FR2899403A1 - Methode d'asservissement de la vitesse d'un moteur electrique au demarrage, et appareil mettant en oeuvre le systeme. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une méthode d'asservissement d'un moteur électrique lors de son démarrage, comportant au moins une étape de mesure de la vitesse après une durée déterminée à compter du début de démarrage. Lors d'un premier démarrage, le système d'asservissement détermine l'écart entre la valeur de la vitesse mesurée et une valeur de consigne. Lors d'un second démarrage, le système d'asservissement modifie au moins un paramètre des commandes appliqués au moteur en fonction de l'écart déterminé lors du premier démarrage, de façon à réduire cet écart au cours de cette seconde étape. Avantageusement, le démarrage comporte trois phases permettant de démarrer le moteur en évitant de le rendre trop bruyant.L'invention concerne également un appareil mettant en oeuvre la méthode.

Description

La présente invention concerne une méthode d'asservissement de la vitesse

d'un moteur électrique au démarrage. La présente invention concerne aussi un appareil comprenant un système d'asservissement mettant en oeuvre la dite méthode. Les nouvelles générations de décodeurs notamment ceux dédiées à la haute définition doivent traiter des nouveaux standards de compression vidéo (tel que MPEG4), démoduler des signaux de type DVB-S2 en réception satellite et offre de nouvelles fonctionnalités grâce à la présence d'un disque dur. Ces nouveaux équipements entraînent une augmentation de la puissance de traitement qui doit être réalisé à l'intérieur de l'appareil et donc la consommation en énergie. De ce fait, l'électronique contenue dans cette nouvelle génération de décodeurs consomme plus d'énergie que les décodeurs actuels. Cette énergie entraîne une augmentation de la température qui, à terme, est préjudiciable à la fiabilité des circuits intégrés et des autres éléments sensibles tels que les cartes à puce et disque dur. Pour remédier à ce problème, on implémente dans les décodeurs un système de refroidissement conçu à l'aide de ventilateurs qui insufflent de l'air frais de l'extérieur dans l'ensemble de la cavité du décodeur et qui extraient les calories. Un ventilateur est disposé à proximité des ouïes pour accélérer les échanges avec l'extérieur et améliorer le refroidissement. Mais l'utilisation à pleine vitesse d'un ventilateur est bruyante. Si l'appareil est un décodeur de télévision par exemple, il peut être placé dans une chambre. Dans ce cas, il ne doit pas perturber le sommeil des utilisateurs, le seuil maximum habituellement admis est de vingt cinq décibels. Pour réduire le niveau sonore, les constructeurs commande le ventilateur à certain moment et module sa vitesse en fonction d'une vitesse de consigne à atteindre. Une sonde de température est placée dans un endroit habituellement chaud de l'appareil et représentatif des différents points chaud de l'appareil. Dès qu'un seuil est atteint ou dépassé, le ventilateur est mis en marche et sa vitesse dépend de l'écart entre ce seuil et la température mesurée par la sonde, ou bien toujours mise en marche avec une vitesse faible tant qu'un seuil de température n'est pas dépassé.

Typiquement, le ventilateur est mis en marche au ralenti lors de la mise sous tension de l'appareil, et dès que la température dépasse 50 C, la vitesse du ventilateur s'accélère. Un perfectionnement consiste à définir plusieurs seuils de température et en fonction de ces seuils à envoyer une certaine valeur de commande. Pour contrôler son efficacité, le ventilateur dispose d'une sonde tachymétrique qui émet un signal fonction de la vitesse réelle des pales. L'unité de contrôle du ventilateur analyse les signaux provenant d'une sonde et assure une régulation de la vitesse interne de l'appareil. La régulation s'effectue par un automatisme de type PDI (P pour proportionnel, D pour io différentiel et I pour Intégral et). Cet automatisme performant permet une régulation précise de la vitesse, en ajustant la commande fournie au ventilateur en fonction des valeurs mesurées par la sonde tachymétrique afin d'atteindre une vitesse de consigne. Des mesures ont montrées que ce dispositif s'avérait bruyant, surtout 15 à la mise sous tension. A ce moment, le ventilateur passe d'une vitesse nulle à une vitesse de consigne. II est important que le démarrage soit progressif, ou au moins que la vitesse au démarrage reste inférieure à la vitesse de consigne en régime permanent, et que le démarrage ne provoque pas d'oscillation, ceci pour ne pas être trop bruyant. Les tests ont montré que si 20 on n'applique pas une commande de démarrage d'amplitude importante, le ventilateur ne démarre pas et/ou se contente d'osciller. Cependant, l'application prolongée de la commande de démarrage fait dépasser la vitesse réelle du ventilateur et rend son fonctionnement plus audible, ceci étant renforcé par le fait qu'ensuite il faut ralentir le ventilateur pour qu'il 25 atteigne sa vitesse de consigne, le ralentissement est également audible. De ce fait, il y a une nécessité de modifier la commande du ventilateur de réduire les variations de vitesse, et par conséquent le bruit du démarrage du ventilateur.

30 La présente invention concerne une méthode d'asservissement d'un moteur électrique lors de son démarrage, comportant au moins une étape de mesure de la vitesse après une durée déterminée à compter du début de démarrage ; caractérisé en ce qu'il comporte - un premier démarrage comportant une étape de détermination de l'écart entre la valeur de la vitesse mesurée et une valeur de consigne, - un second démarrage au cours de laquelle un au moins des paramètres (TD ,VD ,TC ,VC ,TA ,VA ) des commandes appliqués au moteur est modifié en fonction de l'écart déterminé lors d'un précédent démarrage, de façon à réduire cet écart au cours de cette seconde étape.

De cette façon, les mesures du comportement du moteur effectuées lors d'un précédent démarrage vont permettre d'améliorer le prochain io démarrage et permettre d'atteindre plus rapidement la vitesse de consigne. Selon un premier perfectionnement, la méthode comporte une étape de démarrage au cours de laquelle une valeur de commande de démarrage est appliquée pendant une durée de démarrage déterminé. La durée de démarrage est modifiée de façon à réduire cet écart au cours du second 15 démarrage. Selon un autre perfectionnement, la méthode comporte une étape de démarrage au cours de laquelle une valeur de commande de démarrage est appliquée pendant une durée de démarrage. La valeur de démarrage est modifiée de façon à réduire cet écart au cours du second démarrage. Selon un autre perfectionnement, la méthode comporte une 20 étape dite de continuité consécutive à l'étape de démarrage, la valeur de commande appliquée au cours de ladite étape de continuité est comprise entre la valeur de démarrage et la valeur de commande permettant d'atteindre la vitesse de consigne. Selon un autre perfectionnement, la méthode comporte une étape dite asymptotique succédant à une étape 25 de démarrage et précédant une étape de régulation où la vitesse du moteur est asservie. La valeur de commande appliquée au cours de cette étape asymptotique est égale à la valeur de commande permettant d'atteindre la vitesse de consigne. De cette façon, d'un démarrage à l'autre, le système peut ajuster un ou plusieurs paramètres de façon à réduit le plus possible 30 l'écart entre la valeur de la vitesse mesurée et une valeur de consigne Selon un autre perfectionnement, les paramètres des commandes appliqués au moteur se sont modifiés que si l'écart déterminé lors d'un précédent démarrage est supérieur à une valeur déterminée. De cette façon, pour des écarts minimes, la correction ne s'applique pas évitant ainsi de consommer de la puissance de calcul. Selon un autre perfectionnement, la méthode d'asservissement mesure les oscillations de la vitesse du moteur exécutée au début d'une étape de régulation où la vitesse du moteur est asservie. Au moins un paramètre des commandes appliquées au moteur est modifié lorsque l'amplitude des oscillations dépasse une valeur déterminée. La modification du paramètre vise à réduire l'amplitude des oscillations au cours du démarrage suivant. De cette façon, on peut réduire les bruits occasionnés par d'éventuelles oscillations. Selon un autre perfectionnement, la méthode d'asservissement comporte une étape de détermination d'une io valeur minimale d'amplitude en appliquant des valeurs de commandes différentes lors de démarrages successifs. La valeur déterminée est fonction de la valeur minimale d'amplitude. De cette façon, le système peut légèrement diverger sans déclencher une nouvelle phase de détermination d'optimum et ainsi mobiliser du temps de calcul. 15 Selon un autre perfectionnement, la méthode comporte une étape de mesure de la température au sein de l'appareil au début du démarrage. Les paramètres des commandes appliqués au moteur sont modifiés en fonction de la température mesurée. De cette façon, le système prendre en compte les modifications de comportement du ventilateur lors de son démarrage en 20 fonction de la température. Selon un autre perfectionnement, la méthode permet également de contrôler le démarrage d'un second moteur. Les écarts entre la valeur de la vitesse mesurée et une valeur de consigne pour chaque moteur sont déterminés. La modification des paramètres est appliquée à chaque démarrage alternativement sur chacun des moteurs. 25 La présente invention concerne également un appareil doté d'au moins un moteur électrique, d'un moyen de contrôle de la vitesse de rotation du moteur et d'un moyen de mesure de l'écart entre la vitesse de rotation du moteur mesurée à un instant donné du démarrage dudit moteur et une 30 vitesse de consigne, caractérisé en ce que le moyen de contrôle prend en compte l'écart mesuré pour modifier un au moins des paramètres des commandes effectuées lors d'un démarrage ultérieure de façon à réduire l'écart mesuré au cours de ce démarrage.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description d'un mode de réalisation préférentiel, cette description étant faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : - la figure 1 représente une coupe d'un appareil électronique selon un exemple préféré de réalisation de l'invention, - la figure 2 illustre un système d'asservissement selon un exemple préféré de réalisation. - la figure 3 est un diagramme temporel illustrant les différentes phases et le comportement du ventilateur, - la figure 4 est une vue schématique d'un appareil selon un exemple particulier de réalisation de la présente invention, - la figure 5 est une vue schématique du circuit de commande des ventilateurs selon l'exemple particulier de réalisation de la présente invention.

La figure 1 décrit en coupe un appareil électronique A, un décodeur de télévision par exemple. L'appareil A comporte un circuit imprimé 1 sur lequel des circuits électroniques 2 sont disposés. Un disque dur 3 permet de mémoriser des données, notamment des oeuvres audiovisuelles de longues durées. Les circuits 2 et le disque 3 consomment beaucoup d'énergie et dégagent de la chaleur, par exemple, l'unité centrale de l'appareil A libère une énergie d'environ 6 watts. Une mémoire non volatile, typiquement de type EEPROM est connectée à l'unité centrale. Cette mémoire permet le stockage non volatile des données utilisées lors du démarrage. Certaines zones de l'appareil A, marquées en gris sur la figure 1, sont plus chaudes que d'autres. Une sonde de température 4 disposée au sein d'une de ces zones chaudes, de préférence à proximité du circuit consommant le plus d'énergie, fournit une tension proportionnelle à la température. Un ventilateur 5 extrait l'air chaud de la cavité de l'appareil A. Deux ouïes de ventilation 6 découpées dans la coque de l'appareil A permettent deux entrées d'air frais. Des flèches courbes montrent le passage des flux d'air. La figure 2 illustre un système d'asservissement selon un exemple préféré de réalisation. Cette figure est applicable à tout système de régulation qui, recevant une valeur de mesure et en fonction d'une valeur de consigne, détermine une valeur de commande. La sonde de température 4 et le ventilateur 5 sont connectés à une unité de gestion 7. L'unité de gestion peut être un microcontrôleur dédié à la régulation de vitesse et de température. L'unité de gestion 7 peut également être une partie de l'unité centrale. Quel que soit sa nature, l'unité de gestion dispose au moins d'une entrée analogique pour la réception des signaux provenant de la sonde de température 4, d'une entrée numérique pour la réception des signaux représentatifs de la vitesse du ventilateur (ces signaux sont généralement appelés Tachy ) et d'une sortie de commande pour le contrôle du io ventilateur 5. En régime nominal, le microcontrôleur 7 détermine, en fonction de la mesure fournie par la sonde 4, la vitesse du ventilateur pour créer un flux d'air frais suffisant pour maintenir l'intérieur de l'appareil A en dessous d'une température nominale. Dans l'exemple de réalisation, le ventilateur est commandé par un 15 signal analogique qui définit directement la vitesse de rotation du ventilateur. Avantageusement, l'unité de gestion 7 fournit un signal PWM (acronyme de Pulse Width Modulator C'est un signal numérique périodique qui, converti en un signal analogique en utilisant un filtre passe bas permet de contrôler un moteur. Sa fréquence est typiquement fixe et son rapport cyclique 20 variable. Cette variation de rapport cyclique permet de faire varier l'amplitude du signal analogique de commande du moteur. Dans l'exemple de réalisation, le rapport cyclique du PWM est codé sur 8 bits et la plage de commande du moteur, sur cette échelle de PWM est environ de 120 a 255. Une variation de 1 unité de PWM n'est donc pas négligeable, ce qui explique 25 que l'on peut entendre une telle variation. La tension continue analogique appliquée varie typiquement entre 0 et 12 Volts, la plage utile étant de 5 volts à 12 volts car en dessous de 5 volts, le ventilateur ne démarre pas. Le signal Tachy est impulsionnel, le nombre d'impulsions par unité de temps détermine la vitesse réelle du ventilateur. 30 Des mesures ont démontrées une corrélation entre un nombre de décibel et une vitesse donnée. Cette valeur de vitesse est un paramètre intermédiaire car la commande effectivement envoyée au ventilateur est fonction du système d'asservissement. Cette valeur de vitesse est à l'origine du volume sonore mesuré. Pour certaine vitesse le bruit semble bien maîtrisé, si on s'écarte de cette vitesse, le bruit est modifié de façon sensible. Une régulation contrôlant directement le moteur en fonction de la température pourrait assurer une température constante, mais les variations de vitesse seraient acoustiquement perceptibles. La commande du ventilateur s'effectue par un système d'asservissement de type PID : en fonction de la vitesse mesurée et d'une valeur de consigne, le système d'asservissement calcule une valeur de commande. La vitesse de consigne dépend de la température mesurée dans l'appareil A. Par des tests élaborés en laboratoire, le système d'asservissement connaît la vitesse maximale au-delà de laquelle, le bruit généré par le ventilateur dépasse la valeur audible pour les utilisateurs, typiquement cette valeur est de 25 décibels. A la mise sous tension, si le décodeur est froid, le système de gestion envoie au ventilateur une valeur minimale, suffisante pour faire tourner le ventilateur, puis la température augmentant, le système d'asservissement calcule une 15 nouvelle valeur en prenant en compte la température. Prenons par exemple une valeur de commande correspondant à la vitesse de consigne de 120 sur 255. Au démarrage l'application d'une telle valeur entraîne une oscillation du ventilateur sans rotation, outre le fait qu'elle ne produit aucun flux d'air, cette oscillation est bruyante. Il est nécessaire 20 d'appliquer une valeur de commande de démarrage de 170 environ sur 255, pour être sûr de démarrer correctement le ventilateur. La présente invention va consister à étudier comment se comporte le ventilateur lors d'un démarrage, afin de modifier les paramètres d'un démarrage ultérieur en vue de minimiser le bruit généré. 25 La figure 3 montre les différentes phases pour démarrer le ventilateur et l'amener à sa vitesse de consigne. Selon un mode simple de réalisation, le système comporte une phase de démarrage suivi d'une phase de régulation. Dans un mode plus perfectionné, deux phases sont rajoutées entre les phases précédemment nommées : une phase de continuité et une phase 30 asymptotique. La figure 3 illustre le mode le plus perfectionné avec les quatre phases qui vont maintenant être explicitées de façon chronologique. Les trois premières phases se caractérisent par une valeur constante de commande au ventilateur, alors que la valeur de commande au cours de la phase de régulation varie en fonction de l'écart entre la valeur mesurée et la valeur de consigne.

La phase de démarrage se caractérise par une durée dont la durée TD ne peut être inférieure à une durée déterminée TDmin et par une valeur VD de commande importante. La phase de démarrage commence à la mise sous tension du ventilateur. Dans l'exemple d'implémentation d'un ventilateur dans un décodeur, la durée TD est à peu près de 800 millisecondes et la valeur de commande de démarrage est comprise entre 170 sur 255 et 255, io des l'instant que le démarrage y est garanti. Ces chiffres sont donnés pour un ventilateur de 12 volts et d'une puissance de 0,5 Watt. Le but de cette phase est de garantir le démarrage du ventilateur. La durée de cette phase va être ajustée, afin d'obtenir une erreur de vitesse minimale au moment où la régulation prend le relais. 15 La seconde phase, la phase de continuité, est optionnelle. Elle se caractérise par une durée Tc supérieure à 100 millisecondes, et par une valeur Vc de commande intermédiaire entre la valeur de démarrage Vd et la valeur permettant d'atteindre la vitesse de consigne en régime établi. Selon un exemple particulièrement simple, la première valeur Vc, calculée lors de 20 la fabrication de l'appareil est la moyenne de VD et de la valeur de commande permettant d'atteindre la vitesse de consigne. Le but de cette phase est d'éviter une discontinuité dans l'évolution de la vitesse. Cette discontinuité peut se visualiser par une cassure sur les courbes de vitesse à la transition entre la phase de démarrage et la suivante. Grâce à la phase de 25 continuité, la courbe s'adoucit permettant de diminuer encore le bruit. La troisième phase, la phase asymptotique, est également optionnelle. Elle se caractérise par une durée assez longue TA, typiquement 1000 millisecondes et par une valeur de commande VA égale à celle de la valeur de commande permettant d'atteindre la vitesse de consigne : 128 par exemple. 30 Cette phase est fortement conseillée car combinée avec la phase de démarrage, elle procure une transition douce donc non bruyante vers la phase de régulation. Cette phase permet en effet de rapprocher la vitesse du ventilateur à celle de la vitesse de consigne afin que la régulation s'effectue ensuite avec le moins d'écart possible et que la tangente de la courbe de vitesse en ce point soit très proche de l'horizontalité. A la fin de cette phase, la vitesse étant proche de la vitesse de consigne, la régulation ne corrigera que très légèrement la vitesse. De cette façon, le bruit généré par les changements de vitesse est minimisé.

La quatrième phase est celle dite de régulation. Elle se caractérise par l'activation d'un système d'asservissement consistant à mesurer la valeur de rotation du moteur et à modifier la valeur de commande afin que la vitesse mesurée soit le plus proche de la vitesse de consigne, quelquefois appelée valeur nominale . Avantageusement, la valeur de commande permettant io d'atteindre la vitesse de consigne est celle appliquée au ventilateur après un certain temps au cours de la phase de régulation, lorsque la vitesse de consigne est atteinte et que la stabilisation est faite, c'est-à-dire lorsque les parties intégrale, différentielle et proportionnelle sont gelées. En résumé, les caractéristiques des trois phases sont : 15 - Démarrage : valeur et durée importante pour garantir le démarrage, - Continuité : durée minimale pour lisser la transition et éviter l'effet bruyant d'une cassure, valeur comprise entre VD et la valeur de commande permettant d'atteindre la vitesse de consigne. -Asymptotique : durée suffisamment longue pour aborder la phase de 20 régulation avec une erreur faible et un taux de croissance le plus faible possible pour assurer une transition en douceur, valeur égale à la valeur de commande permettant d'atteindre la vitesse de consigne. Les corrections effectuées sur les paramètres doivent respectées les caractéristiques de chaque phase, le but étant qu'au début de la phase de 25 régulation l'erreur sur la vitesse par rapport à la vitesse de consigne soit faible. Correspondant à chaque des phases, le module de commande utilise et modifie un ou plusieurs des six paramètres : Tc : durée de la phase de démarrage 30 VD : valeur appliquée au cours de la phase de démarrage, Tc : durée de la phase de continuité Vc : valeur appliquée au cours de la phase de continuité, TA : durée de la phase asymptotique VA : valeur appliquée au cours de la phase asymptotique, 2899403 lo Lors de la fabrication de l'appareil A, le fabriquant initialise la mémoire EEPROM avec des valeurs par défaut. Lors de la première mise sous tension, ces valeurs sont utilisées par le module de commande du 5 ventilateur. Avantageusement, les valeurs par défaut sont défini a minima, c'est-à-dire que les corrections effectuées ultérieurement par le module vont consister à augmenter les valeurs de durées ou de commandes pour accélérer le temps pour que le ventilateur atteigne la vitesse de consigne. Par la suite, les valeurs enregistrées sont modifiées en fonction du io comportement du ventilateur mesuré par la sonde tachymétrique.

Après chaque mise sous tension, le module de commande du ventilateur analyse le comportement du ventilateur grâce aux mesures de la sonde tachymétrique. La sonde tachymétrique est connectée à un compteur 15 interne de l'unité centrale. Le compteur est incrémenté à chaque quart de tour du ventilateur. Le module mesure la vitesse moyenne du ventilateur entre deux mesures en calculant l'écart des deux valeurs de compteurs. Selon un exemple simple de réalisation de l'invention, les mesures de compteurs sont effectuées à la fin de chacune des phases de démarrage, de 20 continuité et asymptotique, ensuite lors de la phase de régulation, la mesure s'effectue chaque seconde, par exemple. Si l'on désire une analyse plus fine du comportement du ventilateur et si l'on dispose de temps pour les mesures, le module peut effectuer des mesures à intervalle régulier au cours des trois premières phases, chaque 100 millisecondes typiquement. La 25 diminution des intervalles de temps pour les mesures permet de se rapprocher d'une mesure de vitesse instantanée. Selon un premier mode de réalisation, les valeurs de vitesse mesurées vont faire varier la durée d'une au moins des phases de démarrage, de continuité ou asymptotique. A chaque démarrage, la durée de 30 la phase de démarrage peut varier en plus ou en moins selon une valeur déterminée PAS . La valeur PAS est calculée de façon que la variation de durée appliquée au cours d'une phase déterminée fasse varier d'une unité l'erreur de vitesse mesurée à la fin de la phase asymptotique. De cette façon, la variation d'un démarrage à l'autre n'est pas excessivement importante. Dans l'exemple de réalisation d'un ventilateur dans un décodeur, la valeur PAS est fixée à 5 millisecondes. Les paramètres de la phase de continuité sont ajustés en fonction de la valeur de vitesse mesurée, mais uniquement en fonction de la valeur de commande permettant d'atteindre la vitesse de consigne.

Selon l'erreur mesurée, le système d'asservissement fait varier l'une au moins des durées en respectant les conditions liées à chaque phase. Selon un mode préféré de réalisation, la durée de la phase de démarrage varie en fonction de l'écart È entre la vitesse mesurée à la fin de la phase asymptotique et la valeur de consigne. Si à ce moment, l'écart È est important, le déclenchement de la régulation risque d'entraîner des oscillations audibles, c'est pourquoi il est préférable d'ajuster le temps de la phase de démarrage pour que la vitesse à la fin de la phase de démarrage soit plus grande, et que l'écart È au début de la phase de régulation se réduise. Si la sonde tachymétrique fournit une valeur instantanée de la vitesse, alors le moindre écart mesuré au début de la phase de régulation entraîne une correction d'un au moins des paramètres des premières phases.

Selon un exemple d'implémentation, la sonde tachymétrique est connectée à un compteur, la valeur du compteur est lue par le système d'asservissement. La vitesse se calcule en divisant l'écart (A - 4_1) entre la dernière valeur et l'avant dernière par la valeur du dernier intervalle de temps. Par exemple, si la sonde tachymétrique délivre des impulsions à chaque quart de tour du ventilateur, une vitesse de consigne peut être de 200 quarts de tour par seconde. Selon cette implémentation, la vitesse mesurée est une vitesse moyenne au cours d'un laps de temps donné. Supposons par exemple que, à l'avant dernière mesure, l'écart instantané est de 6, et qu'à la dernière mesure qui correspond au début de la phase de régulation, l'écart est de 0. Alors, sur la durée entre ces deux mesures l'écart est de 3, alors que finalement la vitesse réelle à la fin de cette durée est exactement la vitesse de consigne. On démontre donc que l'existence d'un écart non nul n'implique pas nécessairement qu'à la fin de la phase asymptotique, la vitesse n'est pas exactement celle de la consigne. Il est donc préférable d'établir un seuil permettant de déclencher ou non la correction de paramètres. Le système compare l'écart entre la vitesse mesurée et la vitesse de consigne à une valeur de seuil S et si l'écart est moins grand que S alors le système d'asservissement effectue une correction. Typiquement pour un ventilateur implémenté dans un décodeur avec une vitesse de consigne de l'ordre de 200 quarts de tour par seconde, le seuil S est de 3 quarts de tour par seconde. De sorte que si l'écart A entre la vitesse mesurée au début de la phase de régulation et la vitesse de consigne est proche de 3 quarts de tour par seconde, alors aucune io correction ne sera effectuée lors du prochain démarrage. La correction s'effectue dans les deux sens de sorte que si l'écart A est positif, c'est-à-dire que la vitesse mesurée est inférieure à la vitesse de consigne alors la correction va consister à ajouter la valeur PAS à la durée de démarrage. Dans le cas contraire, la durée de démarrage se verra retrancher la valeur 15 PAS. La valeur de seuil est fixée en laboratoire en fonction du moteur à démarrer et inscrite dans la mémoire EEPROM de l'appareil A. Selon un perfectionnement, une fois qu'une valeur TD a été déterminée pour arriver à une valeur minime d'écart au début de la phase de régulation, le système va chercher la présence d'oscillations consécutives à 20 la jonction entre les étapes qui font suite aux démarrages et la phase de régulation. En effet, le passage d'une phase sans régulation à une phase ou la régulation de type PID est pleinement opérationnelle peut déclencher des oscillations. Pour mesurer l'amplitude AMP des oscillations, des mesures de vitesse sont effectuées au cours des premières secondes de la phase de 25 régulation afin de détecter la présence et l'amplitude des oscillations. Typiquement, une mesure par seconde est effectuée au cours des 16 premières secondes, par exemple. Les valeurs absolues des écarts entre la valeur mesurée et la valeur de consigne sont additionnées. Si le total qui représente l'amplitude AMP, est supérieur à une valeur déterminée AMPmax 30 alors le système va effectuer une étape de correction visant à réduire cette valeur d'amplitude. Prenons un exemple numérique, cet exemple utilise des valeurs de vitesse instantanée, c'est-à-dire mesurée sans calculer la moyenne sur une période. Soit une valeur de commande de 128, une valeur de seuil de 2 et une valeur AMPmax de 20, à la suite de plusieurs démarrages, unevitesse de 126 est atteinte pour une valeur TD de 810ms, on est donc dans la fourchette définie par la valeur de seuil 2. Dès lors, le système lance la mesure des oscillations; la valeur d'amplitude mesurée est de 32 ce qui dépasse le seuil et donc déclenche une étape de recherche d'un minimum d'oscillation. L'étape de recherche d'un minimum d'oscillations est basée sur une série de mesures expérimentales effectuée par l'appareil A. Le système d'asservissement applique des valeurs différentes de TD lors de chaque démarrage, il calcule à chaque fois une nouvelle valeur AMP et enfin il teste si l'une de ces valeurs constitue un minimum par rapport aux autres. La détermination expérimentale d'un optimum s'effectue selon des techniques connues. Supposons qu'au cours d'une série de démarrages, le système 15 mesure les valeurs suivantes : TDi 815 ms 810 ms 800 ms 795 ms 785 ms A mesuré -1 0 +1 +2 +3 AMP mesuré 45 38 24 15 26 D'un tel tableau, le système déduit facilement que pour la valeur TD = 795, la mesure au début de la phase de régulation est dans la fourchette acceptable et que les oscillations générées par la jonction des phases ont 20 une amplitude minimale. C'est donc cette valeur TD = 795 qui est choisie pour les prochains démarrages. Avantageusement, une fois l'optimum déterminé, la valeur AMPmax est recalculé. Par exemple, la valeur AMPmax est définie comme étant 1,5 fois plus grand que la somme des amplitudes mesurées lors que le système applique la valeur de commande qui 25 correspond à l'optimum. De cette façon, le système peut légèrement diverger sans déclencher une nouvelle phase de détermination d'optimum et ainsi mobiliser du temps de calcul. Ce n'est que lorsque l'écart dévient trop important (1.5 fois dans l'exemple ci-dessus) qu'un nouvelle correction est lancée. 30 A cours des démarrages suivants, le système vérifie que la valeur A ne se trouve supérieure à la valeur de seuil S, et que la valeur AMP mesurée ne dépasse pas la valeur AMPma,. Dans le cas contraire une nouvelle étape de recherche d'un minimum d'oscillation est lancée. Selon un autre perfectionnement, les paramètres dépendent également de la température de l'appareil à la mise sous tension. L'objectif du ventilateur est de refroidir l'intérieur de l'appareil A. Typiquement, le système définit trois valeurs de commandes correspondant à trois plages de température. Le comportement du ventilateur varie en fonction de la température ; selon qu'il est plus ou moins chaud, pour une même valeur de commande Vi au cours d'une durée Ti, la vitesse atteinte ne sera pas la même. Typiquement lorsqu'il est chaud, pour une même valeur de commande, la vitesse du ventilateur augmente plus ou moins rapidement. Afin de prendre en compte la température, le système d'asservissement définit trois plages de températures. Pour chaque plage de température mesurée à la mise sous tension, le comportement du ventilateur est codifié et le démarrage s'effectue en utilisant des paramètres différents. Selon un exemple simple de réalisation, le module de commande lit dans la mémoire EEPROM, le groupe de paramètres correspondant à la plage de température mesurée au démarrage. Les données enregistrées en mémoire sont contenues dans un tableau du type ci-dessous : Température Groupe de paramètres En dessous de 40 C (TD1, VD1 ) , (Tci, Vci) , (TA1, VA1 ) De 40 C à 50 C (TD2, VD2) , (TC2, VC2) , (TA2, VA2 ) Au dessus de 50 C (TD3, VD3) , (TC3, VC3) , (TA3, VA3 ) L'appareil A possède trois groupes de valeurs par défaut définies par le fabriquant, le module de commande modifiant ensuite le groupe de paramètres correspondant à la température mesurée. Avantageusement, les plages de température de chaque groupe sont les mêmes que celle pour la régulation de température de l'appareil. De cette façon, la valeur de consigne qui dépend de la température est prise aussi en compte pour la détermination des six paramètres de démarrage. Une variante consiste à ne garder qu'un seul groupe de paramètre en 30 mémoire et à l'associer avec une formule visant à modifier un ou plusieurs des paramètres en fonction de la température mesurée au démarrage. Dans un premier temps, le système lit le paramètre, et dans un second temps le modifie en fonction de la température. Le constructeur du ventilateur, ou du moteur en général peut transmettre dans les caractéristiques du produit, la courbe de réactivité en fonction de la température. En l'absence d'une telle information, on l'établit en laboratoire. Cette étape de détermination consiste à utiliser un décodeur, à l'intérieur d'une plage de température et pour une vitesse cible unique, et à calculer la liste des associations de valeurs : températures valeur du io paramètres, coefficient correcteur. Dans le cas simple ou le démarrage n'est défini que par un paramètre, par exemple la durée de démarrage TD, on peut établir la courbe TD = f(t , Vcons), où t est la température et Vcons la valeur de commande correspondant à la valeur de consigne du ventilateur. La fonction f(t ,Ccons) est avantageusement de type polynomiale de degré N. Les tests 15 ont montré qu'une équation de degré 1 suffit en première approximation, donc l'équation est TD = a x t; + b, les deux coefficient du polynôme sont mémorisés en E2PROM. Lors d'un prochain démarrage, le système détermine Vcons et mesure la température t; afin de calculer la valeur TD. Pour un ajustement plus précis, une équation de degré 2 est préférable. 20 Selon une variante de réalisation, l'unité de gestion garde constante la durée de démarrage et fait varier la valeur de démarrage appliquée au ventilateur à la mise en marche. Le module de commande analyse la valeur de vitesse atteinte au bout d'une durée déterminée, et en déduit s'il faut 25 augmenter, diminuer ou maintenir cette valeur de démarrage. Le principe appliqué est le même que précédemment à ceci près que ce n'est pas la durée que le système de gestion fait varier mais la valeur de démarrage. Cette valeur ne peut en aucun cas être inférieure à une valeur minimale de démarrage en dessous de laquelle la rotation du ventilateur n'est pas 30 garantie. Les deux variantes : celle consistant à faire varier la durée et celle consistant à faire varier la valeur est combinable.

Selon un exemple particulier de réalisation, le décodeur comporte deux ventilateurs, à savoir un premier ventilateur V1 et un second ventilateur V2. La figure 4 illustre cet exemple de réalisation. Le second ventilateur V2 est dédié au disque dur 20 et permet d'injecter de l'air frais provenant du dessous de l'appareil A, comme représenté par les tirets, et de l'envoyer directement sur le disque dur 20 qui est lui même confiné dans un support 21 se prolongeant par une cheminée 22 recevant ledit ventilateur. Le premier ventilateur V1 utilisé en extraction est fixé sur le coté gauche du châssis de l'appareil A 1 vu de face. Ce premier ventilateur extrait l'énergie dissipée dans le décodeur 1 par les circuits électroniques utilisés type processeur, mémoire, démodulateur, post régulation, alimentation... En prenant soin de maintenir une pression suffisante dans le décodeur, le ventilateur V1 utilisé en extraction en prenant de l'air frais d'un côté et en l'extrayant de l'autre côté comme représenté par les tirets, évite d'avoir à canaliser le flux d'air comme c'est le cas pour les ventilateurs soufflant à l'intérieur du châssis vers les éléments à refroidir.

Le même principe de démarrage s'applique à chacun des ventilateurs, et la même unité de gestion est utilisée. L'unité de gestion selon cet exemple de réalisation est illustrée par la figure 5. L'unité de gestion possède deux générateurs de signaux PWM (Pulse With Modulator). Les signaux PWM émis sont convertis en signaux analogiques par un circuit intégrateur. Ces signaux analogiques commandent les ventilateurs. Le microcontrôleur possède aussi 2 entrées Input Capture qui permettent de comptabiliser exactement les impulsions déclenchées par chaque quart de tour de chaque ventilateur. Le contrôle des ventilateurs par la même unité de gestion permet de connaître précisément la somme des bruits produits par les deux ventilateurs compte tenu de leurs vitesse respectives de rotation, et ainsi d'éviter que la somme des bruits dépasse la valeur admissible. Dans certains cas, l'unité de gestion ne dispose plus que d'une entrée input Capture , dans ce cas l'unité de gestion relie chaque entrée tachymétrique aux deux contacts d'un commutateur, le contact central étant relié à une entrée Input Capture . Selon cette configuration, la vitesse d'un seul des ventilateurs peut être analysée à la fois. Dans ce cas, lors d'un premier démarrage, la vitesse d'un ventilateur est pris en compte et une nouvelle durée est calculée pour ce premier ventilateur. Puis lors du second démarrage, le second ventilateur est pris en compte. De cette façon, les valeurs de l'un et de l'autre ventilateur sont alternativement calculées et appliquées pour la prochaine mise en route. Dans cette configuration il est avantageux d'avoir un démarrage en 3 phase + 1 phase régulation avant de laisser la main a l'autre, qui fera la même chose et ensuite les phase de régulation vont s'alterner. En effet à la fin de la phase de régulation et avec la méthode expliquées ci-dessus, la vitesse est déjà suffisamment précise pour éviter une déviation amplifiée par le fait que le temps avant remesure de la vitesse est doublée par rapport au cas ou il n'y aurait qu'un ventilateur.

io Des personnes versées dans l'art pourront adapter la présente invention sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. En particulier, le système d'asservissement peut s'adapter au démarrage de n'importe quel moteur électrique qu'il serve de ventilateur ou non. Par conséquent, les 15 présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes.

Claims (11)

Revendications

1. Méthode d'asservissement d'un moteur électrique lors de son démarrage, comportant au moins une étape de mesure de la vitesse après 5 une durée déterminée à compter du début de démarrage ; caractérisé en ce qu'il comporte - un premier démarrage comportant une étape de détermination de l'écart entre la valeur de la vitesse mesurée et une valeur de consigne, -un second démarrage au cours de laquelle un au moins des io paramètres (TD ,VD ,TC ,VC ,TA ,VA ) des commandes appliqués au moteur est modifié en fonction de l'écart déterminé lors d'un précédent démarrage, de façon à réduire cet écart au cours de cette seconde étape.

2. Méthode d'asservissement d'un moteur électrique selon la 15 revendication 1 ; caractérisé en ce que chaque démarrage comporte une étape de démarrage au cours de laquelle une valeur de commande de démarrage (VD) est appliquée pendant une durée de démarrage (TD), la durée de démarrage (TD) étant modifiée de façon à réduire cet écart au cours du second démarrage. 20

3. Méthode d'asservissement d'un moteur électrique selon la revendication 1 ou 2 ; caractérisé en ce que chaque démarrage comporte une étape de démarrage au cours de laquelle une valeur de commande de démarrage (VD) est appliquée pendant une durée de démarrage (TD), la 25 valeur de démarrage (VD) étant modifiée de façon à réduire cet écart au cours du second démarrage.

4. Méthode d'asservissement d'un moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 ; caractérisé en ce que chaque 30 démarrage comporte une étape dite de continuité consécutive à l'étape de démarrage, la valeur de commande (VO) appliquée au cours de ladite étape de continuité est comprise entre la valeur de démarrage (VD) et la valeur de commande permettant d'atteindre la vitesse de consigne.

5. Méthode d'asservissement d'un moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 ; caractérisé en ce qu'il comporte une étape dite asymptotique précédant une étape de régulation où la vitesse du moteur est asservie, la valeur de commande (VA) appliquée au cours de ladite étape asymptotique est égale à la valeur de commande permettant d'atteindre la vitesse de consigne.

6. Méthode d'asservissement d'un moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ; caractérisé en ce que les paramètres (TD ,VD ,TC ,VC ,TA ,VA ) des commandes appliqués au moteur se sont modifiés que si l'écart déterminé lors d'un précédent démarrage est supérieur à une valeur déterminée.

7. Méthode d'asservissement d'un moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ; caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure des oscillations de la vitesse du moteur exécutée au début d'une étape de régulation où la vitesse du moteur est asservie, au moins un paramètre (TD ,VD ,TC ,VC ,TA ,VA ) des commandes appliqués au moteur est modifié lorsque l'amplitude des oscillations dépasse une valeur déterminée, la modification du paramètre vise à réduire l'amplitude des oscillations au cours du démarrage suivant.

8. Méthode d'asservissement d'un moteur électrique selon la revendication 7 ; caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination d'une valeur minimale d'amplitude en appliquant des valeurs de commandes différentes lors de démarrages successifs, la valeur déterminée est fonction de la valeur minimale d'amplitude.

9. Méthode d'asservissement d'un moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ; caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure de la température au sein de l'appareil au début du démarrage, les paramètres (TD, VD , TC , VC , TA , VA) des commandesappliqués au moteur lors de ce démarrage étant également modifiés en fonction de la température mesurée.

10. Méthode d'asservissement d'un moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ; caractérisé en ce qu'il comporte des démarrages effectués par un second moteur, et des étapes de détermination de l'écart entre la valeur de la vitesse mesurée et une valeur de consigne pour chaque moteur, la modification des paramètres (TD , VD , TC , VC , TA , VA ) étant appliquée à chaque démarrage alternativement sur chacun io des moteurs.

11. Appareil doté d'au moins un moteur électrique, d'un moyen de contrôle de la vitesse de rotation du moteur et d'un moyen de mesure de l'écart entre la vitesse de rotation du moteur mesurée à un instant donné du 15 démarrage dudit moteur et une vitesse de consigne, caractérisé en ce que le moyen de contrôle prend en compte l'écart mesuré pour modifier un au moins des paramètres (TD , VD , TC , VC , TA , VA ) des commandes effectuées lors d'un démarrage ultérieure de façon à réduire l'écart mesuré au cours de ce démarrage. 20