FR2820894A1 - Dispositif de commande de moteur - Google Patents
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Abstract
Un dispositif de commande de moteur pour un moteur polyphasé (1) comprend un circuit d'attaque (inverseur de PWM) (4) qui attaque le moteur polyphasé (moteur triphasé à courant continu sans collecteur), et un microrégisseur (5) qui commande le circuit d'attaque (4), caractérisé en ce que le microrégisseur limite un courant de moteur en fonction d'une valeur intégrée d'une fonction prédéterminée d'un courant de phase.
Description
laser présente un aspect fondu.
DISPOSITIF DE COMMANDE DE MOTEUR
ARRIERE-PLAN DE L' INVENTION
1. Domaine de l' invention s La présente invention se rapporte à un dispositif de commande pour un moteur à courant continu sans collecteur, ou analogue, et en particulier à une
protection contre une surchauffe du moteur.
2. Description de la technigue concernée
On connaît un dispositif de protection contre une surchauffe pour un servomoteur à courant alternatif que décrit, par exemple, la publication non examinée de brevet japonais numéro Sho 62-239 822. Dans ce dispositif classique, lorsqu'il est déterminé qu'un moteur est bloqué par asservissement, l'alimentation du moteur est interrompue, de sorte que le moteur est protogé contre une surchauffe conformément à une caractéristique prédéterminée correspondant à une
position d'arrêt.
On peut appliquer le dispositif classique décrit ci-dessus dans un cas o il n'y a pas de problème même si l'alimentation du moteur est interrompue au moment d'une surchauffe. Cependant, si l' on applique le dispositif classique décrit ci-dessus à un dispositif de commande de moteur qui ne permet pas de changement rapide de couple, comme un dispositif d' assistance de direction électrique, il se pose un problème en ce quun changement rapide de sensation apparaît au moment
d'effectuer la protection contre une surchauffe.
RESUME DE L' INVENTION
On a réalisé la présente invention pour résoudre le problème décrit cidessus et, par conséquent, c'est un objectif de la présente invention que de proposer un dispositif de commande de moteur qui puisse assurer une protection contre une surchanffe, tout en changeant réqulièrement une caractéristique de sortie de moteur en fonction du temps. En gardant l'objectif ci-dessus à l' esprit, la présente invention propose un dispositif de commande de moteur pour un moteur polyphasé, comprenant: un cTrcuit d'attaque destiné à attaquer le moteur polyphasé; et un microrégisseur destiné à commander le circuit d'attaque; caractérisé en ce que le microrégisseur limite un courant de moteur en fonction d'une valeur intogrée d'une fonction prédéterminée d'un
courant de phase.
Dans une forme préférée de la présente invention, le microrégisseur limite une valeur de crête du courant de phase en fonction d'une valeur intogrée d'une
forction prédétermince d'un courant de phase.
Dans une autre forme préférce de la résente invention, le microrégisseur limite le courart de moteur en fonction d'une valeur maximale des valeurs intogrées fonctionnelles données des courants de phase respectifs. Dans une forme supplémentaire préférce de la 2s présente invention, le microrégisseur limite un courant axial d en fonction d'une valeur intégrce d'une
fonction prédéterminée d'un courant de phase.
Dans encore une forme préférce supplémentaire de la présente invention, le microrégisseur limite un courant axial q en fonction d'une valeur intégrée d'une
fonction prédéterminée d'un courant de phase.
Dans encore une autre forme prétérce de la présente invention, le microrégisseur limite un courant obtenu par synthèse vectorielle d'un courant axial d et 3s d'un courant axial q en fonction d'une valeur intégrce
d'une fonction prédéterminée d'un courant de phase.
Dans encore une autre forme préférée de la présente invention, le microrégisseur ne modifie pas l' angle de phase formé par l'axe q et le courant obtenu par la synthèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q, ni avant ni après la limitation du
courant de moteur.
Dans encore une autre forme préférée de la présente invention, le microrégisseur modifie l 'angle de phase formé par l'axe q et le courant obtenu par la synChèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q, avant et après la limitation du courant de moteur. Dans une autre forme préférée de la présente invention, dès que le courant de moteur est limité, le microrégisseur modifie l ' angle de phase formé par l ' axe q et le courant obtenu par la synthèce vectorielle du courant axial d ec du courart axial q, de façon à permettre que le courant a.xial d circule en priorité par comparaisor1 avec l'état dans lequel le courant de
moteur n'est pas encore limité.
Dans une forme supplémentaire préférée de la présente invention, dès que le courant de moteur est limité, le microrégisseur modifie l'angle de phase formé par l'axe q et le courant obtenu par la synthèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q de facon à permettre au courant axial q de circuler en priorité par comparaison avec l'état dans lequel le
courant de moteur n'est pas encore limité.
Dans encore une autre forme supplémentaire préférée de la présente invention, le microrégisseur limite le courant de moteur en fonction d'une valeur intégrce dune fonction de puissance du courant de phase. Dans encore une autre forme préférée supplémentaire de la présente invention, le microrégisseur limite le courant de moteur en fonction de la valeur intogrce d'un écart entre le courant de
phase et une valeur de seuil prédétermince.
Dans encore une autre forme préférée supplémentaire de la présente invention, le microrégisseur limite le courant de moteur en fonction de la valeur intogrée d'un écart entre la fonction de puissance du courant de phase et une valeur de seuil prédéterminée. Dans une autre forme préférée de la présente invention, le microrégisseur limite le courant de moteur en fonction d'une valeur intégrce de la fonction de puissance dun écart entre le courant de phase et
une valeur de seuil prédéterminée.
Dans une forme préférce supplémentaire de la présente invention, le microrégisseur calaule la
fonc ion de pu.ssance par approximation polynomiale.
Dans encore une forme supplémentaire pré'érée c'e la présente invention, le microrégisseur calaule la
fonction de puissance en se réLérant à une table.
Dans encore une forme supplémentaire préférce de la présente invention, le microrégisseur assure indépendamment le calcul en fonction du sens de
circulation de courant de phase.
Dans encore une forme supplémentaire préférée de la présente invention, le microrégisseur effectue le calcul en fonction d'une valeur absolue du courant de phase. Dans encore une forme supplémentaire préférce de la présente invention, le microrégisseur effectue le calaul en fonction d'une valeur détectée du courant de phase. Dans encore une forme supplémentaire préférée de 3s la présente invention, le microrégisseur effectue le s calcul en fonction d'une valeur cible du courant de phase.
Les objectifs, particularités et avantages ci-
dessus, ainsi que d'autres, de la présente invention S apparaîtront mieux à ceux qui sont expérimentés dans la
technique à partir de la description détaillée suivante
de modes de réalisation prétérés de l' invention pris en
liaison avec les dessins annexés.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l' invention ressortiront plus clairement à la lecture
de la description ci-après, faite en référence aux
dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel montrant la 1S structure d'un dispositif de commande de moteur selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est un organigramiime pour montrer le fonctionnement d'un programme installé dans un microrégisseur selon le pemier mode de réalisation de la précente invention; la figure 3 est un graphique montrant une caractéristique d'augmentation/diminution graduelle de courant de moteur selon le premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est un graphique montrant une forme d'onde de courant de moteur selon le premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 5 est un schéma explicatif d'une valeur de limitation de courant selon le premier mode de réalisation de la présente invention; les figures 6A et 6B sont des schémas montrant des formes dondes de courant respectivement aux moments de la rotation du moteur et du blocage d'asservissement; la figure 7 est un schéma fonctionnel montrant la structure d'un dispositif de commande de moteur selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention; et la figure 8 est un schéma fonctionnel montrant la S structure d'un dispositif de commande de moteur selon un troisième mode de réalisation de la présente invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
On va maintenant décrire plus en détail des modes de réalisation préférés de la présente invention en se
rétérant aux dessins annexés.
MODE DE REALISATION l La figure l est un schéma fonctionnel montrant la structure d'un dispositif de commande de moteur selon un premier mode de réalisation de la présente invention. En se référant à la figure l, le repère l désigne un moteur triphasé à courant continu sans collecteur, le repère 2 désigne un capteur de position destiné à détecter la position de pôle magnétique d'un rotor du moteur triphasé G courant continu sans collecteur l, le repère 3 désigne un circuit de détection de courant destiné à détecter le courant de phase du moteur triphasé à courant continu sans collecteur l, et le repère 4 décigne un inverseur de 2s modulation de largeur d'impulelon (PWM) qui sert de circuit dattaque servant à attaquer le moteur triphasé
à courant continu sans collecteur.
Le repère 5 désigne un microrégisseur qui commande l'inverseur de modulation de largeur d'impulsion 4, et le microrégisseur 5 est équipé d'une section de conversion d'analogique en numérique (A/D) 6 destinée à convertir le courant de phase en une valeur numérique, de même que les éléments structurels suivants 7 à 13 qui sont réalisés en tant que logiciel. C'est-à-dire que, comme éléments structurels réalisés en tant que logiciel, le repère 7 désigne une section de commande de courant qui assure une commande de contre-réaction du courant de moteur sur des coordonnces d-q, le repère 8 désigne une section de conversion de coordonnées qui convertit une sortie de la section de commande de c ourant 7 de s c oordonnées d- q en coordonnée s de c ourant alternatif triphasé, le repère 9 désigne une section de conversion de coordonnées qui convertit la valeur du courant de phase, détectée par le cTrcuit de détection de courant 3, des coordonnées de courant alternatif
triphasé en cocrdonnces d-q.
En outre, le repère 10 désigne une section de protection contre une surchauffe qui protège tout le dispositif de commande de moteur et l'inverseur de modulation de largeur d'impulsion 4 contre une surchanffe, et fournit les éléments structurels suivarts. C'est-a-dire que, en tant qu'éléments structurels de la section de protection contre une surchauffe 10, le repère 11 décigne une section d'intégration qui additionne les courants de phase pendant une période de temps prédéterminée sur une période prédétermince de facon à obtenir la moyenne temporelle du courant de phase, le repère 12 décigne une section de calaul de valeur de limitation de courant de moteur qui caleule la valeur de limitation du courant de moteur sur la base de la valeur de moyenne temporelle du courant de phase, et le repère 13 désigne une section de limitation de courant de moteur destince à limiter le courant axial d et le courant axial q à une valeur de courant maximale prédétermince, ou à moins, en concordance avec la section de calcul de
valeur de limitation de courant de moteur 12.
La figure 2 est un organigramme pour expliquer le fonctionnement d'un programme installé dans le
microrégisseur 5.
On va maintenant décrire le fonctionnement. Deux phases consistant en un courant de phase U et un courant de phase V entre les courants de phase respectifs du moteur 1 sont converties en tensions s prédéterminées par le cTrcuit de détection de courant 3 et sont ensuite amences au microrégisseur 5. Les courants de phase entrés respectifs sont rendus discrets par la section de conversion d'analogique en numérique 6 et sont ensuite soumis à un traitement de
logiciel.
On va maintenant décrire le fonctionnement du programme installé dans le microrégisseur 5 en se référant à l'organigramme que montre la figure 2. On suppose que le présent programme soit appelé pendant 1S une période constante prédéterminée. En outre, on suppose qu'un courant cible axial d id* et qu'un
courant cible axial q iq* soient fournis séparément.
D'abord, à une étape sl, on obient des courants de trois phases par conversion sur la base de l'expression suivante: iw = -iu -iv o iu est un courant de phase u (détecté par le circuit de détection de courant 3), iv est un courant de phase v (détecté par le circuit de détection de courant 3) et iw est un courant de phase w (calaulé sur la base d'une
valeur détectée du circuit de détection de courant 3).
Ensuite, à une étape s2, les courants de phase respectifs sont additionnés pendant une période de temps prédéterminée, sur une période prédéterminée, de façon à obtenir des valeurs de moyenne temporelle. Ce traitement correspond à la section d'intégration 11 de
la figure 1.
Les courants de phase respectifs sont des ondes sinusoïdales, comme le montre la figure 3, et si l'on 3s additionne les courants de phase respectifs d'une période tels qu'ils sont, ils deviennent nuls. Par conséquent, les courants de phase sont additionnés pour chaque sens positif et négatif en fonction des sens de circulation de courant. En supposant que les courants de phase respectifs du sens positif soient représentés par iu+, iv+, et iw+, et que les courants de phase respectifs dans le sens négatif soient représentés par iu-, iv-, et iw-, on obtient les 6 valeurs intégrées
différentes suivantes.
Liu+, liv+, Iiw+, Iiu-, Liv-, Liw Ensuite, à une étape s3, la valeur maximale est choisie à partir des valeurs intégrces des courants de phase respectifs ci-dessus et, à une étape s4, les courants maximaux admissibles des courants de phase respectifs sont diminués ou augmentés graduellement, sr la base, par exemple, de la caractéristique que montre la figure 4, en fonction de la valeur maximale choisie, pour ains calculer la valeur de limitation de courant de moteur. Les étapes s3 et s4 correspondent à la section de calcul de valeur de limitation de courant
de moteur 12.
La figure 5 montre un exemple de l'opération de limitation de courant selon ce traitement. Le courant de moteur est limité sur la base de la valeur maximale 2s des valeurs intégrces des courants de phase respectifs, pour ainsi protoger une phase qui chauffe le plus sans perdre l'équilibre des trois phases du courant de moteur. En outre, la valeur de limitation de courant de moteur fournie par la section de calaul de valeur de limitation de courant de moteur 12 limite la valeur de crête du courant de moteur et diminue ou augmente graduellement sans distorsion du courant de moteur à
ondes sinusoïdales.
De plus, le courant cible axial d id* est limité à une étape s5, et le courant cible axial q iq* est
_, __,
limité à une étape s6, sur la base de la valeur de limitation de courant de moteur mentionnée ci-dessus, de façon à limiter le courant de moteur sous la
commande de courant de moteur sur les coordonnées d-q.
S Les étapes s5 et s6 correspondent à la section de
limitation de courant de moteur 13 de la figure 1.
On va maintenant décrire plus en détail le procédé de limitation de courant sur les cocrdonnées d-q en se
référant à la figure 5.
l0 Comme on l'a décrit ci-dessus, la valeur de limitation de courant de moteur obtenue par la section de calcul de valeur de limitation de courant 12 limite la valeur de crête du courant de moteur à ondes sinusoïdales et, lorsque la valeur de limitation de IS courant de moteur est tracée sur un diagramme vectoriel, on peut la représenter par un cercle de rayon constant sur les coordonnées de courant alt_rnatif triphasé, comme représenté par le trait interrompu à la figure 5. Ceci limite une valeur de synChèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q (que l'on appellera ci-après "courant vectoriel
synthétique'') sur les coordonnées d-q.
Par conséquent, dans la section de limitation de courant de moteur 13, la composante axiale d de la 2s valeur de limitation de courant de moteur donnse par les moyens de limitation de courant de moteur 12 est obtenue en tant que valeur de limitation de courant axial d, et la composante axiale q est obtenue en tant que valeur de limitation de courant axial q en fonction de l'angle de phase (que l'on appellera ci-après "angle de phase de courant") formé, respectivement, par l'axe q et le courant vectoriel synChétique qui est délivré séparément. Le courant cible axial d id* et le courant cible axial q iq* sont limités aux valeurs de limitation respectives, ou à moins, ainsi obtenues, pour fournir ainsi la limitation de courant sur l'axe d-q. Comme on l'a décrit ci-dessus, le courant cible axial d et le courant cible axial q qui sont limités à des valeurs prédéterminces, ou à moins, sont comparés avec les courants détectés respectifs de l'axe d et de l'axe q qui sont des coordonnces converties à partir des valeurs détectées des courants de phase aux étapes s7 à s8, et sont ensuite commandés en contre-réaction par l'algorithme en tant que commande PI qui correspond
à la section de commande de courant 7 de la figure l.
Enfin, à une étape s9, les quantités fonctionnelles des sections de commande de courant respectives sont converties en coordonnées de courant alternatif triphasé et sont délivrées à l'inverseur de modulation de largeur d'impulsion 4. Ceci correspond à
la conversion de coordonnées 8 de la figure l.
L'inverser de modulation de largeur d'impulsion commande par modulation de largeur d'impulsion le
moteur 1.
Comme on l'a décrit ci-dessus, selon le premier mode de réalisation, le courant de moteur sur les coordonnces d-q est limité réqulièrement en fonction du temps, et l'on peut effectuer une protection contre une surchauffe appropriée sans changer rapidement le couple
de sortie de moteur.
En outre, comme le montre la figure 6, la valeur de moyenne temporelle du courant de phase, au moment du blocage dasservissement de moteur, augmente par comparaison avec le temps de rotation de moteur (voir figure 6A). Par conséquent, le courant de moteur est limité rapidement pendant le temps de blocage d'asservissement par comparaison avec le temps de rotation de moteur, ce par quoi l'on peut réaliser une
protection contre une surchauffe pratique.
Le premier mode de réalisation concerne un système dans lequel les courants de phase respectifs sont intégrés par la section d'intogration 11 (la valeur de moyenne temporelle des courants de phase est obtenue) pour limiter le courant de moteur. Comme variante, les fonctions de puissance des courants de phase peuvent être intogrées. La perte du moteur 1 ou de l'inverseur de modulation de largeur d'impuleion 4 est sensiblement proportionnelle au courant, ou au carré du courant, ce par quoi l'on peut effectuer une protection contre une
surchauffe plus appropriée.
En tant que fonction de puissance du courant de
phase, on trouve les fonctions suivantes.
fl(i) = il,5 f2(i) = i2 f3(i) = il,5 + a o fl, f2 et f3 sont les fonctions de puissance des courants de phase, i est un courant de moteur, et
o a est une constante arUitraire.
Dans cette situation, si l'on soumet les fonctions de puissance à une approximation polynomiale, la quantité de calaul peut être davantage réduite, ce par quoi il est possible de réduire la charge du microrégisseur 5. En outre, si l'on effectue le calcul en se référant à une table, on peut encore réduire davantage la quantité de calcul. Si le multiplieur de puissance de la fonction de puissance est 1, le courant de moteur est limité sur la base de la valeur moyenne du courant de phase en fonction du temps, comme dans le premier mode de réalisation que montre la figure 1, et le premier mode de réalisation que montre la figure 1 est équivalent au système qui limite le courant de moteur sur la base de la valeur intégrée des fonctions de puissance des courants de phase dont le multiplieur
de puissance est 1.
]3 En outre, dans le premier mode de réalisation, on additionne séparément les courants de phase respectifs de chaque sens positif et négatif, mais on peut additionner les valeurs absolues des courants de phase S respectifs. Dans l'inverseur de modulation de largeur dimpulelon 4, un élément de production de chaleur élevé est différent en fonction des sens de courant de phase, mais la perte dans le cuivre du moteur 1 demeure constante quels que soient les sens de courant de phase. Par conséquent, on peut réduire la quantité de calcul à l'intérieur de la plage suffisamment pratique d'utilisation, et l'on peut réduire la charge du ,.
mlcroreglsseur 5.
En outre, tandis que le premier mode de réalisation est constitué d'un système dans lequel les valeurs détectées des courants de phase respectifs sont intégrées, les valeurs cibles des courants de phase respectifs peuvent être intégrses. Dans ce cas, on peut éga'ement appliquer le premier mode de réalisation à un dispositif de commande de moteur ne comportant pas de cTrcuit de détection de courant de phase, comme une
commande en boucle ouverte.
En outre, tandis que, dans le premier mode de réalisation, le moteur 1 est formé d'un moteur triphasé 2s à courant continu sans collecteur, on peut effectuer la protection contre une surchauffe de la même manière, tant que le moteur 1 est un moteur polyphasé, comme un
moteur électrique à induction.
En outre, tandis que, dans le premier mode de réalisation, on n'a pas décrit langle de phase de courant puisque l'angle de phase de courant est donné séparément, on peut changer l'angle de phase de courant, ou bien ne pas le changer, avant et après la
limitation du courant de moteur.
Si l'on change l'angle de courant de phase U. il y a deux procédés: un procédé dans lequel le courant axial d peut cTrculer en priorité tandis que le courant vectoriel synthétique est limité à une valeur prédéterminée, ou à moins, et un procédé dans lequel le courant axial q peut cTrculer en priorité. Dans le cas o le moteur à courant continu sans collecteur doit être commandé comme dans le premier mode de réalisation, on obtient un effet de champ affaibli si le courant axial d circule dans le sens négatif. Par conséquent, si le courant axial d peut circuler en priorité, l'attaque peut être effectuée de sorte que la priorité est donnce à la vitesse de rotation. En outre, si le champ est constant, le courant axial q est proportionnel à un couple de sortie et, par conséquent, 1S si le courant axial q peut circuler en priorité, on peut effectuer l'attaque de sorte que la priorité est
donnée au couple.
Dans le cas o l'on ne cnange pas l'angle de phase de courant 6, on peut limiter le courant de moteur tout en réduisant graduellement, d'une manière bien équilibrce, la vitesse de rotation et le couple de sortie. En outre, on peut appliquer le procédé ci-dessus à un cas dans lequel le flux magnétique est commandé par 2s le courant d' excitation, comme dans le moteur électrique à induction. On a décrit un procédé de commande dun moteur à courant continu sans collecteur sur les coordonnées d-q, en ce qui concerne un changement de l 'angle de phase de courant ci-dessus C. De façon similaire, on diminue graduellement le courant dans le cas o le moteur électrique à induction est
commandé dans le système de coordonnces orChogonales.
MODE DE REALISATION 2
On va décrire le deuxième mode de réalisation dans 3s lequel la commande de contre-réaction de courant du premier mode de réalisation décrit cidessus est effectuée sur les coordonnées d-q. On peut également appliquer la présente invention à un système dans lequel le courant alternatif est directement délivré S par contre-réaction. Dans ce cas, on peut réduire
davantage la quantité de calcul.
La figure 7 est un schéma fonctionnel montrant la structure d'un dispositif de commande de moteur selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. En se rétérant à la figure 7, les éléments similaires à ceux du premier mode de réalisation que montre la figure 1 sont désignés par les mêmes repères,
et l'on en omettra la description. En tant que nouveau
repère, le repère 14 désigne une section de conversion l S de cocrdonnées qui convert it un courant c ible en coordonnces d-q en un courant cible en coordonnées de courant alternatif triphasé. La section de conversion de cocrdonnces 14 est équipée du micrcrégisseur 5, comme élément structurel qui est réalisé en tant que logiciel, comme dans le premier mode de réalisation. Du fait que le programme installé dans le microrégisseur 5 peut être réalisé avec la même structure que celle du premier mode de réalisation, on en omettra
l'organigramme de programme.
On va maintenant décrire le fonctionnement. Le courant de phase détecté par la section de conversion danalogique en numérique 6 est intégré dans la section d'intégration 11, est les valeurs de limitation des valeurs de crête des courants de phase respectifs sont calculées par la section de calcul de valeurs de limitation de courant de moteur 12, comme on la décrit
dans le premier mode de réalisation.
Le courant cible axial d id* et le courant cible axial q iq* sont convertis en courants cibles iu* et iv* sur les coordonnées de courant alternatif triphasé
par la section de conversion de coordonnées 14.
Comme on l'a décrit dans le premier mode de réalisation, la valeur de limitation de courant de moteur fournie par la section de calcul de valeur de limitation de courant 12 limite la valeur de crête du courant alternatif triphasé. Par conséquent, les courants souhaités iu* et iv* sur les cocrdonnces de courant alternatif triphasé qui sont des cocrdonnées converties par la section de conversion de cocrdonnées 14 sont comparés directement avec la valeur de limitation de courant de moteur mentionnée ci-dessus, et peuvent être limités à des valeurs prédéterminées, ou à moins. Par conséquent, les valeurs de crête des courants cibles iu* et iv* sur les coordonnées de courant alternatif triphasé sont limitées à la valeur de limitation de courant de moteur, ou à moins, qui est calculée par la section de calaul de valeur cle limitation cle courart de mateur 12, par la section de
courant de limitation de courant 13.
Les courants souhaités respectifs sur les coordonnées de courant alternatif triphasé dont les valeurs de crête sont limitées sont comparés avec les courants détectés sur les phases respectives, et sont ensuite commandés par contre-réaction conformément à 2s l'algoritUme, comme commande P. par la section de commande de courant 7. Les quantités fonctionnelles des sections de commande de courant respectives sont délivrées à l'inverseur de modulation de largeur d'impulsion 4, et l'inverseur de modulation de largeur d'impuleLon 4 attaque en modulation de largeur
dimpulsion le moteur 1.
Par conséquent, selon le deuxTème mode de réalisation, les valeurs de crête des courants de phase respectifs sur les coordonnées de courant alternatif triphasé sont limitées réqulièrement, et l'on peut effectuerune protection contre une surchauffe appropriée sans impliquer de changement brusque du couple.
MODE DE REALISATION 3
S Bien que, dans les premier et deuxTème modes de réalisation décrits cidessus, le courant maximal soit limité sur la base de la valeur de moyenne temporelle du courant de phase, on peut également réduire graduellement la valeur maximale sur la base d'une valeur de seuil prédéterminée et de l'écart du courant de phase. Dans ce cas, le courant de moteur peut être limité de facon à être rapide si le courant est fort, et à être lent si le courant est faible, en permettant ainsi d'effectuer une protection contre une surchauffe
IS plus pratique.
La figure 8 est un schéma fonctionnel montrant la structure du dispositif de commande de moteur selon un
t<oisième mode de réalisation de la précente invenic,n.
En se rétérant à la figure 8, les mêmes éléments que ceux des premier et deuxième modes de réalisation que montrent les figures 1 et 7 sont désignés par les mêmes
repères, et l'on en omettra la description. En tant que
nouveau repère, le repère 15 désigne une section de calaul diécart qui caleule un écart entre le courant de 2s phase et la valeur de seuil d'évaluation de protection contre une surchauffe prédéterminée, et est équipée dans le microrégisseur 5 comme élément structurel réalisé en tant que logiciel, comme dans les premier et deuxTème modes de réalisation. En outre, un programme installé dans le microrégisseur 5 peut être réalisé avec la même structure que celle du premier mode de réalisation et, par conséquent, on en omettra
l'organigramme de programme.
On va maintenant décrire le fonctionnement. Le courant de phase détecté par la section de conversion danalogique en numérique 6 est comparé avec une valeur de seuil d'évaluation de courant de protection contre une surchauffe prédéterminée, et son écart est intégré dans la section d'intégration 11. Dans cet exemple, les S écarts peuvent être calaulés et additionnés pour chaque sens positif et négatif en fonction des sens de circulation, ou l'écart entre la valeur absolue et la valeur de seuil mentionnce ci-dessus peut être ajouté, comme dans le premier mode de réalisation. Les valeurs de limitation admissibles ci-après des courants de phase respectifs sont augmentées, ou diminuées, graduellement en fonction de la valeur maximale de la valeur intégrée des écarts mentionnés ci-dessus et de la caractéristique, par exemple, comme le montre la
figure 4, pour limiter ainsi le courant de moteur.
Si, en tant que valeur de seuil de protection contre une surchauffe mentionnce ci-dessus, on fixe une valeur de cournt qui peut ére attaquce de manière c^ntinue (que l'on appellera ci-après "courant continu nominal"), un fort courant cTrcule pendant une courte période de temps en fonction du court service nominal du moteur 1 ou de l'inverseur de modulation de largeur dimpulsion 4, et le courant de moteur peut converger régulièrement en courant continu nominal en fonction de
l'état dattaque.
Bien que, dans cet exemple, le courant maximal soit diminué graduellement sur la base de la valeur intogrce de l'écart du courant de phase et de la valeur de seuil de protection contre une surchauffe prédéterminée, on peut également augmenter, ou diminuer, graduellement le courant maximal sur la base de la valeur intégrce de l'écart de la fonction de puissance du courant de phase et de la valeur de seuil
de protection contre une surchauffe prédétermince.
Du fait que la perte du moteur 1, ou de l'inverseur de modulation de largeur d'impulsion 4, est sensiblement proportionnelle au courant, ou au carré du courant, on peut effectuer une protection contre une
surchauffe plus appropriée.
En outre, on obtient le même effet en adoptant une structure dans laquelle le courant maximal augmente, ou diminue, graduellement sur la base de la valeur intégrce de la fonction de puissance de l'écart entre le courant de phase et la valeur de protection contre
une surchauffe donnée.
Comme on l'a décrit ci-dessus selon la présente invention, dans le dispositif de commande du moteur polyphasé, le courant de moteur est limité en fonction de la valeur intégrce de la fonction prédéterminée du courant de phase, de sorte que l'on effectue une protection contre une surchauffe approprice tout en chanceant réqulièrement la caractéristique de sortie de
moteur en onction du temps.
En outre, puisque la valeur de crête du courant de phase est limitée en fonction de la valeur intégrée de la fonction prédéterminée du courant de phase, on effectue une protection contre une surchauffe sans impliquer de distorsion du courant de moteur à ondes sinusoïdales. 2s De plus, puisque le courant de moteur est limité en fonction de la valeur maximale de valeurs intogrces de la fonction prédéterminée des courants de phase respectifs, on peut protéger une phase qui chauffe le plus sans perdre l'équilibre des trois phases du
courant de moteur.
De plus, puisque le courant axial d, le courant axial q, ou le courant obtenu par la synChèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q, est limité en fonction de la valeur intégrce de la fonction prédétermince du courant de phase, on peut effectuer une protection contre une surchauffe appropriée même dans le cas o l'on effectue une
commande vectorielle du moteur polyphasé.
De plus encore, puisque l'angle de phase formé par l'axe q et le courant obtenu par la synthèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q ne change pas ni avant ni après la limitation de courant de moteur, le courant de moteur peut être limité tout en réduisant graduellement, de manière bien équilibrée,
la vitesse de rotation et le couple de sortie.
D'autre part, puisque l 'angle de phase formé par l'axe q et le courant obtenu par la synthèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q change avant et après la limitation de courant de moteur, et que le courant axial d peut circuler en priorité après la limitation du courant de moteur par comparaison avec l'état dans lequel le courant de moteur n'est touj ours pas limité, il est approprié lorsque l'on donne une priorité à la vitesse de
rotation plutôt qu'au couple.
D'autre part, puisque l'angle de phase formé par l'axe q et le courant obtenu par la synChèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q change avant et après la limitation de courant de moteur, et que le courant axial q peut circuler en priorité après la limitation de courant de moteur par comparaison avec l'état dans lequel le courant de moteur n'est pas encore limité, il est approprié lorsque l'on donne la priorité au couple plutôt qu'à la
vitesse de rotation.
En outre, puisque la valeur maximale du courant de moteur est limitée en fonction de la valeur intogrée de la fonction de puissance du courant de phase, le courant de moteur est limité rapidement au moment d'un fort courant, et lentement au moment d'un faible courant, ce par quoi l'on effectue une protection
contre une surchauffe plus pratique.
De plus encore, puisque la valeur maximale du courant de moteur est limitée en fonction de la valeur intégrée de l'écart entre le courant de phase et la valeur de seuil prédétermince, le courant de moteur est limité rapidement au moment d'un fort courant et lentement au moment d'un faible courant, ce par quoi lon effectue une protection contre une surchauffe plus
pratique.
De plus, puisque la valeur maximale du courant de moteur est limitée en fonction de la valeur intégrée de lécart entre la fonction de puissance du courant de phase et la valeur de seuil donnée, le courant de moteur est limité rapidement au moment d'un fort courant et lentement au moment d'un faible courant, ce par quoi l'on effectue une protection contre une
suchauffe plus pratique.
De plus encore, puisque la valeur maximale du courant de moteur est limitée en fonction de la valeur intégrée de la fonction de puissance de l'écart entre le courant de phase et la valeur de seuil donnée, le courant de moteur est limité rapidement au moment d'un fort courant et lentement au moment d'un faible courant, ce par quoi l'on effectue une protection
contre une surchauffe plus pratique.
De plus, puisque la fonction de puissance est calaulée en fonction de l' approximation polynomiale, on
peut réduire la quantité de calaul.
De plus encore, puisque la fonction de puissance est calculée en se référant à une table, on peut
réduire la quantité de calcul.
En outre, puisque la fonction de puissance est calculée indépendamment des sens de circulation de courant de phase, on effectue la protection contre une surchauffe appropriée en fonction des sens de
circulation de courant.
D'autre part, en raison de la valeur absolue du courant de phase, on peut réduire la quantité de calcul. De plus, puisque la fonction de puissance est calculée en fonction de la valeur détectée du courant de phase, on peut effectuer une protection contre une
surchauffe plus approprice.
En outre, puisque la fonction de puissance est calaulée en fonction de la valeur cible du courant de phase, on peut également appliquer la précente invention à un dispositif de commande de moteur ne comportant pas de cTrcuit de détection de courant de
phase, comme une commande en bouale ouverte.
On a présenté la description et les modes de
réalisation préférés qui précèdent de la présente invertion à des fins de représentation et de
description. Ils ne sont pas destinés à limiter
l' invention à la forme précise décrite, et des modifications et changements sont possibles à la lumière des enseignements ci-dessus, ou peuvent être acquis à partir de la pratique de l' invention. On a choisi et décrit les modes de réalisation afin 2s d'expliquer les principes de l 'invention et son application pratique pour permettre à une personne expérimentée dans la technique d'utiliser l 'invention dans divers modes de réalisation et avec diverses variantes, comme appropriés à l'utilisation particulière prévue. On s' attend à ce que la portée de
l' invention soit définie par les revendications
annexces et leurs équivalents.
Claims (20)
1. Dispositif de commande de moteur pour un moteur polyphasé (1), comprenant: un circuit d'attaque (4) destiné à attaquer ledit moteur polyphasé (1); et un microrégisseur (5) destiné à commander ledit circuit d'attaque (4); caractérisé en ce que ladit microrégisseur (5) limite un courant de moteur en fonction d'une valeur intégrée d'une fonction prédétermince d'un courant de phase.
2. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit 1S microrégisseur (5) limite une valeur de crête du courant de phase en fonction d'une valeur intogrce
d'une fonction prédétermince d'un courant de phase.
3. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) limite le courant de moteur en fonction d'une valeur maximale des valeurs intégrées fonctionnelles donnces des courants de phase respectifs.
4. Dispositif de commande de moteur selon la 2s revendication 1, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) limite un courant axial d en fonction d'une valeur intogrce d'une fonction
prédéterminée d'un courant de phase.
5. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) limite un courant axial q en fonction d'une valeur intégrée d'une fonction
prédéterminée d'un courant de phase.
6. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) limite un courant obtenu par synthèse vectorielle d'un courant axial d et dun courant axial q en fonction d'une valeur intogrée d'une
fonction prédétermince d'un courant de phase.
S
7. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) ne modifie pas l'angle de phase () formé par l'axe q et le courant obtenu par la synthèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q,
ni avant ni après la limitation du courant de moteur.
8. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) modifie l'angle de phase () formé par l'axe q et le courant obtenu par la synthèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q,
avant et après la limitation du courant de moteur.
9. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce aue, dès que le courant de moteur est limité, ledit microrégisseur (5) modifie l' angle de phase () formé par l'axe q et le courant obtenu par la synthèce vectorielle du courant axial d et du courant axial q, de façon à permettre que le courant axial d c Trcule en priori té par comparai son avec l'état dans lequel le courant de moteur n'est pas
encore limité.
10. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que, dès que le courant de moteur est limité, ledit microrégisseur (5) modifie l'angle de phase () formé par l'axe q et le courant obtenu par la synChèse vectorielle du courant axial d et du courant axial q, de facon à permettre au courant axial q de c ircul er en priori té par comparai son avec l'état dans lequel le courant de moteur n'est pas
encore limité.
11. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) limite le courant de moteur en fonction d'une valeur intogrée d'une fonction de
puissance du courant de phase.
12. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) limite le courant de moteur en fonction de la valeur intégrée d'un écart entre le
courant de phase et une valeur de seuil prédéterminée.
IO
13. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) limite le courant de moteur en fonction de la valeur intégrée d'un écart entre la fonction de puissance du courant de phase et une valeur
lS de seuil prédéterminée.
14. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) limite le courant de moteu en fonction d'une valeur intégrée de la fonction de puissance d'un écart entre le courant de phase et une
valeur de seuil prédétermince.
15. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladit microrégisseur (5) calaule la fonction de puissance par
approximation polynomiale.
16. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) caleule la fonction de puissance en
se rétérant à une table.
17. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit microrégisseur (5) assure indépendamment le calcul en
fonction du sens de circulation de courant de phase.
18. Dispositif de commande de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit microrg1seur (5) effecLue le caleul en fonct10n d'une
valeur aLolue du couranL de chase.
19. D1posiLif de commands de moLeur felon la revendicaLion 1, caracL4ris en ce Due led1L 3 microrg1eur (5) effecLoe le caleul en foncL10n d'une
valeur d6LecL6e du couranL de phase.
20. 1pos1L1[ de commande de moLeui salon la revendicaL10n 1, caracL6ris en ce Due legal micr36gisseur (5) effecLue le calcul en foncLion d'une
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Legal Events
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