FR2861921A1

FR2861921A1 - Systeme d'entrainement de moteur

Info

Publication number: FR2861921A1
Application number: FR0411719A
Authority: FR
Inventors: Hisashi Kameya; Masahiro Miyata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2005-05-06
Anticipated expiration: 2024-11-03
Also published as: DE102004052652B4; DE102004052652A1; JP2005143153A; JP4378151B2; FR2861921B1; US20050093505A1; US7199538B2

Abstract

Système d'entraînement (2) de moteur pour moteur électrique, comprenant un circuit de modulation de largeur d'impulsions (42) qui produit des signaux impulsionnels d'excitation dont la largeur d'impulsions est modulée pour avoir un rapport cyclique donné, un onduleur ayant des éléments de commutation à commande MLI, un circuit (30) de calcul de tension qui calcule des niveaux de tension à appliquer respectivement entre la source d'alimentation et les enroulements de phases, un circuit de calcul (30) d'intensité qui calcule des valeurs de référence de courant de l'onduleur d'après des niveaux de la tension appliquée entre la source d'électricité et les enroulements de phases du moteur électrique et les résistances disposées entre la source d'électricité et les enroulements de phases, un circuit de détection (8) d'intensité qui détecte des valeurs réelles de courant de l'onduleur, et un processeur (30) qui détermine une anomalie si l'une des valeurs réelles de courant de l'onduleur est une valeur prédéterminée différente de l'une, correspondante, des valeurs de référence.

Description

2861921 SYSTEME D'ENTRAÎNEMENT DE MOTEUR

La présente invention est relative à un système d'entraînement de moteur et, en particulier, à un dispositif de détection d'intensité du système d'entraînement de 5 moteur.

Depuis peu, on utilise couramment des moteurs sans balais en raison de leur bonne durée de vie et de leurs grandes performances. Généralement, le moteur sans balai comporte un rotor et un stator qui a plusieurs enroulements de phases. Le moteur sans balai est entraîné par les enroulements de phases, qui sont excités par un l0 courant commandé d'après la position de rotation du rotor. La position de rotation du rotor peut être directement détectée par un détecteur de position tel qu'un élément à effet Hall (type à détecteur) ou calculée d'après la tension aux bornes du moteur sans balai (type sans balai).

L'efficacité du moteur sans balai varie fortement en fonction de la précision de détection de la position de rotation. Dans le cas du type à détecteur, la précision de la détection peut diminuer si un détecteur de position n'est pas placé au bon endroit, tandis que la précision de la détection risque de diminuer si la tension aux bornes du moteur change brusquement ou comporte des parasites dans le cas du type sans détecteur.

Comme, généralement, le rotor du moteur sans balai a un aimant permanent, le flux magnétique de l'aimant permanent peut être réduit ou démagnétisé si une trop grande quantité de courant est fournie au moteur. La démagnétisation provoque une augmentation du courant d'entrée afin de produire un couple de sortie requis. Le flux magnétique est également insuffisant si l'aimant permanent n'est pas correctement magnétisé pendant l'étape de fabrication du rotor.

Comme représenté sur la Fig. 9, un onduleur bien connu pour entraîner un moteur sans balai comprend une source de tension continue Vs, un montage en pont en H, deux paires de branches 61, 62 et une charge électrique R et une commande. L'une des branches 61, 62 est composée d'un interrupteur SW1 du côté de la branche supérieure et d'un interrupteur SW2 du côté de la branche inférieure, et l'autre est composée d'un interrupteur SW3 du côté de la branche supérieure et d'un interrupteur SW4 du côté de la branche inférieure. La commande sert à commander les interrupteurs SW1- SW4 en mode MLI (modulation de largeur d'impulsions) pour les fermer ou les ouvrir de façon à créer une tension alternative appropriée sur la charge électrique R. On sait qu'une quantité de courant de phase peut être détectée par un élément à résistance de détection d'intensité disposé entre l'un des interrupteurs SW2, SW4 du côté de la branche inférieure et une borne de tension inférieure de la source de tension continue. Cependant, si le rapport cyclique de l'interrupteur SW1 ou SW2 du côté de la branche inférieure devient inférieur à 30 /'), la forme d'onde de la tension appliquée au commutateur du côté de la branche inférieure risque de s'aplatir, ce qui a pour conséquence que le commutateur du côté de la branche inférieure ne peut pas se fermer. Ainsi, un élément à effet Hall, qui est plus coûteux que l'élément à résistance de détection d'intensité, doit être utilisé afin de détecter une quantité précise du courant de phase.

JP-A 2001-8488 présente un dispositif de détection d'anomalie pour un moteur sans balai, qui détecte une anomalie d'un moteur sans balai par le courant fourni à l'enroulement de phase du moteur. Ainsi, si le courant fourni à l'enroulement de phase du moteur sans balai est trop faible pour fermer le commutateur du côté de la branche inférieure, la quantité du courant est détectée d'après le courant fourni à d'autres enroulements de phases.

JP-A 2003-164 159 présente un dispositif de détection d'intensité, qui ne sert pas à détecter une anomalie d'un moteur sans balai. Même si un tel dispositif de détection d'intensité est combiné avec le dispositif de détection d'anomalie présenté dans JP-A 2001-8488, une anomalie du moteur sans balai ne peut pas être détectée à moins que la quantité de courant fournie au moteur sans balai ne devienne supérieure à une quantité prédéterminée.

Par exemple, si un court-circuit se produit entre un détecteur de courant 9et l'une des bornes 308, 309, 310, dans un système d'entraînement de moteur représenté sur la Fig. 3, une petite quantité de courant de courtcircuit passe jusqu'à l'un des détecteurs de courant 314, 315, 316. Ainsi, il est difficile de détecter une anomalie du moteur sans balai.

Par conséquent, l'invention vise à réaliser un système perfectionné d'entraînement de moteur dans lequel une quantité de courant très précise puisse être détectée.

Selon un aspect principal de l'invention, un système d'entraînement de moteur pour moteur électrique ayant plusieurs enroulements de phases comprend une source d'alimentation, un circuit de modulation de largeur d'impulsions qui produit des signaux MLI d'excitation pour exciter les enroulements de phases, un onduleur ayant des premiers éléments de commutation à commande MLI respectivement disposés entre les enroulements de phases et la source d'alimentation et des seconds éléments de commutation à commande MLI respectivement disposés entre les enroulements de phases et une terre, un circuit de calcul de tension pour calculer des niveaux de tension d'entrée (Vi) à appliquer respectivement entre la source d'électricité et les enroulements de phases du moteur électrique, un circuit de calcul d'intensité pour calculer des valeurs de référence de courant de l'onduleur d'après des niveaux de la tension appliquée entre la source d'alimentation et les enroulements de phases du moteur électrique et des résistances disposées entre la source d'alimentation et les enroulements de phases du moteur électrique, un circuit de détection d'intensité pour détecter des valeurs réelles du courant de l'onduleur, et un moyen de détermination d'anomalie si l'une des valeurs réelles du courant de l'onduleur est une valeur prédéterminée différente de l'une, correspondante, des valeurs de référence.

Du fait de l'aspect caractéristique ci-dessus, une quantité de courant passant dans l'onduleur peut être calculée avec précision sans recourir à de nombreux détecteurs, de telle façon que les dimensions du système de commande de moteur peuvent être rendues compactes à un faible coût.

Dans le système d'entraînement de moteur ayant les caractéristiques cidessus, le circuit de calcul de tension comprend un moyen pour calculer des niveaux 20 de tension d'entrée (Vi) conformément à l'expression suivante: Vi = Vp x Rd (tension appliquée audit moteur), où Vp désigne la tension de la source d'électricité et Rd est un rapport cyclique des signaux impulsionnels d'excitation. Par conséquent, aucun détecteur n'est nécessaire pour détecter les niveaux de tensions (Vi).

Dans le système d'entraînement de moteur ayant les caractéristiques cidessus, le moyen de détermination comporte un moyen pour comparer la valeur réelle du courant de l'onduleur et l'une, correspondante, des valeurs de référence. Par conséquent, on peut parvenir à une détection très précise d'une anomalie de courant.

Dans le système d'entraînement de moteur ayant les caractéristiques cidessus, le circuit de détection d'intensité peut comporter un moyen pour calculer une valeur réelle de courant de l'onduleur d'après d'autres valeurs réelles détectées du courant de l'onduleur.

Le système d'entraînement de moteur ci-dessus peut comporter un moyen pour fournir des valeurs de courant de commande sur la base de la tension appliquée 35 au moteur, le courant du moteur et la vitesse de rotation dudit moteur. Dans ce cas, le moyen de détermination détermine une anomalie si l'une des valeurs de courant de commande est une valeur prédéterminé différente de l'une, correspondante, des valeurs de référence.

Le système d'entraînement de moiteur ci-dessus peut comporter un moyen pour calculer des valeurs de courants vectoriels de référence d'après les valeurs de référence de courant de l'onduleur, qui sont calculées par le circuit de calcul d'intensité et un moyen pour calculer un courant vectoriel réel d'après les valeurs réelles de courant détectées par le circuit de détection d'intensité. Dans ce cas, le moyen de détermination détermine une anomalie si l'un des courants vectoriels réels est une valeur prédéterminée différente de l'un, correspondant, des courants vectoriels de référence.

Selon un autre aspect de l'invention, un système d'entraînement de moteur comprend une source d'alimentation, un circuit de modulation de largeur d'impulsions qui produit des signaux impulsionnels d'excitation ayant des impulsions dont la largeur d'impulsions est modulée pour avoir un rapport cyclique requis (Rd), un onduleur ayant des premiers éléments de commutation à commande MLI respectivement disposés entre les enroulements de phases et la source d'alimentation et des seconds éléments de commutation à commande ML:[ respectivement disposés entre les enroulements de phases et une terre, un circuit de détection d'intensité comportant un moyen pour calculer une valeur réelle de courant de l'onduleur d'après d'autres valeurs réelles détectées de courant de l'onduleur, un moyen pour produire des intensités de courant de commande sur la base de la tension appliquée au moteur, du courant du moteur et de la vitesse de rotation dudit moteur, et un moyen de détermination d'anomalie si l'une des valeurs réelles de courant dudit onduleur détectées par le circuit de détection d'intensité est une valeur prédéterminée différente de l'une, correspondante, des valeurs de courant de commande. Ainsi, une anomalie de courant peut être détectée avec précision d'une autre manière.

Selon un autre aspect caractéristique de l'invention, un système d'entraînement de moteur pour moteur électrique ayant une pluralité d'enroulements de phases comprend une source d'alimentation ayant une tension de source continue (Vp) de source d'alimentation, un circuit (42) de modulation de largeur d'impulsions qui produit des signaux impulsionnels d'excitation dont la largeur d'impulsions est modulée pour avoir un rapport cyclique requis (Rd), un onduleur ayant des premiers éléments de commutation à commande 1VILI respectivement disposés entre les enroulements de phases et la source d'alimentation et des deuxièmes éléments de commutation à commande MLI respectivement disposés entre les enroulements de phases et une terre, un circuit de détection d'intensité pour détecter des valeurs réelles de courant de l'onduleur, un moyen pour calculer des valeurs réelles de courant vectoriel d'après les valeurs réelles de courant détectées par le circuit de détection d'intensité, un moyen pour produire des valeurs de courant de commande sur la base de la tension appliquée au moteur, du courant du moteur et de la vitesse de rotation dudit moteur, et un moyen de détermination d'anomalie si l'une des valeurs réelles de courant vectoriel est une valeur prédéterminée différente de l'une, correspondante, des intensités de courant de commande. Ainsi, une anomalie de courant peut être détectée avec précision d'une autre manière.

Selon un autre aspect caractéristique de l'invention, un système d'entraînement de moteur pour un moteur électrique ayant une pluralité d'enroulements de phases comprend une source d'alimentation ayant une tension continue (Vp) de source d'alimentation, un circuit de modulation de largeur d'impulsions qui produit des signaux impulsionnels d'excitation dont la largeur d'impulsions est modulée pour avoir un rapport cyclique requis (Rd), un onduleur ayant des premiers éléments de commutation à commande MLI respectivement disposés entre les enroulements de phases et ladite source d'alimentation et des deuxièmes éléments de commutation à commande MLI respectivement disposés entre les enroulements de phases et une terre, un circuit de détection d'intensité qui comporte un moyen pour calculer une valeur réelle de courant de l'onduleur d'après d'autres valeurs réelles de courant détectées dudit onduleur, un moyen pour calculer des valeurs réelles de courant vectoriel d'après les intensités réelles de courant calculées par le circuit de détection d'intensité, un moyen pour produire des valeurs de courant de commande d'après les valeurs réelles de courant détectées par le circuit de détection d'intensité, et un moyen de détermination d'anomalie si l'une des valeurs réelles de courant vectoriel est une valeur prédéterminée différente de l'une, correspondante, des valeurs du courant de commande. Ainsi, une anomalie du courant peut être détectée avec précision d'une autre manière.

D'autres objectifs, aspects et caractéristiques de la présente invention ainsi que les fonctions des parties correspondantes de la présente invention apparaîtront clairement à l'examen de la description détaillée ci-après, des revendications annexées et des dessins. Sur les dessins: la Fig. 1 est une représentation schématique illustrant un système de commande électrique de direction assistée pour un véhicule dans lequel est employé un système d'entraînement de moteur selon un mode de réalisation préféré de l'invention; - la Fig. 2 est un schéma de principe du système d'entraînement de moteur selon le mode de réalisation préféré de l'invention; - la Fig. 3 est un schéma de circuit du système d'entraînement de moteur selon le mode de réalisation préféré de l'invention; - les figures 4A-4F sont des représentations schématiques illustrant le fonctionnement d'un moteur sans balai; la Fig. 5 est un organigramme illustrant une première manière de détecter un courant anormal; - la Fig. 6 est un organigramme illustrant une deuxième manière de détecter un courant anormal; - la Fig. 7A est un graphique illustrant une relation entre la quantité de courant de phase et l'angle électrique du courant de phase, et la Fig. 7B est un graphique illustrant une relation entre la quantité de courant vectoriel et l'angle électrique du courant vectoriel; - la Fig. 8 est une représentation schématique illustrant un principe de commande vectoriel; et la Fig. 9 est un schéma de circuit d'un onduleur selon la technique antérieure.

En référence aux dessins annexés, on va maintenant décrire un mode de réalisation préféré de l'invention.

Comme représenté sur la Fig. 1, un système de commande électrique de direction assistée 1 comprend un détecteur d'angle de rotation 7, un circuit de détection de courant 8, un détecteur de tension 9, un volant de direction 10, un détecteur de couple 11, un arbre de direction 12a, un arbre de pignon 12b, un détecteur d'angle de braquage 13, un dispositif d'entraînement de moteur 14, un moteur électrique 15, un boîtier de direction 16, un détecteur de vitesse 17 de véhicule, une barre de crémaillère 18, une paire de biellettes de direction 20, une paire de bras de direction 22, une paire de roues 24 de véhicule, une unité de commande de direction 30, etc. Le volant de direction 10 est accouplé avec l'arbre de direction 12a dont l'extrémité est accouplée avec le détecteur de couple 11. Le détecteur de couple 35 11 est monté à l'extrémité supérieure de l'arbre de pignon 12b. L'extrémité inférieure de l'arbre de pignon 12b est accouplée avec un pignon (non représenté) qui est logé dans le boîtier de direction 16 pour être en prise avec la barre de crémaillère 18. Les biellettes de direction 20 sont respectivement montées aux extrémités opposées de la barre de crémaillère 18 en leurs premières extrémités. Les autres extrémités des biellettes de direction 20 sont respectivement montées sur les roues 24 de véhicule par l'intermédiaire des bras de direction 22. L'arbre de pignon 12b est accouplé avec le moteur 15 par l'intermédiaire d'engrenages (non représentés).

Le détecteur de couple 11 comporte une barre de torsion et une paire de résolveurs bien connus qui sont disposés sur l'arbre de direction, à l'écart l'un de l'autre dans la direction axiale pour détecter le fonctionnement du volant de direction 10. Lorsque le volant de direction 10 tourne, un couple correspondant est détecté par le détecteur de couple 11 dont le signal est transmis à l'unité de commande de direction 30. Le moteur électrique 15 est un moteur saris balai et le détecteur 7 d'angle de rotation est monté dans celui-ci. Le moteur électrique 15 peut être remplacé par n'importe quel autre moteur électrique pouvant être entraîné par le système d'entraînement 2 de moteur. Le détecteur d'angle de braquage 13 et le détecteur d'angle de rotation 7sont tous deux constitués par un détecteur d'un type bien connu tel qu'un codeur rotatif ou un résolveur.

Le résolveur est un dispositif rotatif de transformation qui est composé d'une paire d'enroulements statoriques et d'un enroulement rotorique. Les enroulements statoriques sont disposés, l'un par rapport à l'autre, suivant un angle mécanique de 90 . L'amplitude du signal fourni par la connexion magnétique entre l'enroulement rotorique et la paire d'enroulements statoriques est fonction de la position de rotation du rotor par rapport aux enroulements statoriques. Par conséquent, le résolveur produit deux types de signaux de sortie qui sont modulés par une composante sinusoïdale et une composante cosinusoïdale. Les signaux de sortie du détecteur d'angle de rotation 7 sont convertis en données d'angle de rotation par une unité de calcul 46 (représentée sur la Fig. 2) d'angle de rotation du résolveur.

L'unité de commande de direction 30 comprend une unité centrale 31 et une mémoire morte 32, une mémoire vive 33, une interface EIS 34 et des lignes de bus 35 qui connectent les organes ci-dessus. L'unité centrale 31 fonctionne conformément à des programmes et des données stockés dans la mémoire morte 33 et la mémoire vive 32. La mémoire morte 33 a une zone de stockage 33a de programme et une zone de stockage 33b de données. La zone de stockage 33a de programme contient un programme de commande de direction 33p et la zone de stockage 33b de données stocke des données nécessaires pour l'exécution du programme de commande de direction.

L'unité centrale 31 de l'unité de commande de direction 30 exécute le programme de commande de direction stocké dans la mémoire morte 33 d'après une valeur de couple détectée par le détecteur de couple 11 et un angle de braquage détecté par le détecteur d'angle de braquage 13 afin de calculer le couple de sortie nécessaire du moteur 15 et de commander le dispositif d'entraînement 14 de moteur, qui applique au moteur 15 une tension appropriée pour le couple de sortie nécessaire.

En même temps, en référence à la Fig. 8, on va décrire une commande vectorielle pour commander le moteur électrique 15. Le couple de sortie d'un moteur sans balai ou d'un moteur à courant alternatif est fonction d'une quantité de courant à fournir et d'un angle de phase de celui-ci. Autrement dit, le courant statorique est divisé en une composante de courant (courant de flux magnétique) qui forme un flux magnétique principal du moteur et une composante de courant (courant de couple) qui est en avance d'un angle électrique de 90 . La composante de courant de flux magnétique est une composante qui forme un flux magnétique sur un axe d et la composante de courant de couple est une composante qui forme un flux magnétique sur un axe q. Ces composantes de courants peuvent être calculées par une expression de conversion bien connue (E1) de courant biphasé en courant triphasé avec un angle B entre l'axe d et une position de base du stator.

Un système d'entraînement 2 de moteur du système de commande électrique de direction assistée selon le mode de réalisation préféré de l'invention est représenté sur la Fig. 2. Le système d'entraînement de moteur comprend une section de régulation proportionnelle intégrale sur l'axe d (PICS axe d) 41, le dispositif d'entraînement 14 de moteur qui comporte une section de conversion de courant biphasé en courant triphasé (2P-3P CS) 42 et un circuit d'excitation (DRC) 43, une section de conversion de couple en courant (T-C CS) 44, une section de régulation proportionnelle intégrale sur l'axe q (PICS axe q) 45, une section de calcul (RA CS) 46 d'angle de rotation et une section de conversion de courant biphasé en courant triphasé (2P-3P CS) 47.

Le processus de commande du système d'entraînement 2 de moteur est répété pendant que le système de commande électrique de direction assistée 1 exécute le programme de commande de direction 33p. Tout d'abord, l'angle O est calculé par la section de calcul (RA CS) 46 d'angle de rotation d'après le signal de sortie du détecteur (résolveur) 7 d'angle de rotation du moteur. Ainsi: 0 = tg -1 (sin (signal de sortie) - cos (signal de sortie)) ... (a) Ensuite, la quantité de courant sur l'axe d et la quantité de courant sur l'axe q sont calculées par la section de conversion de courant triphasé en courant biphasé (3P-2P CS) 47 d'après l'angle 0 calculé et les signaux de sortie du circuit de détection 8 de courant, comme dans l'expression E 1 ci-dessous: courant sur axe dl cos 8 cos(O -120 ) cos(9 + 120 ) courant de phase U courant sur axe q, 5 - sin8 - sin(O -120 ) - sin(9 + 120 ) courant de phase V courant de phase W Ensuite, une différence Aid entre le courant sur l'axe d et une valeur de courant de commande sur l'axe d qui est calculée d'après le signal de couple fourni par le détecteur de couple 1 l et le signal de vitesse de véhicule fourni par le détecteur de vitesse 17 de véhicule est obtenue. Ensuite, un rapport cyclique de commande sur l'axe d est obtenu dans la section de régulation proportionnelle intégrale sur l'axe d (PICS axe d) 41 pour réduire à zéro la différence Aid.

Par ailleurs, une différence Diq entre une valeur de courant de commande sur l'axe q qui est calculée d'après le signal de couple et la vitesse du véhicule dans la section de conversion de couple en courant (T-C CS) et la valeur de courant sur l'axe q qui est calculée dans la section de conversion de courant triphasé en courant biphasé (3P-2P CS) 47 est obtenue de la même manière. Ensuite, un rapport cyclique de commande sur l'axe q est obtenu dans la section de régulation proportionnelle intégrale sur l'axe q (PICS axe d) 41 pour réduire à zéro la différence Diq.

Ensuite, des facteurs de marche MLI qui forment respectivement des niveaux de tension pour exciter l'enroulement de phase U, l'enroulement de phase V et l'enroulement de phase W sont calculés et: réalisés dans la section de conversion de courant biphasé en courant triphasé (2P-3P CS) 42 d'après le rapport cyclique de commande sur l'axe d, le rapport cyclique de commande sur l'axe q et l'angle de rotation O. Le circuit d'excitation 43 forme les niveaux de tension à appliquer respectivement aux enroulements des phases U, V et W. Ainsi, le moteur 15 tourne de la manière programmée.

Comme représenté sur la Fig. 4, le moteur 15 a trois enroulements de phases (U, V, W) disposés sur le pourtour d'un stator à intervalles angulaires égaux de 120 . Le détecteur 7 de rotation détecte une position angulaire du rotor 54 par rapport aux enroulements de phases U, V, W ou au stator. Ensuite, le circuit d'excitation 43 excite de manière cyclique une paire d'enroulements de phases U, V, W d'après le signal de sortie du détecteur 7 de rotation pour faire tourner le moteur dans un sens 2861921 10 normal, comme représenté sur la Fig. 4. D'autre part, le circuit d'excitation 43 excite une paire des enroulements de phases U, V, W dans l'ordre opposé à la Fig. 4 s'il fait tourner le moteur dans le sens opposé.

Comme représenté sur la Fig. 3, le circuit d'excitation 43 comporte un circuit intégré d'excitation 300 et un montage en pont triphasé de six éléments de commutation 301-306 auxquels sont connectées des diodes de roue libre respectives u, v, w, u', v', w'. Les éléments de commutation 301-306 sont commandés par les signaux MLI successivement fournis par la section de conversion 42 de courant biphasé en courant triphasé de circuit d'excitation par l'intermédiaire du circuit intégré d'excitation 300 pour faire tourner le moteur 15. En même temps, les éléments de commutation 301-303 sont globalement appelés éléments de commutation du côté de la branche supérieure et les éléments de commutation 304-306 sont appelés éléments de commutation du côté de la branche inférieure.

Le circuit de détection 8 de courant est connecté aux éléments de commutation 314-316 du côté de la branche inférieure. Le circuit de détection 8 de courant fonctionne normalement lorsque les éléments de commutation 314-316 du côté de la branche inférieure sont fermés pendant un laps de temps plus long qu'une durée donnée. Chaque courant de phase est calculé de la manière suivante: Valeur de référence du courant de phase U = (tension de source d'alimentation détectée x rapport cyclique MLI de phase U tension à la borne de phase U) résistance du fil entre une borne 307 et une borne 308... (b) Valeur de référence du courant de phase V = (tension de source d'alimentation détectée x rapport cyclique MLI de phase V tension à la borne de phase V) _ résistance du fil entre une borne 307 et une borne 309... (c) Valeur de référence du courant de phase W' = (tension de source d'alimentation détectée x rapport cyclique MLI de phase W tension à la borne de phase W) _ résistance du fil entre une borne 307 et une borne 310... (d) Par ailleurs, la résistance entre la borne 307 et la borne 308, la résistance entre la borne 307 et la borne 309 et la résistance entre la borne 307 et la borne 310 sont mesurées directement si le circuit d'excitation 43 est formé sur une carte de circuit. Cependant, les résistances peuvent être estimées d'après les caractéristiques des éléments et des composants qui forment le circuit d'excitation 43. Comme les résistances ne changent pas, le courant passant par chacune des résistances peut être détecté en détectant la tension à chacune des résistances. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir un autre circuit de détection d'intensité pour les éléments de commutation 301-303 du côté de la branche supérieure.

En référence à la Fig. 5, on va présenter un procédé de détection d'anomalie selon le premier mode de réalisation de l'invention.

Tout d'abord, chaque courant de phase réel (Ia) est détecté lors de l'étape S1.

Ensuite, une intensité de référence de chaque courant de phase (Ir) est calculée suivant l'une des expressions (b), (c) et (d) lors de l'étape S2.

Le courant de phase réel est ensuite comparé avec l'intensité de référence (Ir) lors de l'étape S3. Si la différence est supérieure à une valeur prédéterminée (Ip), il est jugé que le courant de phase réel est anormal, lors de l'étape S4. En revanche, il est jugé que le courant de phase réel est normal, lors de l'étape S5, si la différence n'est pas supérieure à la valeur prédéterminée (Ip).

En référence à la Fig. 6, on va présenter un procédé de détection d'anomalie selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.

Ce procédé repose sur un fait connu selon lequel la somme totale des intensités respectives du courant de phase U, du courant de phase V et du courant de phase W est égale à zéro.

Tout d'abord, chaque courant de phase réel (Ia) est détecté lors de l'étape S11.

Ensuite, une intensité de référence de chaque courant de phase (Ir) est calculée suivant l'une des expressions (b), (c) et (d), lors de l'étape S12.

Ensuite, la durée de passage du courant de phase est comparée avec unedurée prédéterminée lors de l'étape S13. Si la durée de passage du courant de phase réel circulant dans un seul enroulement de phase (par exemple l'enroulement de phase U) est plus courte que la durée prédéterminée, l'intensité du courant de phase réel circulant dans l'enroulement de phase (par exemple l'enroulement de phase U) est remplacée par une intensité de courant de substitution (Is) qui est calculée d'après des intensités de courant de phase circulant dans deux autres enroulements de phases (par exemple les enroulements de phases V et W), lors de l'étape S14, de la manière suivante: courant de phase U de substitution = 0 (intensité réelle du courant de phase V + intensité réelle du courant de phase W) ... (e) courant de phase V de substitution = 0 (intensité réelle du courant de phase W + intensité réelle du courant de phase U) ... (f) courant de phase W de substitution = 0 (intensité réelle du courant de phase U + intensité réelle du courant de phase V) ... (g) Ensuite, le courant de phase de substitution (Is) est comparé à l'intensité de référence (Ir) lors de l'étape S15. En revanche, le courant de phase réel (Ia) est comparé à l'intensité de référence (Ir) lors de l'étape S16, si la durée de passage du courant de phase réel (Ia) circulant dans tous les enroulements de phases n'est pas plus courte que la durée préétablie.

S'il est constaté que la différence entre le courant de phase de substitution (Is) ou le courant de phase réel (Ia) passant dans l'un des enroulements de phases et l'intensité de référence (Ir) est supérieure à une intensité prédéterminée (Ip) du courant lors de l'étape S17, il est jugé que ce courant de phase de substitution ou réel est anormal lors de l'étape S18. En revanche, lors de l'étape S19, il est jugé que le courant de phase de substitution ou réel est normal si la différence n'est pas supérieure à la valeur préétablie.

Par ailleurs, le courant de phase de substitution (l s) peut être adopté même si la durée de passage du courant de phase réel correspondant (Ir) n'est pas inférieure à la durée préétablie.

On va maintenant décrire un procédé de détection d'anomalie selon le troisième mode de réalisation de l'invention.

Si la durée de passage du courant de phase (par exemple le courant de phase U) circulant dans l'un des enroulements de phases U, V, W n'est pas supérieure à une durée déterminée, l'intensité du courant de phase (par exemple le courant de phase U) est calculée par une expression correspondant au courant de phase (par exemple l'expression (b)).

Ensuite, le courant sur l'axe d et le courant sur l'axe q sont calculés d'après le courant de phase (par exemple le courant de phase U) à l'aide de l'expression E2 suivante: courant vectoriel = . J(courant sur axe q)A2 + (courant sur axe d)^2 Ensuite, une valeur de courant de commande est calculée par l'expression 30 suivante: intensité du courant de commande = tension de batterie (V) x rapport cyclique de commande sur axe q (%) = résistance minimale du fil (SI) + courant de génération (A) ... (h), où la résistance du fil est la même que la résistance utilisée dans les 35 expressions (b), (c) ou (d), et le courant de génération est un quotient de la vitesse de rotation du moteur par la vitesse de rotation de celui-ci pour un ampère. Par ailleurs, le courant de génération n'apparaît que lorsque le sens de rotation est différent du sens de rotation pour le rapport cyclique de commande sur l'axe q. Si le sens de rotation du moteur est le même que le sens pour le rapport cyclique de commande sur l'axe q, le courant de génération devient nul. Par ailleurs, le rapport cyclique de commande sur l'axe q est donné par la section de régulation proportionnelle intégrale sur l'axe q, et la vitesse de rotation du moteur est calculée d'après le signal du détecteur d'angle de rotation 7.

Si la différence entre le courant vectoriel donné par l'expression E2 et le courant de commande donné par l'expression (h) est supérieure à une valeur prédéterminée, elle est jugée anormale. Même si la durée de passage du courant de phase pour tous les enroulements de phases U, V, W est plus longue qu'une durée prédéterminée, ce procédé peut être adopté.

La résistance du fil peut être calculée par l'expression suivante: résistance du fil (0) = tension de batterie (V) x rapport cyclique de commande sur l'axe q (%) courant vectoriel (A).

On va maintenant décrire un procédé de détection d'anomalie selon le quatrième mode de réalisation de l'invention.

Si la durée de passage du courant de phase (par exemple le courant de phase U) circulant dans l'un des enroulements de phases U, V, W n'est pas supérieure à une durée prédéterminée, l'intensité du courant de phase (par exemple le courant de phase U) est calculée par une expression correspondant au courant de phase (par exemple l'expression (b)).

Ensuite, un courant vectoriel de référence est calculé par l'expression 25 suivante: courant vectoriel de référence = .Î3-72 x (l'intensité du courant de phase calculée par l'une des expressions (b), (c), (d) ... (i) Ensuite, le courant vectoriel réel est calculé par les équations El et E2. Si la différence entre le courant vectoriel de référence et le courant vectoriel réel est 30 supérieure à une valeur prédéterminée, elle,est jugée anormale.

On va maintenant décrire un procédé de détection d'anomalie selon le cinquième mode de réalisation de l'invention.

Tout d'abord, un courant de phase réel dont la durée de passage n'est pas supérieure à un laps de temps prédéterminé est calculé suivant l'une des expressions 35 (e), (f) et (g), qui reposent sur les intensités des deux autres courants de phase.

Ensuite, une intensité de courant de commande est calculée par l'expression (h), cette intensité étant comparée avec l'intensité du courant réel pour déterminer une anomalie si la différence entre ces deux intensités est supérieure à une valeur prédéterminée. Par ailleurs, le calcul d'une intensité du courant de phase réel peut être adopté même si la durée de passage de celui-ci est supérieure à une durée prédéterminée.

On va maintenant décrire un procédé de détection d'anomalie selon le sixième mode de réalisation de l'invention.

Tout d'abord, une intensité de courant de commande est calculée par l'expression (h). Ensuite, une intensité de courant vectoriel est calculée par les équations E1 et E2. Ensuite, l'intensité du courant de commande et l'intensité du courant vectoriel sont comparées pour déterminer une anomalie si la différence entre l'intensité du courant de commande et l'intensité du courant vectoriel est supérieure à une valeur prédéterminée. Par ailleurs, le calcul ci-dessus peut être adopté même si la durée de passage de celui-ci est supérieure à une durée prédéterminée.

On va maintenant décrire un procédé de détection d'anomalie selon le septième mode de réalisation de l'invention.

Tout d'abord, une intensité de courant de phase réel dont la durée de passage n'est pas supérieure à un laps de temps préétabli est calculée suivant l'une des expressions (e), (f) et (g), qui reposent sur les intensités des deux autres courants de phase. Ensuite, une intensité de courant vectoriel de référence est calculée par l'expression (i). Ensuite, une intensité de courant vectoriel est calculée par les équations El et E2. Si la différence entre le courant vectoriel de référence et le courant vectoriel réel est supérieur à une valeur prédéterminée, elle est jugée anormale. Par ailleurs, le calcul ci-dessus peut être adopté même si la durée de passage de celui-ci est supérieure à une durée prédéterminée.

L'un des procédés de détection d'anomalie décrits ci-dessus, lorsqu'un court-circuit survient entre la borne 312 et 313 du circuit d'excitation 43 représenté sur la Fig. 3 va être décrit plus en détail en référence aux figures 3, 7A et 7B.

La tension de la source d'électricité est de 12 V et la valeur de résistance du moteur 15 est de 153 mn. La vitesse de rotation du moteur 15 est nulle tandis qu'une tension sinusoïdale à rapport cyclique de 50 15 (%) est appliquée aux bornes 301-303 du circuit d'excitation 43. Comme représenté sur la Fig.

7A, le déphasage entre le courant de phase U et le courant de phase V est de 180 et l'intensité maximale du courant de phase est de 14,6 A. Il n'y a pas de passage de courant dans l'enroulement de phase W. Le courant vectoriel est calculé d'après l'intensité du courant de phase qui est directement mesurée, comme représenté sur la Fig.

7B. L'intensité maximale du courant vectoriel est de 20,7 A. L'intensité de référence du courant de phase u est donnée par l'expression (b) suivante: 12(V) x 15(%) = 153 (mn) = 11,8 (A) L'intensité de référence du courant vectoriel est donnée par l'expression (i) sous la forme suivante: 2 / 3 x 11,8 (A) = 14,4 (A) Comme la Fig.

7A montre que l'intensité maximale du courant de phase U mesuré est de 14,6 (A), l'intensité de référence du courant de phase U est suffisamment différente (24%) pour déterminer une;anomalie. L'intensité de référence du courant vectoriel est également suffisamment différente (44%) de l'intensité maximale du courant vectoriel rnesuré de 20,7 (A) pour déterminer une anomalie, comme représenté sur la Fig.

7B. Dans ce cas, une anomalie peut être déterminée si la différence entre l'intensité de référence et l'intensité mesurée est supérieure à 20%.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système d'entraînement (2) de moteur pour un moteur électrique ayant une pluralité d'enroulements de phases (U, V, W), ledit système d'entraînement de moteur comprenant: une source d'alimentation ayant une tension continue (Vp) de source d'alimentation; un circuit de modulation de largeur d'impulsions (42) qui fournit des signaux impulsionnels d'excitation pour exciter lesdits enroulements de phases, chacun desdits signaux impulsionnels d'excitation ayant des impulsions dont la largeur d'impulsions est modulée pour avoir un rapport cyclique donné (Rd) ; et un onduleur ayant des premiers éléments de commutation (301, 302, 303) respectivement disposés entre lesdits enroulements de phase et ladite source d'alimentation et des deuxièmes éléments de commutation (304, 305, 306) respectivement disposés entre lesdits enroulements de phases et une masse, lesdits premiers et deuxièmes éléments de commutation étant commandés d'après les signaux d'excitation dudit circuit de modulation de largeur d'impulsions; et un circuit de détection (8) de courant pour détecter des intensités réelles de courant dudit onduleur; caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit de calcul de tension (30, 31, 33p) pour calculer des niveaux de tension d'entrée (Vi) à appliquer respectivement entre ladite source d'alimentation et lesdits enroulements de phases dudit moteur électrique d'après la tension continue de la source d'alimentation et le rapport cyclique donné ; un circuit de calcul d'intensité (30, 31, 33p) pour calculer des intensités de référence concernant l'intensité normale dudit onduleur d'après des niveaux de la tension appliquée entre ladite source d'alimentation et lesdits enroulements de phases dudit moteur électrique et des résistances disposées entre ladite source d'alimentation et lesdits enroulements de phases dudit moteur électrique; et un moyen (30, 31, 33p) pour déterminer une anomalie si une intensité réelle du courant dudit onduleur est une valeur préétablie différente de l'une, correspondante, des intensités de référence.

2. Système d'entraînement de moteur selon la revendication 1, dans lequel ledit circuit de calcul de tension (30, 31, 33p) comporte un moyen pour calculer des niveaux de tension (Vi) conformément à l'expression suivante: Vi = Vp x Rd (tension appliquée audit moteur).

3. Système d'entraînement de moteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit moyen de détermination comporte un moyen pour comparer la valeur réelle du courant dudiit onduleur et l'une, correspondante, des valeurs de référence.

4. Système d'entraînement de moteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit circuit de détection d'intensité comporte un moyen pour calculer une valeur réelle du courant dudit onduleur d'après d'autres valeurs réelles détectées du courant dudit onduleur.

5. Système d'entraînement de moteur selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre: un moyen pour fournir des valeurs des intensités de courant sur la base de la tension appliquée audit moteur, du courant du moteur et de la vitesse de rotation dudit moteur, ledit moyen de détermination déterminant une anomalie si l'une desdites valeurs d'intensités du courant de commande est une valeur prédéterminée différente de l'une, correspondante, des valeurs de référence.

6. Système d'entraînement de moteur selon la revendication 1, comprenant en outre: un moyen pour calculer des valeurs de référence de courants vectoriels d'après les valeurs de référence de courant dudit onduleur, qui sont calculées par ledit circuit de calcul d'intensité ; et un moyen pour calculer un courant vectoriel réel d'après les valeurs réelles de courant détectées par ledit circuit de détection d'intensité ; ledit moyen de détermination déterminant une anomalie si l'un des courants vectoriels réels a une valeur prédéterminée différente de celle, correspondante, d'un des courants vectoriels de référence.

7. Système d'entraînement (2) de moteur pour moteur électrique ayant plusieurs enroulements de phases (U, V, W), ledit système d'entraînement de moteur étant caractérisé en ce qu'il comprend: une source d'alimentation ayant une tension continue de source d'alimentation (Vp) ; un circuit de modulation de largeur d'impulsions (42) qui fournit des signaux impulsionnels d'excitation pour exciter lesdits enroulements de phases, chacun desdits signaux impulsionnels d'excitation ayant des impulsions dont la largeur d'impulsions est modulée pour avoir un rapport cyclique donné (Rd) ; un onduleur ayant des premiers éléments de commutation (301, 302, 303) respectivement disposés entre lesdits enroulements de phases et ladite source d'alimentation et des deuxièmes éléments de commutation (304, 305, 306) respectivement disposés entre lesdits enroulements de phases et une masse, lesdits premiers et seconds éléments de commutation étant commandés d'après les signaux d'excitation dudit circuit de modulation de largeur d'impulsions; un circuit de détection (8) d'intensité, comportant un moyen pour calculer une valeur réelle du courant dudit onduleur d'après d'autres valeurs réelles détectées de courant dudit onduleur, pour détecter les valeurs réelles de courant dudit onduleur; un moyen pour produire des valeurs de courant de commande, sur la base de la tension appliquée audit moteur, du courant du moteur et de la vitesse de rotation dudit moteur; et un moyen (30, 31, 33p) pour déterminer une anomalie si l'une des valeurs réelles de courant dudit onduleur détectées par ledit circuit de détection d'intensité est une valeur prédéterminée différente de l'une, correspondante, des valeurs du courant de commande.

8. Système d'entraînement (2) de moteur pour moteur électrique ayant plusieurs enroulements de phases (U, V, W, Fig. 4), ledit système d'entraînement de moteur étant caractérisé en ce qu'il comprend: une source d'alimentation (Fig. 3) ayant une tension continue de source d'alimentation (Vp) ; un circuit de modulation de largeur d'impulsions (42) qui fournit des signaux impulsionnels d'excitation pour exciter lesdits enroulements de phases, chacun desdits signaux impulsionnels d'excitation ayant des impulsions dont la largeur d'impulsions est modulée pour avoir un rapport cyclique donné (Rd) ; un onduleur ayant des premiers éléments de commutation (301, 302, 303) respectivement disposés entre lesdits enroulements de phases et ladite source d'alimentation et des deuxièmes éléments de commutation (304, 305, 306) respectivement disposés entre lesdits enroulements de phases et une masse, lesdits premiers et deuxièmes éléments de commutation étant commandés d'après les signaux d'excitation dudit circuit de modulation de largeur d'impulsions; un circuit de détection d'intensité (8) pour détecter des valeurs réelles de courant dudit onduleur; un moyen pour calculer des valeurs réelles de courant vectoriel d'après les valeurs réelles de courant détectées par ledit circuit de détection d'intensité ; un moyen pour produire des valeurs de courant de commande, sur la base de la tension appliquée audit moteur, le courant du moteur et la vitesse de rotation dudit moteur; et un moyen (30, 31, 33p) pour déterminer une anomalie si l'une des valeurs réelles de courant vectoriel est une valeur prédéterminée différente de l'une, correspondante, des intensités du courant de commande.

9. Système d'entraînement (2) de moteur pour moteur électrique ayant plusieurs enroulements de phases (U, V, W -, ledit système d'entraînement de moteur étant caractérisé en ce qu'il comprend: une source d'alimentation ayant une tension continue (Vp) de source d'alimentation; un circuit (42) de modulation de largeur d'impulsions qui produit des signaux impulsionnels d'excitation pour exciter lesdits enroulements de phases, chacun desdits signaux impulsionnels d'excitation ayant des impulsions dont la largeur d'impulsions est modulée pour avoir un rapport cyclique donné (Rd) ; un onduleur ayant des premiers éléments de commutation (301, 302, 303) respectivement disposés entre lesdits enroulements de phases et ladite source d'alimentation et des deuxièmes éléments de commutation (304, 305, 306) respectivement disposés entre lesdits enroulements de phases et une masse, lesdits premiers et deuxièmes éléments de commutation étant commandés d'après les signaux d'excitation dudit circuit de modulation de largeur (l'impulsions; un circuit de détection d'intensité (8), comportant un moyen pour calculer une valeur réelle de courant dudit onduleur à partir d'autres valeurs réelles détectées de courant dudit onduleur, pour détecter des valeurs réelles de courant dudit onduleur; un moyen pour calculer des valeurs réelles de courant vectoriel d'après les valeurs réelles de courant calculées par ledit circuit de détection d'intensité ; un moyen pour produire des valeurs de courant de commande d'après les valeurs réelles de courant détectées par ledit: circuit de détection d'intensité ; et un moyen (30, 31, 33p) pour déterminer une anomalie si l'une des valeurs réelles de courant vectoriel est une valeur prédéterminée différente de l'une, correspondante, des valeurs de courant de commande.