FR2566977A1 - Procede de commande de moteur a base de microprocesseur - Google Patents

Abstract

CONTROLEUR DE MOTEUR A BASE DE MICROPROCESSEUR QUI FOURNIT UNE COMMANDE DE VITESSE A BOUCLE OUVERTE, A DE FAIBLES ANGLES DE CONDUCTION, UNE COMMANDE DE VITESSE A BOUCLE FERMEE A DES ANGLES DE CONDUCTION ELEVES, ET UNE TRANSITION REGULIERE ENTRE ZONES A BOUCLE OUVERTE ET BOUCLE FERMEE. DANS LA BOUCLE OUVERTE, LA VITESSE DU MOTEUR EST CHOISIE ET PEUT VARIER EN FONCTION DE LA CHARGE APPLIQUEE. DANS LA BOUCLE FERMEE, LA VITESSE DU MOTEUR EST MAINTENUE CONSTANTE, SENSIBLEMENT QUELLE QUE SOIT LA CHARGE. DANS LA ZONE DE TRANSITION, LE MOTEUR FONCTIONNE A LA FACON HYBRIDE D'UNE BOUCLE OUVERTE, BOUCLE FERMEE. UNE PROTECTION ANTI-RETOUR EN ARRIERE EST EGALEMENT PREVUE SUR LA BASE D'UNE VARIATION EN POURCENTAGE DE LA PERIODE DE ROTATION DU MOTEUR.

Description

1. La présente invention concerne les outils à

moteur en général et des contrôleurs de moteur électri-

que pour de tels outils. Plus particulièrement, la pré-

sente invention concerne un circuit de commande à base de microprocesseur ou à base de micro-ordinateur pour la surveillance et la commande de divers paramètres de

fonctionnement de l'outil.

Dans la commande de la vitesse d'un moteur

électrique destiné à être utilisé dans des outils à mo-

teur, on sait généralement utiliser des dispositifs électroniques de commande à gâchette contrôlée, tels que des redresseurs au silicium commandé, ou triac, pour

transférer périodiquement l'énergie électrique au moteur.

La plupart des outils courants à moteur utilisent des

moteurs universels qu'on peut facilement régler en uti-

lisant ces dispositifs à gâchette.

D'une manière générale, les circuits de com-

mande de vitesse à gâchette contrôlée fonctionnent en fermant et ouvrant l'application de courant au moteur à des intervalles périodiques en relation avec le passage 2. par zéro du courant alternatif ou de la forme d'onde de la tension. Ces intervalles périodiques sont amenés à

se produire en synchronisme avec la forme d'onde du cou-

rant alternatif et sont mesurés en termes d'angle de conduction, sous forme d'un certain nombre de degrés. L'angle de conduction détermine le point de la forme d'onde en courant alternatif auquel l'énergie électrique

est fournie au moteur. Par exemple, un angle de conduc-

tion de 180 degrés par demi-cycle correspond à un état de pleine conduction, dans lequel la totalité du courant alternatif, ininterrompu est appliquée au moteur. D'une

façon similaire, un angle de conduction de 90 degrés cor-

respond au développement de la tension d'alimentation aux bornes du moteur,commençant au milieu d'un demi-cycle donné, et correspond ainsi à la fourniture au moteur de

la moitié de l'énergie disponible. Des angles de conduc-

tion inférieurs à 90 degrés correspondent au transfert

au moteur de quantités d'énergie même moins grandes.

Les circuits de commande de l'art antérieur

de la vitesse des moteurs ont fait appel à des disposi-

tifs à gâchette qui permettent de modifier l'angle de

conduction afin de fournir au moteur une quantité d'éner-

gie prédéterminée et donc obtenir une vitesse prédéter-

minée dumoteur. Avec des moteurs universels qu'on utili-

se couramment dans les outils motorisés, la vitesse du moteur est également liée à la charge que supporte le

moteur. C'est-à-dire qu'en l'absence de charge, le mo-

teur fournit une vitesse donnée (vitesse à vide) et en charge la vitesse du moteur diminue avec l'augmentation de la charge. La relation inverse entre vitesse (tr/mn) et la charge (couple) à des angles de conduction divers pourunmoteur donné peut s'exprimer graphiquement par une

famille de courbes dans un diagramme vitesse-couple.

Un schéma permettant de commander la vitesse d'un moteur sélectionne simplement une vitesse à vide 3. désirée en choisissant l'angle de conduction approprié.Le circuit de commande de la vitesse a une configuration à

boucle ouverte,ce qui signifie qu'on n'utilise aucun mé-

canisme de détection de la vitesse pour fournir un signal de réaction destiné à maintenir la vitesse désirée alors que la charge varie. Ainsi, le circuit de commande de

vitesse du moteur à boucle ouverte est capable de four-

nir une vitesse à vide présélectionnée mais ne comporte aucun mécanisme permettant de maintenir la vitesse à l'état

constant avec une charge variable. Dans une boucle ouver-

te, la vitesse du moteur diminuera en conformité avec la relation vitessecouple lorsqu'une charge est appliquée à l'outil. Dans les mains d'un opérateur expérimenté,la configuration à boucle ouverte constitue un outil dans

lequel la demande de puissance et des conditions poten-

tiellement destructives de surchauffe, peuvent être dé-

tectées par la diminution de la vitesse du moteur. Cependant,

de telles configurations ne fournissent pas un fonctionne-

ment à vitesse constante.

Contrairement à la configuration à boucle ouver-

te, certains circuits de commande de la vitesse d'un mo-

teur sont conçus avec une configuration à boucle fermée.

Dans une configuration à boucle fermée, des moyens sont prévus pour détecter soit la vitesse de rotation du moteur,

soit le courant consommé par le moteur, de manière à four-

nir un signal de réaction indiquant la vitesse réelle du mo-

teur. Le signal de réaction est comparé à une vitesse dé-

sirée,sélectionnée par l'opérateur de manière à déterminer

un signal d'erreur. Le signal d'erreur sert alors à accélé-

rer ou ralentir le moteur de façon à obtenir une vitesse de

rotation sensiblement constante. Alors que les configura-

tions à boucle fermée de commande de la vitesse d'un mo-

teur offrent la possibilité de faire fonctionner le moteur

à une vitesse relativement constante, dans une large mesu-

re indépendamment de la charge appliquée au moteur, elles

ne sont pas sans problèmes.

4. Un problème important avec une commande de la vitesse à boucle fermée d'un moteur est le potentiel de

surchauffe du moteur en cas de charges élevées aux fai-

bles vitesses. Les outils motorisés actuels utilisent des ventilateurs de refroidissement entraînés par l'in- duit du moteur afin de dissiper la chaleur produite par

le moteur. Ces ventilateurs de refroidissement devien-

nent progressivement moins efficaces avec la diminution de la vitesse du moteur au point que la surchauffe peut o10 devenir un problème important. Dans une configuration à boucle fermée, un outil motorisé peut être facilement

victime de surchauffe lorsqu'on choisit une vitesse dési-

rée correspondant à une vitesse de l'induit insuffisante

pour développer un refroidissement efficace du ventila-

teur (par exemple, au-dessous de 10 000 tours/minute).

Plus spécifiquement, si l'outil motorisé est soumis à une charge élevée, le circuit de commande de la vitesse du

moteur augmentera l'angle de conduction, avec l'augmenta-

tion de la charge du moteur, dans une tentative de main-

tenir la vitesse à une valeur constante. Cela provoque la circulation de courants de plus en plus intenses dans

les enroulements du moteur avec une augmentation drama-

tique de la température. Sans un refroidissement convena-

ble du ventilateur, l'outil est rapidement soumis à une surchauffe, laquelle peut provoquer des avaries permanentes

aux roulements imprégnés de lubrifiant ou autres compo-

sants de l'outil. Meme dans les mains d'un opérateur ex-

périmenté, une situation de surchauffe en train de se

produire peut ne pas apparaître facilement jusqu'au mo-

ment o cela est trop tard. Une petite vitesse constante de fonctionnement peut donner la fausse impression

qu'une faible puissance est fournie au moteur, même lors-

que la puissance est de fait assez élevée par suite du

fonctionnement du circuit de commande de vitesse à bou-

cle fermée. Dans cette situation, la surchauffe et des 5. avaries peuvent se produire très rapidement. On connaît des circuits de protection thermique et des circuits de protection contre les surcharges pour combattre le

problème de la surchauffe; cependant, pour avoir une pro-

tection complète contre la surchauffe, la sensibilité de ces circuits doit être élevée, et c'est pourquoi il se

produit très souvent un déclenchement par erreur provo-

quant l'arrêt du moteur lorsque l'opérateur ne surchar-

ge l'outil que momentanément, sans qu'il y ait risque

d'endommagement permanent de ce dernier.

Une autre caractéristique qui est présente dans la plupart des circuits plus sophistiqués de commande de vitesse de moteur est une caractéristique anti-retour en arrière pour enlever de la puissance au moteur lorsqu'on

détecte une situation imminente de recul. En général, cet-

te situation correspond à une variation très rapide de

la charge comme cela peut se produire lorsque l'outil avan-

ce vivement ou se coince dans une pièce, provoquant une

poussée de la pièce ou de l'outil dirigée vers l'arrière.

Les problèmes de recul sontles plus importants avec les outils motorisés qui développent un couple élevé. On a proposé plusieurs systèmes de détection anti-retour en arrière. L'un d'eux implique la surveillance du taux de changement du courant circulant dans le moteur, alors

qu'un autre implique la surveillance du taux de change-

ment de la vitesse du moteur. Un exemple d'un système uti-

lisant un système de détection du taux de changement du courant du moteur est donné dans le brevet des Etats-Unis

d'Amérique n 4 249 117. Un exemple d'un système de dé-

tection-du taux de changement de la vitesse du moteur est présenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n

4 267 914.

Alors que ces deux systèmes de détection se sont avérés utiles, il a été difficile jusqu'ici de les

adapter à une vaste plage de vitesses de fonctionnement.

2566977.

6.

De manière à avoir une sensibilité suffisante aux vites-

ses de fonctionnement élevées, le circuit de détection de retour en arrière de l'art antérieur peut produire de

fausses détections aux faibles vitesses de fonctionne-

ment. En outre, il n'a pas été possible jusqu'ici d'adap-

ter facilement un systeme de détection de retour en arriè-

re à une vaste gamme d'outils motorisés. A cet égard, les perforatrices puissantes de 12 mm, par exemple, ont un rapport d'engrenages élevé et produisent beaucoup de couples.Pour de telles perforatrices, il est souhaitable

d'avoir une grande sensibilité aux retours en arrière.

Cependant, pour des perforatrices de 6,5 mm, lesquelles

ont un rapport d'engrenages relativement bas et-ne pro-

duisent pas beaucoup de couples, des variations rapides

de la vitesse avec des charges changeantes sont couran-

tes et, par conséquent, la sensibilité au retour en ar-

rière doit être faible. Les systèmes de détection de re-

tour en arrière de l'art antérieur ne sont pas facile-

ment adaptables à des réglages différents de la sensibili-

té pour emploi avec des gammes d'outils aussi grandes.

La présente invention a pour objet général, un circuit de commande à base de microprocesseur ou à base

de micro-ordinateur, qui présente les avantages des con-

figurations de commande de la vitesse d'un moteur tant à boucle ouverte qu'à boucle fermée, tout en éliminant les problèmes soulevés par ces configurations. De plus, la présente invention a pour objet un système anti-retour en arrière qui réagit à une variation en pourcentage de

la vitesse du moteur pour fournir une sensibilité suffi-

sante aux vitesses élevées sans étouffer la sensibilité aux basses vitesses. Le système anti-retour en arrière peut être facilement adapté à des réglages différents

de sensibilité pour emploi avec une vaste gamme d'ou-

tils à moteur.

Selon la présente invention, un dispositif de 7.

commande est prévu et un procédé est décrit pour la com-

mande d'un moteur pouvant fonctionner dans une fourchet-

te d'angles de conduction. Les caractéristiques de fonctionnement vitesse/couple du moteur sont divisées ou réparties en diverses zones de marche de manière à ef- fectuer une combinaison de configuration boucle ouverte/ boucle fermée. Une première zone de fonctionnement est

définie, qui correspond à des angles de conduction infé-

rieurs à un premier angle prédéterminé. Une seconde zone de fonctionnement est définie,qui correspond à des angles

de conduction compris entre le premier angle de conduc=-

tion et un second angle de conduction prédéterminé supé-

rieur au premier. Une troisième zone de fonctionnement est définie, qui correspond à des angles de conduction

supérieurs au second angle de conduction. Selon le procé-

dé de la présente invention, l'une des zones de fonction-

nement précédentes est choisie, et sur la base de la zone

choisie il y a exécution des étapes suivantes.

Si la première zone est choisie, le moteur fonc-

tionne dans une configuration à boucle ouverte.

Si la seconde zone est choisie, le moteur fonc-

tionne dans une configuration hybride, d'o il résulte que l'angle de conduction est modifié en relation avec la charge de manière à maintenir une vitesse constante prédéterminée, tant que l'angle de conduction requis ne dépasse pas l'angle de conduction choisi. En d'autres

termes, le moteur fonctionne à la façon d'une boucle fer-

mée limitée pour les angles de conduction choisis infé-

rieurs au second angle prédéterminé. Cependant, alors que la charge continue à augmenter la vitesse du moteur

n'est pas maintenue constante, mais au contraire peut dimi-

nuer en conformité avec la caractéristique vitesse-cou-

ple du moteur.

Si la troisième zone est choisie, le moteur fonctionne dans une configuration à boucle fermée. Dans 8.

la troisième zone, l'angle de conduction choisi est in-

terprété comme vitesse de fonctionnement désirée, et le moteur fonctionne à la vitesse désirée jusqu'à ce que sa

possibilité de puissance soit atteinte.

Le choix de l'une des zones de fonctionnement est fait par l'opérateur de l'outil (par utilisation d'un

système de déclenchement au fonctionnement manuel ou ana-

logue) en fournissant un signal analogique qui correspond à un angle de conduction choisi. Dans la première zone de fonctionnement, l'angle de conduction choisi est inférieur au premier angle de conduction, et le moteur fonctionne à l'angle de conduction choisi, qui reste constant, alors que sa vitesse peut varier en conformité avec la charge appliquée. Dans la seconde zone, l'angle de conduction choisi est inférieur au second angle de conduction et supérieur au premier angle de conduction, et le moteur fonctionne à une vitesse de rotation prédéterminée qui correspond essentiellement au fonctionnement à vide du moteur au premier angle de conduction.Dans cette seconde

zone, l'angle de conduction augmente ou diminue automati-

quement de manière à maintenir la vitesse prédéterminée,

dans la mesure o l'angle de conduction requis ne dépas-

se pas l'angle de conduction choisi. Si la charge augmen-

te au point o l'angle de conduction atteint l'angle de conduction choisi, l'angle de conduction est maintenu à la valeur choisie et la vitesse du moteur peut ensuite diminuer avec de nouvelles augmentations de la charge. Dans

la troisième zone, l'angle de conduction choisi est supé-

rieur au second angle de conduction et interprété comme instruction sur la vitesse désirée. Cette vitesse désirée est maintenue constante alors que l'angle de conduction peut varier selon nécessité pour maintenir la vitesse à

une valeur constante.

Le procédé et le dispositif de la présente invention permettent la détection d'une condition imminente 9. de retour en arrière en déterminant une première valeur représentative de la période rotatoire du moteur pendant

un premier intervalle de temps. Une première valeur limi-

te est déterminée sur la base d'un pourcentage de la pre-

mière valeur. Une seconde valeur, représentative de la période rotatoire du moteur pendant un second intervalle

de temps, est alors déterminée. Si la seconde valeur dé-

passe la première valeur d'au moins la première valeur

limite, une réponse prédéterminée est produite. Plus spé-

cifiquement,la première valeur limite est ajoutée à la première valeur afin de produire une première valeur de

test,et la première valeur de test est comparée à la secon-

de valeur.Si la seconde valeur dépasse la première valeur de test, la réponse prédéterminée est produite. La réponse

prédéterminée implique typiquement l'enlèvement ou inter-

ruption de l'application de puissance au moteur, et peut en outre comporter l'initialisation d'une routine de freinage afin de diminuer la vitesse de rotation du moteur. De

plus, la présente invention comprend un dispositif de sé-

curigé grâce auquel, dès que la puissance est interrompue

pendant le programme anti-retour en arrière, il reste in-

terrompu jusqu'à ce qu'une instruction provienne de l'opérateur. Cette instruction peut être, par exemple, une action de re-initialisation prise en faisant passer le

système d'enclenchement manuel à sa position hors-circuit.

La présente invention sera bien comprise lors

de la description suivante faite en liaison avec les des-

sins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est un schéma du circuit de commande à base de micro-ordinateur de la présente invention; La figure 2 est un graphique des courbes de la vitesse en fonction du couple pour un moteur commandé selon la présente invention, illustrant les diverses zones de fonctionnement de l'invention; La figure 3 est un diagramme illustrant les 10. étapes de mise en oeuvre du procédé à boucle ouverte/ boucle fermée en combinaison pour la commande d'un moteur selon la présente invention; La figure 4 est un organigramme illustrant un procédé préféré d'obtention d'un signal analogique in- dicateur d'un paramètre de fonctionnement désiré, utile pour la mise en oeuvre de la présente invention; et La figure 5 est un organigramme illustrant

le procédé de détection de retour en arrière et de répon-

se de la présente invention.

En liaison avec la figure 1, un schéma du

circuit électronique de commande de la présente inven-

tion est représenté. Le circuit de commande comprend un

micro-ordinateur 10, qui dans le mode de réalisation pré-

féré est une puce dite MC146805F2, un micro-ordinateur à

8 bits, contenant un oscillateur sur puce, une unité cen-

trale de traitement, une mémoire vive, une mémoire morte, un dispositif d'entrée/sortie et une minuterie. Bien que le présent mode de réalisation préféré décrive la mise

en oeuvre par micro-ordinateur, on comprendra que la pré-

sente invention peut l'être également en utilisant d'au-

tres formes de circuits numériques, par exemple, des

circuits intégrés logiques numériques discrets.

Le micro-ordinateur 10 reçoit sa puissance par l'intermédiaire d'un circuit d'alimentation 12, qui transforme le signal d'entrée 115 volts alternatifs en signal en courant continu de + 5 volts. Un résonateur 14

de 800 KHz est couplé aux bornes de l'oscillateur (bro-

ches 4et 5) de manière à fournir une horloge stable pour

le fonctionnement du micro-ordinateur 10.

Le micro-ordinateur 10 comporte un premier groupe de huit lignes d'entrée/sortie comportant un point d'accès A et un second groupe de huit lignes d'entrée/

sortie comportant un point d'accès B. De plus, le micro-

ordinateur 10 comprend un troisième groupe de quatre li-

gnes incorporant un point d'accès C. L'état de chaque 11. ligne comportant le point d'accès A et le point d'accès B est programmable par logiciel Le point d'accès C est un point d'entrée fixe. En figure 1, les lignes comportant

les points d'accès A,B et C sont identifiées par la desi-

gnation alpha numérique PA5, PBO, PC2, etc., o le nom- bre se rapporte au numéro de la ligne binaire (0-7) et

la lettre (AB ou C) est la désignation du point d'accès.

Le micro-ordinateur 10 comprend également une borne de remise à zéro, désignée R A ZERO, une borne de demande d'interruption masquable désignée IRQ, ainsi que les bornes usuelles d'alimentation VDD et VSS. Les bornes désignées MINUTERIE et NUM sont soumises à la tension Vss

qui est une masse flottante.

La présente invention comprend en outre un circuit de traitement de signal 20 qui assure les fonctions de redressement, de commande de la réinstauration de la

puissance, de la commande du courant de grille, et de trai-

tement du signal de vitesse. Le circuit de traitement de

signal 20, qui est décrit plus pleinement ci-après, four-

nit un signal de vitesse à la ligne de demande d'interrup-

tion IRQ du micro-ordinateur 10. Le circuit 20 fournit également un signal de remise à zéro à la borne R A ZERO du micro-ordinateur 10. A son tour, le circuit 20 reçoit

un signal d'amorçage de triac en provenance du micro-ordi-

nateur 10. En réponse à ce signal, le circuit 20 fournit un signal de déclenchement sur un fil 21 au dispositif à triac 22 qui commande la puissance appliquée au moteur 23. Un tachymètre, ou dispositif équivalent de détection

de la vitesse du moteur, est placé de manière à détermi-

ner la vitesse ou la période de rotation de l'induit du mo-

teur 23. Le tachymètre 24 produit un signal sinusoidal,

dont la fréquence indique la vitesse ou la période de rota-

tion du moteur 23. Ce signal est fourni au circuit de traitement de signal 20 qui traite le signal et l'applique à la borne IRQ pour un nouveau traitement par le 12.

micro-ordinateur 10, comme discuté ci-après.

Le circuit de traitement de signal 20 comprend un circuit de redressement 62 couplé entre un noeud 63 et la masse flottante 64.Le circuit 62 peut être mis en oeuvre avec une diode ayant une polarité qui permet de conduire le courant dans la direction allant de la masse 64 au noeud 63, mettant le noeud 63 sensiblement (ou au

moins à une chute de diode au-dessous) au potentiel flot-

tant de la masse. Le circuit de traitement de signal 20 comprend en outre un circuit de commande de porte 66, de préférence comprenant un commutateur de courant, pour fournir un signal de courant afin d'amorcer le triac 22 en réponse au signal d'amorçage de triac provenant du microordinateur 10. Le circuit de commande de porte 66 isole ainsi le microordinateur 10 du triac 22 tout en fournissant le courant nécessaire au déclenchement du triac. Le circuit de traitement du signal 20 comprend en outre un circuit 68 de traitement de signal de vitesse, tel qu'un circuit comparateur à déclenchement de Schmitt pour fournir des impulsions de temps à front de montée et front de descente rapides au micro-ordinateur 10 en réponse à la sortie du signal sinusoïdal de temps à fronts de montée et de descente relativement lents du tachymètre 24. Le circuit 20 comporte également un circuit 70 de commande de réinstauration de puissance qui est couplé à

la borne VDD de l'alimentation 12 afin de fournir un si-

gnal de réinstauration au micro-ordinateur 10 lors de la

mise sous tension initiale. -

Compris à l'intérieur de l'alimentation 12 se trouve une diode 72 qui est couplée à la borne PA5 du

micro-ordinateur 10 de manière à fournir un signal de dé-

tection de passage par zéro. Lorsque la ligne 74 de l'ali-

mentation 12 est positive par rapport au c5té opposé de la ligne d'alimentation en courant alternatif, le courant traverse des résistances 76 et 77 et une diode 78. Le noeud 63 se trouve ainsi à une chute de diode au-dessous

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13. du potentiel de la masse flottante, et la borne PA5 assume un niveau logique BAS. Lorsque la ligne 75 devient positive lors du demi-cycle suivant, les diodes 72 et 78 bloquent le passage du courant. Par conséquent, il n'y a aucune chute de tension dans la résistance 76 et la bor- ne PA5 se trouve au potentiel VDD afin d'assumer un état logique HAUT.On verra que la borne PA5 est ainsi basculée entre des états BAS et HAUT alternants en synchronisme avec chaque demi-cycle de la forme d'onde alternative et peut ainsi être utilisée pour déterminer le moment

o chaque passage par zéro se produit.

La présente invention prévoit un dispositif de commande de la vitesse d'un moteur qui peut être utilisé

avec différents types et tailles de moteurs dans une vas-

* te gamme d'applications d'outils motorisés. De manière à

pré-régler les caractéristiques de fonctionnement du cir-

cuit pour qu'elles correspondent à des paramètres de mar-

che prédéterminés ou à un outil motorisé prédéterminé, on a prévu un agencement à cavaliers fourni en option,

désigné dans ses grandes lignes par la référence 26. Cer-

taines des lignes du point d'accès A, du point d'accès B

et du point d'accès C peuventêtre connectées à une ten-

sion logique BASSE ou à une tension logique HAUTE pour transmettre une caractéristique ou des caractéristiques

de fonctionnement désirées, prédéterminées, au micro-ordi-

nateur 10. Par exemple, en figure 1, un cavalier 32 est représenté qui connecte PA4 de manière à placer un signal logique HAUT sur le quatrième bit du point d'accès A. On

remarquera que l'agencement particulier des options of-

fertes par les cavaliers, et la manière dans laquelle le micro-ordinateur 10 interprète les profils de bit entrés

par le cavalier sera fonction du logiciel, comme le compren-

dra l'homme de l'art. En général, les sélections en option

par cavalier peuvent être effectuées par tout moyen appro-

prié, dont l'utilisation de fils de cavalier ou de commuta-

teurs, ou en choisissant uneplaquette à circuits imprimés 14. avec les tracés appropriés d'ouverture et de fermeture

de circuit.

La présente invention prévoit en outre un moyen pour produire un signal analogique indicateur d'une caractéristique de fonctionnement désirée du moteur, qui

en pratique est choisie par l'opérateur pendant le fonc-

tionnement de l'outil.I1 est fréquent que ce paramètre représente la vitesse souhaitée du moteur, ou un angle

d'amorçage du triac, ou analogue, et est entré en utili-

sant un système de déclenchement actionnable manuelle-

ment. Bien qu'on puisse envisager différents dispositifs pour fournir des instructions au circuit de commande en

fonction des souhaits de l'opérateur, le mode de réali-

sation actuellement préféré fait appel à un rhéostat

34 comme transducteur de position agissant en déclencheur.

Le rhéostat 34 est en série avec un condensateur 36, le-

quel est à son tour relié à la masse. En réglant de

manière appropriée la ligne d'entrée/sortie PB1, le con-

densateur 36 est alternativement chargé et déchargé par l'intermédiaire du rhéostat 34. Le temps de charge est proportionnel à la résistance du rhéostat 34, laquelle

peut être modifiée en conformité avec le réglage du dis-

positif de déclenchement manuel. Ainsi, le temps de

charge et de décharge indique la position de ce disposi-

tif. Par une sélection appropriée du condensateur 36,

du rhéostat 34 et de la synchronisation du logiciel, com-

me on le discutera ultérieurement, un signal analogique représentatif d'un paramètre de fonctionnement souhaité peut être déterminé en conformité avec une position du dispositif de déclenchement. Ce signal analogique peut

alors être transformé en signal numérique pour utilisa-tion dans le micro-ordinateur 10.

Alors que ce qui précède représente une

manière d'entrer le paramètre de fonctionnement souhai-

té, ou sélection d'une vitesse désirée par exemple, on 15. peut employer d'autres mécanismes sans sortir du cadre de la présente invention. En général, une vaste variété de transducteurs numériques ou analogiques peuvent être employés avec le circuit d'interface approprié (tels que des convertisseurs analogiques/numériques, par exem-

ple) pour effectuer les communications avec le micro-

ordinateur 10.

Avec le circuit précédent à l'esprit, on peut maintenant se reporter aux organigrammes des figures 3 à 5, et au graphique de la figure 2, pour une plus grande

compréhension de la présente invention et de son fonc-

tionnement. En figure 2, on a représenté les courbes de la vitesse en fonction du couple pour le moteur à divers

angles de conduction. La diagonale 44 la plus haute re-

présente une conduction complète (180 degrés). La surface située audessous des courbes est divisée en trois zones de fonctionnement, c'est-àdire une première zone 46, une

seconde zone 48 et une troisième zone 50. Plus spécifique-

ment, la première zone 46 est délimitée au-dessus par la diagonale 52,qui correspond à un angle de conduction d'environ 70 degrés. La seconde zone 48 est délimitée par la diagonale 52 et la diagonale 54,laquelle représente un angle de conduction d'environ 88 degrés. La seconde zone 48 est en outre délimitée par la ligne horizontale 56 qui correspond à une vitesse constante de 10000 tours/

minute. Comme on le voit en figure2, la ligne horizonta-

le 56 coupe l'axe des vitesses au point A et la diagona-

le 54 au point B.La troisième zone 50 est délimitée au-

dessus par la diagonale supérieure 44 et au-dessous par la ligne horizontale 58.laquelle correspond à une vitesse

du moteur supérieure à 10000 tours/minute.

La surface 60 qui se trouve à l'extérieur des trois zones précédentes représente les conditions de fonctionnement à couple élevé et faible vitesse, dont on 16. a trouvé qu'elles donnent naissance au potentiel apte à provoquer des conditions fâcheuses de surchauffe. Plus

spécifiquement, les facteurs qui contrôlent la températu-

re du moteur sont le courant consommé par le moteur et le moyen prévu pour dissiper l'énergie produite par le mo-

teur. Dans la plupart des outils motorisés, un ventila-

teur de refroidissement est prévu quiest entraîné direc-

tement par l'induit du moteur. Par conséquent aux faibles vitesses et charges élevées, l'effet de refroidissement apporté par le ventilateur peut s'avérer insuffisant pour

éviter la surchauffe. La surface 60 de la figure 2 repré-

sente la zone de surchauffe potentiellement dangereuse dans laquelle l'effet de refroidissement apporté par le

ventilateur est insuffisant pour vaincre les effets ther-

mique dus au courant élevé qui est consommé aux couples élevés. Contraitement aux systèmes de protection contre

les surchauffes de l'art antérieur, qui ont été prévus sim-

plement pour détecter des conditions de surchauffe de façon que le moteur puisse être coupé avant que des dégats se produisent,la présente invention cherche en plus à éviter

une augmentation importante de la température, en empê-

chant sensiblement le moteur de fonctionner dans la zone qui donne naissance aux problèmes de surchauffe les plus

importants. Comme on l'expliquera plus pleinement ci-

après, la présente invention permet de faire fonctionner l'outil dans l'une quelconque des trois zones 46, 48 et

, tout en évitant soigneusement les conditions corres-

pondant à la zone de danger 60.

La présente invention utilise les trois zones

de fonctionnement décrites ci-dessus pour fournir une con-

figuration en combinaison d'une boucle ouverte et d'une

boucle fermée. Dans la première zone 46,le moteur fonc-

tionne dans une configuration à boucle ouverte,o la vitesse et le couple du moteur sont liés inversement comme 17. représenté par les courbes vitesse-couple en diagonale

se trouvant à l'intérieur de la première zone 46. Chacu-

ne des diagonales de la première zone 46 représente un

angle de conduction individuel choisi par l'opérateur.

Ainsi, par exemple, si l'opérateur choisit un angle de conduction inférieur à environ soixante-dix degrés2 via la position du commutateur de déclenchement, la vitesse du moteur sera seulement déterminée en fonction avec la

charge qui lui est appliquée.

o10 Dans la seconde zone 48, le moteur fonctionne

dans une configuration avec combinaison d'une boucle ou-

verte et d'une boucle fermée. En particulier, pour des angles de conductionchoisis par l'opérateur se trouvant entre environ soixante-dix degrés (point A) et environ

quatre-vingt-huit degrés (point B), le circuit de com-

mande est conçu pour fournir une vitesse nominale de fonc-

tionnement de 10000 tours/minute quel que soit l'angle de

conduction spécifique choisi entre soixante-dix et quatre-

vingt-huit degrés. En outre, alors que le moteur est sou-

mis à une charge ne dépassant pas le couple to à vide,

le circuit de commande fonctionne initialement dans un mo-

de avec boucle fermée et essaiera de maintenir la vites-

se du moteur à 10000 tours/minute en augmentant l'angle de conduction à une valeur différente de celle choisie par l'opérateur. Cependant, si l'angle de conduction choisi par l'opérateur n'est pas suffisant. pour maintenir la vitesse du moteur à 10000 tours/minute, compte tenu de la charge du moteur,la vitesse du moteur pourra ensuite diminuer à la façon d'une boucle ouverte. Ainsi, par

exemple, si on a choisi un angle de conduction de quatre-

vingt-huit degrés et que le moteur se trouve soumis à une charge croissante,la vitesse du moteur sera maintenue initialement constante à 10000 tours/minute, alors que

l'angle de conduction progresse depuis une valeur corres-

pondant à l'angle de conduction à vide de soixante-dix 18.

degrés en suivant la ligne horizontale 56, jusqu'à attein-

te du point B (correspondant à un couple tl). La charge augmentant audelà de ce point, la vitesse du moteur

commence à décliner, suivant la diagonale 54, qui corres-

pondant à la courbe vitesse-couple à boucle ouverte pour

un angle de conduction de quatre-vingt-huit degrés.

Dans la troisième zone 50, l'angle de conduc-

tion choisi par l'opérateur est interprété comme demande

de vitesse désirée. Ainsi, des angles de conduction tom-

bant à l'intérieur de la troisième zone de fonctionnement

correspondent chacun, dans une relation un à un, à la vi-

tesse de fonctionnement désirée. Le circuit de commande de vitesse tentera de maintenir constante cette vitesse en augmentant ou en diminuant l'angle de conduction en

conformité avec la charge jusqu'à ce qu'une pleine con-

duction soit atteinte. Une pleine conduction (180 degrés), indiquée par la diagonale la plus haute 44, représente la puissance maximum qui peut être fournie par le moteur. Si le moteur fonctionne dans la troisième zone 50 à pleine conduction, toute nouvelle augmentation de la charge du moteur provoquera alors la chute de sa vitesse en suivant

la ligne 44.

Le mode de réalisation actuellement préféré

pour mettre en oeuvre cette configuration de la combinai-

son d'une boucle ouverte et d'une boucle fermée utilise

le micro-ordinateur 10 qui est programmé de manière à exé-

cuter les algorithmes décrits ci-dessous. Cependant, on comprendra que les algorithmes particuliers décrits, bien

qu'actuellement préférés, n'épuisent pas tous les algorith-

mes possibles pour mettre en oeuvre le procédé de commande de vitesse dans la troisième zone ou configuration de la combinaison d'une boucle ouverte et d'une boucle fermée

selon la présente invention. Par conséquent, on peut ap-

porter des modifications aux algorithmes suivants sans

sortir du cadre de la présente invention.

19.

En liaison avec la figure 3, l'algorithme ac-

tuellement préféré pour la mise en oeuvre du mode de vitesse avec boucle ouverte/boucle fermée en combinaison est décrit dans l'organigramme. A la suite de la mise sous tension du système, des points d'entrée/sortie sont inter-

rogés afin de précharger les paramètres désirés de fonc-

tionnement pour l'outil particulier dans lequel l'inven-

tion est employe. Ensuite, les limites concernant la fai-

ble vitesse initiale, le petit angle de conduction et le

test de retour en arrière important sont chargées de maniè-

re à standardiser les conditions initiales de démarra-

ge à des valeurs sûres. Apres chargement des valeurs ini-

tiales,la forme d'onde en courant alternatif est interro-

gée pour déterminer le demi-cycle présent, et le cas échéant, le paramètre désiré, choisi par l'opérateurest

entré en appelant le sous-programme analogique d'en-

trée, comme on le discutera ci-après en liaison avec la

figure 4. En général, le sous-programme analogique d'en-

trée interroge le dispositif de déclenchement manuel ou

autre rhéostat et fournit une valeur numérique représen-

tant l'angle de conduction choisi par l'opérateur. Le programme attend alors le passage par zéro de la ligne

représentant la puissance afin de synchroniser le minuta-

ge du logiciel avec la forme d'onde en courant alterna-

tif et, dans la mesure o on a réellement appuyé sur le

commutateur de déclenchement, la vitesse réelle du mo-

teur est déterminée ou mesurée par le tachymètre 24

Cette vitesse réelle du moteur (ou sa période de rota-

tion) est mise dans une mémoire pour qu'elle contienne

les dernières données réelles sur la vitesse.

Ensuite, l'algorithme de détection de retour en arrière discuté plus pleinement en liaison avec la figure , teste s'il y a une amorce de retour en arrière. Si tel est le cas,alors des mesures évasives sont prises; sinon, le programme détermine alors si le demi-cycle du secteur est pair ou impair. S'il est pair, il y a

256697?

20. branchement sur une partie du programme qui détermine la vitesse désirée en fonction de l'angle de conduction choisi par l'opérateur. Si le demi-cycle est impair, le programme se branche sur l'algorithme de détermination de vitesse,et exécute une procedure de décomptage pour amorcer le triac- 22 au moment approprié sur la base de l'angle de conduction désiré. Plus spécifiquement,la séquence de décomptage comprend une procédure permettant

de tester si le triac sera amorcé prématurément ou tar-

divement dans le cycle. En général, cela est fait de manière à compenser ou équilibrer le temps requis pour procéder à des calculs de commande de vitesse et pour exécuter le sous-programme analogique d'entrée. Si le triac doit être amorcé prématurément dans le demi-cycle,

une valeur de compensation est ajoutée au temps d'amorça-

ge de manière à compenser le laps de temps requis pour exécuter un calcul de commande de la vitesse. Alors la séquence de décomptage est lancée et le triac amorcé, opération suivie d'un appel au sous-programme analogique d'entrée.Si le triac doit être amorcé tardivement dans le demi-cycle,le sous-programme analogique d'entrée est

exécuté prématurément, et à la suite de ce sous-program-

me, la valeur du temps d'amorçage est compensée de maniè-

re à réfléchir le laps de temps mis pour exécuter le sous-programme analogique d'entrée, moins le temps requis

pour le calcul de commande de la vitesse. Enfin, la sé-

quence de décomptage est exécutée et le triac amorcé.

Pour poursuivre avec l'organigramme de la fi-

gure 3, supposons que le fonctionnement se trouve dans un demi-cycle pair, de sorte que la commande a branché

l'algorithme de calcul de commande de la vitesse commen-

çant au point D.L'algorithme fait ensuite un test pour

déterminer si l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur est inférieur à 88 degrés. S'il est inférieur à 88 degrés, la vitesse désirée est réglée automatiquement 2c66977 21. à 10000 tours/minute. Dans l'alternative, si l'angle de

conduction choisi par l'opérateur est supérieur à 88 de-

grés, l'angle de conduction choisi est de nouveau conver-

ti en vitesse désirée,choisie par l'opérateur. Ce calcul est basé sur une approximation linéaire en utilisant

une équation du type y = ax + b, o "y" représente la vi-

tesse, "x" l'angle de conduction choisi par l'opérateur, et "a" et "b" des constantes qui sont présélectionnées de façon que lorsque "x" est égal à 88 degrés, "y" est égal à 10000 et lorsque "x" est égal à 180 degrés, "y" est égal à la vitesse maximum de fonctionnement sûr de l'outil. Dès que la vitesse désirée a été déterminéele circuit procède alors au test permettant de déterminer

si la vitesse désirée dépasse une limite maximum de vi-

tesse prédéterminée, qui a été établie pour l'outil. En supposant que la vitesse désirée est inférieure à la limite maximum de vitesse, un calcul est alors exécuté pour déterminer l'angle de conduction approprié permettant d'obtenir et de maintenir la vitesse désirée. Si l'angle de conduction choisi par l'opérateur est inférieur à 88 degrés, le circuit détermine si l'angle de conduction choisi par l'opérateur est supérieur à l'angle de pleine conduction de réaction requis pour maintenir la vitesse désirée. Si l'angle de conduction choisi par l'opérateur est supérieur à l'angle de pleine conduction de réaction,

le circuit règle l'angle de conduction désiré à une va-

leur égale à l'angle de pleine conduction de réaction, et un degré de commande à boucle fermée est effectué. Si, cependant,l'angle de conduction choisi par l'opérateur n'est pas supérieur à l'angle de pleine conduction de réaction, l'angle de conduction désiré est réglé à une

valeur égale à l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur et le circuit fonctionne dans une configuration

à boucle ouverte.

22. Ainsi, par exemple, si l'angle de conduction choisi par l'opérateur est égal à 85 degrés, et qu'il faille seulement un angle de conduction de 75 degrés

pour maintenir une vitesse du moteur de 10000 tours/minu-

te, étant donné la charge présente du moteur, le circuit

de commande fournira un angle de conduction de soixante-

quinze degrés. En outre, le circuit de commande essaiera dans cette situation de maintenir la vitesse du moteur

à 10000 tours/minute en augmentant l'angle de conduc-

tion selon nécessité jusqu'à un maximum de quatre-vingt-

cinq degrés- angle de conduction choisi par l'opéra-

teur - avant de permettre à la vitesse du moteur de dimi-

nuer avec l'augmentation de la charge. Si d'autre part, l'angle de conduction choisi par l'opérateur est supérieur

à 88 degrés, le circuit assume automatiquement une confi-

guration complète à boucle fermée et l'angle de conduction désirée est réglé à une valeur égale à l'angle de pleine

conduction de réaction.

Dès que l'angle de conduction désiré a été ré-

glé la séquence de décomptage commence et le triac est amorcé sur la base de l'angle de conduction désiré. A la

suite de l'amorçage du triac, une nouvelle valeur limi-

te du retour en arrière est déterminée, pour utilisation dans l'algorithme de détection de retour en arrière qui

sera discuté ci-dessous.

En liaison maintenant avec la figure 4, le sous-programme analogique d'entrée, dont il a été question

ci-dessus, sera maintenant décrit avec davantage de dé-

tails. Le sous-programme d'entrée analogique commence par la charge du compteur de boucle, qui est utilisé pour établir un intervalle de temps prédéterminé afin d'interroger la position analogique du commutateur de déclenchement, et par l'effacement du compteur de seuil utilisé pour stocker une valeur représentative de la position du commutateur de déclenchement. Le circuit 23.

procède à un test pour déterminer si la tension du sec-

teur se trouve dans un demi-cycle impair ou dans un demi-

cycle pair. Si le demi-cycle est impair, le condensa-

teur 36 est chargé par l'intermédiaire du rhéostat 34, alors que la boucle de synchronisation prédéterminée

est exécutée,chaque fois procédant à un test pour dé-

terminer si le condensateur se trouve au-dessus d'une valeur de seuil du point d'entrée/sortie. Pour chaque passage de boucle au cours duquel le condensateur 36 est chargé au-dessus du seuil d'entrée, le compteur de seuil

est incrémenté.Ainsi, la valeur maintenue dans le comp-

teur de seuil à la fin de la boucle du demi-cycle impair est représentative du taux auquel le condensateur

36 a été chargé par l'intermédiaire du rhéostat 34. Com-

me le taux de charge est déterminé par la position analo-

gique du rhéostat 34, telle qu'elle a été réglée par

l'opérateur par l'intermédiaire du commutateur de déclen-

chement, la valeur du compteur de seuil ou comptage de charge est représentative de l'angle de conduction désiré

ou choisi par l'opérateur.

D'une manière similaire, lors de chaque demi-

cycle pairle condensateur 36 est déchargé par l'intermé-

diaire du rhéostat 34 alors qu'une boucle similaire de synchronisation détermine le temps nécessaire pour que le condensateur soit déchargé audessous de la tension de seuil d'entrée. Ce comptage de décharge est alors soumis à une moyenne avec le comptage de charge précédent, et

l'angle de conduction choisi par l'opérateur est calcu-

lé en conformité avec la valeur moyenne, en utilisant une approximation linéaire de la forme y = ax + b, o

"y" représente l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur, "x" la valeur du comptage moyen déterminé précé-

demment et "a" et "b" sont des constantes d'échelle.

L'angle de conduction choisi par l'opérateur ainsi déterminé est alors comparé à l'angle de conduction 24. choisi précédemment pour déterminer si la valeur absolue

de la différence entre les deux valeurs dépasse une limi-

te "d'hystérésis" prêsélectionnée. Sinon, le sous-pro-

gramme analogique d'entrée revient au programme principal.

Si la valeur absolue est supérieure à la limite d'hystéré- sis, le nouvel angle de conduction choisi par l'opérateur ainsi déterminé, remplace l'angle de conduction choisi précédemment par l'opérateur et la commande revient au

programme principal. Le but de cette procédure est d'évi-

ter que l'outil ne soit "instable" en réponse à des varia-

tions relativement petites de l'angle de conduction choisi par l'opérateur, en particulier lors d'un fonctionnement

à pleine réaction de l'outil.

La figure 5 fait ressortir le programme anti-

retour en arrière qui commence au point d'entrée du pro-

gramme principal décrit ci-dessus en liaison avec la figu-

re 3. Apres pré-chargement, des registres et attente du pas-

sage par zéro de la tension d'alimentation, comme on l'a

décrit précédemment, le circuit procède à un test pour dé-

terminer si le commutateur de déclenchement est fermé.

Si tel n'est pas le cas,le circuit poursuit son cyclage des

étapes de pré-réglage initial jusqu'à ce qu'il y ait fer-

meture du commutateur par l'opérateur. Dès que cela s'est produit, la vitesse réelle du moteur est déterminée par le

dispositif de détection de vitesse;tel que le tachymètre 24.

Dans le mode de réalisation actuellement préféré, la vites-

se est réellement mesurée par l'intervalle de temps ou

période entre impulsions provenant du détecteur de vites-

se. Le mode de réalisation actuellement préféré utilise un tachymètre pour des questions de coût. Cependant, aux faibles vitesses de rotation, le tachymètre produit une tension de sortie qui est insuffisante pour permettre une mesure de vitesse. Pour éviter les résultats erronés, le programme détermine si la vitesse mesurée est inférieure aux limites de fiabilité du tachymètre. Plus précisément, le programme détermine si la période entre impulsions du

*2'66977

25.

tachymètre est proche ou supérieur à la limite du détec-

teur. Si la période- mesurée est proche ou supérieure à la limite, le programme se branche autour du point de

détection anti-retour en arrière et poursuit comme repré-

senté. Si la vitesse de rotation est suffisante pour une lecture fiable du tachymètre,le programme fait un test afin de déterminer si la période déterminée la plus

récemment est supérieure à la limite anti-retour en ar-

rière déterminée lors d'un passage précédent du programme.

o10 Si la dernière période de vitesse est supérieure à la

limite anti-retour en arrière, un état de retour en ar-

rière est détecté et le programme se branche sur un cir-

cuit d'interruption, qui exécute une boucle sans fin, empêchant le triac ou le redresseur au silicium commandé

ou autres dispositifs de déclenchement d'être mis en mar-

che. La sortie de la boucle sans fin est effectuée en li-

bérant ou mettant hors-circuit le commutateur de déclenche-

ment, à la suite de quoi la commande du programme se bran-

che sur le point A proche du commencement du programme

principal.

A la suite du test anti-retour en arrière, le programme passe à l'amorçage du triac ou du thyristor au moment approprié, tenant compte du temps nécessaire pour

déterminer l'angle de conduction.Une description détail-

lée des étapes impliquées a été donnée précédemment en liaison avec la figure 3. Apres amorçage et sélection de la zone de fonctionnement désirée en conformité avec l'angle de conduction choisi par l'opérateur (comme on l'a discuté en liaison avec la figure 3), le programme détermine si oui ou non une commande avec phase à faible puissance à boucle ouverte a été choisie. S'il existe

une commande avec phase à faible puissance et boucle ou-

verte, le fonctionnement est obligé de se produire dans la première zone 46 de la figure 2. Si le fonctionnement

se trouve dans la première zone, une valeur limite anti-

retour en arrière très élevée est chargée dans l'adresse 26. de la mémoire pour stocker cette valeur limite. Cela sert à invalider effectivement la caractéristique de retour en arrière pendant le fonctionnement de l'outil dans un mode

à faible vitesse o une faible puissance est fournie au mo-

teur et par conséquent le retour en arrière ne constitue pas un problème. Si le fonctionnement n'est pas dans la première zone, le point d'entrée/sortie est interrogé afin de déterminer la valeur de la sensibilité anti-retour en arrière. Cette valeur peut être réglée en usine par le choix du branchement approprié dans l'agencement à cavalier 26. Si une sensibilité "sans limite" est choisie, la valeur de la limite anti-retour en arrière est réglée à une valeur

très élevée. Si une sensibilité autre qu'une sensibili-

té "sans limite" est choisie par l'intermédiaire de l'agencement à cavalier, la sélectiond'entrée lue à partir du point d'entrée est transformée en valeur numérique de

sensibilité. La période de rotation du moteur est déter-

minée par le tachymètre 24 et stockée dans le registre de vitesse, est mise à l'échelle en la divisant par une

valeur prédéterminée. En pratique, la période de vites-

se exprimée par un nombre binaire est décalée de 5 chif-

fres vers la droite, ce qui correspond à une division par 32. La période de vitesse mise à l'échelle est alors multipliée par la valeur de la sensibilité et le produit

est ajouté à la valeur de la période de vitesse. Ce pro-

duit est alors mis en réserve comme nouvelle limite anti-

retour en arrière pour test par comparaison avec la pério-

de de vitesse suivante devant être déterminée à la suite

du passage par zéro suivant de la tension d'alimentation.

Le programme anti-retour en arrière utilise ainsi la vitesse réelle de fonctionnement du moteur pour

déterminer le cas o un état de retour en arrière existe.

Des limites sont calculées, en utilisant une technique de variation en pourcentage, par rapport auxquelles la

vitesse réelle de fonctionnement est comparée pour la dé-

tection d'un retour en arrière. Par exemple, si lors d'un 27. demi-cycle donné, le moteur fonctionne à une vitesse correspondant à 100 comptages de 40 microsecondes, et que le facteur anti-retour en arrière est réglé à 10 %, l'amorce d'un retour en arrière sera détectée si, lors du demi- cycle suivant, la période réelle de la vitesse dépas- se un comptage de 110. Si cette période est inférieure à comptages, une nouvelle limite basée sur la valeur mesurée d'une période réelle de vitesse est calculée et entrée, et le fonctionnement se poursuit. Contrairement,

au système de détection de retour en arrière de l'art anté-

rieur, qui essaie de contrôler le retour en arrière en termes de taux de variation du courant du moteur (dI/dt) ou taux de variation de la vitesse du moteur (ds/dt), le procédé de la présente invention détecte un cas de retour en arrière sous forme d'une variation en pourcentage de la

vitesse dumoteur. Ainsi, la présente invention ne nécessi-

te aucun des circuits de shuntage de courant et des cir-

cuits avec convertisseur analogique/numérique qui sont

nécessaires lors de l'emploi de la technique dI/dto En ou-

tre,la technique de la variation en pourcentage est plus précise aux vitesses élevées, contrairement aux méthodes ds/dt de l'art antérieur qui de par leur nature sont moins

aptes à détecter de petites variations de vitesse aux vites-

ses de fonctionnement élevées.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

28.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 - Procédé de commande d'un moteur pouvant

fonctionner dans une plage d'angles de conduction,carac-

térisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - la définition d'une première zone de fonc- tionnement correspondant à des angles de conduction inférieurs à un premier angle predéterminé;

- la définition d'une seconde zone de fonction-

nemment correspondant à des angles de conduction compris entre le premier angle et un second angle prédéterminé supérieur au premier angle;

- la définition d'une troisième zone de fonc-

tionnement correspondant à des angles de conduction supérieurs au second angle;

- la sélection de l'une des zones de fonctionne-

ment, et sur la base de la zone choisie: a) pour la première zone, le fonctionnement du moteur dans une configuration à boucle ouverte;

b) pour la seconde zone, le changement de l'an-

gle de conduction en relation avec la charge, mais sans

dépasser le second angle, de manière à maintenir une vites-

se prédéterminée pour des angles de conduction inférieurs au second angle; c) pour la troisième zone, le fonctionnement du

moteur dans une configuration à boucle fermée.

2 - Procédé de commande d'un moteur pouvant

fonctionner dans une plage d'angles de conduction, caracté-

risé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

- la détermination d'un angle de pleine conduc-

tion de réaction correspondant à une vitesse prédéterminée du moteur; - la détermination d'un angle de conduction choisi par un opérateur; - la comparaison de l'angle de pleine conduction

de réaction et de l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur et l'exécution de l'une des étapes choisies suivantes: 29. a) et b) en fonction du fait que l'angle de conduction choisi par l'opérateur est supérieur ou non à l'angle de pleine conduction de réaction;

a) si l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur est supérieur à l'angle de pleine conduction de réaction, le fonctionnement du moteur à l'angle de pleine conduction de réaction; b) si l'angle de conduction choisi par l'opérateur n'est pas supérieur à l'angle de pleine conduction de

réaction, le fonctionnement du moteur a l'angle de con-

duction choisi par l'opérateur.

3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle de pleine conduction de réaction est obtenu

en déterminant une vitesse désirée et en déterminant l'an-

gle de pleine conduction de réaction en conformité avec la

vitesse désirée.

4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé

en ce que l'angle désiré est déterminé en comparant l'an-

gle de conduction choisi par l'opérateur à une valeur pré-

déterminée et en exécutant l'une des étapes sélectionnées suivantes; c) et d) en fonction du fait que l'angle de conduction choisi par l'opérateur est inférieur ou non à la valeur prédéterminée: c) si l'angle de conduction choisi par l'opérateur est inférieur à la valeur prédéterminée, la détermination

de la vitesse désirée a une vitesse constante prédétermi-

née; d) si l'angle de conduction choisi par l'opérateur

n'est pas inférieur à la valeur prédéterminée, la détermi-

nation de la vitesse désirée pour qu'elle varie en confor-

mité avec l'angle de conduction choisi par l'opérateur.

- Procédé de commande d'un moteur pouvant fonc-

tionner dans une plage d'angles de conduction, caractéri-

sé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - la détermination d'un angle de conduction choisi par un opérateur et d'un praemier angle de conduction en 30.

conformité avec l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur;

- la comparaison de l'angle de conduction choi-

si par l'opérateur avec une valeur prédéterminée et l'exécution de l'une des étapes prédéterminées suivantes

a) et b) en conformité avec le fait que l'angle de con-

duction choisi par l'opérateur est inférieur ou non à la valeur prédéterminée;

a) si l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur est inférieur à la valeur prédéterminée et supérieur

au premier angle de conduction, le fonctionnement du mo-

teur au premier angle de conduction; et si l'angle de

conduction choisi par l'opérateur est inférieur à la va-

leur prédéterminée et non supérieur au premier angle de conduction, le fonctionnement du moteur à l'angle de conduction choisi par l'opérateur;

b) si l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur n'est pas inférieur à la valeur prédéterminée, le

fonctionnement du moteur au premier angle de conduction.

6 - Procédé selon la revendication 5, caracté-

risé en ce que le premier angle de conduction est détermi-

né en comparant l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur à la valeur prédéterminée et en exécutant l'une des étapes sélectionnées suivantes c) et d) en fonction du fait que l'angle de conduction choisi par l'opérateur est inférieur ou non à la valeur prédéterminée;

c) si l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur est inférieur à la valeur prédéterminée, la détermi-

nation de la vitesse désirée à une vitesse constante prédéterminée;

d) si l'angle de conduction choisi par l'opéra-

teur n'est pas inférieur à la valeur prédéterminée, la dé-

termination de la vitesse désirée pour qu'elle soit varia-

ble en conformité avec l'angle de conduction choisi par

l'opérateur.

31.o 7 - Procédé de détection d'une amorce de retour en arrière d'un outil entraîné par moteur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

a) la détermination d'une première valeur repré-

sentative de la période de rotation du moteur pendant un premier intervalle de temps;

b) la détermination d'une première valeur limi-

te basée sur un pourcentage prédéterminé de la première valeur;

c) la détermination d'une seconde valeur représen-

tative de la période de rotation du moteur pendant un se-

cond intervalle de temps; et d) la production d'une réponse prédéterminée si la seconde valeur dépasse la première valeur d'au moins

la première valeur limite.

8 - Procédé selon la revendication 7, caraaté-

risé en ce qu'il comprend en outre: - l'addition de la première valeur limite et de la prenière valeur pour produire une première valeur de test; - la comparaison de la première valeur de test et de la seconde valeur; et - la production de la réponse prédéterminée si

la seconde valeur dépasse la première valeur de test.

9 - Procédé selon la revendication 7, caractéri-

sé en ce qu'il comprend en outre la fourniture d'un cou-

rant alternatif au moteur dans une succession de demi-

cycles de polarité alternante; et en ce que la première valeur est déterminée lors d'un premier demi-cycle et

la seconde valeur au cours d'un demi-cycle ultérieur.

- Procédé selon la revendication 7, caracté-

risé en ce que l'étape de production d'une réponse prédé-

terminée comprend l'interruption de la fourniture de

puissance au moteur.