FR2825147A1 - Appareil de detection de position et appareil de detection d'anomalie - Google Patents
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Abstract
Appareil de détection de position comprenant un capteur de position (10) recevant un signal d'excitation à forme d'onde de période donnée et sortant des premier et second signaux à amplitude modifiée induits selon une position détectée provenant respectivement de premier et second enroulements de sortie; un premier circuit de déphasage (23) déphasant le premier signal à amplitude modifiée d'un angle donné; un second circuit de déphasage (24) déphasant le second signal à amplitude modifiée d'un angle donné; des moyens de transformation (15, 16) pour transformer le signal sorti du premier circuit (23) et celui du second circuit (24) en un signal modulé en phase; et des moyens de calcul (17 à 22) pour obtenir une position détectée sur la base de la phase du signal modulé en phase sorti des moyens (15, 16).
Description
APPAREIL DE DETECTION DE POSITION ET APPAREIL DE
DETECTION D'ANOMALIE
ARRIERE-PLAN DE L' INVENTION
1. Domaine de l' invention La présente invention se rapporte à un appareil de détection de position et à un appareil de détection d'anomalie, et plus particulièrement à un convertisseur d'angle pour détecter une position ou à un dispositif pour détecter la position en rotation telle qu'une synchromachine, et plus particulièrement à un appareil de détection de position et à un appareil de détection d'anomalie pour détecter la position d'un moteur pour
piloter un moteur sans collecteur.
2. Description de la technique concernée
La figure 7 représente un appareil classique de détection de position de ce type comme on le révèle, par exemple, dans la Publication Publice avant examen de Brevet Japonais n 9-126,309. En se référant à la figure 7, par exemple, un capteur de position 10 composé d'un convertisseur d' angle est alimenté par un signal d' excitation (sin t) qui est une tension d'onde sinusoïdale pour l 'excitation en provenance d'un circuit oscillant 22 qui produit le signal d' excitation sur la base d'un signal d'horloge en provenance d'un compteur 12. Le capteur de position 10 sort des signaux d'induction sin sin (t) et cos sin (ot) résultant d'une modulation en amplitude du signal d'excitation cos et sin en réponse à la position en rotation 0. Ici, représente une erreur de fluctuation de phase du signal de sortie par rapport au signal d' excitation en raison d'un chemin allant du capteur de position 10 à un circuit de détection de position ou d'un changement de la température d'un enroulement de
capteur de position.
Un signal de sortie particulier sin sin (ot) a sa phase décalée par un circuit de déphasage 14 d'une valeur donnée de 90 degrés, de sorte que le signal de
sortie devient une sortie déphasoe sin cos (ot).
Le signal déphasé et un autre signal de sortie cos sin (t) en provenance du capteur de position sont ajoutés ensemble par un circuit d' addition pour sortir un signal d'addition sin (ot +). De la même facon, le signal déphasé et un autre signal de sortie cos sin (t a) sorti en provenance du capteur de position 10 sont soustraits l'un de l'autre par un circuit de soustraction pour sortir un signal de
soustraction sin (t -).
Le signal d'excitation (sin t) qui est un signal de référence est compté en se référant à un compteur 12. C'est-à-dire, étant donné que le signal d' excitation est compté en tant que période allant de O à 360 degrés, un point de passage par zéro du signal d' addition sin (ot + a) est détecté par un circuit de détection de passage par zéro 17, et des données D1 verrouillées par un circuit à verrouillage 19 deviennent +. De la même façon le point de passage par zéro du signal de soustraction sin (ot - a) est détecté par le circuit de détection de passage par zéro 18, et des donnces D2 verrouillées par le cTrcuit à verrouillage 20 deviennent -. De plus, dans un circuit de calcul d'erreur 21, (D1 + D2) / 2 devient + comme on l'a précédemment décrit. Par conséquent, l'erreur de fluctuation de phase peut être calaulée. Les donnces D1 et l'erreur de fluctuation de phase sont soustraites les unes des autres par le circuit de soustraction 22, étant de ce fait susceptible d'obtenir 0, et également susceptible d'extraire la position à partir de laquelle l'erreur de fluctuation de phase a
est retirée.
Parce que l'appareil classique de détection de position révélé dans la Publication Publiée avant examen de Brevet Japonais n 9-126 809 est structuré comme on l'a précédemment décrit, quand l'appareil de détection de position défaille en raison d'une queleonque raison, en particulier quand le circuit de déphasage 14 défaille et lorsque le déphasage n'est pas effectué, le signal d'addition devient sin sin (ot a) + cos sin (t a) = (sin + cos 0) sin (ot a), et le signal de soustraction devient sin sin (ot a) - cos sin (ot a) = (sin cos 9) sin (t a). Par conséquent, les données D1 deviennent a ou 180 degrés a sauf que est égal à dogrés ou à 315 degrés, et également les données D2 deviennent a ou 180 degrés a sauf que est égal à dogrés ou à 225 degrés. Par conséquent, détecte l'un quelconque de a, 90 degrés a, 180 dogrés a,
et 270 dogrés a. Pour une description simple, si a
est égal à 0, une relation entre la position d'origine (par exemple, la position en rotation du moteur) et la
position détectée est représentée à la figure 8.
L'erreur devient égale à 135 degrés au maximum, et dans le cas o l'appareil est utilisé en tant qu'appareil de détection de position en rotation de moteur pour piloter une machine synchrone sans collecteur, il y a un risque qu'une défaillance se produise de sorte que l'appareil pilote la machine synchrone dans un sens opposé au sens de pilotage normal. Pour éviter cet inconvénient, on a proposé que deux appareils de détection de position soient prévus, et deux résultats de détection sont comparés l'un à l'autre pour déterminer si une défaillance se produit ou non. Dans cette proposition, étant donné que deux appareils de détection de position sont nocessaires, cela devient coûteux. Egalement, afin de calauler la position 0, parce que l'erreur de fluctuation de phase est calculée une fois, et qu'ensuite un traitement de calcul à part l'erreur de fluctuation de position est nécessaire, la
structure du circuit devient compliquée et coûteuse.
RESUME DE L' INVENTION
La présente invention a été établie sous les cTrconstances précédentes, et par conséquent un objectif de la présente invention est de proposer un appareil de détection de position et un appareil de détection d'anomalie qui sont susceptibles de minimiser l' influence d'une défaillance même si un circuit de
déphasage défaille.
Avec les objectifs précédents en vue, l'appareil de détection de position comprend: un capteur de position qui reçoit un signal d' excitation ayant une forme d'onde de période donnée et sort un premier signal à amplitude modifice induit selon une position détectée à partir d'un premier enroulement de sortie et sort un second signal à amplitude modifiée induit selon une position détectée à partir d'un second enroulement de sortie; des premiers moyens de déphasage pour déphaser électriquement le premier signal à amplitude modifiée d'un angle donné; des seconds moyens de déphasage pour déphaser électriquement le second signal à amplitude modifiée d'un angle donné; des moyens de transformation pour transformer le signal sorti en provenance des premiers moyens de déphasage et le signal sorti en provenance des seconds moyens de déphasage en un signal modulé en phase; et des moyens de calaul pour obtenir une position détectée sur la base de la phase du signal modulé en phase sorti en
provenance des moyens de transformation.
Les moyens de calcul peuvent détecter une différence de phase entre le signal d'excitation et le signal modulé en phase pour obtenir la position détectée. Ces objectifs et autres objectifs, particularités et avantages de la présente invention vont devenir plus
évidents à la lecture de la description qui va suivre
des modes de réalisation préférés de la présente
invention prise en relation avec les dessins annexés.
La présente invention se rapporte également à un
appareil de détection d'anomalie.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Dans les dessins annexés: la figure 1 est une vue structurelle représentant la structure d'un appareil de détection de position selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est un schéma explicatif représentant les résultats de détection de position selon le premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une vue structurelle représentant un appareil de détection de position selon un deuxTème mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est un schéma explicatif représentant les résultats de la détection de position selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention; la figure 5 est une vue structurelle représentant un appareil de détection de position selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 6 est un schéma explicatif représentant une erreur de fluctuation de phase selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 7 est une vue structurelle représentant un procédé classique de détection de position; et la figure 8 est un schéma explicatif représentant le résultat de détection de position dans un état incorrect obtenu par le procédé classique de détection
de position.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
(Premier mode de réalisation) Dans la suite, on va décrire un mode de réalisation de la présente invention en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est une vue structurelle représentant la structure d'un appareil de détection de position selon la présente invention. En se référant à la figure, la référence numérique 10 désigne un capteur de position du type à entrée d' excitation à une phase/sortie à deux phases, et par exemple, est constituée par un convertisseur d' angle ou analogue. Le capteur de position 10 n'est pas limité à cette structure, mais on peut utiliser un quelconque type de capteur de position. En amenant un signal d'excitation ayant une fréquence donnée, le capteur de position 10 sort des signaux modulés en amplitude qui ont une amplitude modulée par cos et sin selon les positions respect ivement détectées à part ir des premier et second enroulements de sortie. La référence numérique 12 désigne un compteur qui produit un signal d'horloge, et la référence numérique 22 désigne un cTrcuit oscillant qui rec,oit le signal d' excitation ayant la fréquence donnée dans le capteur de position sur la base du signal d'horloge en provenance du compteur 12. Les références numériques 23 et 24 désignent des circuits de déphasage qui décalent électriquement la phase du signal modulé en amplitude sorti en provenance du capteur de position 10 d'un angle donné. La référence numérique 15 désigne un cTrcuit d'addition qui ajoute un signal sorti en provenance du circuit de déphasage 23 et un signal sorti en provenance du cTrcuit de déphasage 24 l'un à l'autre, et la référence numérique 16 désigne un circuit de soustraction qui soustrait le signal sorti en provenance du cTrcuit de déphasage 23 et le signal sorti en provenance du circuit de déphasage 24 l'un de l'autre. Les références numériques 17 et 18 désignent des circuits de détection de passage par zéro qui reçoivent respectivement les signaux de sortie du circuit d' addition 15 et du circuit de soustraction 16,
et qui détectent le passage par zéro du signal entré.
Les réLérences numériques 19 et 20 désignent des circuits à verrouillage qui reçoivent des impuleions de détection de passage par zéro détectées par les circuits respectifs de détection de passage par zéro 17 et 18, c'est-à-dire des impulsions de détection de phase nulle dont les valeurs d'amplitude sont changées de négatif à positif comme des impulsions de verrouillage, et qui verrouillent la valeur de comptage du compteur 12 aux synchronisations des impuleions de verrouillage respectives. Les données D1 et D2 verrouillées dans les circuits à verrouillage respectifs 19 et 20 correspondent aux déphasages des signaux de sortie respectifs du circuit d'addition 15 et du circuit de soustraction 16 par rapport à un signal sinusoïdal de rétérence sin t. La référence numérique 21 désigne un circuit de caleul d'erreur qui reçoit les donnces D1 et D2 verrouillées dans les circuits à verrouillage respectifs 19 et 20 et obtient une erreur de fluctuation de phase par le calcul de "(D1 + D2) / 2 (= Q). La référence numérique 22 désigne un circuit de soustraction qui reçoit les donnces D1 verrouillées dans un seul circuit à verrouillage 19 et la valeur obtenue par le cTrcuit de calcul d' erreur 21 et mène la soustraction de "D1 - i3 (= 0) " pour sortir une position détectée correcte à partir de laquelle l 'erreur de fluctuation de phase 3 est retirée. Alors, on va décrire le fonctionnement. D' abord, quand le signal d' excitation cot est entré dans le capteur de position 10 par le circuit oscillant 22, le capteur de position 10 sort un signal d' induction, c'est-à-dire le signal modulé en amplitude sin (3 sin (cot cx) et cos sin (cot cx) comme dans l exemple classique de la f igure 7. Par conséquent, dans l 'exemple classique, comme le montre la figure 7, le circuit de déphasage 14 est prévu sur l 'un quelconque de ces circuits pour entrer un signal, mais dans la présente invention, les circuits de déphasage sont prévus sur les deux phases, et une sortie en provenance du capteur de position 10 est entrce dans le circuit d' addition 15 et dans le circuit de soustraction 16 par l' intermédiaire du premier cTrcuit de déphasage 23, et un autre signal de sortie en provenance du capteur de position 10 est entré dans le circuit d' addition 15 et dans le circuit de soustraction 16 par l intermédiaire du second circuit de déphasage 24. La relation de phase électrique entre le premier circuit de déphasage 23 et le second circuit de déphasage 24 est f ixce de f açon à être déphasoe de manière relative de 90 dogrés. Par exemple, dans le circuit de déphasage 23, la phase est décalée de + 45 dogrés et la sortie est sin sin (ot cx + 45 dogrés), et dans l'autre circuit de déphasage 24, la phase est décalée de - 45 dogrés et la sortie est cos (3 sin (cot cx - 45 degrés). Dans cet exemple, en supposant que cx - 45 degrés constituent 0, la sortie du premier circuit de déphasage 23 devient sin sin (ot + 90 degrés) = sin cos (t p), et la sortie du second circuit de déphasage 24 devient cos sin (t p). Le signal de sortie du circuit d' addition 15 devient sin (ot + 0), et le signal de sortie du circuit de soustraction 16 devient sin (ot - 0). De cette façon, les signaux sortis en provenance des circuits de déphasage 23 et 24 sont ajoutés ou soustraits par le circuit d' addition 15 et le cTrcuit de soustraction 16 de façon à être transformés en signaux modulés en phase sin (ot + 0) et sin (t - 0). Après cela, les données D1 et les données D2 sont calaulées par l'intermédiaire des circuits de détection de passage par zéro 17, 18 et les circuits à verrouillage 19, 20 comme dans l'exemple classique. Lors de la détection de passage par zéro, l'un quelcouque du front avant et du front arrière est détecté, étant de ce fait susceptible
de calauler par les circuits de calaul 21 et 22.
Egalement, la présence d'un processus de calcul de (D1 + D2) / 2 valide (D1 - D2) / 2 = et la position à détecter. peut être considéré comme l'erreur de fluctuation de phase qui est fixée par le circuit de déphasage et ajoutée à par + 45 degrés, et l'erreur de fluctuation de phase dans l'exemple classique peut être considéré comme étant - 45 degrés. Dans ce cas, est la fluctuation d'erreur ayant une caractéristique de température comme dans l'exemple classique, donc elle peut être traitée en tant que données de détection de température. Par conséquent, si une relation entre l'erreur de fluctuation de phase et la température est fixce à l'avance, la température est mesurce en détectant l'erreur de fluctuation de position précédente. Par exemple, dans le capteur de position équipé du moteur, la température du moteur et la température d'environnement du moteur peuvent être mesurées. En conséquence, quand le moteur est exposé à une haute température ou est chauffé à une haute température, s'il y a un risque que le moteur défaille quand la température s'élève plus haut que cette température, un courant pour piloter le moteur est commandé de façon à être limité ou arrêté sur la base de l'erreur de fluctuation de position précédente, étant de ce fait susceptible d'empêcher la défaillance
préalable du moteur.
En général, quand un circuit déLaille, le risque que le circuit défaille en deux endroits en même temps est extrêmement faible, et normalement, dans le mode de défaillance et l'analyse d'effets de l'appareil, on prête attention à la défaillance d'une seule partie du circuit et une analyse est effectuée. Par conséquent, dans la présente invention, on peut supposer que l'un des circuits de déphasage défaille. En supposant que le second circuit de déphasage 24 déLaille et ne mène pas le déphasage, cos sin (ot) est satisfait. Par conséquent, le circuit d' addition 15 sort sin sin (t + 45 degrés) + cos sin (ot), et le circuit de soustraction 16 sort
sin sin (ot + + 45 degrés) - cos sin (ot a).
Pour une description brève, si est égal à 0, la
relation entre la position d'origine (par exemple, la position en rotation du moteur) et la position détectée est représentée à la figure 2. Comme le montre la figure 2, l'erreur dans la position détectée est petite en comparaison à la figure 8 représentant la détection de position quand le circuit défaille dans l'exemple classique reprécenté à la figure 7. Comme on l'a précédemment décrit, l'erreur devient plus petite lorsque l' angle de déphasage relatif est proche d'un angle souhaité, mais devient plus grande quand il est loin de l' angle souhaité. Par conséquent, étant donné que le circuit de déphasage est prévu dans chacune des deux phases des signaux de sortie d'enroulement, même si un circuit de déphasage défaille, un autre circuit de déphasage décale la phase, en résultat de quoi l'erreur de détection de position peut réduire l'erreur aussi grande qu'un autre angle de déphasage. Etant donné que ces deux circuits de déphasage sont prévus, le risque que chacun de ces circuits de déphasage défaille est le même, le même angle de déphasage doit être fixé, et si le capteur de position décale la phase de sorte que les signaux modulés en amplitude orthogonaux les uns aux autres sont transformés en signaux modulés en phase, l' angle de phase relatif est de 90 degrés. Etant donné que l 'angle de phase relatif est divisé en deux, quand l 'angle de décalage à deux phases est fixé à 45 degrés, l' influence d'une défaillance peut être supprimée au minimum. Par exemple, même si la position en rotation du moteur est utilisée en tant que position détectée dans un dispositif pour piloter un dispositif synchrone sans collecteur, l' influence du dysfonctionnement est petite
sans piloter le moteur en sens inverse.
Quand une anomalie se produit dans le dispositif de détection de position et qu'une erreur se produit lors de la détection de position comme le montre la figure 2, l'erreur de fluctuation de phase fluctue en raison de la position comme le montre la figure 6, de même. Comme cela est évident à partir de ce fait, l'erreur de fluctuation de phase pendant le fonctionnement normal change progressivement sans survenance rapide de la montée en température parce que l'erreur de fluctuation de phase dépend de la température. Cependant, étant donné que l'état normal change rapidement pour l'état incorrect pendant le fonctionnement incorrect, l'erreur de fluctuation de phase change également rapidement. L'anomalie du dispositif de détection de position peut être
déterminée en capLurant le changement rapide.
Egalement, étant donné que l'erreur de fluctuation de phase change en raison de la position, dans un système dans lequel la position change touj ours, bien que la position ait progressivement changé en raison de la température pendant le fonctionnement normal étant donné que l'erreur de fluctuation de phase change selon la position pendant le fonctionnement incorrect, l'anomalie peut être déterminée en déterminant le changement de l'erreur de fluctuation de phase. En conséquence, l'appareil de détection de position selon la présente invention peut être utilisé en tant
qu'appareil de détection d'anomalie.
De plus, dans le cas d'une quantité de changement de l'erreur de fluctuation de phase à l'intérieur de la plage de températures utilisant le capteur de position,
l'appareil de détection de position ou analogue, c'est-
à-dire une plage de fluctuations de l'erreur de fluctuation de phase, est petite, si l'erreur de fluctuation de phase se produit en deLors dune plage de l'erreur de fluctuation de phase comme le montre la figure 6, elle peut être déterminée en tant qu'anomalie. Même si la position est dans la plage de fluctuations de phase, quand l'erreur dans la détection de position est petite lors du fonctionnement incorrect comme cela est évident à partir de la comparaison de la figure 2 avec la figure 6, l'erreur de fluctuation de phase est petite. C'est-à-dire que lorsque l'erreur de fluctuation de phase est dans la plage de fluctuations, même si l'anomalie ne peut pas être détectée, étant donné que l'erreur dans la détection de position est petite, l' influence de l'erreur devient encore plus petite. Un procédé de détection de l'anomalie de l'appareil de détection de position peut être appliqué non seulement à la présente invention, mais également à l'exemple classique ayant seulement un circuit de déphasage. C'est-à-dire que la présente invention a un but de minimiser l' influence de la défaillance de la détection de position en prévoyant deux circuits de déphasage. La même chose est appliquée à l'erreur de fluctuation de phase. Par conséquent, dans un dispositif dans lequel les moyens de déphasage sont prévus dans une phase seulement comme dans l'exemple classique, l'erreur de fluctuation de phase a une fluctuation plus grande lors de la détaillance, et
l'anomalie est de plus aisément détectée.
Dans le cas o l'appareil de détection de position est utilisé en tant quappareil de détection de position pour piloter le moteur, si l'anomalie est détermince comme on l'a précédemment décrit, le pilotage du moteur s'arrête, étant de ce fait
susceptible d'éviter le dysfonctionnement.
La détection de passage par zéro est effectuée en supposant que l'on a détecté l'un du front avant et du front arrière dans cet exemple, cependant, on peut
détecter à la fois le front avant et le front arrière.
Dans ce cas, étant donné qutune période devient égale à la moitié, il est nécessaire que le compte détecté soit doublé et calaulé. Egalement, un verrouillage peut être effectué dans les fronts avant du circuit d'addition 15 et du cTrcuit de soustraction 16 pour le calcul, et un verrouillage peut être effectué dans les fronts arrière du circuit d' addition 15 et du circuit de soustraction 16 pour le calcul. Si on utilise à la fois le front avant et le front arrière, parce que la position peut être détectée pour chacune des moitiés de périodes, ce qui peut être mené de manière classique seulement pendant une période d'oscillation, la position peut être détectée à une vitesse plus élevée. De plus, on a proposé la détection au point de passage par zéro, mais pour empêcher l'erreur de détection provoquée par le bruit reau par le circuit ou la défaillance de l'appareil, une hystérésis peut être prévue au point de
passage par zéro pour la détection.
Comme on l'a précédemment décrit, le circuit de détection de position selon la présente invention peut minimiser l' influence de la défaillance même si le circuit de déphasage défaille. Egalement, dans le cas o le circuit de détection de position selon la présente invention est utilisé pour piloter le moteur comme on l'a précédemment décrit, le dysfonctionnement peut être évité. De plus, le circuit de détection de position selon la présente invention peut être utilisé en tant qu'appareil de détection d'anomalie qui détecte une anomalie de la détection de position sans nouvel
aj out d'un procédé pour détecter l'anomalie de circuit.
Etant donné que la position peut être obtenue sans la précence d'un processus de calaul pour calculer l'erreur de fluctuation de position, la détection de position et la détection d'anomalie peuvent être
effectuces à moindre coût.
(Deuxième mode de réalisation) La figure 3 est un schéma fonctionnel représentant la structure d'un appareil de détection de position selon ce mode de réalisation. Sur la figure, la rétérence numérique 30 désigne un moteur sans collecteur ayant un logarithme à n pôles qui est directement couplé au capteur de position 10, et la position en rotation du moteur est détectée par le capteur de position 10. La référence numérique 25 désigne un compteur qui compte une différence de temps d entre le point de passage par zéro d'un signal sorti en provenance du cTrcuit daddition 1S et le point de passage par zéro d'un signal sorti en provenance du circuit de soustraction 16. La référence numérique 26 désigne un circuit à verrouillage qui re,coit une impuleion de détection de passage par zéro détectée par les circuits respectifs de détection de passage par zéro 18, c'est-à-dire une impuleion de détection de phase zéro en tant qu'impulsion de verrouillage et verrouille la valeur de compte du compteur 25 à une synchronisation de l'impulsion de verrouillage. Parce que d'autres structures sont identiques à celles du premier mode de réalisation précédemment mentionné, les mêmes éléments sont désignés par des références
identiques et leur description sera omise.
Quand le moteur sans collecteur ayant le logarithme à n pôles est piloté, on utilise de manière générale le capteur de position d' angle double à n axes
avec une période N en tant que rotation du moteur.
C'est parce que dans le pilotage du moteur en soi, si on prête attention à seulement un pôle, la position en rotation détectée par le capteur de position correspond à l' angle de phase du moteur, et la position détectée peut être adaptée à la commande du moteur comme elle est. Cependant, dans le procédé de détection selon ce mode de réalisation, comme cela est évident à partir du mode de réalisation précédent, la différence de phase entre la sortie sin (t + + 0) en provenance du cTrcuit d'addition 15 et la sortie sin (t - 0) en
provenance du circuit de soustraction 16 devient 2 0.
Dans cet exemple, si l 'angle de phase du moteur est fixé pour être égal à 2 0, quand la différence de phase entre le signal de sortie du circuit d'addition 15 et le signal de sortie du cTrcuit de soustraction 16, c'està-dire la différence de temps du passage par zéro, est mesurée, elle peut être remplacée par un angle de phase susceptible d'être adapté à la commande du moteur comme il est. Par conséquent, il est inutile de calauler la position détectée après que l'erreur de fluctuation de phase a été calculée une fois comme dans l'exemple classique, et comme le montre la figure 3, la différence de temps d entre le point de passage par zéro du signal sorti en provenance du circuit d' addition 15 et le point de passage par zéro du signal sorti en provenance du circuit de soustraction 16 est comptée. Les signaux de sortie du circuit d' addition 15 et du circuit de soustraction 16 sont répétés à une période donnce de 2 /m, de ce fait d x devient un angle de phase. Par exemple, la position détectée quand le moteur est un couple à quatre pôles et que le capteur de position est un angle double à deux axes est représentée à la figure 4. Egalement, comme le montre le mode de réalisation précédent, l' angle détecté quand l'un des cTrcuits de déphasage défaille est représenté en même temps. Comme cela est évident à partir de cela, même si le circuit de déphasage défaille, l'erreur est petite et l' influence de l'erreur sur la commande du
moteur est légère. Dans cet exemple, la période donnce est fixée à 2 n/m, cependant, il y a
un risque que fluctue en raison de l' influence de la variation partielle du circuit oscillant, et par conséquent une période T o le point de passage par zéro du circuit d' addition 15 ou du circuit de soustraction 16 se produit est mesurce, et adaptée à la différence de temps d de sorte
que la période donnce devient 2 d/T.
Le capteur de position de l 'angle double à M axes peut être adapté à un moteur logarithmique à (amplification de 2) x M pôles. Par exemple, l' angle double à trois axes peut être appliqué au moteur logarithmique à six pôles comme on l'a précédemment décrit, mais peut être appliqué à un angle double à un seul axe. Dans ce cas, si ce mode de réalisation est adapté à la position de capteur 0, 2 peut être détecté et on calcule ensuite 1/3. L' angle de phase
peut être calculé avec 2 0/3.
Comme on l'a précédemment décrit, dans l'appareil de détection de position selon ce mode de réalisation, l'angle de phase du moteur est fixé pour être égal à 2 0, la différence de phase entre le signal de sortie du circuit d' addition 15 et le signal de sortie du circuit de soustraction 16, c'est-à-dire la différence de temps du passage par zéro est mesurée et peut être alors remplacée par l' angle de phase utilisé dans la commande du moteur. Ainsi, même si le circuit de déphasage défaille, l' influence de la défaillance peut être minimisoe. Egalement, dans le cas o l'appareil de détection de position de ce mode de réalisation est utilisé dans le pilotage de moteur précédemment
mentionné, le dysfonctionnement peut être évité.
(Troisième mode de réalisation) La figure 5 est un schéma fonctionnel représentant la structure d'un appareil de détection de position selon ce mode de réalisation. Sur la figure, la référence numérique 31 désigne un circuit de calaul de position qui entre les données D1 verrouillées dans le circuit à verrouillage 19 et qui obtient la position p par le calcul de "- D1 - (= p)". La référence numérique 32 désigne un ctrcuit de calaul de position qui entre les données D2 verrouillées dans le circuit à verrouillage 20 et qui obtient la position m par le calaul de "D2 + (= m) ". La référence numérique 33 désigne un circuit de traitement de comparaison qui (.] 1 (7111 (! 1.S E1] ell:rF; lTl()y(?Ilrl( (]C {) F c>1 i> () T1! ('J prenaoL Ie dcaIagc de poiLion O p ct: ()ln CD eonidraLion cn raion d brui1 cus dan Ic circiL dc d>LccLion en conidraLion dc la orLic dc valcur moycnnc comme 0. Le circuiL de LraiLemerL dc comparaison 33 d#Lerminc unc anomaIic dan!c (#F; O) O p cL O m diffrenE larcmnL I'un dc I'aLrc, c'>1 #dirc q'urc diTF>rencc enLre O p cl O m cI gal c Up5DiC[C unc vaIeur de euil donne. Darcc quc d'auLrc LucLure onL idenLiquc ceIIc du premier mode dc raliaLion prcdcmmcnL menLionn, Ie [nmc I6mcnL onL d6ignJ par dc rfrccc idcntic cL
dan cL excmplc, leur decripLion cra omi.
Oand I coLoulemcnL de orLie du cLcu dc poiLion, cL quaod un chcmin '> RcndanL dcpui lc capLur de poiLion juqu' I'appareiT dc d(Lcclic dc poiLico eL plu long, 1'errcur dc LlucLuaLio dc phac appara?L dan la orCic en raio dc I'<nfIucncc de 1,1 Écmp<LaLurc ou analogue. C'uLre parL, qar] ] !8lltl] dtl (<temjrl 1: plu c<111 6>, 1lll j.l:l <tr 11 I1] la hmk<aLurc qui tIucLuc dcvinL pcLiL, cL I quanLiL dc flucLuaLion dc phase devionL suffiamcL peLile. an cc ca, la quanLiL devionL un nivcau an ancun problme mmc il csL conidr cn LanL q'crrcur fixc dc phac 6. Lan cc ca, quand Ie gnaI d'xciLuLIon in L orLi en provcranc du cilcuj1 ociIlanL rcpr(cnL Ia figurc ch qu'un gna] ynLh(Ligne in (L + O + S) orLi cn provcnanc du circuiL d'addiLion 15 repr{cnL dan Ia pr>!cnLc invention onL auLori pascr par Tc ciuiL dc d<LccLion d paage par xro 17 cI onL cnsuiLc veriI! ar Ic circuiL vr>riIIage I9, Ia diff>cnce de phasc dc - O - cL dc:ccL<c prLir de donne vcrrouillc 1. EgalemeoL, quad un gnaI ynCh<LiqUc in (mL - O + 5) sorLi en provenanc du circuit de soustraction 16 est autorisé à passer par l'intermédiaire du cTrcuit de détection de passage par zéro 18 et est ensuite verrouillé par le circuit à verrouillage 20, la différence de phase de - est détectée à partir des données verrouillées D2. Dans cet exemple, en supposant que l'erreur de phase soit une valeur fixe, étant donné que cette valeur est déterminée en structurant l'appareil à l'avance, les traitements 31 et 32 pour soustraire l'erreur de phase fixe des données détectées D1 et D2 sont menés, étant de ce fait susceptibles de détecter les positions p et m. L'un de p et de m peut être utilisé en tant que position 0. Avec cela, un autre cTrcuit de détection peut être omis, et l'appareil peut être structuré à moindre coût. Egalement, il y a un risque que les positions détectées p et m soient légèrement décalées en raison du bruit requ dans le circuit de détection, donc les valeurs moyennes des positions détectées p et m sont calaulées par le circuit de traitement de comparaison 33 en tant que
position 0, et ainsi la précision peut être améliorce.
Egalement, dans le cas o les positions p et m diffèrent largement l'une de l'autre, on présume qu'une anomalie se produit dans l'appareil de détection, étant de ce fait susceptible de mener la détermination d'une anomalie. De plus, dans le cas o l'appareil de détection est utilisé pour la commande de moteur ou analogue, une instruction est établie de façon à
arrêter la commande.
Dans ce mode de réalisation, dans le cas o la quantité de fluctuation est petite dans la mesure o l'erreur de fluctuation de phase est une valeur fixe, la sensibilité en deLors de la plage de fluctuations de l'erreur de fluctuation de phase décrite dans le premier mode de réalisation peut être davantage amliore, faciliLart davanLage de ce taiL la d@LecLion
d'une anomalie.
La deGcription prAcdente des modes de rdaliGaLion prfAr6 de l'invenLion a AL prdsenLe danG un buL de
repr&senLaLion eL de description. Elle n'eL pa
deGtinde ALre exhausLive ou limiLer l'invenLion la torme prcise rvle, eL des modificaLions eL des variaLion sonL possibles la lumiAre des enseignemenLs prAcdenLs o peuvenL Lre acquis parLir de la praLique de l'invenLion. Les modes de @alisaLion onL AL choisis eL dcriLs pour expliquer leG principes de l'invenLion eL son applicaLion praLique pour permeLLre aux hommes de l'arL d'uLiliGer l'invenLion dans diff@cenLs modes de rdalisaLion avec iS diffrenLes modificaLionG qui conviennenL l'uLiliGaLion parLiculire envisage. L'Lendue de l'inveoLion eL dfinie par le revendicaLions annexes
eL leurs duivalenL.
Claims (20)
1. Appareil de détection de position caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur de position (10) qui reçoit un signal d'excitation ayant une forme d'onde de période donnée et qui sort un premier signal à amplitude modifiée induit selon une position détectée en provenance d'un premier enroulement de sortie et qui sort un second signal à amplitude modifiée induit selon une position détectée en provenance d'un second enroulement de sortie; des premiers moyens de déphasage (23) pour déphaser électriquement ledit premier signal à amplitude modifiée d'un angle donné; des seconds moyens de déphasage (24) pour déphaser électriquement ledit second signal à amplitude modifiée d'un angle donné; des moyens de transformation (15, 16) pour transformer le signal sorti en provenance desdits premiers moyens de déphasage (23) et le signal sorti en provenance des seconds moyens de déphasage (24) en un signal modulé en phase; et des moyens de calaul (17 à 22) pour obtenir une position détectée sur la base de la phase dudit signal modulé en phase sorti en provenance desdits moyens de transformation.
2. Appareil de détection de position selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de calaul (17 à 22) détectent une différence de phase entre ledit signal d' excitation et ledit signal modulé en phase
pour obtenir la position détectée.
3. Appareil de détection de position selon la revendication 2, dans lequel lesUits moyens de calcul (17 à 22) mesurent une différence de temps entre un instant o ledit signal d' excitation effectue un passage par zéro et un instant o ledit signal modulé en phase effectue un passage par zéro et calcule la position en soustrayant une quantité d'erreur de phase
donnce de la différence de temps.
4. Appareil de détection de position selon la revendication 1, dans lequel lesUits moyens de transformation (15,16) comprennent: des moyens d' addition (15) pour ajouter le signal sorti en provenance desdits premiers moyens de déphasage (23) et le signal sorti en provenance desdits seconds moyens de déphasage (24) pour calculer un premier signal modulé en phase; et des moyens de soustraction (16) pour soustraire le signal sorti en provenance desdits premiers moyens de déphasage (23) du signal sorti en provenance desUits seconds moyens de déphasage (24) pour calculer un second signal modulé en phase; et dans lequel lesdits moyens de calaul (17 à 22) détectent: une différence de phase entre le premier signal modulé en phase sorti en provenance desdits moyens d'addition (15) et le second signal modulé en phase sorti en provenance desdits moyens de soustraction (16)
pour obtenir la position détectée.
5. Appareil de détection de position selon la revendication 4, dans lequel lesUits moyens de calcul (17 à 22) mesurent une différence de temps entre un moment o ledit premier signal modulé en phase effectue un passage par zéro et un moment o ledit second signal modulé en phase effectue un passage par zéro pour
obtenir la position détectée.
6. Appareil de détection de position selon la revendication 4, dans lequel lesdits moyens de transformation (15, 16) comprennent: des premiers moyens de détection de phase (15) pour détecter une différence de phase entre ledit premier signal modulé en phase et ledit signal d'excitation; et des seconds moyens de détection de phase (16) pour détecter une différence de phase entre ledit second signal modulé en phase et ledit signal d' excitation; et dans lequel lesdits moyens de calcul (17 à 22) obtiennent la position détectée par une première différence de phase sortie en provenance desdits premiers moyens de détection de différence de phase et une seconde différence de phase sortie en provenance desdits seconds moyens de détection de différence de
phase.
7. Appareil de détection de position selon la revendication 6, dans lequel lesdits moyens de calcul (17 à 22) comprennent des moyens de calaul d'erreur (21) pour obtenir une erreur de détection de position en raison d'une différence entre ladite première erreur de phase et ladite seconde erreur de phase; et des moyens de suppression d'erreur (22) pour supprimer ladite erreur de détection de position depuis ladite première différence de phase et ladite seconde
différence de phase.
8. Appareil de détection de position selon la revendication 1, dans lequel lesUits moyens de calaul (17 à 22) détectent une différence de phase dudit premier signal modulé en phase ou dudit second signal modulé en phase en se référant à un signal obtenu en synChétisant ledit premier signal modulé en amplitude et ledit second signal modulé en amplitude, pour obtenir de ce fait la position détectée.
9. Appareil de détection de position selon la revendication 7, dans lequel ladite erreur de détection de position est utilisoe en tant que données de
détection de température.
10. Appareil de détection de position selon la revendication 9, dans lequel ledit appareil de détection de position est utilisé pour piloter un moteur (30) et limite un courant pour piloter le moteur (30) en raison de ladite erreur de détection de position.
11. Appareil de détection de position selon la revendication 1, dans lequel un angle de déphasage auquel lesdits premiers moyens de déphasage (23) décalent une phase et un angle de déphasage auquel lesdits seconds moyens de déphasage (24) décalent une phase sont fixés selon un angle auquel lesdits signaux modulés en amplitude sortis en provenance dudit premier enroulement de sortie et dudit second enroulement de
sortie se croisent électriquement.
12. Appareil de détection de position selon la revendication 11, dans lequel un angle de déphasage relatif desdits premiers moyens de déphasage (23) et celui desdits seconds moyens de déphasage (24) sont
orthogonaux l'un à l'autre.
13. Appareil de détection de position selon la revendication 11, dans lequel lorsque lesdits premiers moyens de déphasage (23) ou lesdits seconds moyens de déphasage (24) défaillent, ladite position détectée fixe les angles de déphasage de sorte que l'erreur de détection de position en raison de la défaillance
devient minimale.
14. Appareil de détection de position selon la revendication 1, dans lequel le signal modifié en amplitude sorti avec 1/M (M est un nombre naturel) de la c iraonférence total e en tant que période se lon une position de rotor par ledit enroulement de sortie a une forme d'onde périodique donnce; dans lequel lorsque ledit appareil de détection de position est utilisé en tant qu'appareil de détection de position d'un moteur synchrone sans collecteur (30) dont le logarithme de pôle est N. le logarithme de pôle N est l'amplification
de M, et l'amplification de 2.
15. Appareil de détection d'anomalie caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur de position (10) qui reçoit un signal d' excitation ayant une forme d'onde de période donnée et qui sort un premier signal à amplitude modifiée induit selon une position détectée en provenance d'un premier enroulement de sortie et qui sort un second signal à amplitude modifice induit selon une position détectée en provenance d'un second enroulement de sortie; des moyens de déphasage (23, 24) pour électriquement déphaser l'un quelconque dudit premier signal modulé en amplitude et dudit second signal modulé en amplitude d'un angle donné; des moyens de transformation (15, 16) pour aj outer ou soustraire l'autre signal dudit premier signal modulé en amplitude et dudit second signal modulé en amplitude par un signal sorti en provenance desdits moyens de déphasage de façon à être transformés en un signal modulé en phase; des moyens de calcul (17 à 22) pour détecter la phase dudit signal modulé en phase sorti en provenance desdits moyens de transformation pour obtenir la position détectée; et des moyens de détermination d'anomalie (33) pour déterminer si l'opération de détection de position est
incorrecte ou pas en détectant ladite phase.
16. Appareil de détection d'anomalie caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur de position (10) qui recoit un signal d' excitation ayant une forme d'onde de période donnée et qui sort un premier signal à amplitude modifiée induit selon une position détectée en provenance d'un premier enroulement de sortie et qui sort un second signal à amplitude modifice induit selon une position détectée en provenance d'un second enroulement de sortie; des premiers moyens de déphasage (23) pour déphaser électriquement ledit premier signal à amplitude modifiée d'un angle donné; des seconds moyens de déphasage (24) pour déphaser électriquement ledit second signal à amplitude modifice d'un angle donné; des moyens de transformation (15, 16) pour transformer le signal sorti en provenance desdits premiers moyens de déphasage (23) et le signal sorti en provenance des seconds moyens de déphasage (24) en un signal modulé en phase; des moyens de calaul (17 à 22) pour obtenir une position détectée sur la base de la phase dudit signal modulé en phase sorti en provenance despite moyens de transformation; et des moyens de détection d'anomalie (33) pour déterminer que l'opération de détection de position est incorrecte en détectant ladite phase; dans lequel lesUits moyens de transformation (15, 16) comprennent: des moyens d'addition (15) pour aj outer le signal sorti en provenance desUits premiers moyens de déphasage (23) et le signal sorti en provenance desdits seconds moyens de déphasage (24) pour calauler un premier signal modulé en phase; et des moyens de soustraction (16) pour soustraire le signal sorti en provenance desdits seconds moyens de déphasage (24) du signal sorti en provenance desdits premiers moyens de déphasage (23) pour calauler un second signal modulé en phase; des premiers moyens de détection de différence de phase pour détecter une différence de phase entre le premier signal modulé en phase sorti en provenance desdits moyens d' addition (15) et le second signal modulé en phase sorti en provenance desdits moyens de soustraction (16); des seconds moyens de détection de différence de phase pour détecter une différence de phase entre ledit second signal modulé en phase et ledit signal d' excitation; des moyens de calcul d'erreur (21) pour obtenir une erreur de détection de position en raison de la première différence de phase sortie en provenance desdits premiers moyens de détection de différence de phase et à la deuxième différence de phase sortie en provenance desdits seconds moyens de détection de différence de phase; et des moyens de détermination d'anomalie (33) pour déterminer que l'opération de détection de position est incorrecte en détectant ladite erreur de détection de position.
17. Appareil de détection d'anomalie selon la revendication 16, dans lequel lorsque ladite erreur de détection de position est en dehors d'une plage donnée, on détermine que l'opération de détection de position
est incorrecte.
18. Appareil de détection d'anomalie selon la revendication 16, dans lequel lorsque ladite erreur de détection de position change rapidement, on détermine que l'opération de détection de position est
incorrecte.
19. Appareil de détection d'anomalie selon la revendication 16, dans lequel lesdits moyens de détermination d'anomalie (33) déterminent que l'opération de détection de position est incorrecte si
la détection de position est une valeur donnée.
20. Appareil de détection d'anomalie selon la revendication 16, dans lequel ledit capteur de position (10) est directement couplé à un moteur (30) de façon à détecter la position en rotation du moteur (30); dans lequel ledit appareil comprend de plus un circuit de pilotage pour piloter le moteur (30); et dans lequel lesdits moyens de détermination d'anomalie (33) déterminent que l'opération de détection de position est incorrecte, la commande pour piloter le moteur (30) est interrompue et le pilotage
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