FR2744858A1 - Moteur polyphase a courant continu et procede d'alignement de phases pour ce moteur - Google Patents

Moteur polyphase a courant continu et procede d'alignement de phases pour ce moteur Download PDF

Info

Publication number
FR2744858A1
FR2744858A1 FR9701426A FR9701426A FR2744858A1 FR 2744858 A1 FR2744858 A1 FR 2744858A1 FR 9701426 A FR9701426 A FR 9701426A FR 9701426 A FR9701426 A FR 9701426A FR 2744858 A1 FR2744858 A1 FR 2744858A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
motor
armature
coils
phase
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9701426A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2744858B1 (fr
Inventor
Hung D Vu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiberco Inc
Original Assignee
Seiberco Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiberco Inc filed Critical Seiberco Inc
Publication of FR2744858A1 publication Critical patent/FR2744858A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2744858B1 publication Critical patent/FR2744858B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20Arrangements for starting
    • H02P6/22Arrangements for starting in a selected direction of rotation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/12Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using detecting coils using the machine windings as detecting coil

Abstract

L'invention concerne un procédé d'alignement de phase et d'initialisation d'un moteur polyphasé à courant continu et ce moteur. A l'arrêt, on note les variations d'amplitude de signaux provenant de bobines (38) de rétroaction tandis que les bobines (38') de phase du moteur, couplées magnétiquement aux bobines servant de capteurs (38), sont excitées sous des angles de commutation ne produisant pas de couple. Domaine d'application: moteurs à courant continu.

Description

L'invention concerne des moteurs polyphasés à courant continu sans balai, comportant des bobines servant de capteurs de position, intégrées, du type décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N" 4 687 961 et NO 5 329 195.
Les moteurs décrits dans les brevets précités sont caractérisés par le fait qu'ils comportent deux cycles de rétroaction du rotor associés à chaque cycle de phase du moteur. Le signal de rétroaction peut donc être aligné avec la moitié positive ou la moitié négative de la même onde sinusoidale du cycle de phase du moteur, et une détermination de cette relation au démarrage est impérative pour permettre une commutation du moteur dans le sens correct de fonctionnement. Si l'alignement des phases n'est pas correctement déterminé au démarrage, le moteur tourne évidemment dans le mauvais sens, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques pour le système.
L'alignement des phases des présents moteurs était réalisé jusqu'à maintenant par l'application d'un courant en rampe linéaire à la commutation de phase du moteur fixée à +900 électrique par rapport à la position de rétroaction initialement acquise. Lors d'une rotation du rotor sous le couple de puissance appliquée (un mouvement mécanique du rotor d'au moins 20 est nécessaire), des positions consécutives de rétroaction étaient échantillonnées pour déterminer leur relation mutuelle et pour parvenir ainsi à l'alignement des phases. Cependant, dans de nombreuses circonstances, tout mouvement, quel qu'il soit, de l'arbre du moteur au démarrage est indésirable ou, en fait, intolérable ou impossible.
Il a été proposé dans l'art antérieur des procédés pour l'initialisation d'un moteur sans mouvement de l'arbre comme décrit, par exemple, dans les brevets des
Etats-Unis d'Amérique N" 4 992 710, NO 5 001 405, NO 5 028 852 et NO 5 254 914, et dans la demande de brevet européen N" 0 251 785. Des techniques de ces brevets sont spécifiques aux constructions de moteurs décrites dans ces mémoires, et elles ne peuvent pas fonctionner efficacement avec les bobines servant de capteurs intégrées qui caractérisent le moteur de la présente invention. De plus, bien que les procédés de l'art antérieur permettent d'une façon réellement efficace une commutation de ces moteurs particuliers dans le sens choisi, ils ne procurent pas la capacité de détection de position dynamique, à haute résolution, procurée par le moteur et le procédé de l'invention.
L'invention a donc pour objectifs principaux de procurer un procédé nouveau pour l'alignement des phases et l'initialisation d'un moteur polyphasé à courant continu, sans balai, comportant des bobines intégrées de détection de position, et de procurer un moteur nouveau de ce type possédant une telle capacité d'alignement de phase et d'initialisation.
Des objectifs connexes de l'invention sont de procurer un tel procédé et un tel moteur présentant les particularités et avantages ci-dessus, dont, en outre, le fonctionnement et les performances sont très efficaces et fiables et dont la conception et la mise en oeuvre sont relativement aisées.
On a à présent trouvé que certains des objectifs précités et associés de l'invention sont aisément atteints au moyen d'un moteur électrique polyphasé à courant continu qui comprend des moyens de commande d'une construction inédite.
Le moteur comporte un stator en matière magnétique portant une rangée d'éléments polaires espacés les uns des autres, plusieurs bobines de phase enroulées séparément les unes des autres sur au moins certains éléments, et plusieurs bobines servant de capteurs ainsi enroulées, dans certaines formes de réalisation, une bobine de phase et une bobine servant de capteur peuvent être enroulées sur le même élément polaire.
Des premiers moyens de connexion interconnectent les bobines de phase, pour permettre l'application d'au moins deux phases du moteur, et des seconds moyens de connexion interconnectent les bobines servant de capteurs pour établir au moins deux circuits de détection, chaque bobine servant de capteur étant couplée magnétiquement par l'intermédiaire du stator à au moins une bobine de phase. Le moteur comprend aussi un induit portant une rangée d'éléments polaires espacés les uns des autres, qui peuvent être au moins temporairement magnétisés pour procurer des polarités positives et négatives à des pôles dans des positions alternées dans la rangée. L'induit est monté de façon à se déplacer par rapport au stator avec ses deux éléments polaires passant, à proximité physique et magnétique, devant les éléments polaires du stator. Au moins une alimentation en énergie est connectée électriquement aux "premiers" et "seconds" moyens de connexion du stator du moteur pour leur fournir du courant continu, et les moyens de commande sont connectés fonctionnellement à la ou chaque alimentation en énergie et aux seconds moyens de connexion pour commander le courant électrique appliqué au moins aux premiers moyens de connexion ; normalement, le courant est fourni de façon constante aux seconds moyens de connexion par une alimentation en énergie séparée comprenant un circuit à fréquence fixe. Les moyens de commande sont réalisés de façon à exécuter les opérations suivantes
(a) effectuer la fourniture de courant électrique à partir de la ou chaque alimentation en énergie pour l'excitation des bobines de rétroaction afin de produire des signaux de rétroaction à partir des deux circuits de détection, indiquant la position de l'induit
(b) détecter les signaux de rétroaction
(c) utiliser les signaux de rétroaction détectés pour déterminer la position de l'induit
(d) à assurer la fourniture de courant électrique à partir de la ou de chaque alimentation en énergie pour l'excitation des bobines de phase sous un angle de com mutation tel que le moteur est maintenu en état d'équilibre de couple et que l'induit est en position fixe
(e) déterminer des variations des signaux de rétroaction pendant l'étape d'excitation des bobines de phase ; et
(f) utiliser les variations déterminées des signaux de rétroaction pour déterminer la valeur réelle de 11 angle de commutation.
Dans la plupart des cas, les moyens de commande sont réalisés de façon à exécuter d'autres étapes
(g) utiliser la valeur réelle déterminée de l'angle de commutation pour déterminer la polarité de phase du moteur ; et
(h) utiliser la polarité de phase déterminée du moteur pour commander l'application du courant électrique à partir de la ou de chaque alimentation en énergie pour l'excitation des bobines de phase sous un angle de commutation tel que l'armature effectue un mouvement dans un sens choisi. L'angle de commutation de l'étape (h) diffère normalement de 900 de l'angle de commutation de l'étape (d).
D'autres objets de l'invention sont réalisés au moyen d'un procédé d'alignement des phases d'un moteur polyphasé à courant continu du type décrit, au démarrage et sans mouvement de son induit. On procède aux étapes indiquées ci-dessus, exécutées par les moyens de commande, lors de la mise en oeuvre du procédé.
L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels
la figure 1 est une vue en bout éclaté du stator et du rotor d'un moteur selon l'invention, le câblage du stator étant représenté schématiquement
la figure 2 est un schéma fonctionnel simplifié représentant un système de commande de mouvement selon l'invention
la figure 3 est une représentation graphique des amplitudes de courant des phases appliquées, et de l'amplitude du signal de rétroaction qui en résulte, pendant un processus d'initialisation effectué conformément à l'invention
les figures 4A, 4B et 4C forment un organigramme comme représentant le processus d'initialisation effectué dans et par le procédé et l'appareil de l'invention ; et
la figure 5 est une représentation graphique de la relation entre les courbes de phase du moteur et de cycle de rétroaction qui sont caractéristiques de moteurs selon l'invention.
En référence initialement à la figure 1 des dessins annexés, celle-ci représente les constituants d'un moteur polyphasé à courant continu du type auquel s'applique le processus d'alignement de phase et d'initialisation de l'invention. Le moteur est décrit de façon plus complète dans le brevet NO 5 329 195 précité et seule une description limitée de ses caractéristiques suffit donc.
Le rotor, désigné de façon générale par la référence numérique 10, est constitué d'un noyau cylindrique 18 ayant des parties d'arbre axiales 20 s'étendant sur des côtés opposés (une seule est visible) et une rangée d'aimants permanents 24 à haute énergie, fixés (par exemple par liaison par adhésif) sur sa surface et s'étendant longitudinalement (axialement) à ce noyau ; les aimants sont disposés de façon que leurs polarités alternent dans la rangée, et ils sont avantageusement formés d'un alliage samarium/cobalt.
Le stator, désigné de façon générale par la référence numérique 12, est constitué de nombreuses tôles empilées axialement (dont une seule est visible) réalisées en acier poinçonné ou découpé, comprenant chacune un élément de corps annulaire 26 duquel 24 éléments polaires 34 partent radialement vers l'intérieur, en des emplacements équidistants le long de sa circonférence intérieure. Comme on peut l'apprécier, les tôles empilées coopèrent pour former les pôles 34 du stator (pour des raisons de commodité, les pièces du stator et les éléments des tôles qui les forment portent les mêmes références numériques).
Deux bobines 38, 38' sont disposées de façon adjacente sur chaque pôle 34 du stator 12 et en sont isolés par du papier ou une matière du type résine synthétique, d'une manière classique. Les bobines 38, 38' sont enroulées et interconnectées comme représenté. Plus particulièrement, il y a deux branches de circuits capteurs, désignées CT1 et
CT2, qui sont électriquement parallèles entre elles et reliées aux jonctions désignées S1 et S2. Toutes les bobines 38 de l'ensemble constituant la branche CT1 de circuit sont enroulées dans un sens sur les pôles 34 de stator de numéros impairs, et toutes les bobines 38 constituant la branche CT2 de circuit sont enroulées dans le sens opposé sur les pôles de numéros pairs. Par conséquent, les bobines servant de capteurs des deux ensembles produisent des flux magnétiques de sens opposé, comme indiqué par les positions des petits cercles adjacents à l'extrémité extérieure ou intérieure des enroulements de bobines.
Les jonctions auxquelles les bornes 48 et 50, pour les branches CT1 et CT2 de circuits capteurs, respectivement, sont connectées subdivisent en fait chaque ensemble de bobines 38 servant de capteurs en deux sous-ensembles de nombres égaux. Outre que les pôles de chaque ensemble de bobines servant de capteurs sont interposés de façon alternée entre eux, on peut voir que les pôles de chaque sous-ensemble de bobines alternent aussi entre eux autour du corps du stator.
En ce qui concerne les bobines 38' de phase, ou de couple, celles enroulées sur les pôles numérotées 1, 2, 5, 6, 9, 10, 13, 14, 17, 18, 21 et 22 sont connectées en série en tant que première phase, désignée "A", et celles enroulées sur les autres pôles sont interconnectées en tant que seconde phase, désignée "B". Par conséquent, les pôles du groupe de chaque phase sont agencées par paires adjacentes, et les bobines de phase 38' des pôles appariés sont enroulées dans des sens opposés afin d'amener le flux magnétique à suivre un trajet passant par les paires de pôle lorsque la phase est excitée, les couplant ainsi magnétiquement.
On appréciera d'après ce qui précède que le câblage du stator décrit adapte chaque pôle afin qu'il fonctionne à la manière d'un pôle de couple et d'un pôle capteur. L'agencement particulier représenté procure un équilibre magnétique optimal à la fois dans les fonctions de puissance et de détection du moteur, lorsque le stator est connecté pour fonctionner sur deux phases d'une tension égale et pour produire des signaux de rétroaction à deux canaux, en plus de procurer des niveaux extrêmement élevés de résolution de la position du rotor et donc une information de position d'une précision exceptionnelle. Néanmoins, il convient de nouveau de souligner que des stators tels que ceux du brevet NO 5 329 195 précité peuvent être utilisés de façon souhaitable dans la mise en pratique de l'invention, de même que des moteurs de toute autre conception et toute autre configuration satisfaisant aux critères minimaux indiqués ici.
La figure 2 constitue un schéma fonctionnel simplifié d'un système utilisant le présent moteur. L'énergie pour le moteur à capteur 82 est fournie par un amplificateur 84 qui fonctionne sur une tension continue et est constituée d'un pont H pour chaque phase, les ponts étant désignés H A et et et étant connectés respectivement par des lignes 62, 64 à des bornes 40, 46, et comportant des boucles mineures de régulation de courant, comme représenté ; les ponts H utilisent avantageusement des transistors de puissance à effet de champ et travaillent habituellement à une fréquence de découpage de 20 kHz.
Les bornes 52, 54 pour les canaux de détection du moteur sont connectées par des lignes 66,68 à une unité 70 d'excitation de capteur alimentée par courant continu, qui peut également prendre la forme d'un pont en H et qui travaillent habituellement à une fréquence constante prédéterminée de 100 kHz pour fournir constamment un courant alternatif aux paires de bobines servant de capteurs des deux canaux, CT1 et CT2, respectivement. L'unité 70 est synchronisée avec le détecteur synchrone 72, qui est connecté par des lignes 74, 76 à des bornes 48 et 50 du moteur 82 et exécute des fonctions d'inversion sur les signaux provenant des canaux capteurs, pour fournir des tensions à un seul niveau, d'amplitude variable, à un décodeur de position, qui constitue une fonction d'un dispositif de commande à microprocesseur 78 intégré dans le système. Le microprocesseur 78, qui peut avantageusement être une puce Intel 80C196 ou analogue, comprend aussi des fonctions de contrôle de rétroaction 79, de rétroaction initiale 80, de différenciation de signal 81 et de commande de commutation 82, interconnecté comme montré sur la figure. Les signaux provenant du microprocesseur commandent les ponts HA et He par l'intermédiaire de lignes 90 et 92 pour l'excitation des bobines et une modulation d'impulsions en largeur appropriées pour produire un fonctionnement souhaité du moteur, suivant la position du rotor et les signaux d'ordre appliqués en entrée dans le système à partir d'un terminal 94 de commande.
Ainsi qu'on l'appréciera, l'amplitude des tensions détectées aux bornes 48 et 50 dépend de l'inductance des bobines servant de capteurs 38, procurant, à son tour, une indication de flux magnétique présent dans les pôles, sous l'effet des aimants du rotor. Cependant, l'appréciation du fait que le flux provenant des bobines de phase excitées 38' a aussi un effet significatif sur l'inductance des bobines servant de capteurs 38 et donc sur les signaux qui en proviennent est fondamentale pour l'invention.
Dans le contexte de la présente invention, une fois que la position de rétroaction est connue, une com mutation peut être effectuée à OOC ou à 1800, n'engendrant ainsi aucun couple sur l'induit. Cependant, on a également noté qu'une excitation des bobines de phase sous de tels angles de commutation (à la différence d'une commutation à 900) se traduit par des variations proportionnelles d'amplitude dans le signal de rétroaction, augmentant ou diminuant suivant que le signal de rétroaction est aligné sur la moitié positive ou la moitié négative de l'onde sinusoîdale des phases du moteur. Dans chaque cas, le signal de rétroaction à l'arrêt procure l'information d'alignement de phase nécessaire pour commuter correctement le moteur afin qu'il effectue un mouvement dans chaque sens choisi.
Ces principes et les opérations exécutées pour les appliquer sont illustrés graphiquement sur la figure 3, sur les figures 4A et 4C et sur la figure 5 des dessins. On appréciera que les numéros entourés d'un cercle "1", "2", et "3" sur les figures 4A à 4C sert simplement à indiquer des points de continuation de l'organigramme illustré. Sur la figure 5, la courbe "M" représente le cycle de phase du moteur et la courbe "FB" représente les deux cycles de rétroaction, l'un apparaissant pendant la moitié positive (00 à 1800) du cycle de phase du moteur et l'autre apparaissant pendant la moitié négative (180 à 360 ).
Comme on peut le voir en référence à la figure 3, la position de la phase du moteur et sa stabilité sont déterminées et vérifiées dans la phase "T1" par une lecture du signal de rétroaction, la somme des deux signaux de rétroaction ayant une amplitude absolue "A". La suite d'opérations effectuées par le microprocesseur 78 de la figure 2, pendant la phase T1, est indiquée sur la figure 4A.
Une fois qu'il a été confirmé que l'arbre du rotor est immobile (c'est-à-dire que l'arbre du rotor n'est pas déplacé par des forces appliquées extérieurement) et qu'il a été déterminé que les signaux de rétroaction sont en-deçà des limites prescrites (par exemple d'environ 20 W à 80 W de la valeur maximale admissible, et habituellement 1 à 4 volts), on aborde la phase T2 et on continue le sous-programme d'initialisation conformément à la séquence présentée sur la figure 4B.
Plus spécifiquement, l'angle de phase de commutation est décalé négativement de 900 (un décalage positif de 900 pourrait, en variante, être appliqué) sur la base de la position de rétroaction, produisant un angle de commutation soit de 00, si le signal de rétroaction a été aligné sur la moitié positive de l'onde sinusoïdale du cycle de phase du moteur montrée sur la figure 5, soit de 180 si le signal de rétroaction a été aligné sur la moitié négative. Le courant du moteur est alors élevé de zéro jusqu'à une valeur finale représentative de 75 W du couple maximal, à l'angle ne produisant aucun couple. On appréciera que même dans ces conditions, un certain mouvement de l'arbre pourrait se produire, mouvement auquel on fait face par une étape de mise à jour de position.
Comme montré sur la figure 3, un accroissement des amplitudes des signaux de rétroaction indique qu'une commutation à 0 et donc un alignement sur la moitié positive (00 à 1800) de l'onde de cycle de phase du moteur, alors qu'une diminution des amplitudes indique un alignement sur la moitié négative (1800 à 3600) de l'onde. Le courant de phase est ainsi réduit à zéro et la séquence est répétée, comme cela est approprié pour se conformer aux informations obtenues. La première étape à laquelle on se réfère sur la figure 4C correspond à la phase T3 de la figure 3, les autres étapes consistant à mener à bien avec succès l'initialisation et à signaler une commutation de +900 des bobines de phase pour effectuer un mouvement du moteur dans le sens correct.
Les références à des variations d'amplitude de 3 %, sur la figure 3, sont quelque peu arbitraires, bien qu'une variation de 1 % puisse représenter un seuil pratique pour une information significative dans la plupart des cas.
On appréciera que l'organigramme des figures 4A à 4C est donné simplement à titre d'exemple et doit être considéré comme représentant le meilleur mode pour la mise en oeuvre de l'invention. Par exemple, la séquence encadrée par un rectangle en traits tiretés sur la figure 4A n'est pas nécessaire dans de nombreux cas, par exemple lorsqu'on peut s'assurer de l'absence du mouvement de l'arbre par d'autres moyens, et une modification de la position de la phase (équivalente à la commutation) peut avoir lieu ailleurs dans la séquence, par exemple à la suite d'une étape de mise à jour de la position. L'accroissement de 1 W du niveau de courant en sortie et la limite supérieure 75 % du courant de sortie, indiqués sur la figure 4B, sont quelque peu arbitraires et peuvent être modifiés de façon appropriée. Une sommation des deux signaux de rétroaction pour calculer la variation totale des valeurs de rétroaction n'est en général pas essentielle, une répétition du cycle est souhaitable, mais non indispensable dans tous les cas.
Bien que l'on ait illustré et décrit un système à deux phases, on comprendra que les concepts de l'invention peuvent être également appliqués à d'autres systèmes polyphasés ; des modifications spécifiques doivent évidemment être apportées, comme cela est évident aux spécialistes de la technique, et il est évidemment possible de commander la puissance indépendamment dans chaque phase produite. On appréciera aussi que les concepts décrits et définis ici sont applicables à des moteurs et systèmes de commande de mouvement linéaires aussi bien que tournants, et que la technique peut être utilisée à des fins autres que l'initialisation du moteur, par exemple pour déterminer en continu les positions d'un moteur. D'autres modifications peuvent évidemment être apportées à l'appareil et au procédé de l'invention sans sortir du cadre de l'invention.
On peut donc voir que la présente invention procure un procédé nouveau pour l'alignement des phases et l'initialisation d'un moteur polyphasé à courant continu, sans balai, comportant des bobines servant de capteurs intégrées, et un moteur nouveau d'un tel type, présentant de telles possibilités. Le procédé et le moteur de l'invention sont d'un fonctionnement et de performances hautement efficaces et fiables, et sont relativement aisés à concevoir et à réaliser.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Moteur électrique polyphasé à courant continu ou analogue, caractérisé en ce qu'il comporte un stator (12) en matière magnétique portant une rangée d'éléments polaires (34) espacés les uns des autres, plusieurs bobines de phase (38') enroulées séparément les unes par rapport aux autres sur au moins certains des éléments polaires, et plusieurs bobines servant de capteurs (38) enroulées séparément les unes des autres sur au moins certains des éléments polaires, des premiers moyens de connexion interconnectant les bobines de phase pour permettre l'application d'au moins deux phases du moteur, et des seconds moyens de connexion interconnectant les bobines servant de capteurs pour permettre l'établissement d'au moins deux circuits capteurs, chacune des bobines servant de capteurs étant couplée magnétiquement par 1' inter- médiaire du stator à au moins une des bobines de phase ; un induit (10) portant une rangée d'éléments polaires (24) espacés les uns des autres, qui peuvent être aimantés au moins temporairement pour établir des polarités positives et négatives à des pôles dans des positions alternées dans la rangée, l'induit étant monté de façon à se déplacer par rapport au stator d'une manière telle que les éléments polaires de l'induit passent devant les éléments polaires du stator, à proximité physique et magnétique de ceux-ci ; au moins une alimentation en énergie (84) connectée électriquement aux premiers et seconds moyens de connexion pour leur fournir du courant continu ; et des moyens de commande (78, 82) connectés fonctionnellement à l'alimentation en énergie et aux seconds moyens de connexion pour commander le courant électrique fourni par cette alimentation en énergie au moins aux premiers moyens de connexion, les moyens de commande étant réalisés de façon à exécuter les étapes suivantes
(a) effectuer l'application de courant électrique depuis la ou chaque alimentation en énergie pour exciter les bobines de rétroaction afin de produire des signaux de rétroaction à partir des deux circuits capteurs, indiquant la position de l'induit
(b) détecter les signaux de rétroaction
(c) utiliser les signaux de rétroaction détectés pour déterminer la position de l'induit
(d) effectuer l'application de courant électrique depuis la ou de chaque alimentation en énergie pour exciter des bobines de phase sous un angle de commutation tel que le moteur est maintenu en équilibre de couple et que l'induit est sensiblement fixé dans ladite position
(e) déterminer des variations des signaux de rétroaction pendant l'étape (d) d'excitation des bobines de phase ; et
(f) utiliser lesdites variations déterminées des signaux de rétroaction pour déterminer la valeur réelle de l'angle de commutation.
2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande sont réalisés de façon à effectuer, comme autres étapes
(g) une utilisation de la valeur réelle déterminée de l'angle de commutation pour déterminer la polarité de la phase du moteur ; et
(h) l'utilisation de la polarité déterminée de la phase du moteur pour commander l'application de courant électrique à partir de la ou de chaque alimentation en énergie pour exciter les bobines de phase sous un angle de commutation tel que l'induit est déplacé dans un sens choisi.
3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle de commutation de l'étape (h) diffère de 900 de l'angle de commutation de l'étape (d).
4. Procédé d'alignement de phase pour un moteur électrique polyphasé à courant continu, au démarrage et sans mouvement de son induit, le moteur comprenant un stator (12) en matière magnétique portant une rangée d'éléments polaires (34) espacés les uns des autres, plusieurs bobines de phase (38') enroulées séparément les unes des autres sur au moins certains des éléments polaires du stator, constituant au moins deux phases du moteur, et plusieurs bobines servant de capteurs (38) enroulées séparément les unes des autres sur au moins certains des éléments du stator, constituant au moins deux circuits capteurs, chacune des bobines servant de capteurs étant couplée magnétiquement par l'intermédiaire du stator à au moins l'une des bobines de phase ; et un induit (10) portant une rangée d'éléments polaires (24) espacés les uns des autres, qui sont magnétisés au moins temporairement pour procurer des polarités positives et négatives à des pôles dans des positions alternées dans la rangée, l'induit étant monté de façon à se déplacer par rapport au stator afin que les éléments polaires de l'induit passent devant les éléments polaires du stator, à proximité physique et magnétique de ces derniers ; le procédé étant caractérisé par les étapes dans lesquelles
(a) on effectue l'application d'un courant électrique pour l'excitation des bobines de rétroaction du moteur afin de produire, à partir des deux circuits capteurs, des signaux de rétroaction qui indiquent la position de l'induit au démarrage
(b) on détecte les signaux de rétroaction
(c) on utilise les signaux de rétroaction détectés pour déterminer la position de démarrage de l'induit
(d) on effectue l'application d'un courant électrique pour l'excitation des bobines de phase du moteur sous un angle de commutation tel que le moteur est maintenu en équilibre de couple et que l'induit est sensiblement immobilisé dans sa position de démarrage
(e) on détermine des variations des signaux de rétroaction pendant l'étape (d) d'excitation des bobines de phase ; et
(f) on utilise les variations déterminées des signaux de rétroaction pour déterminer la valeur réelle de l'angle de commutation.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes dans lesquelles
(g) on utilise la valeur réelle déterminée de l'angle de commutation pour déterminer la polarité de la phase du moteur ; et
(h) on utilise la polarité déterminée de la phase du moteur pour commander l'application d'un courant électrique pour l'excitation des bobines de phase sous un angle de commutation tel que l'induit se déplace dans un sens choisi.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle de commutation de l'étape (h) diffère de 900 de l'angle de commutation de l'étape (d).
FR9701426A 1996-02-08 1997-02-07 Moteur polyphase a courant continu et procede d'alignement de phases pour ce moteur Expired - Fee Related FR2744858B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/582,080 US5838122A (en) 1996-02-08 1996-02-08 Motor initialization method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2744858A1 true FR2744858A1 (fr) 1997-08-14
FR2744858B1 FR2744858B1 (fr) 1999-09-10

Family

ID=24327757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9701426A Expired - Fee Related FR2744858B1 (fr) 1996-02-08 1997-02-07 Moteur polyphase a courant continu et procede d'alignement de phases pour ce moteur

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5838122A (fr)
JP (1) JPH09215374A (fr)
CA (1) CA2196821C (fr)
DE (1) DE19705039C2 (fr)
FR (1) FR2744858B1 (fr)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133656A (en) * 1995-08-18 2000-10-17 Hisey; Bradner L. Brushless commutated torque motor for use with a rotary low frequency sound reproducing apparatus
WO1999027642A1 (fr) * 1997-11-25 1999-06-03 Hans Hermann Rottmerhusen Commande pour moteur a collecteur
US6046555A (en) * 1998-10-23 2000-04-04 Nippon Kogaku Kk System and method for determining a magnetic offset of a brushless DC motor
US6211634B1 (en) * 1999-07-29 2001-04-03 Otis Elevator Company Method and apparatus for initialization and operation of field-commutated motors and machines incorporating field-commutated motors
DE10007120B4 (de) * 2000-02-17 2007-04-12 LFK Lenkflugkörpersysteme GmbH Stromregelung permanenterregter Synchronmotoren für Lenkflugkörper mit elektromechanischem Ruderstellantrieb
FR2828739B1 (fr) * 2001-08-16 2003-12-12 Commissariat Energie Atomique Magnetometre a correction de dissymetrie de structure
US7288910B2 (en) * 2003-12-01 2007-10-30 Pratt & Whitney Canada Corp. Sensorless control in a permanent magnet machine
DE102008007402A1 (de) * 2008-02-04 2009-08-06 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Permanentmagneterregte elektrische Maschine für ein Hausgerät und Schaltungsanordnung mit einer permanentmagneterregten Maschine
CN103684134B (zh) * 2012-09-13 2016-03-30 上海海拉电子有限公司 一种用于无刷直流电机的位置传感器
WO2014146071A2 (fr) * 2013-03-15 2014-09-18 Sky Windpower Corporation Systeme et procede pour determiner une position d'arbre de rotor de machines synchrones a courant alternatif (ca) a aimant permanent et a haute tension a l'aide d'enroulements auxiliaires
RU2556884C1 (ru) * 2014-05-19 2015-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") Способ настройки вентильного электродвигателя
EP3029826B1 (fr) * 2014-12-05 2018-04-04 Etel S. A.. Procédé de détermination d'un angle de commutation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687961A (en) * 1986-03-17 1987-08-18 Seiberco Incorporated Polyphase DC motor with sensor poles
US5329195A (en) * 1992-11-02 1994-07-12 Seiberco Incorporated Sensor motor

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2254914A (en) * 1939-09-09 1941-09-02 Westinghouse Electric & Mfg Co Disconnecting contact
EP0251785B1 (fr) * 1986-07-01 1993-08-04 Conner Peripherals, Inc. Méthode et appareil pour la commande de moteurs électriques
US4876491A (en) * 1986-07-01 1989-10-24 Conner Peripherals, Inc. Method and apparatus for brushless DC motor speed control
US4678973A (en) * 1986-10-07 1987-07-07 General Motors Corporation Sensorless starting control for a brushless DC motor
US4703235A (en) * 1986-12-03 1987-10-27 United Technologies Corporation Brushless DC motor
US5001405A (en) * 1989-09-27 1991-03-19 Seagate Technology, Inc. Position detection for a brushless DC motor
US4992710A (en) * 1989-09-27 1991-02-12 Seagate Technology, Inc. Position detection for a brushless DC motor with sample time optimization
US5028852A (en) * 1990-06-21 1991-07-02 Seagate Technology, Inc. Position detection for a brushless DC motor without hall effect devices using a time differential method
US5254914A (en) * 1990-06-29 1993-10-19 Seagate Technology, Inc. Position detection for a brushless DC motor without Hall effect devices using a mutual inductance detection method
DE69301336T2 (de) * 1992-04-10 1996-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Bürstenloser Gleichstrommotor
US5525886A (en) * 1994-06-23 1996-06-11 General Electric Company Low speed position estimator for switched reluctance machine using flux/current model
US5598071A (en) * 1994-07-11 1997-01-28 Seagate Technology Method for starting and commutating a permanent-magnet direct current motor having a single phase winding
US5537020A (en) * 1994-12-28 1996-07-16 Hydro-Quebec Method and apparatus for starting up a synchronous machine
US5633569A (en) * 1995-03-10 1997-05-27 Texas Instruments Incorporated Start-up commutation method for a rotating magnetic storage device without back rotation
US5569990A (en) * 1995-03-31 1996-10-29 Seagate Technology, Inc. Detection of starting motor position in a brushless DC motor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687961A (en) * 1986-03-17 1987-08-18 Seiberco Incorporated Polyphase DC motor with sensor poles
US5329195A (en) * 1992-11-02 1994-07-12 Seiberco Incorporated Sensor motor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K.J. BINNS ET AL: "Implicit rotor position sensing using search coils for a self-commutating permanent magnet drive system", IEE PROCEEDINGS-B, vol. 137, no. 4, July 1990 (1990-07-01), Stevenage GB, pages 253 - 258, XP000136573 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19705039A1 (de) 1997-10-30
DE19705039C2 (de) 2001-12-20
JPH09215374A (ja) 1997-08-15
CA2196821A1 (fr) 1997-08-09
CA2196821C (fr) 2000-08-22
FR2744858B1 (fr) 1999-09-10
US5838122A (en) 1998-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0925641B1 (fr) Dispositif de detection de la position angulaire pour le pilotage d'un moteur synchrone a excitation par aimant permanent
FR2744858A1 (fr) Moteur polyphase a courant continu et procede d'alignement de phases pour ce moteur
EP2471171B1 (fr) Méthode et arrangement pour déterminer la position d'un rotor dans un moteur brushless ou dans un moteur pas à pas.
FR2493059A1 (fr) Systeme electromecanique a enroulements redondants, notamment pour moteurs
FR2747521A1 (fr) Commande d'un moteur sans collecteur
FR2550029A1 (fr) Systeme de commande pour des moteurs synchrones sans balais utilisant une commande d'angle de couple
FR2530889A1 (fr) Moteur electrique a courant continu sans collecteur
FR2648636A1 (fr) Moteur a courant continu biphase sans balais
FR2484167A1 (fr) Circuit de commande d'arret pour un moteur a courant continu sans collecteur
FR2498026A1 (fr) Moteur electrique sans commutateur ayant des poles magnetiques secondaires
FR2470477A1 (fr) Moteur a courant continu sans balai
EP1298785B1 (fr) Dispositif de commande d'un moteur à commutation électronique
FR2756986A1 (fr) Circuits et procedes de commande de moteur a courant continu, sans balai, triphase, utilisant un seul signal hall
FR2622967A1 (fr) Transducteur de position et moteur pas a pas
EP1974455A1 (fr) Dispositif de pilotage d'une machine tournante polyphasee
EP1398869B1 (fr) Procédé et calculateur de détermination de la position angulaire à l'arrêt d'un rotor, unité de commande et système incorporant ce calculateur.
FR2477336A1 (fr) Circuit d'entrainement d'un moteur a courant continu sans balai a alternance de phase
FR2861922A1 (fr) Moteur a commutation electronique (ec) et procede de fonctionnement d'un tel moteur
FR2471693A1 (fr) Moteur electrique commutant par voie electronique
EP0500431B1 (fr) Capteur angulaire, notamment pour machines tournantes à très grande vitesse de rotation
EP1285490B1 (fr) Procede de determination de la position du rotor d'un moteur electromagnetique sans collecteur et dispositif pour sa mise en oeuvre
EP2131486B1 (fr) Dispositif de commande d'une machine électrique tournante synchrone polyphasée et machine électrique tournante synchrone polyphasée comprenant un tel dispositif
FR2578698A1 (fr) Dispositif de commande destine a un moteur pas a pas et moteur pas a pas equipe d'un tel dispositif
WO1983001156A1 (fr) Machine et dispostif d'entrainement electriques
FR2556897A1 (fr) Moteur a courant continu sans balais

Legal Events

Date Code Title Description
CD Change of name or company name
ST Notification of lapse

Effective date: 20091030