FR2644015A1 - Commande de moteur a courant continu sans balai et dispositif comportant une telle commande - Google Patents

Commande de moteur a courant continu sans balai et dispositif comportant une telle commande Download PDF

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration

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Abstract

L'invention se rapporte principalement à une commande de moteur à courant continu sans balai et à un dispositif comportant une telle commande. L'invention concerne un dispositif de commande de moteur 1 à courant continu sans balai comportant un module 4 de correction des signaux de commande de vitesse en fonction de la tension d'alimentation. Ainsi, on réalise un moteur 1 à courant continu sans balai dont la vitesse de rotation est indépendante de la tension d'alimentation. Le dispositif selon la présente invention s'applique chaque fois que la tension d'alimentation d'un moteur à courant continu sans balai risque de varier. Elle s'applique donc plus particulièrement au dispositif comportant des moteurs à courant continu sans balai alimentés à partir de piles, de batteries, de dynamos ou d'alternateurs associés à des redresseurs. L'invention s'applique particulièrement bien à des dispositifs d'acquisition d'images infrarouges comportant un capteur refroidi par un dispositif cryogénique comportant un compresseur dont le mouvement est animé par un moteur à courant continu sans balai.

Description

COMMANDE DE MOTEUR A COURANT CONTINU
SANS BALAI ET DISPOSITIF COMPORTANT UNE
TELLE COMMANDE
L'invention se rapporte principalement à une commande de moteur à courant continu sans balai et à un dispositif comportant une telle commande.
I1 est connu d'utiliser des moteurs à courant continu sans balai dits des moteurs autosynchrones associés à des dispositifs de commande. Les dispositifs de commande permettent le fonctionnement de ce type de moteurs ainsi que la régulation de leur vitesse de fonctionnement. Toutefois, la vitesse de rotation du moteur est aussi fonction de la tension d'alimentation. Ainsi, pour toutes les applications où on ne dispose pas de tension d'alimentation stable, la vitesse de rotation du moteur à courant continu sans balai risque de varier. C'est notamment le cas de dispositifs alimentés A partir de batteries, de piles, d'alternateurs svec redresseurs oil de dynamos.
D'autre part il est connu d'utiliser des moteurs à courant continu sans balai dans des compresseurs fournissant un fluide sous pression au dispositif de refroidissement cryogénique. Dans un tel cas, le dispositif comporte typiquement une boucle d'asservissement en température commandant le fonctionnement du moteur. Toutefois, cette boucle a un temps de réponse lent par rapport aux variations de la tension d'alimentation.
Le dispositif selon la présente invention comporte une commande, en boucle ouverte, d'un moteur å courant continu sans balai. Cette commande permet de compenser les variations de la tension d'alimentation. Le dispositif selon la présente invention comporte un étage de corrections alimenté par la même tension d'alimentation que les étages de puissance alimentant le moteur. Ainsi, il est élabore des signaux de corrections, avantageusement au niveau logique. A partir de ces signaux la commande génère des signaux de commande que les étages de puissance fournissent au moteur. L'utilisation de la correction dans les étages de basse puissance permet de réaliser un dispositif fiable, léger, de faible encombrement et de faible prix de revient. L'utilisation d'un tel dispositif dans des appareils de cryogénie aéroportée est particulièrement avantageuse.
L'invention concerne un dispositif de commande de moteur à courant continu sans balai comportant un module de commande et des étages de puissance connectés au moteur lui délivrant les signaux électriques nécessaires à la rotation du rotor, caractérisé par le fait qu'il comporte un module de correction comportant des moyens de connexion à la tension d'alimentation du moteur et au module de commande, le module de correction, fournissant au module de commande des signaux permettant la rotation du rotor à la vitesse désirée indépendamment des variations de la tension d'alimentation.
L'invention concerne aussi un dispositif caractérisé par le fait que le module de correction comporte les amplificateurs opérationnels.
L'invention concerne aussi un dispositif caractérisé par le fait que le module de commande comporte une entrée susceptible de recevoir un signal de commande de vitesse de rotation utilisant la modulation de la largeur d'impulsion.
L'invention concerne aussi un dispositif caractérisé par le fait que le module de correction comporte des moyens pour faire varier la largeur d'impulsion.
L'invention concerne aussi un dispositif caractérisé par le fait que le module comporte un dispositif de conversion de largeur d'impulsion-tension connecté à une première entrée d'un amplificateur opérationnel, un dispositif générant un signal d'erreur en fonction de la tension d'alimentation connecté à une seconde entrée de l'amplificateur opérationnel et un convertisseur tension -largeur d'impulsion.
L'invention concerne aussi un dispositif cryogénique comportant un moteur à courant continu sans balai animant un compresseur caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de commande de moteur sans balai.
L'invention concerne aussi un dispositif caractérisé par le fait qu'il comporte une boucle d'asservissement en température.
L'invention a également pour objet un dispositif de visualisation infrarouge, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur infrarouge refroidi par un dispositif cryogénique.
L'invention a aussi pour objet un dispositif de visualisation caractérisé par le fait que ledit dispositif est un dispositif de vision nocturne pour aéronef.
L'invention a aussi pour objet un dispositif de visualisation caractérisé par le fait que c'est un dispositif de vision nocturne pour char d'assaut.
L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs parmi lesquels
- la figure 1 est un schéma d'un dispositif de type connu
- la figure 2 est un schéma général du principe de fonctionnement du dispositif de commande selon la présente invention
- la figure 3 est un schéma d'un exemple de réalisation du dispositif selon la présente invention
- la figure 4 est un schéma électrique illustrant un exemple de réalisation particulièrement avantageux du dispositif selon la présente invention
- la figure 5 est un schéma d'un exemple de réalisation d'un dispositif de visualisation selon la présente invention.
Sur les figures 1 à 5 on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments.
Sur la figure 1, on peut voir un moteur avec sa commande de type connu. Ce dispositif comporte un module 3 de commande logique assurant Ia commande d'un étage de puissance 2 fournissant Ie courant nécessaire au bon fonctionnement d'un moteur 1. Le dispositif de commande logique 3 reçoit d'un ensemble de capteurs 14 les informations A, B et C sur la position actuelle des aimants du rotor et génère la commande des bobinages 11,12 et 13 (appelés aussi phases) du stator du moteur 1. Il reçoit d'autre part une information 31 concernant la vitesse de rotation désirée et une information 32 concernant le sens de rotation.A partir de ces informations le dispositif de commande 3 élabore les signaux d'alimentation électrique S1,S2 et S3 destinés A alimenter respectivement les bobinages 11,12 et 13 du moteur 1. Ces signaux électriques sont fournis par l'étage de puissance 2 alimentés par exemple en une tension positive et reliés à la masse. Les étages de puissance comportent des dispositifs permettant de relier le bobinage du rotor du moteur 1 A la tension d'alimentation, A la masse ou de les isoler. Ces dispositifs sont par exemple des transistors bipolaires ou, avantageusement, des transistors MOS de puissance.
Le module de commande 3 fournit au bobinage du stator du moteur 1 le courant électrique nécessaire pour le faire avancer dans le sens de rotation désiré.
La vitesse de rotation du moteur dépend du signal de commande 31. Toutefois, pour chaque valeur de commande, la vitesse de rotation est une fonction de Ia tension d'alimentation. Ainsi, un changement d'une tension d'alimentation, par exemple par suite de la mise en marche d'un appareil ayant une grosse consommation électrique et connecté sur un même circuit provoque une variation de la vitesse de rotation. Cette variation de vitesse de rotation peut avoir des conséquences graves.
Une variation de la vitesse de rotation peut être parfaitement audible dans l'utilisation de moteurs sans balai dans des appareils de reproduction sonore.
Une variation de vitesse de rotation de moteur du compresseur de l'unité cryogénique destinée à refroidir un capteur à infrarouge peut être catastrophique pour le bon fonctionnement du dispositif de visualisation.
Sur la figure 2, on peut voir un exemple de réalisation du dispositif de commande selon la présente invention. Le dispositif de commande de la figure 2 comporte, alimenté par la tension d'alimentation, un module de correction 4. Le module de correction 4 fournit les consignes au module de commande logique 3. D'autre part le module de commande logique 3 reçoit les informations provenant des capteurs 14 (par exemple à effet Hall) indiquant la position des aimants du rotor du moteur 1. Le dispositif de commande logique est relié aux étages de puissance 2 fournissant le courant électrique nécessaire au moteur 1.
Avantageusement, les étages de puissance 2 sont alimentés par la même tension d'alimentation que le dispositif de correction 4. Ainsi le dispositif de correction 4 élabore un signal de correction qui tient déjà compte des variations de tension d'alimentation et de la vitesse de rotation désirée.
Avantageusement, le dispositif de correction 4 agit directement sur le signal de vitesse de rotation fournit au module de commande 3. Ainsi, le module de commande 3 reçoit en plus les signaux provenant des capteurs 14, un signal de vitesse de rotation désiré tenant déjà compte de l'influence qu'aura la tension d'alimentation sur la vitesse réelle du moteur 1. Ainsi, le module de correction 4 n'a pas besoin de connaître la vitesse réelle du moteur pour fournir un signal de correction. Il est ainsi possible d'utiliser pour le module de correction 4 en boucle ouverte des dispositifs comportant peu de composants et donc légers, peu encombrants et d'un coût de revient faible. De plus il faut remarquer que le module de correction 4 peut agir sur des signaux faibles, ce qui en augmente la fiabilité et permet l'utilisation de composants logiques.
On peut citer à titre d'exemples non limitatifs comme dispositif de correction le générateur de fonction a segment de droite, des amplificateurs opérationnels et des dispositifs de tabulation comportant un dispositif de mesure numérique de la tension connecté au bus dtentrée d'unie mémoire permanente (ROM, EPROM, EEPROM, PROM en terminologie angIo-saxonne).
A l'adresse de la tension est stockée la valeur de la correction à apporter pour obtenir la vitesse de rotation nominale du moteur 1. Cette valeur est emise sur le bus de donnée et est soit utilisée telle quelle comme signal électrique, soit convertie par un convertisseur numérique analogique.
Sur la figure 3, on peut voir un exemple de réalisation du dispositif selon la présente invention particulièrement bien adapté aux appareils cryogéniques.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, le module de correction 4 comporte un dispositif de conversion de largeur d'impulsion (Pulse Width modulation PWM en abréviation, en terminologie anglo-saxonne) en tension, un amplificateur opérationnel 42, un dispositif de conversion d'une tension en une largeur d'impulsion 43, un dispositif 44 fournissant une tension qui est une fonction désirée de ' la tension d'alimentation. L'amplificateur opérationnel 42 est par exemple un amplificateur sommateur ou un melangeur. Le dispositif 44 est avantageusement un dispositif analogique dont la courbe réponse correspond à Ia correction désirée. Cette fonction est déterminée par le choix des composants externes (résistances, condensateurs) associé à l'amplificateur opérationnel.Le dispositif de conversion largeur d'impulsion tension 41 reçoit au signal commandant la vitesse de rotation désirée. La sortie du dispositif de conversion largeur d'impulsion tension est reliée à une première entrée de l'amplificateur sommateur 42.
L'entrée du dispositif 44 est reliée à la tension d'alimentation. La sortie du dispositif 44 est reliée à une seconde entrée de l'amplificateur sommateur 42. La sortie de l'amplificateur sommateur 42 est reliée à l'entrée du dispositif de conversion tension largeur d'impulsion 43. La sortie du dispositif de conversion tension largeur d'impulsion 43 est reliée à l'entrée commande vitesse du dispositif de commande 3.
Avantageusement, le dispositif selon la présente invention comporte un dispositif de protection électrique 51, des filtres 52 et un dispositif de régulation de tension 53.
L'entrée du dispositif de protection 51 est reliée à la tension d'alimentation disponible par exemple comprise entre 18 et 32 volts. La sortie du dispositif de protection 51 est reliée l'entrée des filtres 52. La sortie des filtres 52 est reliée d'une part à l'entrée du dispositif 44 et d'autre part à l'entrée du dispositif de régulation 53. En sortie du dispositif de régulation 53 est disponible une tension régulée 54 qui peut s'avérer nécessaire au dispositif comme par exemple des modules de visualisation.
Le module de correction 4 reçoit un signal destiné à commander la vitesse de rotation du moteur 1. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 3, la vitesse de rotation est fonction de la largeur des impulsions reçues par le dispositif 41. La réduction de largeur des impulsions permet de réduire la vitesse de rotation du moteur. Le dispositif de conversion largeur d'impulsion en tension 41 fournit à une première entrée de l'amplificateur sommateur la vitesse de référence du moteur 1 qu'on voudrait atteindre.
Le dispositif de protection 51 et les filtres 52 protège le régulateur 53 et le dispositif 44 contre des surtensions transitoires.
Le dispositif 44 fournit à l'entrée de l'amplificateur sommateur 42 un signal des corrections à rajouter au signal "vitesse de rotation désirée" pour effectuer les corrections en fonction de la tension d'alimentation disponible.
L'amplificateur sommateur 42 effectue la somme des signaux fournis par les dispositifs 41 et 44.
Le dispositif 43 de conversion tension largeur d'impulsion fournit au dispositif de commande 3 le signal de commande de vitesse de rotation qui tient compte de la tension d'alimentation disponible à partir de ce signal 31 et du sens du -signal sens de rotation désiré 32.
Le dispositif de commande 3 élabore des signaux de commande des étages de puissance 2.
Les étages de puissance 2 fournissent à partir d'une alimentation non représentée sur la figure le courant nécessaire au bobinage 11,12 et 13 du stator du moteur 1 nécessaire à la rotation désirée de celui-ci.
Sur la figure 4, on peut voir l'exemple de réalisation préféré du dispositif de commande de moteur selon la présente invention particulièrement bien adapté à la commande de moteur à courant continu sans balai des compresseurs du dispositif cryogénique par exemple pour des dispositifs de visualisation infrarouge d'aéronefs ou de chars de combat. Le dispositif de la figure 4 correspond aux modules de correction 4 et de commande 3 des figures 2 et 3. Les composants ne sont donnés qu a titre d'exemple et il est bien entendu que I'utilisation dtautres composants ne sort pas du cadre de la présente invention.Le dispositif comporte 33 résistances référencées ROI à R33 comportant par exemple les valeurs suivantes R01 4k75
R02 4k75
R03 2k15
R04 4k75
ROS 2k15 R06 4k75
R07 2k15
R08 20k
R09 20k
R10 20k R11 10k
R12 10k
R13 10k
R14 20k
R15 20k
R16 20k
R17 20k
R18 1k A
R19 620
R20 2k
R21 2k
R22 10k
R23 23,7k
R24 46,4k
R25 10k
R26 100k
R27 13,3k
R28 1k
R29 150k
R30 82,5k
R31 100k
R32 100k
R33 100k
Le dispositif comporte 8 condensateurs C01 à C08 comportant par exemple les valeurs suivantes C01 CT79 821lF 100V
C02 CN19 100nF 100 V
C03 CN19 100nF 100V
C04 CN19 100nF/63v C05 CN19 100nf/63v
C06 CN19 470nF/63v
C07 CN19 100nF/63v
C08 CN19 2,2nF/63v
Le dispositif comporte par exemple 7 diodes Zener référencées CR01 à CR07 comportant par exemple les valeurs suivantes
CR01 GT6127A
CR02 BZ)C55C 15v
CR03 BZX55C 15v
CR04 BZX55C 15v
CR05 BZX55C 15v
CR06 BZX55C 4,3v
CR07 BZX55C 18v
Le dispositif comporte 10 transistors référencés Q01 à
Q10 comportant par exemple les valeurs suivantes Qol 2N2896
Q02 2N2896
Q03 2N2896
Q04 2N2896
Q05 IRF9530
Q06 IRE9530
Q07 IRF9530
Q08 IRF530
Q09 IRF530
Q10 IRF530
Le dispositif de la figure 4 comporte 5 inverseurs trigger inclus dans, par exemple, un unique circuit intégré référencé MNC1 correspondant par exemple à un circuit MC14584
BAL.
Le dispositif illustré sur la figure 4 comporte 8 portes ET NON (NAND en terminologie anglo-saxonne) réalisées par exemple sous forme de circuits intégrés MN02 et MN03 dont les références commerciales sont respectivement MC14001BAL et
MC14025 BAL.
Le dispositif de la figure 4 comporte 4 amplis opérationnels référencés MAOI inclus par exemple dans un circuit intégré commercialisé sous la référence LM124A.
Le dispositif de la figure 4 comporte avantageusement un coupleur optique référencé M01 par exemple le coupleur optique vendu sous la référence 3C92C (ASEAHAFO).
Le dispositif de la figure 4 comporte 2 self inductance référencées MEOl ET L1.
Avantageusement, le dispositif de la figure 4 comporte un fusible référencé F01 correspondant à la référence commerciale 27005 (Llttle fuse).
Le signal modulé en largeur d'impulsion est fourni entre les bornes REG in et 0V REG. Il est connecté à travers la résistance R19 à l'émetteur du coupleur optique M01. Le collecteur du récepteur du coupleur optique M01 est connecté à la tension +15 Volts. L'émetteur du récepteur du coupleur optique M01 est connecté à l'entrée de la résistance R20.
La sortie de la résistance R20 est connectée à l'entrée de la résistance R21, à l'entrée de la résistance R22 et à la sortie de la diode Zener CR06.
La sortie de la diode R21 est connectée à la masse du dispositif.
L'entrée de la diode Zener CR06 est connectée A la masse du dispositif.
La sortie de la résistance R22 est connectée à l'entrée du condensateur C06 et à l'entrée + du premier amplificateur opérationnel MA0l.
La sortie du condensateur C06 est connectée à la masse du dispositif.
La sortie du premier amplificateur opérationnel MAORI est connectée d'une part à entrée - dudit amplificateur opérationnel et d'autre part à l'entrée de la résistance R23.
La sortie de la résistance R23 est connectée d'une part à l'entrée + du deuxième amplificateur opérationnel MA0l et d'autre part à l'entrée de la résistance R24.
La sortie de la résistance R24 est connectée à + 15 volts.
L'entrée du condensateur C07 est connectée à la masse du dispositif
L'entrée de la résistance 25 est connectée à la masse du dispositif.
Les sorties de la résistance 25 et du condensateur C07 sont reliées à ltentrée de la résistance R26 et à l'entrée de la diode Zener CR07.
La sortie de la résistance R26 est connectée à l'entrée - du deuxième amplificateur opérationnel MAOI et à l'entrée de la résistance R27. D'autre part une sortie référencée 4 du deuxième amplificateur opérationnel MAO1 est reliée à Ia tension + 15 volts et à l'entrée du condensateur C05.
La sortie du condensateur C05 est reliée à la masse du dispositif.
La sortie de la résistance R27 est reliée à la sortie du deuxième amplificateur opérationnel MAO1 et à l'entrée de la résistance R28.
La sortie de la résistance R28 est connectée à l'entrée + du troisième amplificateur opérationnel MAO1 et à ltentrée de la résistance R29.
La masse du dispositif est reliée à l'entrée d'une résistance R31 et du condensateur C08.
La sortie de la résistance R31 est reliée à l'entrée de la résistance R32, à l'entrée de la résistance R30 et à entrée + du quatrième amplificateur opérationnel MAORI.
La sortie de la résistance R30 est reliée à la tension + 15 volts.
La sortie -de la résistance R32 est reliée à la sortie de la résistance R33 et à la sortie du troisième amplificateur opérationnel MAOI.
La sortie du condensateur C08 est reliée connectée aux entrées - du troisième et du quatrième amplificateur opérationnel MAOI et à l'entrée de la résistance R33-.
La sortie du troisième amplificateur opérationnel MA0l est reliée à la sortie de la résistance R29 et à l'entrée de la résistance R14.
La sortie de la résistance R14 est reliée à + 15 volts au niveau d'une sortie d'alimentation positive de capteurs 14 du moteur 1 (non représentée sur la figure 4).
Une entrée A provenant d'un capteur 14 (non représentée sur la figure 4) est reliée A l'entrée de la résistance R17, à l'entrée du premier inverseur trigger MNOl, à l'entrée d'une première porte ET NON MN03, à une entrée de la troisième porte ET NON MN02 et à l'entrée du cinquiéme inverseur trigger MN0î.
La sortie du cinquième Inverseur trigger MNOl est reliée à l'entrée de la résistance R18. La sortie de la résistance R18 est reliée à la sortie VO qui fournit une information représentative de la vitesse du moteur.
Une entrée B en provenance d'un capteur (non représenté sur la figure 4) est reliée à l'entrée d'une résistance 16, l'entrée du deuxième inverseur trigger MNOl, une entrée de la seconde porte ET NON MN03 et une entrée de la troisième porte ET NON MN02.
Une entrée C en provenance des capteurs 14 (non représentés sur la figure) est reliée à l'entrée d'une résistance R15, une entrée de la seconde porte ET NON MN03 et une entrée du troisième inverseur trigger MNOl.
Les sorties des résistances R15,Rl6 et R17 sont reliées à la sortie de la résistance R14.
La sortie du premier trigger inverseur MNO1 est reliée à une entrée de la première porte ET NON MN02, et à l'entrée de la troisième porte ET NON MN03 à laquelle est reliée la sortie du quatrième trigger inverseur MN01.
La sortie du deuxième inverseur trigger MNO1 est reliée à une entrée de la deuxième porte ET NON MN02 et A une entrée de la troisième porte logique ET NON MN03.
D'autre part des sorties du deuxième inverseur trigger MN01 sont reliées respectivement à la masse, à une tension de + 15 volts et à l'entrée du condensateur C04.
La sortie du condensateur C04 est reliée à la masse du dispositif.
La sortie du troisième inverseur trigger MNO1 est reliée et connectée à une entrée de la première porte ET NON
MN03 et à une entrée de la deuxième. porte ET NON MN02. La sortie du quatrième inverseur trigger MNOI est reliée à une entrée de la troisième porte ET NON MN03, à une entrée de Ia deuxième porte ET NON MN03 et à Rentrée de la première porte
ET NON MN03
La sortie de la première porte ET NON MN02 est reliée à l'entrée de la résistance R08.
D'autre part deux autres sorties de la porte ET NON
MN02 sont reliées respectivement A- la masse du dispositif et à la tension + 15 volts.
La sortie de la première porte ET NON MN03 est reliée à Ia grille du transistor Q08.
D'autre part deux autres sorties de Ia porte ET NON
MN03 sont reliées respectivement à la masse du dispositif à une tension de + 15 volts
La sortie de la deuxième porte logique ET NON MN02 est reliée à l'entrée de la résistance R09.
La sortie de la deuxième porte logique ET NON MN03 est reliée à la grille du transistor Q09.
La sortie de la troisième porte logique ET NON MN'02 est reliée à l'entrée de la résistance R10. La sortie de la troisième ports logique ET NON MN03 est reliée à la grille du transistor Q10.
La sortie de la résistance R8 est reliée à entrée de la résistance R11 et à la base du transistor Q02.
La sortie de la résistance R11 est reliée à la masse du dispositif. L'émetteur du transistor Q02 est relié à la masse du dispositif.
Le collecteur du transistor Q02 est relié à entrée de la résistance R03.
La sortie de la résistance R03 est reliée à l'entrée de la résistance R02, à l'entrée de la diode Zener CR03, et à la grille du transistor Q05. Le drain du transistor Q05 est relié au drain du transistor Q08 et à la sortie de la diode Zener CR07.
La sortie de la résistance R09 est reliée à la résistance R02 et à la base du transistor Q03.
La sortie de la résistance R02 est reliée à la masse du dispositif.
L'émetteur du transistor Q03 est relié à la masse du dispositif.
Le collecteur du transistor Q03 est relié à l'entrée de la résistance R05.
La sortie de la résistance R05 est connectée à la grille du transistor Q06, à l'entrée de la résistance R04 et à l'entrée de la diode Zener CR04.
La sortie de la résistance R10 est connectée A l'entrée de la résistance R13 et à la base du transistor Q04.
La sortie de la résistance R13 est reliée à la masse du dispositif.
L'émetteur du transistor Q04 est relié à la masse du dispositif.
Le collecteur du transistor Q04 est relié à l'entrée de la résistance R07.
La sortie de la résistance R07 est reliée à l'entrée de la résistance R06, à l'entrée de la diode Zener CR05 et à la grille du transistor Q07.
La sortie de la résistance R06 est reliée à la sortie de la diode Zener CR05, à la source du transistor Q07, à la sortie de la diode Zener CR07, à la source du transistor Q06, à la sortie de la diode Zener CR4, à la sortie de la résistance
R04, à la source du transistor Q05, à la sortie de la diode
Zener CR03, à la sortie de la résistance R02, à l'entrée du condensateur chimique C01, à l'entrée de l'impédance L1, à l'entrée de la résistance R01, et au collecteur du transistor Q01.
La sortie du condensateur chimlque C01 est reliée à l'entrée de l'inductance ME01 et à la masse du dispositif.
La sortie de l'impédance MEOl est reliée à l'entrée du condensateur C03, à l'entrée de la diode Zener CR01 et -A la sortie du dispositif fournissant la référence de 0 volts pour les étages de puissance 2 (non représentés sur la figure 4).
La sortie de l'inductance L1 est reliée à l'entrée du condensateur C02 et du fusible E01.
Les sorties des condensateurs C02 et C03 sont reliées à la masse ainsi que à une sortie destinée à la mise à la masse générale du dispositif de la figure 4.
La sortie du fusible E01 est connectée à la borne positive de puissance.
Les drains des transistors Q05 et Q08 sont reliés à la sortie S1 destinés à alimenter l'un des bobinages 11,12 ou 13 du moteur 1 (non représentes sur la figure).
Les drains des transistors Q06 et Q09 sont reliés à la sortie S2 destinée à alimenter les phases 12,13 ou 11 du moteur 1 non représentés sur la figure 4.
Les drains des transistors Q07 et Q10 sont relies à la sortie S3 destines à l'alimentation des phases 13,11,12 du moteur 1 (non représentés sur la figure 4).
Dans l'exemple de réalisation illustré -sur la figure 4, on a mis à la masse du dispositif la référence de 0 volts pour les capteurs référencés 0V CAPT et 0 volts de logique de commande référencés 0V LOG.
Le- dispositif selon la presente invention permet de réaliser un dispositif de commande de moteur à courant continu sans balai en boucle ouverte. Le dispositif selon la présente invention comporte peu de composants nouveaux par rapport à un dispositif de type classique et pourtant s'affranchit de toute variation de vitesse provoquée par une variation de la tension d'alimentation De plus il ne nécessite aucune régulation de la tension d'alimentation au niveau des étages de puissance, il permet ainsi de simplifier la construction et d'augmenter la fiabilité de dispositif nécessitant une vitesse de rotation contrôlable.
Le dispositif selon la présente invention s'applique chaque fois que la tension d'alimentation d'un moteur A courant continu sans balai risque de varier. Elle s'applique donc plus particulièrement au dispositif comportant des moteurs A courant continu sans balai alimentés à partir de piles, de batteries, de dynamos ou d'alternateurs associés à des redresseurs.
L'invention s'applique particulièrement bien A des dispositifs d'acquisition d'images infrarouges comportant un capteur refroidi par un dispositif cryogénique comportant un compresseur dont le mouvement est animé par un moteur à courant continu sans balai.
Un exemple d'un tel dispositif est illustré sur la figure 5. Le dispositif cryogénique de la figure 5 comporte un moteur 1 à courant continu sans balai 1, un compresseur 6, une conduite de fluide 72, un piston 71, un capteur d'infrarouges 73, un dispositif de traitement 90, un dispositif d'exploitation 91, un capteur de températures 74, un amplificateur 80, un amplificateur différentiel ou mélangeur 81, un dispositif de correction 4, un dispositif de commande 5, un dispositif fournissant un signal de référence de la température désirée.
Le moteur 1 entraîne le compresseur 6. Le compresseur 6 fournit des ondes de pression dans un fluide, par exemple de l'hélium, à travers la conduite 72. Les ondes de pression animent à l'intérieur du cryostat 7 le piston 71 d'un mouvement alternatif symbolisé par une flèche sur la figure. La phase des ondes de pression est telle que les détentes se produisent du côté du capteur 73 et les compressions du côté opposé du piston 71. Le capteur est ainsi refroidi, par exemple à une température de 77K. La construction du piston 71, connu en soi, permet l'équilibrage des pressions. Le dispositif de traitement 90 est par exemple un dispositif de numérisation du signal et un calculateur numérique. Le dispositif d'exploitation 91 permet l'utilisation de l'image fournie par le capteur 73.Le dispositif d'exploitation 91 est par exemple un dispositif d'sffichage d'image comportant par exemple un tube à rayons cathodiques ou un dispositif de commande de servo-moteurs permettant d'asservir la position d'une tourelle à la position d'une cible.
Le dispositif d'amplification 80 amplifie les signaux fournis par le capteur 74. Le dispositif de commande fourni une tension de référence permettant I'asservissement de la température à une valeur désirée, par exemple 77 Kelvin. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 5 l la valeur de référence est appliquée à l'entrée + d'un amplificateur différentiel 81, la valeur fournie par le capteur 74 et par l'amplificateur 81 est fournie par l'entrée - dudit amplificateur différentiel 81 La sortie de l'amplificateur différentiel 81 est connectée à l'entrée du module de correction 4. Le module de correction 4 génère une correction sur la valeur de commande de la boucle d'asservissement de la température permettant de tenir compte de la valeur instantanée de la tension d'alimentation du moteur 1.La valeur corrigée est fournie au module de commande 5. Le module de commande 5 fourni les commandes au moteur I permettant d'obtenir Ia vitesse de rotation réelle désirée en tenant compte des corrections de la tension d'alimentation Les dispositifs de type connu comme par exemple les ensembles cryogéniques vendus par la Société
ABG SEMCA sous la référence 882A01 ne comportent pas de module de correction 4. Dans ces dispositifs la sortie de l'amplificateur 81 est connectée à l'entrée du dispositif de commande 5. Dans un tel cas la boucle d'asservissement comportant le moteur 1, le compresseur 6, le dispositif cryogénique 7, le capteur de température 74, I'amplificateur 81 et le module de commande 5 ont un temps de réaction lent compris entre 5 et 20 secondes.
Ce type de dispositif ne permet pas de suivre des variations de tension d'alimentation souvent beaucoup plus rapides. Dans la variante préférée de réalisation, les modules de correction 4 et de commande 5 selon la présente invention, réalisés avec les composants décrits sur la figure 4 ont été intégrés au dispositif de refroidissement cryogénique 7 sur un circuit imprimé circulaire d'un diamètre de 42,4 mm. Il est bien entendu possible de réaliser le dispositif selon -la présente invention en utilisant des circuits intégrés spécifiques qui permettraient de réduire encore son encombrement et son poids.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande de moteur (1) à courant continu sans balai comportant un module de commande (5) et des étages de puissance (2) connectés au moteur lui délivrant les signaux électriques nécessaires à la rotation du rotor, caractérisé par le fait qu'iI comporte un module de correction
(4) comportant des moyens de connexion A la tension d'alimentation du moteur (1) et au module de commande (5), le module de correction (4), fournissant au module de commande
(5) des signaux permettant la rotation du rotor à la vitesse désirée indépendamment des variations de- la tension d 'alimentation.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le module de correction (4) comporte les amplificateurs opérationnels.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le module de commande (5) comporte une entrée (31) susceptible de recevoir un signal de commande de vitesse de rotation utilisant la modulation de la largeur d'impulsion.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le module de correction (4) comporte des moyens (42,43) pour faire varier la largeur d'impulsion.
5. Dispositif - selon la revendication 4, caractérisé par Ie fait que le module (4) comporte un dispositif (41j de conversion de largeur d'impulsion-tension connecté A une première entrée d'un amplificateur opérationnel (42), un dispositif (44) générant un signal d'erreur en fonction de la tension d'alimentation connecté A une seconde entrée de l'amplificateur opérationnel (42) et un convertisseur (43) tension-largeur d'impulsion.
6. Dispositif cryogénique comportant un moteur (1) A courant continu sans balai animant un compresseur (6) caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de commande de moteur (1) sans balai (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte une boucle d'asservissement en température (74,80,81).
8. Dispositif de visualisation infrarouge, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur infrarouge (73) refroidi par un dispositif cryogénique selon la revendication 6 ou 7.
9. Dispositif de visualisation selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit dispositif est un dispositif de vision nocturne pour aéronef.
10. Dispositif de visualisation selon la revendication 8, caractérisé par le fait que c'est un dispositif de vision nocturne pour char d'assaut.
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