCELERATEUR LINEAIRE DE PARTICULES.

Description

1 2538185

Dispositif de régulation de vitesse électronique de précision

pour un moteur à courant alternatif.

L'invention concerne de façon générale des dispo-

sitifs de régulation de moteur, et elle a trait particu-

lièrement à des dispositifs de régulation pour des moteurs

électriques à courant alternatif polyphasé.

L'invention décrite et revendiquée ci-dessous a

été mise au point pour satisfaire le besoin d'un disposi-

tif de régulation pour un moteur utilisé pour commander un sélecteur de neutrons d'une installation a 1 O Pelée "Los Alamos Meson Physics Facility" se trouvant dans le laboratoire "Los Alamos National Laboratory" à Los Alamos, Nouveau

Mexique Ladite installation est concentrée autour d'un accé-

lérateur linéaire de protons de 800 Me V qui est alimenté par un dispositif d'alimentation en courant alternatif de grande puissance commercial L'accélérateur est réglé pour être amorcé en synchronisme avec les pics et les creux du signal d'alimentation en courant alternatif de Hz de manière à produire un faisceau pulsé de protons à une fréquence nominale de 120 Hz Les protons frappent

une cible de spallation appropriée pour produire desbouf-

fées de neutrons à 120 Hz en synchronisme avec le fais-

ceau de protons Chaque bouffée de neutrons a une durée in-

férieure à 0,002 seconde et est constituée de neutrons

ayant une certaine bande d'énergies Les neutrons sont con-

finés dans un faisceau par des moyens d'arrêt selon un an-

gle solide appropriéset sont sélectionnés selon leur éner-

gie au moyen d'un sélecteur de neutrons Le sélecteur est cons-

titué d'un cylindre métallique fendu lourd qui est suspen-

du sur le trajet du faisceau de neutrons et que l'on fait

tourner en synchronisme par verrouillage de phaseavec les im-

pulsions d'accélérateur de 120 Hz Seuls les neutrons ayant une bande d'énergies étroite choisie traversent le

sélecteur tous les autres sont interceptés.

Le problème particulier que l'invention cherche à résoudre est dû au fait que la fréquence de la source d'alimentation en courant alternatif varie légèrement à partir de sa valeur nominale de 60 Hz, qui n'est en fait qu'une fréquence moyenne pendant la journée Les déviations de fréquence de courte durée ont approximativement une distribution de Gauss, en ayant une valeur efficace à peu près égale à 0,015 Hz, et elles ont une densité spectrale qui diminue exponentiellement avec une LTM 4 H d'à peu près 0, 035 Hz (LTMH: largeur totale à mi-hauteur). L'énergie de rotation, en quantités contrôlées

de façon appropriée, doit donc être transférée en perma-

nence dans et hors du sélecteur de neutrons de façon à ce que son angle de rotation reste aligné en phase avec les

passages à zéro du signal d'alimentation en courant alter-

natif Les procédés classiques de commande d'entraînement par arbre sont inappropriés pour cela en raison du grand moment d'inertie du rotor ( 200800 kg cm) et de la faible

tolérance (inférieure àa 1 degré) de l'erreur d'aligne-

ment Par exemple, les moteurs synchrones classiques sont

inappropriés car ils ont une stabilité médiocre et répon-

dent lentement sous des charges inertielles lourdes Les

servomoteurs normalisés sont inappropriés car leurs géné-

rateurs de fréquence sont trop insensibles pour détecter de petites variations de vitesse A cet égard, un problème particulier est qu'une rétroaction de vitesse à partir du

sélecteur est nécessaire pour la stabilité, mais que les va-

riations de vitesse nécessaires sont très faibles On ne

peut utiliser,électroniquement,un détecteur de phase d'on-

de carrée ordinaire en raison du retard inacceptable en-

gendré dans son filtre électrique L'unité classique d'ali-

Mentation à thyristor à fréquence variable utilisée avec des moteurs triphasés engendre une forme d'onde qui est

trop déviée pour une régulation très précise de la vites-

se et de la phase.

Un but de la présente invention est de fournir un dispositif de régulation destiné à régler de façon sure et

précise la vitesse d'un moteur électrique à courant alter-

natif polyphasé qui est soumis à une charge inertielle im-

portante.

Un autre but de l'invention est de fournirun tel dis-

positif de régulation pouvant également régler la phase

du moteur par rapport à un signal de source d'alimenta-

tion en courant alternatif ou par rapport à un autre si-

gnal ayant une fréquence variant selon une ligne sinueuse.

Un autre but de la présente invention est-de four-

nir un dispositif de régulation destiné à maintenir la vi- tesse et la phase d'un moteur à courant alternatif par rapport à un train d'impulsions de signal de fréquence de répétition sinueuse, et à corriger également la dérive du moteur. Encore un autre but de l'invention est de fournir un dispositif de régulation satisfaisant les buts ci-dessus

et comprenant également sous forme numérique un inté-

grateur d'erreur de phase et d'annulation de dérive et un

contrôleur associé pour éviter un dépassement.

La présente invention fournit un dispositif de ré-

gulation destiné à régler, avec un haut degré de précision, la vitesse d'un moteur à courant alternatif polyphasé qui est soumis à une charge inertielle importante et qui doit

tourner à une vitesse sensiblement constante correspon-

dant à la fréquence de répétition moyenne sur une longue durée d'un train d'impulsions de référence qui peut être

représentatif d'un signal de source d'alimentation en cou-

rant alternatif soumis à une fréquence à ligne sinueuse.

Le dispositif de régulation comprend un détecteur de rotation d'arbre qui peut être mis en'fonctionnement pour fournir un signal à train d'impulsions de réaction

ayant une fréquence représentative de la vitesse de rota-

tion présente du moteur Le dispositif de régulation com-

prend en outre un générateur de signal d'erreur de vitesse

destiné à engendrer un signal d'erreur de vitesse représen-

tant la différence entre la vitesse du moteur et une vites-

se voulue prédéterminée fonction de la fréquence moyenne

dans le temps du train d'impulsions de référence Le géné-

rateur de signal d'erreur de vitesse comprend une horloge numérique qui peut fonctionner pour engendrer un train

d'impulsions de signal de synchronisation ayant une fré-

quence sensiblement constante prédéterminée La fré-

quence du train d'impulsions de signal d'horloge est substantiellement supérieure à la fréquence du signal à train d'impulsions de réaction provenant du détecteur de

rotation d'arbre Le générateur de signal d'erreur de vi-

tesse comprend en outre un compteur numérique qui fonc-

tionne pour compter les impulsions du train d'impulsions de signal de synchronisation pendant des intervalles de

temps compris entre les réceptions d'impulsions successi-

ves du signal à train d'impulsions de réaction Après

chaque intervalle de comptage, la valeur de compte du comp-

teur est convertie en signal d'erreur de vitesse.

Le dispositif de régulation comprend en outre des moyens pour appliquer le signal d'erreur de vitesse afin de faire varier simultanément les fréquences d'un groupe d'amplificateurs de puissance de fréquence variable qui sont connectés pour commander les enroulements de stator

respectifs du moteur De cette manière, les signaux de sor-

tie des amplificateurs de puissance respectifs sont tout le temps en relation de phase correcte entre eux, bien que

leur fréquence instantanée commune puisse varier même pen-

dant une seule période selon la grandeur du signal d'erreur de vitesse On obtient ainsi une régulation optimale de la vitesse du moteur dans des conditions de charge inertielle élevée.

Selon d'autres aspects de l'invention, le disposi-

tif de régulation peut comprendre un générateur de signal destiné à engendrer un signal d'erreur de phase, et il peut en outre comprendre un générateur de signal destiné

à engendrer un signal d'erreur de dérive Le signal d'er-

reur de phase représente le déphasage entre le

train d'impulsions de référence et le signal à train d'im-

Dulsions de réaction Le courant d'erreur de dérive re-

présente l'intégrale dans le temps du signal d'erreur de

phase Dans l'exemple de réalisation préféré de l'inven-

tion, les signaux d'erreur de vitesse, de phase et de dé-

rive sont combinés pour obtenir un signal unique de régu-

lation de moteur qui est appliqué de la manière décrite plus haut pour régler la vitesse, ainsi que la phase du Selon encore un autre aspect de l'invention, le générateur de signal d'erreur de vitesse est constitué

essentiellement d'un compteur qui a une capacité de comp-

tage limitée Pendant le déroulement d'un seul intervalle de comptage, c'est-à-dire, entre les réceptions d'impul-

sions successives du signal à train d'impulsions de réac-

tion, le compteur est souvent en dépassement La fréquence de l'horloge numérique et la capacité du compteur sont choisies de manière à ce que, dans le cas o le moteur tourne à sa vitesse voulue prédéterminée O le compteur est en dépassement un nombre de fois relativement grand et atteint alors une valeur de compte égale à la moitié de sa valeur de compte maximale au moment o le compteur est arrêté à la fin d'un intervalle de comptage La valeur de compte est convertie en signal d 9 erreur de vitesse à la

fin de chaque intervalle de comptage, de sorte que la gran-

deur du signal d'erreur de vitesse est linéaire par rapport

à la valeur du compte En outre, la grandeur du signal d'er-

reur de vitesse est fixée à une valeur maximale ou minima-

le prédéterminée qui correspond aux limites supérieure et

inférieure de la valeur de compte, dans le cas o le comp-

teur est en dépassement positif ou négatif pendant son der-

nier cycle de comptage De cette manières un signal d' erreur de vitesse linéaire de gain élevé est obtenu sur une bande de déviations en vitesse très étroite autour de la valeur optimale Pour des déviations de vitesse de moteur hors de cette bande étroite, des signaux d'erreur de vitesse constante sont engendrés Il en résulte un gain très élevé en réponse à des erreurs de vitesse très petites O ce qui permet une régulation plus précise de la vitesse du moteur

que celle qu'on a pu obtenir avec des dispositifs de régu-

lation de moteur connus antérieurement.

D'autres avantages et caractéristiques de la pre-

sente invention seront mis en évidence dans la description

suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, en réfé-

rence aux dessins annexés dans lesquels-

la Fiq 1 est un schéma fonctionnel d'un dispositif

de régulation de moteur selon la présente invention appli-

qué à la commande d'un sélecteur de neutrons qui est asso-

cié à un accélérateur de particules atomiques à grande échelle; la figure 2 est un schéma fonctionnel représentant les détails du dispositif de commande de sélecteur 18 de la Figure 1; la figure 3 est un schéma fonctionnel représentant

les détails de l'unité de commande de moteur 40 repré-

sentée sur la Figure 2; la figure 4 est un schéma fonctionnel représentant plus en détail le circuit de mise à jour de phase 60 a de l'unité de calcul 60 de la Figure 3; la figure 5 est un schéma de circuit de la porte de verrouillage 86 de la Figure 4 v la figure 6 est un schéma de circuit du circuit de;; mise à jour de vitesse 60 b de lunité de calcul 60 de la Figure 3; la figure 7 est un schéma du circuit générateur de train de huit impulsions 145 qui produit les impulsions de signal de commande logique 1 à P 8 indiquées sur la Figure 6; la figure 8 est un schéma de circuit électrique de chacune des quatre portes de verrouillage 138 à 144 de la Figure 6;

la figure 9 est un diagramme de la fonction de trans-

fert du circuit de mise à jour de vitesse 60 b de la Figu-

re 6; la figure 10 est un schéma de circuit électrique de l'unité de retard d'impulsion 130 du circuit de mise à jour de vitesse 60 b de la Figure 6; la figure 11 est un schéma fonctionnel du circuit de mise à jour de dérive 60 c de l'unité de calcul 60 de la Figure 3; la figure 12 est un schéma de circuit du détecteur

d'état de multiplet 184 du circuit de mise à jour de déri-

ve 60 c de la Figure 11; et la figure 13 est un schéma du circuit de commande de progression/ régression 186 du circuit de mise à jour de

dérive 60 c de la Figure 11.

La Figure 1 représente l'utilisation de la présen-

te invention dans l'installation appelée Meson Physics Faci- lity" mentionnéeplus haut Le coeur de cette installation est un accélérateur de particules atomiques linéaire 10 long d 'un kilomètre qui projette un faisceau pulsé de protons

sur une cible de spallation 12 L'impact des protons en-

gendre des bouffées de neutrons, qui sont collimatés en un faisceautdirigeé 4 sur une cible d'échantillon 14 destinée

à diverses fins expérimentales Les neutrons sont sélec-

tionnés selon leur énergie au moyen d'un rotor de sélecteur

cylindrique fendu 16 qui est entralné par un moteur fai-

sant partie d'un dispositif de commande de sélecteur 18, d E-

crit ci-dessous plus en détail en référence à la Figure 2.

Le dispositif de commande de sélecteur 18 entraîne le rotor de sélecteur 16 de manière à ce qu'il soit constamment en

état de synchronisation approprié avec le faisceau de neu-

trons pulsé Le dispositif de commande de sélecteur 18 re-

çoit comme signal d'entrée un signal de secteur électrique

retardé E, produit par une unité de retard 20, et il pro-

duit un signal de réaction de synchronisation de rotor ER, qui est transmis à et retardé par une seconde unité de

retard 22.

L'accélérateur 10 est alimenté par un signal de secteur électrique commercial de grande puissance EL de

fréquence nominale égale à 60 Hz Afin d'obtenir l'éner-

gie de faisceau maximale, l'accélérateur est agencé pour etre amorcé d'une manière à peu près en synchronisme avec les pics et les creux successifs de la forme d'onde de Hz du signal de secteur électrique EL Les faisceaux

de protons et de neutrons sont ainsi pulsés à une fré-

quence nominale de 120 Hz, la durée de chaque bouffée de

protons et de neutrons étant inférieure à 0,002 seconde.

Le rotor de sélecteur 16 fonctionne pour éliminer tous les neutrons ayant des énergies cinétiques situées

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en dehors d'une bande étroite voulue Afin de bloquer ef-

fectivement les neutrons non voulus, le rotor 16 doit a-

voir une masse appréciable Le rotor utilisé ans la prre sente invention est constitué p Esa un cylinre en nickel lourd comportant une série de ftes etroit Ge et incurvées

le traversant diamétralmento Le rotor a un moment d'iner-

tie angulaire compris entre 200 et 800 kg cm et il doit etre entraîné avec une erreur d 9 alignement inférieure à 1 degré

La fréquence nominale de 60 Hz du signal de sec-

teur électrique j ne représente qu'une valeur moyenne pen-

dant la journée La fréquence vraie varie légèrement en réali-

té Les variations de fréquence à court, terme ont à peu

près une forme gaussienne, avec une valeur efficace d'envi-

ron 0,015 Hz et une densité spectrale qul diminue exponen-

tiellement avec une LTVM d'environ 0,035 - Par

conséquent, le rotor de slecteur doit être accéléré et dé-

céléré en permanence d'une manière contrôlée soigneusement afin de maintenir son angle de rotation aligné en phase

avec les passages à zéro du signal de secteur électrique.

En raison de la masse et du moment d'inertie importants du rotor 16, il est peu pratique de régler sa phase avec la précision voulue de 1/2 microseconde d'alignement

avec les -passages à zéro du signal de secteur électrique.

Par conséquent, le déclenchement de l'accélérateur peut

varier légèrement en pratique par rapport au temps de syn-

chronisation de passage à zéro qui est normalement utilisé.

Cela peut être réalisé tant que la synchronisation du dé-

clenchement de l'accélérateur ne dévie pas du temps de syn-

chronisation de passage à zéro de plus d'une petite quan-

tité En pratique, le déclenchement de l'accélérateur est donc commandé soit par les passages à zéro du signal de

secteur électrique brut E soit par le signal de synchro-

nisation de rotor retardé Généralement, le déclenche-

ment est commandé par le signal de synchronisation de sélec-

teur retardé ", mais une limite est imposée par un cir-

cuit à fenêtre 24 Le circuit à fenêtre 24 reçoit com-

me signaux d'entrée à la fois le signal de secteur élec-

trique brut EL et le signal de synchronisation de rotor retardé % Ces signaux sont comparés, et, si le signal de synchronisation de rotor retardé Fl ne se produit pas

dans les 64 microsecondes avant ou après le passage à zé-

ro du signal de secteur électrique EL, le circuit à fe-

nêtre 24 actionne un commutateur électronique 26 qui pas-

se la commande du déclenchement de l'accélérateur au signal de secteur électrique brut El

La Figure 2 représente plus en détail le disposi-

tif de commande de sélecteur de neutrons 18 de la Figure 1.

Le rotor 16 est connecté par un arbre d'entraînement 30 à un moteur à induction à quatre pôles diphasé de 500 watts 32 qui fonctionne à une vitesse nominale de 240 tours par

seconde Chaque tour de-l'arbre d'entralnement 30 est dé-

tecté par un transducteur sélectif magnétique 34 qui détec-

te le passage d'une fente dans un disque ferromagnétique

36 fixé coaxialement à l'arbre 30 Le transducteur sélec-

tif 34 produit un signal de sortie magnétique brut qui est envoyé à un conditionneur de signal 38 Le conditionneur de signal 38 élève au carré le signal magnétique brut et divise également sa fréquence par 2 pour produire le signal de réaction synchronisé de rotor Ec qui a la forme d'un train d'impulsions ayant une fréquence nominale de 120 Hz et un coefficient d'utilisation d'environ 2 % Le signal de réaction de rotor E est envoyé à une des deux entrées d'une unité de commande de moteur 40 L'autre entrée de

signal de secteur électrique EL de l'unité de commande.

de moteur 40 reçoit un train d'impulsions semblable ayant un coefficient d'utilisation d'environ 2 % et uns fréquence nominale de 120 Hzp qui est engendrée par les passages à zéro successifs du signal de secteur électrique de 60 Hz

EL et qui est retardé de façon réglable par l'unité de re-

tard 20 Ces signaux R et EL sont traités, d'une manière

qui sera décrite plus en détail dans la suite, pour pro-

duire un signal de commande en courant continu de 10 à + 10 volts EC qui constitue le signal de sortie de l'unité

de commande de moteur 40 Le signal de commande en cou-

rant continu E variant lentement est envoyé à l'entrée d'un oscillateur commandé par tension (OCT) 42 qui produit un signal à train d'im'ulsions E'

ayant une fréquence variable de 49,152 k Hz à 73,728 k Hz.

Ce signal à train d'impulsions Eè est envoyé à une entrée de basculement d'un compteur série de 8 bits 44 Le comp-

teur 44 produit une adresse binaire à 8 bits progres-

sant qui est transmise par l'intermédiaire de bus de don-

nées de 8 bits de branchement à chacune de deux mémoires mortes programmables (PROM) 46 et 48 Plus spécifiquement, chaque impulsion de signal provenant de l'oscillateur -commandô par tension 42 fait progresser de un le compte du compteur 44, qui fait progresser à

son tour le multiplet d'adresse qui est envoyé aux mémoi-

res PROM 46 et 48 Ainsi, la vitesse effective à laquelle les multiplets d'adresse progressent est déterminée par

la fréquence du train d'impulsions provenant de l'oscilla-

teur 42 L'entrée de remise à zéro du compteur 44 n'est pas utilisée, de sorte que le compteur de 8 bits progresse jusqu'à sa valeur maximale 255 (décimale) et revient

ensuite à zéro pendant chaque cycle de comptage.

Les mémoires PROM 46 et 48 ont chacune une capaci-

té de 256 mots ou multiplets de 8 bits adressables Les contenus des mémoires PROM sont des multiplets de données

de 8 bits qui, lorsqu'ils sont pris en séquence, représen-

tent respectivement des courbes de sinus et de cosinus

sous forme numérique Pendant un cycle complet de comp-

tage, tous les 256 emplacements de mémoire de chaque mé-

moire PROM sont adressés L'adressage d'un emplacement de mémoire donné entraîne l'application du mot mémorisé à cet emplacement sur un bus de sortie de données de -8 bits en parallèle Les bus de sortie de données des mémoires PROM

46 et 48 sont connectés respectivement à deux convertis-

seurs numérique-analogique 50 et 52, qui convertissent les

signaux de sinus et de cosinus numériques en signaux de si-

nus et de cosinus analogiques Les signaux de sinus et de cosinus analogiques sont respectivement appliqués à deux amplificateurs de puissance à gain fixe de 250 watts 54 et 56, qui commandent les enroulements de stator respectifs

de première et de seconde phase du moteur 52.

La mémoire PRONM 46 engendre une fonction sinus

sous forme numérique et décalée positivemento Ctest-à-

dire que la fonction sinus est en tous points supérieure ou égale à zéro Pareillement, la fonction cosinus sous forme numérique engendrée par la seconde mémoire PROM 48 est décalée positivement Cepondant, les convertisseurs numérique-analogique transforment les signaux de sinus et de cosinus décalés en signaux vrais, ou non décalés, qui sont compris entre des tensions positives et négatives égales.

On notera que les deux signaux envoyés aux ampli-

ficateurs de puissance 54 et 56 p ainsi que les signaux d'a-

limentation résultant envoyés au moteur 329 sont toujours

déphasés de 90 degrés entre eux D dans la relation de qua-

drature des fonctions sinus et cosinus vraies Cependant,

leur fréquence commune instantanée est 'variable même pen-

dant une seule période, ou cycle de comptage, selon le signal de sortie de 1 eunité de commande de moteur 40 Ainsi, on peut régler la vitesse et la phase du moteur diphasé 32 en faisant varier simultanément la fréquence du signal d'alimentation appliqué aux deux enroulements de stator du moteur, tout en maintenant en permanence la relation de quadrature optimale entre les deux signaux

d'excitation de stator.

on notera en outre que, en contre-partie des avan-

tages offerts par l'absence de balais ou d'autre moyens de

contact électrique glissants, le moteur à induction pré-

sente un certain glissement qui a pour effet de faire tour-

ner le moteur à une fréquence légèrement inférieure à la

fréquence du stator La fréquence de glissement, c 9 est-a-

dire, la fréquence de stator moins la fréquence de rotor, est généralement positive si la résistance au roulement est importante, mais elle est négative chaque fois qu'une

décélération importante de la charge tournante est néces-

saire. La structure et la fonction de 1 'unité de commande

* de moteur 40 sont représentées plus en détail sur la Fi-

gure 3 Comme eft l'a noté plus haut, les signaux d'entrée

de l'unité de commande de moteur 40 sont le signal de sec-

teur électrique retardé EL et le signal de réaction syn-

chronisé de rotor ER Le signal de sortie de 1 l Vunité de commande de moteur 40 est le signal de comm Eande en courant

continu de 10 volts à + 10 volts EC variant lentement.

Les signaux d'entrée EL et t sont envoyés à une unité de calcul 60 qui sera décrite plus en détail dans la suite

et qui est représentée en détail sur les Figures 4,6 et 11.

Brièvement, la fonction de l'unité de calcul 60 est d'engendrer périodiquement trois multiplets de mise à

jour de 8 bits Ess E Bp et ED, qui sont relatifs respective-

ment à la vitesse, à la phase et à la dérive du moteur 32.

Le multiplet de donnée de vitesse de moteur dû est envoyé à un verrou de donnée 62 Pareillement, les multiplets de données de phase et de dérive Ep et % sont envoyés à des verrous de données respectifs 64 et 66 Les multiplets de

données ES, Et et B sont chargés dans leurs verrous res-

pectifs par le transfert de signaux de charge respectifs

LS, Lp et LD de l'unité de calcul 60 aux verrous Les si-

gnaux de charge sont déclenchés par le signal de secteur électrique de 120 Hz retardé %t de sorte que les contenus

des trois verrous sont mis à jour à une fréquence d'envi-

ron 120 Hz Les contenus des trois verrous sont transmis continuellement comme des multiplets de dormées binaires de 8 bits en parallèle, E, et E à un groupe de trois

convertisseurs numérique-analogique 68, 70 et 72, respec-

tivement Ces trois convertisseurs numérique-analogique produisent des signaux analogiques à courant continu Es,

E" et, qui sont envoyés à un groupe de trois atténua-

teurs à potentiomètres-variables 74, 76 et 78, respective-

ment Les signaux de sortie des trois atténuateurs sont constitués de signaux en courant continu se" Et et 5 '

qui sont envoyés à et combinés dans un amplificateur tota-

lisateur 80 Le signal de sortie de l'amplificateur totali-

sateur 80 est le signal de commande en courant continu va-

riant lentement EC qui est envoyé à l'oscillateur

commandé par tension 42 de la Fiaure 2.

Le signal E"' est un signal d'erreur de vitesse, le si-

gnal E' est un signal d'erreur de phase, et le signal E 5 ' est un signal d'erreur de dérive Le signal d'erreur de vitesse E"' est proportionnel à la quantité u = -Wo + d P/dt, o Wo= 480 f radians/s exactement, et o P représente le déphasage en avant du rotor de sélecteur par rapport aux impulsions de faisceau de neutrons qui arrivent Le signal El" est polarisé pour faire décroltre la valeur du signal de commande en courant continu E quand la valeur d'erreur de vitesse u augmente Le signal Ep' est proportionnel au retard de phase du signal R sur E Lg et il est polarisé pour augmenter la tension de signal de commande EC quand le retard de phase augmente Enfin, le

signal d'erreurde dérive EO est proportionnel à l'inté-

grale du signal d'erreur de phase E 9 dans le temps (la P

dérive de phase cumulative), et il est polarisé pour aug-

menter la valeur du signal de commande Et quand 1 intégra-

le dans le temps augmente On notera en outre que le signal

d'erreur de dérive Et' a pour effet de compenser toute aug-

mentation graduelle du glissement dans le moteur qui peut

résulter par exemple d'une usure des roulements du moteur.

Le signal d'erreur de dérive E compense les augmenta- tions lentes d'un jour à 19 autre du frottement sur le mo-

teur en augmentant légèrement la fréquence de stator du

moteur.

Dans un but d'explication, on peut décrire l'unité

de calcul 60 comme constituée de trois circuits: un cir-

cuit de mise à jour de phase 60 a, un circuit de mise à jour de vitesse 60 b et un circuit de mise à jour de dérive 60 c, qui sont respectivement représentés sur les Figures

4, 6 et 11.

On va d'abord se référer à la Figure 4 o le cir-

cuit de mise à jour de phase 60 a reçoit comme signaux d'en-

trée le signal de secteur électrique retardé EL et le si-

gnal de réaction de rotor ERÀ, et produit comme signal de sortie le multiplet de mise à jour de phase de 8 bits Ep

et le signal de charge de multiplet de mise à jour de pha-

se respectif L, Le signal d'entrée EL est envoyé à un multivibrateur monostable de 0,5 microseconde 82 qui, dans l'exemple de réalisation préféré, peut être réalisé

à partir d'un circuit intégré SN 74123 de Texas Instru-

ments Le multivibrateur 82 fonctionne pour rendre plus pointues les impulsions du signal d'entrée t de sorte

qu'elles aient une largeur d'impulsion de 0,5 microsecon-

de Le signal de sortie du multivibrateur 82 est utilisé à la fois comme signal d'entrée d'une unité de retard de 0,5 microseconde 84 (qui peut être faite à partir d'une

pastille de circuit intégré SN 74123 de Texas Instruments) et éga-

lement comme signal de commande de mise hors de fonctionne-

ment d'une porte de verrouillage 86 La porte de verrouil-

lage 86 est décrite ci-dessous plus en détail en référence

à la Figure 5.

La porte de verrouillage 86 reçoit comme signal d'entrée un signal de synchronisation ET qui est produit

par une horloge de 4,9152 M Hz 88 (qui peut être une hor-

loge de type K 109 l A fabriquée par Motorola) et un comp-

teur diviseur 90 (qui peut etre réalisé à partir d'une ccibi-

naison en série de pastilles de circuit intéqgré SI 74 L 5192 et

SN 74 L 5193 de National Semiconductor) Le divi-

seur 90 fonctionne pour diviser la fréquence du signal de

sortie d'horloge par 160 et pour envoyer le signal résul-

tant ET,ayant une fréquence de 09,03072 M Ez, comme signal

d'entrée à la porte de verrouillage 86 Le signal de syn-

chronisation ET traverse la porte de verrouillage 86, quand la porte 86 est en état de fonctionnement, jusqu'à un compteur régressif de 8 bits 92 On remarquera que le compteur de 8 bits, ayant une valeur décimale maximale de 255, est en dépassement après une période de comptage de 8, 301 millisecondes, étant donné la fréquence de signal

de synchronisation de 0,03072 M Hzo Cette période est légè-

rement inférieure aux intervalles nominaux de 8,333 milli-

secondes entre les arrivées des signaux t et t succes-

sifs ( 120 Hz).

Le signal de réaction de rotor E est envoyé à un multivibrateur monostable de 0,5 microseconde 94, qui peut être identique au multivibrateur 82 L'impulsion rendue

plus pointuede 0,5 microseconde D provenant du multivibra-

teur 94 est envoyée à une unité de retard de 0,5 microse-

conde 96 (qui peut etre la méme que 1 'unité de retard 84) et elle est également envoyée comme signal de commande de charge ID au capteur aeessif de 8 bits 92 (qui peut être

un circuit intégré de type 74 L 5193 lde National Semiconduc-

tor) L'impulsion de sortie retardée provenant de l unité de retard 96 est envoyée comme un signal de commande de

mise en fonctionnement à la porte de verrouillage 86.

Le compteur régressif 92 régresse de un en réponse

à chaque impulsion de synchronisation provenant de la: por-

te de verrouillage 86, et ses 8 signaux de sortie en paral-

lèle sont rendus disponibles comme des signaux d'entrée de réserve d'un verrou de données de 8 bits 98 La valeur de compte supérieuredu compteur 92 est 255, à laquelle le compteur 92 est remis à zéro chaque fois qu'une impulsion

de signal de charge est reçue du multivibrateur 94 k Le si-

gnal de sortie du verrou de données 98 est le mme multi-

plet de 8 bits que celui reçu du compteur 92, et clest le

multiplet d'erreur de phase EE produit par l'unité de cal-

cul 60.

Le verrou de données 98 reçoit et charge le multi-

plet de 8 bits provenant du compteur régressif 92 à la ré-

ception doune commande de charge LD provenant de lïunité de retard 84 Le signal de sortie de l'unité de retar'd 84 est également envoyé à une autre unité de retard de O j,5 microseconde 100 dont le signal de sortie est le signal de charge de phase L? transmis de l unité de calcul 60 au

verrou 62 de la Figure 3.

Le fonctionnement du circuit de mise à jour de pha-

se peut être décrit comme suit Une impulsion de réaction de rotor est rendue plus pointue par le multivibrateur 94 et elle est envoyée au compteur régressif 92 pour que ce compteur régressif soit remis à sa valeur supérieure 255 Une demi-microseconde plus tard 11 impulsion retardée

ER provenant de 1 'unité de retard 96 met la porte de ver-

rouillage 86 en état de fonctionnement, cette porte com-

mençant alors à laisser passer les impulsions de synchro-

nisation ET jusqu'au compteur régressif 92 Il en résulte que le compteur régressif 92 fait régresser Ga valeur de

compte à la réception de chaque impulsion de synchronisa-

tion, c'est-à-dire, à une fréquence de 30,720 basz.

Le signal de secteur électrique EL peut etre con- sidéré comme étant en retard derrière le signal de rotor ER Un certain temps après l'arrivée de l'impulsion E et la mise en fonctionnement du compteur régressif 92 commee

on l'a décrit plus haut, une impulsion de secteur électri-

que retardée EL arrive Cette impulsion est rendue plus pointue par le multivibrateur 82 et elle est envoyée à la porte de verrouillage 86, mettant celle-ci en état hors

de fonctionnement Le transfert des impulsions de synchro-

nisation jusqu'au compteur régressif 92 est ainsi arreté

et sa valeur de compte est ainsi figée à la valeur pro-

duite alors Une demi-microseconde plus tard l'iampulsion

de secteur électrique retardée EL encore retardée par l'u-

nité de retard 84, est envoyée au verrou de données 98 -

pour que celui-ci charge la valeur de compte présente sur le bus de 8 bits à partir du compteur régressif 92 Après

un autre délai d'une demi-microseconde, limpulsion de si-

gnal de secteur électrique EL est transmise comme impul-

sion de charge Lp de l'unité de retard 100 pour que le ver-

rou 64 charge la valeur présente du multiplet d'erreur de

phase Ep.

Dans le cas d'une présence à la foisdu signal de secteur électrique EL et du signal de rotor h les unités de retard 84 et 96 sont utilisées dans le but de s'assurer

que la charge du compteur régressif 92 ou du verrou de don-

nées 98 n'est pas essayée tandis que des signaux de synchro-

nisation provenant de la porte de verrouillage 86 sont

transmis Comme on l'a noté plus haut, une demi-microsecon-

de après que le verrou de données 98 est chargé, le multi-

plet d'erreur de phase de 8 bits Bp est transmis de l'unité de calcul 60 jusqu'au verrou de données 64 On remarquera que plus la valeur de compte est petite (celle qui est transmise comme le multiplet d'erreur de phase Ep) plus

le retard du signal EL sur le signal E est grand Alter-

2 538-185

nativement, on peut dire que plus la valeur du multiplet d'erreur de phase EB est grande, plus le retard du signal

i sur le signal EL est grand Ainsila valeur du multi-

plet d'erreur de phase E est une mesure linéaire du re-

tard de phase du signal ER sur le signal EL, jusqu'à un

maximum de 255/0,03072 M Hz = 8 301 microsecondes En con-

séquence, avec des intervalles nominaux de 8 333 microse-

condes pour chacune des périodes des impulsions 'R et EL, le compteur régressif 92 est en dépassement ( et donne une lecture erronée) si un essai de mesure de retard de phase

de plus de 8 301 microsecondes est réalisé On peut faci-

lement l'éviter en utilisant une horloge plus lente Cepen-

dant, puisque le circuit est utilisé dans un dispositif nécessitant à la fois des avances et des retards de phase,

la meilleure condition de fonctionnement consiste à utili-

ser un verrou de données à moitié plein (ccest-à-dire,

une valeur moyenne de multiplet d'erreur de phase Ep éga-

le à 128), qui équivaut à un retard de phase moyen de

4 167 microsecondes du signal ER sur le signal EL En pra-

tique, le retard de phase apparent est réglé pour tomber dans cette bande par un réglage de l'unité de retard 20

de la Figure 1.

On peut facilement modifier le circuit pour obte-

nir une résolution supérieure dans des bandes plus étroi-

tes de retard de phase Par exemple, en faisant varier le

quotient du compteur diviseur 90 de 160 à 16, -on peut ob-

tenir une résolution multipliée par dix dans une bande de retard de phase comprise entre zéro et 830 microsecondes O

Le circuit de la porte de verrouillage 86 est es-

sentiellement constitué d'une porte ET à NI double commandée par une bascule à NI double Les détails de ce circuit sont

établis sur la Figure 5, les numéros de broches représen-

tés sur cette figure correspondant à ceux d'un circuit in-

tégré de porte NI quadruple de type SN 7402 de Texas Instru-

ments Plus spécifiquement, le signal de-synchronisation ET traverse deux portes NI 102 et 104 qui sont connectées en série Une seconde paire de portes NI 106 et 108 sont

connectées de manière à fonctionner comme une bascule.

Une impulsion reçue à l'entrée de la porte NI 102, du mul-

tivibrateur 82,met la porte NI 104 hors de fonctionnement, et une impulsion reçue à l'entrée de la porte NI 108, de

l'unité de retard 96,met la porte NI 104 en fonctionne-

ment.

Le circuit de mise à jour de vitesse 60 b est re-

présenté sur la Figure 6 Les éléments essentiels du cir-

cuit 60 b dont les composants disponibles dans le commerce donnés à titre d'exemple sont identifiés entre parenthèses, comprennent: une horloge de 4,9152 M Hz 120 (K 1091 A), un compteur de 8

bits préréglable 122 ( 74193), un compteur progressif/ré -

gressif de 8 bits 124 ( 74193), un compteur 126 diviseur par 160 ( 74192, 3), une porte OU 128 ( 7432), une unité de

retard de 0,5 microseconde 130 ( 74123), une unité de re-

tard de 7 microsecondes 132 ( 74123)p deux multivibrateurs monostables de 0,5 microseconde 134 et 136 ( 74123), et quatre portes de verrouillage 138, 140, 142 et 144 Le

circuit 60 b comprend en outre un générateur de train d'im-

pulsions, qui sera décrit plus en détail dans la suite, qui produit un train de S impulsions de signal Pl à P 8

qui sont utilisées de la manière décrite plus loin.

L'horloge de 4,9152 m Hz 120 a une fréquence égale

à l Ox 212 x 120 Hz, qui est commode pour la synchronisa-

tion des trains d'impulsions ayant des fréquences d'envi-

ron 120 Hz.

L'unité de retard 130 convertit le bord avant d'une

impulsion d'entrée en une impulsion de sortie de 0,5 micro-

seconde avec un retard de 0,5 microseconde Les détails du

circuit de l'unité de retard 130 sont donnés sur la Figu-

re 10 L'unité de retard 132 p qui peut être constituée par

un circuit intégré de type SN 74123, convertit le bord des-

cendant d'une impulsion de n'importe quelle longueur en une impulsion de sortie de 0,5 microseconde après un délai

de 7 microsecondes.

Chacune des portes de verrouillage 138 à 144 com-

porte le circuit représenté sur la Figure 8, qui est cons-

titué essentiellement d'une porte ET à deux portes NI,com-

mandée par une bascule à deux portes N Io Une seule impul-

sion envoyée à la borne de mise en fonctionnement (ou de irise

hors de fonctionnement) de la porte de verrouillage vali-

de (ou bloque) le transfert des impulsions de l'entrée à la sortie de la porte, En pratiquez chacune des portes de verrouillage 138 à 144 peut être constituée d 9 un simple circuit intégré à porte NI quadruple de type SN 7402 D en

utilisant les connexiôns de broches indiquées par les nu-

méros de broches de la Figure 85 Le circuit de mise à jour de vitesse 60 b reçoit uniquement comme signal d'entrée les impulsions de signal

de réaction de rotor ER qui arrivent généralement à inter-

valles d'environ 8333 microsecondes Chaque impulsion de

réaction de rotor ER est convertie en un train de 8 impul-

sions de signal Pl à P 8 par un circuit générateur de train de 8 impulsions 145, qui est représenté sur la Figure 7 o

Le générateur de train de huit impulsions 145 est consti-

tué d'une chalne de huit unites de retard de 1 microsecon.

de 146 à 160 qui sont connectées en série, des prises é-

tant connrmectées aux sorties des unités de retard respecti-

ves fournissant les impulsions Pl à P 80 Ainsi, les impul-

sions Pl à P 8 sont constituées d'impulsions séparées de

1,0 microseconde et qui durent chacune 1 ',0 microseconde.

Chacune des unités de retard peut être constituée d'un multivibrateur monostable double de type SN 74123 câblé pour engendrer les impulsions de 10 microsecondeo La fonction de transfert du circuit de mise à jour

de vitesse 60 b est représentée sur la Figure 9, qui repré-

sente la valeur décimale de fin de période du multiplet d'erreur de vitesse E en fonction de l'intervalle de temps entre les impulsions de réaction de rotor successives FR Comme on l'a indiqué, le circuit a une réponse linéaire sur une bande d'intervalles qui est centrée sur la valeur d'intervalle de T = 1/120 = 8333 microsecondes, qui est une valeur d'intervalle idéale pour le cas ou le rotor

tourne à une vitesse oorrespondent à une fréquence de sec-

teur électrique exactement égale à 60 Hz La bande d'inter-

valles dans laquelle la-réponse du circuit est linéaire

est de 52 microsecondes, et s'étend de 8307 à 8359 micro-

secondes On remarquera que des intervalles supérieurs à 8333 microsecondes représentent des vitesses le rotor qui sont trop petites, et que les intervalles inmfrieurs à 8333 microsecondes représentent des vitesses de rotor qui sont trop grandeso Comme on lexpliquera dans la suites le circuit d'erreur de vitesse 60 b comprend des,:zyens automatiques

pour s'assurer qu'un intervalle de signal de rotor supé-

rieur à 8359 microsecondes donne un multiplet d Oerreur de

vitesse de 255, et qu'un intervalle inférieur à 8307 mi-

crosecondes donne un multiplet d'erreur de vitesse de zéro.

On remarquera en outre que la bande linéaire de valeurs d'intervalle mesurées par le circuit est en correspondance avec une bande presque linéaire de fréquences d'impulsion E comprises entre une fréquence fl de l/( 0,008359)=

119,63 Hz et une fréquence f 2 de l/( 0,008307)= 220,38 Hz.

Ainsi, dans l'exemple de réalisation préféré de linven-

tion, le circuit mesure les fréquences d'impulsion E presque linéairement sur une bande de 0,75 z c entrée sur

120 Hz, avec une résolution de 0, 003 Hz par pas de comp-

teur Il en résulte une fonction de transfert qui est très sensible à des déviations de vitesse à partir de la valeur optimale correspondant à 120 Hz, et qui fournit un signal de correction maximum constant dans le cas de déviations hors d'une bande étroite de vitesseso

On va se référer maintenant à la Figure 10 o l'u-

nité de retard de O,5 microseconde 130 comprend un muli-

vibrateur monostable à voie double de type $N 74123 qui

est connecté comme on l'a représenté (et qui est représen-

té schématiquement conmme constitué de deux multivibrateurs) pour produire une impulsion de sortle de 0,5 microseconde

après un délai de 0,5 microseconde à partir de la récep-

tion d'un signal d'entrée Cela est réalisé en envoyant l'impulsion de sortie d'une voie sur la broche 3 D usqu'à la seconde entrée à la breoche 9, de manière A produire

l'impulsion de sortie retardée sur la brochede sortie 5.

Le fonctionnement du circuit d'erreur de vitesse b est le suivant A la réception d'une impulsion E par le générateur de train d'impulsions 145, une suite de 8 impulsions est engendrée après un retard initial d'une microseconde La première impulsion Pl est envoyée à la

borne de mise hors de fonctionnement de la porte de ver-

rouillage 138, ce qui met celle-ci hors de fonctionne-

ment et arrétele transfert des impulsions-de synchroni-

sation de l'horloge 120 au compteur de 8 bits 122 La valeur dans le compteur 122 est ainsi figée à une valeur cumulée qui représente, avec une tolérance convenable pour le laps de temps de Pl-P 8 B l'intervalle de temps à partir de la réception de l'impulsion E précédente Cette valeur est représentée par un multiplet de 8 bits qui est

envoyé à un bus de données de 8 bits en parallèle connec-

té à des bornes d'entrée de données du compteur progressif/

régressif 124.

Une microseconde plus tard, la seconde impulsion P 2 est dnvoyée à la borne d'entrée de signal de charge du

compteur progressif/régressif 124, ce qui permet au comp-

teur 124 de charger la valeur du multiplet de 8 bits re-

présentant la valeur présente dans le compteur 122 arrêté.

Cette valeur est alors disponible sur le bus de sortie du

circuit d'erreur de vitesse 60 b comme le multiplet d'er-

reur de vitesse de 8 bits Es, considéré plus haut en réf éren-

ce à la Figure 3.

Dans le cas o l'intervalle entre les impulsions ER est compris dans la bande de 8307 à 8359 microsecondes, qui est la bande linéaire de la fonction de transfert de la Figure 9, les troisième et quatrième impulsions P 3 et

P 4 n'ont aucun effet, et la cinquième impulsion P 5 est en-

* voyée comme signal de commande de charge LS au verrou de

signal d'erreur de vitesse 62 de la Figure 3.

La sixième impulsion P 6 est envoyée à une borne de remise à zéro programmable du compteur de 8 bits 122,

ce qui remet ce compteur à une valeur initiale prédéter-

minée I Cette valeur initiale I est choisie de manière à ce qu'elle soit égale à la moitié de la valeur maximale de compte du compteur 122, plus le nombre d 9 impulsions d'horloge présentes pendant la durée des 8 impulsions Pl à P 8 Dans l'exemple de réalisation représenté, on a donc I = 128 + ( 16)( 4,9152) = 207 La fonction de cette

opération est de remettre le compteur 122 à l'état ini-

tial et également de le corriger pour le temps perdu au cours de la génération des impulsions Pl-P 8 A cet é- gard, le compteur de 8 bits 122 compte jusqu'à sa valeur maximale 255 toutes les 52 microsecondes, de sorte qu'il

est en dépassement 160 fois au cours de 8333 microsecon-

des, qui représentent l'intervalle moyen et idéal sur le-

quel la bande de réponse linéaire du circuit 60 b est cen-

ième trée Ainsi, le dernier, ou 160, cycle de comptage du compteur de 8 bits 122 est le cycle pendant lequel le compteur est généralement arrêté par la réception de la

première impulsion Pl.

La septième impulsion P 7 est envoyée aux bornes de mise hors de fonctionnement de chacune des portes de

verrouillage 140 et 144, ce qui les met hors de fonction-

nement, et elle est également envoyée à la borne de fonc-

tionnement de la porte de verrouillage 142 pour mettre cel-

le-ci en fonctionnement.

La huitième impulsion P 8 est envoyée à la borne de fonctionnement de la porte de verrouillage 138, ce qui met celle-ci en fonctionnement et permet de reprendre une

fois de plus le transfert des impulsions de synchronisa-

tion de l'horloge 120 jusqu'au compteur de 8 bits 122 pré-

réglé, qui se poursuit jusqu'à la réception d'une autre impulsion Epo le processus qui vient d'être décrit est recommencé.

Dans le cas o l'intervalle de temps depuis la ré-

ception de l'impulsion ER précédente est en dehors de la

bande 8307-8359 microsecondes, qui est la bande de répon-

se linéaire du circuit, il se produit une suite d'opéra-

tions un peu différentes de celles que leon vient de dé-

crire. Le compteur de 8 bits 122 est en dépassement à peu près 160 fois au cours de chaque cycle de comptage Plus spécifiquement, la valeur initiale de compte du compteur 122 est réglée au commencement de chaque cycle de manière à ce que le compteur soit en dépassement exactement 160 fois et qu'il atteigne alors une valeur de compte égale à la moitié de sa valeur manximale, ou 1289 dans le cas d'un intervalle de signal de 8333 microsecondeso Tant que le circuit 60 b mesure un intervalle de, temps se trouvant dans la bande linéaire représentée sur la Figure 9, le

compteur de 8 bits 122 est en dépassement 160 fois et at-

teint alors une certaine valeur de compte intermédiaire

entre 0 et 255.

Chaque dépassement du compteur de 8 bits 122 est enregistré par un bord descendant du signal de bit de poids fort, c 9 està-dire du bit 8 o Ce bord descendant est reçu à la fois par le multivibrateur monostable de 095

microseconde 134 et par 1 entrée de basculement du comp-

teur 126 diviseur par 160.

Le bord descendant du signal de bit de poids fort du compteur 126 diviseur par 160/qui est engendré après exactement 160 dépassements du compteur de 8 bits

122, est envoyé au multivibrateur de 0,5 microseconde 136.

Le signal de sortie du multivibrateur 136 est envoyé à la fois à la borne de mise hors de fonctionnement de la porte de verrouillage 142 et à l'entrée de l'unité de retard de 7 microsecondes 132 Au commencement du cycle de comptage 9

la porte de verrouillage 140 est mise hors de fonctionne-

ment et la porte de verrouillage 142 est mise en fonction-

nement, ces portes ayant été réglées à ces états par l'im-

pulsion P 7 du cycle précédento Ainsi 9 jusqu'à ce que le compteur 126 diviseur par 160 soit en dépassement par la réception de 160 impulsions en provenance de la sortie de dépassement du compteur 122, la porte de verrouillage 140 reste hors de fonctionnement et la porte de verrouillage

142 reste en fonctionnement.

Dans le cas o le comteur de 8 bits 122 est arrê-

té (par l'impulsion P 1) avant qu'il ait été en dépassement fois, ce qui représente le cas o l'intervalle entre

les signaux E est inférieur à 8307 microsecondes (c'est-

à-dire que le rotor tourne tzop vite), le copteur-divi-

seur par 160 n'est pas en dépassement et en conséquence ne produit pas de signal de sortie Par consequent, la porte de verrouillage 142 reste ouverte, et l impulsion P 3 traverse la porte 142 jusqm 1 à la porte OU 128 La por- te OU 128 envoie alors un signal à la borne de remise à zéro du compteur progressif/rgressif 124, ce qui remet la valeur de compte du compteur progressif/régressif 124 à zéro A la dernière réception de l'impulsion P 5, cette

valeur zéro est chargée comme multiplet deerreur de vi-

tesse ES dans le verrou 62 (Figure 3) On notera également que, dans ce cas, la porte de verrouillage 144 reste hors de fonctionnement pendant le cycle de comptage, en ayant été mise hors de fonctionnement pendant le cycle précédent, et non mise en fonctionnement pendant le cycle en cours et ainsi l'impulsion P 4, qui est envoyée à l'entrée de la

porte 144, n'est pas transmise au compteur progressif/ré-

gressif 124 et n'a aucun effet.

Si l'intervalle de temps depuis la réception de l'impulsion ER précédente est compris dans la bande de

8307-8359 microsecondes, correspondant à la partie linéai-

re de la courbe représentée sur la Figure 9, le compteur de 8 bits est en dépassement exactement 160 fois et il est

alors arrêté à une certaine valeur de compte intermédiai-

re, ce qui met le compteux 126 diviseur par 160 en dépas-

sement Cela a pour effet de mettre hors de fenctionnem ent

la porte de verrouillage 142, et de rendre ainsi inactive.

l'impulsion P 3 suivante La porte de verrouillage 144 res-

te aussi hors de fonctionnement car il n'y a pas d'impul-

ieme sion suivante, ou 161 impulsioq en provenance du compteur de 8 bits 122 qui traverse le multivibrateur 134 et la porte de verrouillage 140 maintenant validée et qui mette la porte 144 en fonctionnement Ainsi, en est dans le cas déjà décrit plus haut, o les impulsions PS et P 4

n'ont pas d'effet sur la valeur de compte du compteur pro-

gressif/régressif 124 ou sur le multiplet deerreur de vi-

tesse E Sen résultant.

Dans le cas o l'intervalle de temps écoulé de-

puis la réception de l'impulsion ER précédente est supé-

rieur à 8359 microsecondes, c'est-à-dire que la période

de cycle est trop longue et que le rotor tourne trop len-

tement, le compteur de 8 bits 122 est en dépassement au moins une fois de plus que les 160 fois nécessaires pour que le compteur 126 diviseur par 160 produise un signal de sortie Le signal de sortie du compteur 126 diviseur par 160 est envoyé à travers le multivibrateur 136 et l'unité de retard 132 pour mettre en fonctionnement la porte de verrouillage 140 après un délai de 7 microsecondes Ainsi, l'impulsion de dépassement suivante, c'est-à-dire la iêème

161 impulsion, provenant du compteur de 8 bits tra-

verse la porte 140 et met en fonctionnement la porte de verrouillage 144 Il en résulte que l'impulsion suivante P 4 est transmise par la porte de verrouillage 144 et

qu'elle est envoyée à la fois à la porte OU 128 et à l'u-

nité de retard de 0,5 microseconde 130 Le signal de sor-

tie de la porte OU-128 remet la valeur de compte du comp-

teur progressif/régressif 124 à zéro, et une demi-microse-

conde plus tard l'impulsion P 4 retardée provenant de l'u-

nité de retard 130 est envoyée à la borne de comptage ré-

gressif du compteur progressif/régressif 124, ce qui le fait régresser de un, de zéro jusqu'à sa valeur de compte

maximale décimalé 255 Ainsi, la valeur du multiplet d'er-

reur de vitesse transmise à la réception de la cinquième impulsion P 5 est 255, ce qui représente le signal d'erreur

de vitesse maximum On notera que dans ce cas, o la pério-

de de cycle est trop longue, l'impulsion P 3 n'a pas d'ef-

fet et c'est l'impulsion P 4 qui a pour effet de mettre le

multiplet d'erreur de vitesse ES à sa valeur maximale.

A l'achèvement du processus qui vient d'être dé-

crit, les impulsions P 6, P 7 et P 8 suivantes ont pour effet de remettre les différents verrous à leurs états de départ

comme on l'a décrit plus haut.

On remarquera que le circuit 60 b est protégé con-

tre un dépassement du compteur progressif/régressif 124 par l'utilisation des impulsions P 3 et P 4 pour régler le compteur progressif/régressif 124 respectivement à O ou 255, selon que le temps de cycle est trop court ou trop long On notera également que le circuit qui vient d'être décritpermet d'obtenir une mesure très précise de la vi- tesse de rotor dans une petite bande de vitesses Cela

est réalisé en utilisant un compteur rapide qui enregis-

tre un grand nombre de comptes pendant toute la période

de cycle, et qui utilise également tout le cadre du comp-

teur dans une bande étroite de vitesses de rotor de ma-

nière à obtenir un effet amplifié ou démultiplicateur

avec le compteur.

Il pourra être évident pour l'homme de l'art dans les techniques de l'électronique et de l'informatique d'apporter des modifications et/ou des perfectionnements au circuit de mise à jour de vitesse 60 b Par exemple, on

peut insérer un élément d'effacement commandé par l'impul-

sion P 6 dans la sortie du multivibrateur 136 si le comp-

teur 126 diviseur par 160 particulier émet une impulsion parasite en étant remis à zéro O On peut facilement adapter d'autres bandes de la fréquence des impulsions d'entrée

ER par des variations appropriées de la fréquence d'horlo-

ge et du quotient choisi pour le compteur diviseur 126 Si la bande voulue pour la période des impulsions ER à mesurer est une fraction importante de leintervalle moyen des impulsions, et si le signal de sortie de circuit doit être linéaire en fréquence d'impulsion plutôt qu'en périolde d'impulsion, on peut utiliser un microprocesseur utilisant le signal ES comme signal d'entrée de données pour améliorer la linéarité (seulemnt au pr X d'un petit

retard de temps supplémentaire).

On va se référer maintenant à la Figure 11 o le circuit de mise à jour de dérive 60 c comprend une horloge de 4,9152 M Hz 170, et un compteur 172 diviseur par 10, un multiplicateur de fréquence de 6 bits 174, un sélecteur de fréquence à six commutateurs 176, une porte NI 178, un compteur de 14 bits 180, un compteur progressif/ régressif de 8 bits 182 V un détecteur d'état de multiplet 184, un circuit de commande de 2 pogression/régression 186,

et un multivibrateur monostable dlune microseconde 188.

Le détecteur d'état de multiplet 184 comporte le circuit représenté sur la Figure 12 o Le détecteur 184 re- çoit conmme signal d'entrée le multiplet de mise à jour de dérive ED, reçu dans:1 e format d'unnmbre binaire de 8 bits en parallèle O ON 4255 Ses fonctions sont démettre une seule impulsion de sortie de O 05 microseconde A si N= 0,

d'émettre une seule impulsion de sortie de 0,5 microse-

conde B si N= 255, ou deémettre une seule impulsion de sor-

tie de 0,5 microseconde C si N= 128 Ces fonctions sont réalisées de la manière représentée par lutilisation deun

inverseur 190, d'une porte NI k 8 entrées 192, de deux por-

tes ET à 8 entrées 194 et 196, et de trois nultivibrateurs

sonostables de 0,5 gs 198, 200 et 202 Le bit de poids fort du mul-

tiplet de mise à jour de dérive ED est envoyé à l'inver-

seur 190 et ensuite à la porte ET 196, en même temps que les 7 autres bits, tandis que tous les 8 bits du multiplet

ED sont envoyés à la porte NI 192 et à la porte ET 194.

Les signaux de sortie de la porte NI 192 et des portes ET 194 et 196 sont respectivement envoyés aux multivibrateurs 202, 200 et 198 dont les signaux de sortie sont les signaux

A, B et C, respectivement.

Le circuit de commande de progression/régression 186 est représenté sur la Figure 13 Il est constitué d'ne bascule à deux portes II 204, d'une simple porte OU 206, et d'un commutateur logique-208 à usage spécial Les signaux

d'entrée du circuit de commande 186 sont les trois impul-

sions A, B et C ne se chevauchant pas, et un signal de ni-

veau logique UD' Le signal de sortie du circuit de com-

mande de progression/régression est un signal de niveau

logique U Do Le commutateur 208 sert de commutateur à dou-

ble basculement, simple pole et commandé par impulsion, construit comme on l'a représenté en utilisant une porte OU 210, deux portes ET 212 et 214, et une bascule constituée de deux portes NI 216 et 218 c La bascule a deux portes NI 204 reçoit comme signaux d'entrée les signaux A et B et engendre un signal de sortie envoy à la porte ET 212 du commutateur 208 Les signaux A et B sont également envoyés à la porte OU 206 dont le signal de sortie est envoyé à la porte li 218 du commutateur 203 Le signal C est envoyé à l'autre porte NI 216 du commutateur 208 Avec cette con- figuration, une impulsion C a pour effet de transmettre le signal d'entrée de niveau logique UD comme signal de

sortie de niveau logique U Dp óette condition restant in-

changée jusqu'à ce que et à moins que la porte OU 206 pro-

duise un signal de sortie en réponse à une impulsion A ou à une impulsion B La présence de leimpulsion A ou de l'impulsion B a pour effet de faire changer 1 l origine du signal de sortie de niveau logique UD du signal d'entrée de niveau logique UD' au signal de sortie de la bascule

204, qui est maintenue jusquaà ce qu'une impulsion C sui-

vante arrive Leétat de la bascule 204 dépend de 1 'im Pul-

sion A ou de l'impulsion B arrivée en derniero Si 1 lim-

pulsion A est arrivée en dernier, le signal de sortie de

la bascule 204 est maintenu à un niveau logique haut -

(par exemple 5 volts) Si l'impulsion B est arrivée an dernier, le signal de sortie 3 D du commutateur 208 est maintenu à un niveau logique bas ( par exemple O volt) jusqu'à ce qu'une impulsion C arrive et rende le signal UD égal au signal UD Io On va se référer à nouveau à la Figure Il o une des deux sorties du circuit de mise à jour de dérive 60 c est celle du multiplet de 8 bits en parallèlle 1, qui est

engendré par le compteur progressif/régressif 182 o La va-

leur de compte du compteur 182 peut etre initialisée à une valeur de compte N= 128 par lapplication d'une impulsion de remise à zéro/charge R E -outre, le sens de comptage du compteur est commandé par le signal de sortie UD du

circuit de commande de progression/régression 186 La se-

conde sortie du circuit de mise à jour de dérive 60 c est celle du signal de commande de charge LD, qui est engendré

par le multivibrateur 188 en réponse à l'impulsion d'en-

trée EL.

EL Le circuit de commande de progression/régression 186 reçoit les impulsions d'entrée A, B et C des sorties respectives A, B et C du détecteur d'état de multiplet

184, qui est connecté de manière à ce que son signal d'en-

trée soit le même que le multiplet de sortie ED du circuit de mise à jour de dérive 60 c Le signal d'entrée l UD' du circuit de commande de progression/régression 186 est le niveau logique d'entrée du bit 7, c'està-dire, du bit 7 provenant de la sortie du circuit de mise à jour de phase 60 a Si le retard de phase est excessif, ce bit est à un

niveau haut.

Le signal d'entrée de basculement du compteur pro-

gressif/régressif 182 est le signal de sortie de train d'impulsions de O à 30 Hz du compteur de 14 bits 180, qui reçoit comme signal d 9 entrée le signal de sortie de la porte NI 178 Les signaux d'entrée de la porte NI 178 sontd'une partle signal de sortie LD du multivibrateur 188 et, d'autre part, le signal de sortie de O à 491 520 Hz

du multiplicateur de fréquence d'impulsion 174 Le multi-

plicateur de fréquence d'impulsion 174 reçoit comme signal d'entrée le signal de sortie du compteur-diviseur par 10 172, qui reçoit lui-même comme signal d'entrée le signal

de sortie de lehorloge 170.

La fréquence de sortie du multiplicateur de fré-

quence 174 peut être réglée en 64 pas de 7680 Hz chacun, dans la bande de O à 491 520 Hz, au moyen d'un mot de 6

bits fourni par le sélecteur de fréquence à six com-

mutateurs 176 Par exemple, avec le réglage 32 de mi-

lieu de bande tc'est-à-dire, avec seulement le commutateur de,pcids fort actif) dans le sélecteur de fréquence,

le multiplicateur de fréquence 174 a une fréquence de sor-

tie de 495 200/2 = 245 760 Hz, et la fréquence de sortie du compteur de 14 bits 180 est égale à 15 Hz Avec cette basse

fréquence de basculement de 15 Hz, le compteur pro-

gressif /régressif de 8 bits 182 nécessiterait un laps de

temps de presque 8,5 secondes pour progresser de son comp-

te préréglé manuellement N= 128 jusqu'à son comnte N= 255 proche du dépassement, mîer- si le bit 7 d'entrée restait

tout le temps à un niveau haut.

En fonctionement réel, l'ef-

fet de N= 128 (par la boucle de commande de moteur E) est

d'inverser le niveau du bit 7 d'entrée jusqu'à zéro ( pen-

dant un intervalle de temps qui est petit comparé au temps

constant à mi-échelle de 8,5 secondes) Cela fait dé-

cliner lentement la valeur de signal ED vers une valeur N= 128, qui refait passer le bit 7 à son niveau haut par

l'action de réaction de la boucle de commande de moteur.

Dans des conditions de fonctionnement normales le nombre N dans le compteur progressif/régressif 182 ne dévie pas

beaucoup de sa valeur N= 128 de milieu de bande, et le cir-

cuit de commande de progression/régression 186 ne reçoit

aucune des impulsions A et B du détecteur d'état de multi-

plet 184.

Cependant, si par hasard le bit 7 d'entrée reste à un niveau haut (ou à un niveau bas) trop longtemps, par exemple en raison d'une augmentation importante inattendue

de la résistance au roulement du moteur, le nombre N conte-

nu dans le compteur progressif/régressif augmente jusqu'à son niveau limite supérieur 255 (ou diminue jusqu'à son

niveau limite inférieur zéro), ce qui déclenche une impul-

sion B (ou une impulsion A) en sortie du détecteur d'état

de multiplet 184 L'action résultante du circuit de comman-

de de progression/régression est de déconnecter temporaire-

ment l'entrée de bit 7 et de permettre à la fréquence len-

te de basculement de faire revenir le nombre dans le comp-

teur 182 à sa valeur de milieu de bande N= 128, après quoi l'entrée de bit 7 est reconnectée De cette manières un

dépassement positif ou négatif du compteur progressif/ré-

gressif ( et la déviation à action rapide/ intégra le et disruptive associée de sa valeur N) est évité Une

sonnette d'alarme déclenchée par le signal de sor-

tie de la porte OU 206 peut être utilisée pour indiquer

la nécessité d'une remise en état extérieure de l'oscil-

lateur commandé -par tension 42 (Figu-

re 2) dans le circuit d'entratnement de moteur, si on le souhaite.

La description qui précède montre que le circuit

de mise à jour de dérive 60 c effectue plusieurs fonctions en plus de celle qui consiste à maintenir une intégrale dans le temps d'un retard de phase anorma 10 Il fournit une constante de temps réglables une pause automatique du der-

nier compteur progressif/régressif tout en émettant le si-

gnal de commande de charge de sortie LDD et permet une re-

mise extérieure du multiplet de sortie % à sa valeur de

milieu de bande I 1 comprend également des moyens pour é-

viter un dépassement positif ou négatif du dernier comp-

teur, ainsi que des moyens pour faire revenir automatique-

ment et doucement sa valeur de compte à une valeur cen-

trale, en empêchant ainsi des sauts parasites et disrup-

tifs de la valeur du multiplet de sortie %o On va se référer à nouveau à la Figure 3 o à la mise en marche du dispositif, seul le signal derreur de vitesse E 1 est souhaitable et nécessaire, auquel cas les gains des atténuateurs 76 et 78 sont automatiquement maintenus à zéro au moyen dun commutateur électronique

(non représenté), qui est actionné seulement quand la va-

leur de E"' est grande Une fois que le moteur est amené

jusqu'à une vitesse leinement opérationnelle par le si-

gnal d'erreur de vitesse "'I, le signal d'erreur de phase E *réale automatiquement l'angqle du sélecteur de neutrons à sa position prédéterminée verrouillée en phase Comme on l'a noté plus haut, le signal d'erreur de dérive ne

sert qu'à compenser des variations graduelles de la compo-

sante parasite de la charge de moteur (due aux enroulements et à la résistance au roulement), et il a peu d'effet sur des intervalles de temps inférieurs à une minute O Ainsi, le gain de l'atténuateur de signal de dérive 78 peut être maintenu manuellement à zéro tout en faisant les réglages initiaux (une fois) des atténuateurs de E"' et Er" pour obtenir des performances optimales du sélecteur à-une vitesse

se opérationnelleo On notera qu'un gain excessif dans l'at-

ténuateur d'erreur de vitesse 74 donne des balancements ra-

pides de l'angle d'arbre, en raison de retards du second ordre négligés Un gain excessif dans l'atténuateur d'erreur de phase 76 produit un à 6 passement dans l'arreur d'ali'

gnement On obtient des pfn Eno Cpt:La Mes rorqe 1 at-

ténuateur d'erzeur de vitesee 72 est zél p) avoier un

gain maximal sans ba 1 l=rc ement oet qu Iatt 1 nmta d 1 ler-

reur de phase est réglé pour avoi 2 c M M-ostiseu 3 ent cri- tique. L'exemple de réali S Zt:i"n prééré de Zân'vcntio-n qui vient d'"tre décrit ne rersn Eqmu Yune à 2 luastration

de l invention sans toutefois Y Za T Limiter O Bemmcoup de mo-

difications et variantes de Iinvantion sont em effet pos-

sibles - ài la lumière des enseignements précédents La

portée de l'invention est définie par les revendications

jointes.

Claims (11)

REVENDI CATION S

1 Dispositif de régulation pour régler avec un haut degré de précision la vitesse d'un moteur à courant

alternatif polyphasé qui est soumis à une charge inertiel-

le importante, et pour maintenir la vitesse du moteur à une vitesse sensiblement constante qui correspond à la fréquence de répétition moyenne à long terme d'un train d'impulsions de référence qui peut être représentatif d'un signal de source d'alimentation en courant alternatif

ayant une fréquence variant suivant une ligne sinueuse, le-

dit moteur étant commandé par un ensemble d'amplificateurs

de puissance à fréquence variable ( 54, 56) qui c Dmnandent les en-

roulements de stator respectifs du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen détecteur de rotation d'arbre ( 34,38)

agencé pour fournir un sianpl de train d'impulsions de réac-

tion ayant une fréquence représentative de la vitesse de rotation du moteur ( 32); un moyen générateur de signal d'erreur de vitesse ( 60 b) destiné à engendrer un signal d'erreur de vitesse représentant la différence entre la vitesse du moteur et une vitesse Prédéterminée qui est basée sur la fréquence moyenne dans le temps dudit train d'impulsions de référence, ce moyen générateur de signal d'erreur de vitesse comprenant une horloge numérique ( 120) agencée pour produire un train

d'impulsions de signal de synchronisation ayant une fré-

quence prédéterminée sensiblement constante qui est

très supérieure à la fréquence du signal de train d'imuul-

ssions de réaction, un compteur numérique ( 122) destiné à compter les impulsions du train d'impulsions de signal de synchronisation pendant des intervalles de temps entre les réceptions d'impulsions successives du signal de train

d'iinrulsions de réaction, et un moyen ( 68) pour conver-

tir la valeur de compte numérique du compteur après cha-

que intervalle de comptage en le signàl d'erreur de vitesse; et des moyens ( 40 à 52) pour appliquer le signal

d'erreur de vitesse de manière à faire varier simultané-

ment les fréquences desdits amplificateurs de puissance

( 54,56) qui commandent les enroulements de stator du mo-

teur, pour régler ainsi la vitesse du moteur.

2 Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 40 à 52) pour appliquer le signal d'erreur de vitesse aux amplificateurs de puissance ( 54,56) comprennent un oscillateur

commandé par tension ( 42 >) oui reçoit le si-

gnal d'erreur de vitesse et produit un signal de commande

de fréquence variable, ledit signal de commande de fré-

quence variable étant envoyé à un compteur numérique ( 44) qui est agencé pour adresser séquentiellement chacune d'un ensemble de mémoires mortes programmables ( 46,48) qui sont associées aux amplificateurs de puissance à fréquence

variable respectifs ( 54,56) qui commandent les enroule-

ments de stator du moteur ( 32)D les mémoires mortes ( 46,48)

adressables contenant chacune des représentations sous for-

me numérique de fonctions trigonométriques, ces fonctions

trigonométriques contenues dans les mémoires mortes indi-

quant les relations de phase des enroulements de stator

respectifs du moteur, et des moyens convertisseurs numéri-

que-analogique ( 50,52) associés respectivement aux mémoi-

res mortes programmables pour convertir les contenus de

ces mémoires en signaux analogiques appropriés pour com-

mander les signaux de sortie des amplificateurs de puis-

sance respectifs reliés aux enroulements de stator du mo-

teur, de sorte que le signal de commande de fréquence va-

riable fait progresser les adresses des mémoires mortes

à une fréquence déterminée par la grandeur du signal d'er-

reur de vitesse pour faire varier ainsi simultanément les fréquences des signaux de sortie des amplificateurs de

puissance et régler ainsi la vitesse du moteur -

3 Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen

générateur de signal d'erreur de phase ( 60 a) destiné à en-

gendrer un signal d'erreur de phase représentatif

du déphasage entre le signal de source d Oalimen-

tation en courant alternatif et le signal de train d impul-

sions de réaction, et en ce que lesdits moyens ( 40 à 52) pour appliquer le signal d'9 rreur de itesse afin de faire varier les fréquences des amplificateurs de puissance Com- prennent un amplificateur totalisateur ( 80) agenc pour

combiner le signal dlerreur de vitesse et le signal d O er-

reur de phase pour produire un signal de commasnde de mo teur, ledit signal de commande de moteur étant envoyé par lesdits moyens d'application du signal d'erreur de -itesse

pour faire varier simultanément les fréquences des ampli-

ficateurs de puissance.

Dispositif de régulation selon la re=hedication

3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen gé-

nérateur de signal derreur de dérive ( 60 c) destiné à en-

gendrer un signal d'erreu 2 r de dérive représentatif de l'in-

tégrale dans le temps dudit signal d erreu de phases D et en ce que ledit amplificateur totalisateur ( 80) est agencé pour combiner le signal d Gerreu de ritesse, 1 signal d'erreur de phase et le signal d'erreur de dérive pour produire le signal de commande de moteur O Dispositlf de régulation selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 40 à 52) pour appliquer le signal derreuw de vitesse aux amplificateurs de puissance ( 54,56) comprennent un oscillateur

comandé par tension ( 42) qui regoit le si-

gnal de commande de moteur pour produire un signal de com-

mande de moteur de fréquence ariables le signal de comman-

de de moteur de fréquence variable étant envoyé à un comp-

teur numérique ( 44) qui adresse séquentiellement chacune

d'un ensemble de mémoires mortes programmables ( 46 8) as-

sociées aux amplificateurs de puissance à fréquence va-

riable respectifs ( 54,56) qui commandent les enroulements de stator du moteur ( 32), les mémoires mortes adressables ( 46,48) contenant chacune des représentations sous forme

numérique de fonctions trigonométriques 5 ces fonctions tri-

gonométriques contenues dans les mémoires mortes indiquant

2538 $ 85

les relations de phase des enroulements de stator respec-

tifs du moteurs, et des moyens convertiseurs Amérique-

analogique ( 50,52) associés respectivement aux mémoires

mortes programmables pour convertir les contenus des mé-

moires en signaux analogiques appropriés pour E commander

les signaux de sortie des amplificateurs de puissance res-

pectifs reliés aux enroulements de stator du moteurg de

sorte que le signal de commande de moteur de:?reéquence va-

riable fait progresser les adresses des mmmoires mortes à une fréquence déterminée par la grandeur du signal de commande de moteur pour faire varier ainsi simultanément les fréquences des signaux de sortie des amplificateurs de puissance et régler ainsi la vitesse et la phase du moteur. 6 Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la frequentce d'horloge de ladite horloge ( 120) est élevée et la capacité de comptage dudit compteur ( 122) est faibles de sorte que le compteur est en dépassement plusieurs fois pendant chaque intervalle de comptage, e' en ce que la fréquence dlhorloge et la capacité de comptage sont choisies pour que le compteur

atteigne une valeur de compte égale à la moitié de sa va-

leur de compte maximale dans le cas o la vitesse du mo-

teur correspond à ladite vitesse voulue prédéterminée, v en ce que le signal d'erreur de vitesse est un signal en courant continu dont la grandeur est proportionnelle à la valeur de compte du compteur après chaque intervalle de

comptage, et en ce que le compteur est maintenu à sa va-

leur de compte maximale ou minimale dans le cas o il est

en dépassement positif ou négatif pendant son dernier cy-

cle de comptage de chaque intervalle de comptage, de sor-

te que le signal d'erreur de vitesse est linéaire par rap-

port aux erreurs de vitesse sur une petite bande d'erreurs de vitesse et qu'il est constant dans le cas d'erreurs de vitesse situées en dehors de cette petite bande d'erreurs de vitesse, de manière à fournir une réponse de correction

de gain élevé à de petites déviations de la vitesse du mo-

teur.

7 Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un

moyen ( 145) destiné à engendrer une suite de huit impul-

sions entre chaque intervalle de comptage, ladite suite des huit impulsions ayant une durée totale qui est une petite fraction de l'intervalle de comptage total, la première impulsion (Pl) de la suite servant à arrêter ledit compteur ( 122) et la huitième impulsion (P 8) de la suite servant à mettre en fonctionnement le compteur, la deuxième impulsion (P 2) de la suite servant à transmettre la valeur de compte du compteur à un second compteur ( 124)

pour sa retransmission jusqu'audit moyen ( 68) de conver-

sion de la valeur de compte en signal d'erreur de vitesse, les troisième et quatrième impulsions (P 3,P 4) de la suite servant respectivement à remettre la valeur de compte du second compteur ( 124) à une valeur minimale ou maximale quand la vitesse du moteur,comme représentée par le nombre de fois o le compteur ( 122) est en dépassement pendant ledit intervalle de comptage, est en dehors d'une bande prédéterminée de vitesses centrée sur une vitesse optimale, la cinquième impulsion (P 5) de la suite servant à commander le transfert de la valeur de compte du second compteur ( 124) jusqueaudit moyen ( 68) de conversion de la

valeur de compte numérique après chaque intervalle de comp-

tage en signal d'erreur de vitesse, la sixième impulsion (P 6) de la suite servant à remettre la valeur de compte du compteur ( 122) à une valeur initiale prédéterminée, et la septième impulsion (P 7) de la suite servant à remettre le second compteur à une valeur de compte initiale, de sorte qu'une réponse linéaire de gain élevé est obtenue pour de petites variations de vitesse dans une petite bande de variations et que des signaux d'erreur de vitesse

maximale sont engendrés en réponse à des variations de vi-

tesse situées en dehors de ladite petite bande.

8 Dispositif de régulation pour régler avec un haut degré de précision la vitesse et la phase d'un moteur à courant alternatif polyphasé qui est soumis à une charge

inertielle importante, et pour faire tourner le mo-

teur en synchronisme verrouillé en phase avec un train d'impulsions de référence qui peut être représentatif d'un signal de source d'alimentation en courant alternatif soumis à une fréquence variant suivant une ligne sinueuse, ledit moteur étant commandé par un ensemble d'amplificateurs

de puissance à fréquence variable qui commandent les enrou-

lements de stator respectifs du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen détecteur de rotation d'arbre ( 34,38)

agencé pour fournir un signal de train d'impulsions de réac-

tion ayant une fréquence représentative de la vitesse de ro-

tation du moteur ( 32);

un moyen générateur de signal d'erreur ( 60) desti-

né à engendrer un signal d'erreur de vitesse, un signal d'erreur de phase et un signal d'erreur de dérive, ledit

signal d'erreur de vitesse représentant la différence en-

tre la vitesse du moteur comme représentée par la fréquence du signal de train d'impulsions de réaction

et une vitesse voulue prédéterminée basée sur la fréquen-

ce moyenne dans le temps du train d'impulsions de référen-

ce, le signal d'erreur de phase représentant le dépha-

sage entre le train d'impulsions de référence et le signal de train d 1 impulsions de réaction, et le signal d'erreur de dérive représentant l'intégrale dans le temps du signal d'erreur de phase;

un amplificateur totalisateur ( 80) destiné à com-

biner lesdits signaux d'erreur de vitesse, de phase et de dérive pour fournir un signal de commande de moteur; et des moyens ( 40 à 52) pour appliquer ledit signal de commande de moteur simultanément aux amplificateurs de puissance à fréquence variable ( 54,56) afin de régler ainsi la vitesse et la phase du moteur O

9 Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 8, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 40 à 52)

d'application du signal de commande de moteur aux amplifi-

cateurs de puissance ( 54,56) comprennent un oscillateur 253 i 8

comiandé par tension ( 42 j qui re-

çoit le signal de ceommande de moteur et produit un signal de commande de fréquence variable, le signal de commande de fréquence varia le éetant envoyé à un compteur numérique( 44) adressant séquentiellement chacune d 9 un esemble de mémoires mortes programmables ( 46,48) associées aux

amplificateurs de puissance à fréquence variable respec-

tifs qui commandent les enroulements de stator du moteurs les mémoires mortes adressables ( 46 D 48) contenant chacune des représentations sous forme numérique de fonctions tri gonométriques, ces fonctions trigonométriques contenues dans les mémoires mortes indiquant les relations de phase des enroulements de stator respectifs du moteurs et des

moyens convertisseurs numérique-analogique ( 50,52) respec-

tivemernt associés aux mémoires mortes-programmables pour

convertir les contenus de ces mémoires en signaux analogi-

ques appropriés pour commander les signaux de sortie des

amplificateurs de puissance respectifs reliés aux enroule-

ments de stator du moteur, de sorte que le signal de com-

mande de fréquence variable fait progresser les adresses des mémoires mortes à une fréquence déterminée par la

grandeur du signal de commande de moteur pour faire va-

rier ainsi simultanément les fréquences des signaux de sortie des amplificateurs de puissance et régler ainsi la vitesse et la phase du moteuro 10.o Dispositif de régulation pour régler avec un haut degré de précision la vitesse d'un moteur a courant

alternatif polyphasé qui est soumis à une charge inertiel-

le importante, et pour maintenir la vitesse du moteur à une vitesse sensiblement constante correspondant à la moyenne temporelle à long terme d'un train d'impulsions de référence qui peut etre représentatif d'un signal de source d'alimentation en courant alternatif soumis à une fréquence variant suivant une ligne sinueuse, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen détecteur de rotation d'arbre ( 34538) agencé pour fournir un signal de train d'impu 3 ions de réaction ayant une fréquence représentative de la vitesse de rotation du moteur ( 32);

un ensemble d'amplificateurs de puissance à fré-

quence variable ( 54,56) qui sont connectés pour commander les enroulements de stator respectifs du moteur polyphasé; un moyen générateur de signal d'erreur de vitesse

( 60 b) destiné à engendrer un signal d'erreur de vitesse re-

présentatif de la différence entre la vitesse du moteur et

une vitesse voulue prédéterminée qui est basée sur la fré-

quence moyenne dans le temps du train d'impulsions de ré-

férence* ledit moyen générateur de signal d'erreur de vi-

tesse comprenant une horloge numérique ( 120)agencée pour

produire un train d'impulsions de signal de synchronisa-

tion ayant une fréquence prédéterminée sensiblement constante qui est très supérieure à la fréquence du train d'Bnulsions deréaction, un compteur numérique

( 122) destiné à compter les impulsions du train d"impul-

sions de signal de synchronisation pendant les intervalles entre les réceptions des impulsions successi-vesdu signal de train d'impulsions de réaction, et un moyen ( 68) pour convertir la valeur de compte numérique du compteur après

chaque intervalle de comptage en le signal d'erreur de vites-

se; et des moyens ( 40 à 52) pour appliquer le signal d'erreur de vitesse afin de faire varier simultanément les fréquences des amplificateurs de puissance ( 54,56) qui

commandent les enroulements de stator du moteur pour ré-

gler ainsi la vitesse du moteur ( 32 Y.

11 Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 10, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 40 à 52)

d'application du signal d'erreur de vitesse aux amplifi-

cateurs de puissance ( 54,56) comprennent un oscillateur commandé par tension t 42) qui reçoit le signal d'erreur de vitesse et produit un signal de commande de fréquence variable, le signal de commande de fréquence variable étant envoyé à un compteur numérique ( 44) qui adresse séquentiellement chacune d'un ensemble de mémoires mortes programmables ( 46,48) associées aux

amplificateurs de puissance à fréquence variable respec-

tifs qui commandent les enroulements de stator du moteur, les mémoiresmortes adressables ( 46,48) contenant chacune des représentations sous forme numérique de fonctions tri- gonométriques, ces fonctions trigonométriques contenues dans les mémoires mortes indiquant les relations de phase des enroulements de stator respectifs du moteur, et des

moyens convertisseurs numérique-analogique ( 50,52) respec-

tivement associés aux mémoires mortes programmables pour convertir les contenus des mémoires en signaux analogiques

appropriés pour commander les signaux de sortie des ampli-

ficateurs de puissance respectifs reliés aux enroulements de stator du moteur, de sorte que le signal de commande de

fréquence variable fait progresser les adresses des mé-

moires mortes à une fréquence déterminée par la grandeur

du signal d'erreur de vitesse pour faire varier ainsi si-

multanément les fréquences des signaux de sortie des ampli-

ficateurs de puissance et régler ainsi la vitesse du moteur.

12, Dispositif de régulation selon la revendication

, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen gé-

nérateur de signal d'erreur de phase ( 60 a) destiné à en-

gendrer un signal d Derreur de phase représentatif-du dé-

phasage entre le train d'impulsions de référence et le signal de train d'impulsions de réaction, et en ce que lesdits moyens ( 40 à 52) d'application du signal d'erreur

de vitesse pour faire varier les'fréquences des amplifica-

teurs de puissance comprennent un amplificateur totalisa-

teur ( 80) destiné à combiner le signal d'erreur de vitesse et le signal d'erreur de phase pour produire un signal de commande de moteur, le signal de commande de moteur étant

envoyé par lesdits moyens ( 40 à 52) d'application du si-

gnal d'erreur de vitesse pour faire varier simultanément

les fréquences des amplificateurs de puissance.

13 Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen générateur de signal d'erreur de dérive ( 60 c) destiné à engendrer un signal d'erreur de dérive représentatif de l'intégrale dans le temps du signal d'erreur de phase, et en ce que l'amplificateur totalisateur ( 80) est agencé pour combiner le signal d'erreur de vitesse, le signal d'erreur de phase et le signal d'erreur de dérive afin de former le signal de commande de moteur.

14 Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 13, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 40 à 52)

d'application du signal de commande de moteur aux ampli-

ficateurs de puissance comprennent un oscillateur commandé par tension ( 42) qui reçoit le signal de commande de moteur pour produire un signal de commande de moteur de fréquence variable, ledit signal de commande de moteur de fréquence variable étant envoyé à un compteur numérique ( 44) qui adresse séquentiellement chacune d'un ensemble de mémoires mortes programmables

( 46,48) associées aux amplificateurs de puissance à fré-

quence variable respectifs ( 54,56) qui commandent les en-

roulements de stator du moteur ( 32), les mémoires mortes adressables contenant chacune des représentations sous

forme numérique de fonctions trigonométriques, ces fonc-

tions trigonométriques contenues dans les mémoires mortes

indiquant les relations de phase des enroulements de sta-

tor du moteur, et des moyens convertisseurs numérique-ana-

logique ( 50,52) respectivement associés aux mémoires mor-

tes programmables pour convertir les contenus des mémoires

en signaux analogiques appropriés pour commander les si-

gnaux de sortie des amplificateurs de puissance respectifs reliés aux enroulements de stator du moteur, de sorte que le signal de commande de moteur de fréquence variable fait progresser les adresses des mémoires mortes à une fréquence déterminée par la grandeur du signal de commande de moteur pour faire varier ainsi simultanément les fréquences des signaux de sortie des amplificateurs de puissance et régler

ainsi la vitesse et la phase du moteur.

15 Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 10, caractérisé en ce que la fréquence d'horloge de ladite horloge ( 120) est élevée et la capacité de comptage dudit compteur ( 122) est faible de sorte que le compteur

est en dépassement plusieurs fois pendant chaque inter-

valle de comptages en ce que la fréquence dhorloge et la capacité de comptage sont choisies pour que le compteur atteigne une valeur de compte égale à la moitié de sa va-

leur de compte mawimale dans le cas o la vitesse du mo-

teur correspond à ladite vitesse voulue prédéterminée, en

ce que le signal d'erreur de vitesse est un signal en cou-

rant continu dont la grandeur est proportionnelle à la valeur de compte du compteur après chaque intervalle de

comptage, et en ce que le compteur est maintenu à sa va-

leur de compte maximale ou minimale dans le cas o il est

en dépassement positif ou négatif pendant son dernier cy-

cle de comptage de chaque intervalle de comptage, de sor-

te que le signal d'erreur de vitesse est linéaire par rap-

port aux erreurs de vitesse dans une petite bande d'er-

reurs de vitesse et qu'il est constant dans le cas dee-

reurs de vitesse situses en dehors de cette petite bande d'erreurs de vitesses de manière à fournir une réponse de

correction de gain élevé à de petites déviations de la Vi-

tesse du moteuro