FR2713843A1 - Dispositif de commande à microprocesseur et circuits associés de commande et de détection pour un démarreur/générateur. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif et un procédé de commande d'un démarreur/générateur. Ce dispositif de commande (10) pour un démarreur/générateur comprend des moyens pour contrôler le courant inducteur de roue libre dans un enroulement inducteur du générateur; des moyens pour contrôler la tension et le courant du générateur; et des moyens de commande à microprocesseur (12) pour commander le courant inducteur du générateur en fonction du courant et de la tension contrôlés du générateur, et du courant inducteur contrôlé. Application notamment à un démarreur/générateur utilisé dans un moteur d'avion.

Description

La présente invention concerne des disposi-

tifs de commande pour des générateurs, du type utilisés dans des démarreurs et générateurs de moteurs thermiques d'avions. Il est bien connu d'utiliser des générateurs en tant que démarreurs pour des moteurs et pour des moteurs thermiques. Par exemple, dans l'industrie aérospatiale, des générateurs à courant continu sont habituellement utilisés en tant que démarreurs montés sur de petits moteurs thermiques d'avions comme par exemple un moteur à turbine à gaz. Après le démarrage du moteur, le générateur est utilisé de façon typique en tant que

source d'énergie électrique pour l'avion.

Sous l'action de fabricants d'avions et en raison des réglementations gouvernementales on a assisté, pendant des années, à un accroissement graduel de la demande consistant à disposer de fonctions accrues de contrôle et de commande devant être mises en oeuvre dans

ces générateurs, en particulier en rapport avec l'obten-

tion d'indications rapides et précises d'états de défaut afin d'éviter des pannes catastrophiques de générateurs

et un endommagement du moteur. Cependant, des considéra-

tions d'espace et de poids peuvent limiter la disponibi-

lité et l'utilisation de multiples circuits logiques discrets. Des circuits discrets de commande manquent également, en soi, d'une commande centrale de traitement,

ce qui limite le nombre de fonctions de commande interdé-

pendantes que l'on peut mettre en oeuvre.

En outre, différentes fonctions de commande

et de contrôle utilisées jusqu'alors avec des disposi-

tifs de commande discrets de générateurs peuvent être inadéquates ou inappropriées pour la protection de composants qui peuvent être soumis à des contraintes excessives, ou bien pour faciliter un fonctionnement admissible du générateur. Par exemple, des limiteurs de courant linéaire pour des dispositifs soumis à des surintensités peuvent produire une dissipation de puissance élevée, et des limiteurs de courant connus du

type à commutation peuvent délivrer des courants exces-

sifs et par conséquent ne protègent pas de façon appro-

priée le câblage d'interconnexion. Comme autre exemple, il peut être souhaitable, dans certaines applications, de prévoir une commande flash de champ automatique pour le générateur sans la nécessité d'une commande de

pilotage manuel.

C'est pourquoi, il existe le besoin de disposer d'un dispositif de commande de générateur, qui puisse exécuter de nombreuses fonctions complexes de

commande et de contrôle de manière à faciliter l'obten-

tion d'un fonctionnement correct du générateur, sans accroissement important du coût, de l'espace nécessaire ou du poids avec une fiabilité accrue du fonctionnement

et de la commande du générateur.

Compte tenu des besoins mentionnés précédem-

ment, l'invention a trait, dans une forme de réalisation, à un dispositif de commande pour un démarreur/générateur utilisé avec un moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour contrôler le courant inducteur de roue libre dans un enroulement inducteur du générateur; des moyens pour contrôler la tension et le courant du générateur; et des moyens de commande à microprocesseur pour commander le courant inducteur du

générateur en fonction dudit courant contrôlé du généra-

teur, de ladite tension contrôlée

du générateur et dudit courant inducteur contrôlé.

L'invention a trait en outre à des procédés mis en oeuvre pour faire fonctionner un tel dispositif ainsi qu'à un procédé pour détecter une intégrité de

champ dans un générateur, comprenant les étapes consis-

tant à: a. contrôler le courant inducteur de roue libre dans le générateur en utilisant un redresseur branché en dérivation sur l'enroulement inducteur du générateur; et b. désexciter le générateur lorsque le courant de roue libre est absent pendant un intervalle de temps pendant lequel le courant de roue libre devrait

être présent.

Dans une autre forme de réalisation, l'inven-

tion a trait à un circuit de protection contre un étage

d'attaque de commutation contre les surcharges, caracté-

risé en ce qu'il comporte des moyens pour commander le courant traversant le dispositif, et un oscillateur de relaxation pour réduire ledit courant en réponse à un

accroissement de la charge.

D'autres caractéristiques et avantages de la

présente invention ressortiront de la description donnée

ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 (parties A et B) représente un schéma-bloc fonctionnel au niveau d'un système d'un circuit de commande de générateur selon l'invention; - la figure 2 représente un schéma plus détaillé d'un circuit de contrôle de l'intégrité de champ, convenant pour être utilisé avec le circuit de commande de la figure 1; - la figure 3 représente un schéma détaillé d'un circuit de conditionnement du signal d'intégrité de champ, utilisé dans le circuit de contrôle d'intégrité de champ de la figure 2;

- la figure 4 est un organigramme du sous-

programme du microprocesseur pour un contrôle de l'inté-

grité de champ; - la figure 5 est un schéma d'un circuit de limitation de couple selon la présente invention; - la figure 6 est un schéma d'un circuit d'affaiblissement du champ selon la présente invention; - la figure 7 est un schéma, représenté sous la forme d'un schéma-bloc fonctionnel, dudit circuit de polarisation d'un régulateur de tension présentant une sûreté-de fonctionnement en cas de panne, conformément à la présente invention; - les figures 8 et 9 sont des organigrammes d'une procédure de protection de contrôle contre les

surtensions, mise en oeuvre dans le logiciel du microcon-

trôleur pour le système de la figure 1; - la figure 10 est un schéma d'un circuit différentiel de détection de défauts à la terre, dans lequel est incorporée une capacité de test, conformément à la présente invention; la figure 11 est un schéma-bloc fonctionnel d'un circuit de protection d'un étage d'attaque contre une surcharge, conforme à la présente invention; - la figure 12 représente un schéma détaillé d'une forme de réalisation du circuit de la figure 11; - la figure 13 représente un circuit flash de champ classique; - la figure 14 est un circuit flash de champ conforme à la présente invention; et - les figures 15 et 16 sont des graphiques représentatifs

de certains signaux du générateur, pendant une limita-

tion de couple, conformément à l'invention.

En se référant à la figure 1, un dispositif de commande, basé sur un microprocesseur, pour un générateur est désigné d'une manière générale par le chiffre de référence 10. Bien que l'invention soit

décrite ici en se référant particulièrement à un généra-

teur shunt à courant continu du type pouvant être utilisé habituellement en tant que démarreur/générateur pour un moteur thermique d'avion, ceci est indiqué dans le cadre de l'explication et ne doit pas être considéré dans un sens limitatif. Les spécialistes de la technique noteront aisément que les enseignements de la présente invention peuvent être appliqués par exemple à des

générateurs à courant alternatif.

Par conséquent, au lieu d'être une applica-

tion spécifique, l'invention est conçue plus largement comme concernant un dispositif et des procédés de contrôle et de commande de générateurs. Telle qu'elle est utilisée ici, l'expression "démarreur/générateur" se réfère simplement au fait qu'un générateur tel que décrit précédemment peut être utilisé en tant que démarreur pour un moteur, et peut être utilisé, après le démarrage du

moteur, en tant que générateur d'énergie pour l'avion.

Cependant, la référence à l'utilisation d'un dispositif

de commande selon l'invention comportant un démarreur/gé-

nérateur n'est pas censé être limitée uniquement à des

générateurs utilisés en tant que démarreurs.

Conformément à un aspect important de l'inven tion, le dispositif 10 de commande du générateur est conçu pour l'utilisation d'un dispositif de commande basé

sur un microprocesseur ou d'un microcontrôleur programma-

ble 12. L'utilisation d'un microcontrôleur augmente de façon importante le nombre des fonctions de contrôle et de commande qui peuvent être intégrées dans le dispositif de commande 10. Cette souplesse accrue permet des fonctions de contrôle et de commande conformément à l'invention, qui n'étaient jusqu'alors pas utilisées avec des dispositifs connus de commande de générateurs, en particulier pour des démarreurs/générateurs utilisés avec des moteurs d'avions. Les fonctions de contrôle et de commande telles qu'elles sont indiquées ici facilitent par conséquent l'utilisation d'un microcontrôleur par exemple pour des démarreurs/générateurs d'avions, dans

lesquels par ailleurs les avantages d'une telle utilisa-

tion d'un microcontrôleur n'étaient pas évidents.

Cependant, comme on le comprendra à partir de la descrip-

tion détaillée donnée ici, certains des enseignements de la présente invention sont également applicables d'une manière générale à des dispositifs de commande de

générateurs, qui ne sont pas basés sur un microproces-

seur, bien que leur utilisation avec un dispositif de commande basé sur un microprocesseur augmente leurs avantages. En continuant à se référer ci-après à la figure 1, on voit que le dispositif de commande 10 comprend le microcontrôleur 12, qui reçoit une pluralité de signaux d'entrée en provenance de différents circuits de contrôle et envoie des signaux de commande à ces circuits et à d'autres dispositifs de commande pour régler et commander le fonctionnement du générateur. Le microcontrôleur peut être n'importe quel dispositif approprié basé sur un microprocesseur, comme par exemple le numéro de pièce 87C51 disponible auprès de Intel. Ce dispositif peut être programmé de façon classique en fonction des spécifications du fabricant pour exécuter les fonctions de commande telles que décrites ici et/ou reproduites dans les organigrammes annexés, comme cela est bien connu des spécialistes de la technique. Des composants périphériques tels que des mémoires ROM et RAM, des générateurs de signaux d'horloge, etc., qui sont utilisés en soi en combinaison avec un microprocesseur, ne constituent pas une partie particulière de l'invention et par conséquent n'ont pas été représentés sur les

dessins pour en conserver la lisibilité et la compréhen-

sion. Parmi les circuits de contrôle représentés sur la figure 1, inclut un circuit 14 de contrôle de l'intégrité du courant inducteur, qui forme des moyens permettant d'utiliser la présence ou l'absence d'un courant d'enroulement inducteur. Le circuit 14 de contrôle de l'intégrité du courant inducteur délivre un signal de sortie 16, qui dans ce cas, indique la présence ou l'absence d'un courant inducteur de retour. Le signal inducteur de sortie de retour 16 est délivré en tant que signal d'entrée envoyé au microcontrôleur pour être utilisé comme cela sera indiqué plus loin d'une manière

plus complète.

Un autre circuit, qui est relié au microcon-

trôleur 12, est un circuit formant régulateur de tension 18. Le circuit formant régulateur de tension 18 a une conception classique et, conformément à l'invention, peut fonctionner d'une manière indépendante du microcontrôleur 12 dans le cas o ce dernier tombe en panne. Cependant en outre, conformément à l'invention, le microcontrôleur est programmé de manière à mettre en oeuvre une fonction de démarrage et de commande telle que décrite ici par l'intermédiaire d'une interface de liaison au circuit

formant régulateur 18.

En outre conformément à l'invention, le

microcontrôleur reçoit comme signal d'entrée une repré-

sentation numérisée de la tension de sortie réglée du générateur, désignée ci-après sous l'expression point de régulation ou POR 20. Le POR peut être raccordé à l'induit par l'intermédiaire d'un câble d'amenée. Comme cela est représenté en 22 sur la figure 1, la valeur analogique du POR est envoyée à un convertisseur analogi que/numérique classique 24, qui peut recevoir une pluralité de signaux d'entrée analogiques 22 d'une

manière multiplexée dans le temps. La valeur POR numéri-

sée est envoyée au microcontrôleur 12. Comme cela sera

décrit plus loin, le microcontrôleur 12 utilise l'infor-

mation POR en combinaison avec le signal d'intégrité de champ 16 pour exécuter une fonction de protection contre

les surtensions, qui répond plus rapidement à des condi-

tions de surtension que des systèmes connus auparavant.

De même, une autre fonction de contrôle du dispositif de commande 10 conforme à l'invention est un circuit 26 de détection de défauts à la terre. Le circuit 26 de détection de défauts à la terre peut être utilisé en tant que circuit autonome dans des circuits de

commande qui n'utilisent pas de microcontrôleur. Cepen-

dant, un avantage particulier du circuit 26 de détection de défauts à la terre est qu'il délivre un format de

signal de sortie qui peut être utilisé de façon appro-

priée pour exécuter un test intégré, que le microcontrô-

leur peut utiliser pour vérifier si le circuit fonc-

tionne correctement.

L'invention a trait en outre aux procédés mis en oeuvre lors de l'utilisation de tels circuits en

combinaison avec le microcontrôleur, comme cela apparaî-

tra à l'évidence dans la description donnée ici.

Le dispositif de commande 10 du générateur comprend en outre un certain nombre de transistors de commutation 28, qui sont utilisés pour commander le fonctionnement du générateur. Le chiffre de référence 28' est utilisé pour désigner le transistor de commande du courant de champ qui est utilisé pour commander le courant de champ délivré par l'induit dans un générateur en dérivation. Ces dispositifs de commutation (les dispositifs 28 et 28' peuvent être le même dispositif ou constituer des dispositifs différents) sont susceptibles d'être placés dans des conditions de surcharge qui peuvent endommager ou altérer les dispositifs dans le temps ou provoquer une brusque défaillance du dispositif. Conformément à l'invention, ces dispositifs formant étages d'attaque sont protégés par un circuit 30 de

protection contre les surintensités ou les courts-

circuits. Le fonctionnement de ces circuits ne dépend pas de l'utilisation des microcontrôleurs; mais, si cela est souhaitable, on peut utiliser le microcontrôleur pour contrôler l'état de sortie du dispositif et désexciter

le dispositif comme cela s'avère approprié.

Le microcontrôleur 12 reçoit également une pluralité de signaux numériques 32 de la part de circuits

logiques discrets. Les signaux numériques sont intro-

duits, de façon typique, dans des circuits de condition-

nement 33 de type classique servant à transformer les signaux en les amenant à un format compatible pour leur envoi au microcontrôleur. Ces signaux d'entrée numériques fournissent une information au microcontrôleur comme par exemple l'état d'un relais, que le microcontrôleur utilise pour déterminer s'il existe des conditions qui requièrent la désexcitation du générateur ou une autre action de commande, comme cela s'avère approprié. Ces fonctions de contrôle et de commande numérique ne font pas particulièrement partie de la présente invention étant donné qu'elles tendent à être spécifiques, à un certain degré, du point de vue conception et sont, à un degré important, une question de choix de conception, et ce autrement que dans la mesure o l'activation du microcontrôleur, facilitée par les fonctions de contrôle et de commande de la présente invention, permette également de façon appropriée d'utiliser ces signaux numériques par le même programme de commande sans que la

complexité du circuit s'en trouve accrue.

Le microcontrôleur 12 commande le fonctionne-

ment d'ensemble du générateur au moyen d'un certain nombre de relais. Pour la présente forme de réalisation de l'invention, le dispositif de commande 10 inclut un relais de champ à verrouillage, désigné par KFR sur les dessins. Le relais de champ inclut un premier ensemble de contacts 34 (KFR-1), qui peuvent être ouverts par le microcontrôleur 12 au moyen de l'actionnement d'un signal 36 de déclenchement du relais. Lorsqu'ils sont ouverts, ces contacts interrompent le circuit en dérivation entre l'enroulement d'induit 38 du générateur et l'enroulement

inducteur 40, ce qui protège le générateur et le régula-

teur 18 par interruption du courant inducteur. Le relais de champ inclut un autre ensemble de contacts 42 qui sont fermés lorsque le relais KFR est déclenché. Un relais sans verrouillage, désigné par KST et comportant des contacts normalement fermés, est utilisé pour réaliser la commande flash du champ et est excité lorsque la

tension d'induit est présente.

En termes généraux, les fonctions de base du dispositif de commande 10 incluent une détection de défauts pour le courant inducteur, les conditions de défauts à la terre et de surtension du générateur ainsi que la commande du courant inducteur pendant et après le démarrage du moteur. Ces fonctions seront expliquées de

façon plus détaillée dans les descriptions qui vont

suivre des formes de réalisation, indiquées de façon détaillée et prises à titre d'exemples, des circuits de

contrôle et de commande. Comme cela a été décrit précé-

demment, ces circuits et procédés facilitent l'utilisa-

tion d'un microcontrôleur avec un démarreur/générateur

tels que ceux utilisés pour des moteurs d'avions.

En se référant ci-après aux figures 2 et 3, on y voit représentée une forme de réalisation d'un circuit 14 servant à contrôler l'intégrité de champ. On notera dès à présent que le générateur G n'est pas représenté de façon détaillée sur les dessins étant donné que le type de générateur particulier ne constitue pas une partie critique de la présente invention. Dans la forme de réalisation décrite le générateur est un générateur en dérivation à courant continu tel que le générateur 23080-013 disponible auprès de Lucas Aerospace Power Equipment Corporation. Cependant, le circuit 14 de contrôle de l'intensité de champ peut être également

utilisé de façon appropriée par exemple avec des généra-

teurs en série et composé.

D'une manière générale, les enroulements inducteurs d'un générateur sont disposés sur un ensemble de stators et les enroulements d'induit sont disposés sur le rotor formant induit. Dans un générateur, utilisé en tant que démarreur, une source d'énergie telle qu'une batterie (B sur la figure 1) est raccordée de façon typique à l'induit, et est également raccordée, au moyen d'un dispositif de commutation, tel qu'un transistor de commande de champ, à l'enroulement inducteur. Lorsque le générateur est du type en dérivation, le champ est envoyé

à l'induit par l'intermédiaire du dispositif de commuta-

tion. Par conséquent, comme cela est représenté sur la figure 2, le dispositif de commande 10 comprend le transistor 28' de commande du champ, qui est placé à l'état conducteur et bloqué par un signal de commande et d'attaque de grille 50, modulé selon une modulation d'impulsions en durée (MID). Le taux d'impulsions du

signal de commande de grille 50 modulé selon la modula-

tion MID et fonction de l'intensité du courant requis par le champ pour que le dispositif de commande règle la tension de sortie (POR) du générateur, ainsi que pour

régler le courant d'induit et le couple du générateur.

La commande du signal de commande de grille modulé selon une modulation MID en liaison avec d'autres fonctions du dispositif de commande 10 vont être expliquées de façon

plus détaillée.

En ce qui concerne le fonctionnement du circuit 14 du contrôle de l'intégrité du champ, le microcontrôleur est programmé de manière à placer le transistor 28' de commande du champ temporairement à l'état bloqué pendant un intervalle de temps pendant

lequel le signal de commande de grille a placé normale-

ment le transistor à l'état conducteur. Par exemple, lors du démarrage, le taux d'impulsions du signal de commande de grille 50 est égal à 100 % (ceci étant suivi par une période de limitation du couple, qui sera expliquée plus loin). Pendant un tel intervalle de temps, pendant lequel le signal de commande de grille 50 est conducteur, le microcontrôleur 12 interrompt cycliquement le signal pendant un bref intervalle de temps, par exemple environ i milliseconde. Si l'enroulement inducteur n'est pas ouvert (comme dans le fonctionnement normal), un courant inducteur de retour traverse une diode de roue libre 52 (en raison de la force contre-électromotrice produite par

l'inductance de champ propre). Si le champ est interrom-

pu, aucun courant de retour n'est détecté et le microcon-

trôleur peut déclencher l'ouverture du contacteur de démarrage 88 (voir figure 5), ce qui interrompt le démarrage du moteur et déconnecte l'induit du générateur

par rapport à la batterie, en protégeant le démarreur/gé-

nérateur d'un endommagement éventuel dû à un enroulement

inducteur ouvert ou une connexion de champ ouverte.

La fonction de contrôle de l'intégrité du champ est exécutée dans cette forme de réalisation au moyen de l'utilisation de la diode de roue libre 52, comme par exemple le NO de pièce 03-0064-30 disponible

auprès de Lucas Aerospace Power Equipment Corporation.

La diode de roue libre est branchée en dérivation aux bornes de l'enroulement inducteur 40. Cette configuration est également représentée sur la figure 1, sur laquelle la diode 52 est raccordée aux lignes 56, 58 d'application du champ et de retour du champ du générateur. La tension d'induit, qui est appliquée au champ par l'intermédiaire du transistor de commande du champ, est désignée par le

chiffre de référence 60 sur la figure 2.

En référence à la figure 3, le circuit 14 de contrôle de l'intégrité du champ comporte en outre un circuit comparateur différentiel 62, qui détecte le flux de courant de retour de champ circulant dans la diode de roue libre 52, au moyen de la détection d'une chute de tension positive aux bornes de la diode. Le circuit comparateur 62 comprend un amplificateur différentiel 64, qui est sollicité par l'intermédiaire de deux résistances 66a, b raccordées à une tension de référence 68 (la

tension de référence peut être délivrée de façon classi-

que par exemple par le générateur POR).

Le signal de sortie 16 (désigné sous l'ex-

pression SHUNT OUVERT sur la figure 1) de l'amplificateur est normalement au niveau haut logique en raison de la présence d'une diode de blocage 70 et du fait que, pendant le fonctionnement, lorsque le transistor 28' d'application du champ est conducteur, la diode de roue

libre est polarisée en inverse par la tension inductrice.

Lorsque le transistor 28' est placé à l'état bloqué, si l'intégrité du champ est bonne, un courant traverse la diode 52 en faisant passer la sortie de l'amplificateur à un niveau logique bas, et le microcontrôleur détecte le signal de sortie 16 du comparateur pendant la période

de commande pour contrôler l'intégrité du champ. Cepen-

dant, si le shunt du champ est ouvert, aucun courant ne circule dans la diode 52, et la sortie du comparateur 16 ne change pas d'état pendant la période de commande.

Cette condition est également détectée par le microcon-

trôleur 12 pendant la période de commande, en tant qu'indication de l'état de shunt ouvert, et le contacteur

de démarrage 88 peut alors être ouvert.

En plus du contrôle d'un état de shunt ouvert lors du démarrage et lors du fonctionnement stationnaire du générateur, cette fonction de contrôle de l'intégrité du champ permet également de détecter des défaillances du générateur provoquées par un retour du champ à l'état ouvert, l'absence d'une énergie d'entrée du champ (comme par exemple à partir de l'induit) et un transistor 28'

de commande du champ, défaillant (bloqué ou court-

circuité). Par exemple, si le transistor de commande du

champ est court-circuité ou verrouillé à l'état conduc-

teur, aucun courant ne circule dans la diode de roue

libre pendant la période de commande.

La figure 4 représente un organigramme d'un sous-programme d'un microcontrôleur approprié 12 pour la fonction de contrôle de l'intégrité de champ, telle qu'elle est mise en oeuvre au moyen du circuit indiqué à titre d'exemple sur les figures 2 et 3. A partir du sous- programme de traitement principal lors du pas 400, le dispositif de commande vérifie tout d'abord, lors du pas 402, si le générateur est dans un mode de démarrage et si une caractéristique de limitation du couple décrite

plus loin a été mise en oeuvre. Ces conditions correspon-

dent au signal de commande de grille 50 possédant un taux d'impulsions de 100 %. Après un retard approprié lors du pas 404 à partir de la période de commande précédente, le microcontrôleur 12 place le transistor de commande du champ à l'état bloqué, lors du pas 406. En choisissant un retard approprié lors du pas 404, cette interruption momentanée de la commande de champ n'affecte pas de façon importante la performance du générateur/démarreur. Ce contrôle de l'intégrité du champ est exécuté cycliquement

pendant le cycle de démarrage, pendant lequel le transis-

tor à effet de champ est totalement conducteur (la

modulation MID effectue un taux de 100 %).

Un avantage particulier qu'il y a d'utiliser la diode de roue libre pour détecter un courant de retour du champ contrairement à une résistance de détection de courant, est que cette dernière fournit un faible rapport signal/bruit étant donné que la résistance de détection de courant doit être faible pour réduire les pertes. Les spécialistes de la technique noteront que le circuit et la fonction de contrôle de l'intégrité du champ peuvent être utilisés indépendamment d'autres fonctions de commande du démarreur/générateur, décrites ici, comme par exemple la limitation du couple et

l'affaiblissement du champ.

Si un courant inducteur de retour est détecté, lors du contrôle effectué lors du pas 408, alors le fonctionnement normal se poursuit. Si aucun courant inducteur de retour n'est détecté, alors, lors du pas 410, la séquence de démarrage est terminée. Le contrôle de l'intégrité du champ est particulièrement utile pendant le démarrage du générateur de manière à empêcher l'excitation de l'induit pendant un long intervalle de

temps par exemple dans un état de shunt ouvert. Cepen-

dant, la fonction de contrôle de l'intégrité de champ

peut être également utilisée pour détecter un fonctionne-

ment incorrect du générateur ou de l'unité de commande 10 (GCU), des connexions incorrectes de câblage, etc. En se référant maintenant à la figure 5, on y voit représenté un circuit 77 de limitation du couple au démarrage, qui peut être utilisé de façon appropriée en liaison avec lecircuit formant régulateur de tension 18 de la figure 1. La fonction de base du circuit 17 est d'utiliser un signal de commande 72 modulé selon la

modulation MID, pour la commande de la grille du transis-

tor 28' de commande du champ, qui possède un taux d'impulsions qui augmente graduellement depuis une valeur minimale sélectionnée, par exemple environ 25 %, jusqu'à environ 100 %. Ce signal de commande modulé selon la modulation MID peut être produit par exemple par le microcontrôleur 12, et être utilisé en tant que signal de commande prioritaire 72 (VR INHIBIT sur la figure 1), qui est combiné selon la combinaison logique ET, en 74, avec le signal 76, modulé selon une modulation MID, de

commande du signal de sortie du régulateur.

Au démarrage, dans des conditions normales, le taux d'impulsions du signal MID 76 du régulateur de tension est égal à 100 % de manière à fournir le courant inducteur d'excitation maximum. Cependant, ceci peut produire un couple au démarrage élevé qui peut par exemple appliquer des contraintes à la boîte de vitesses du moteur. Par conséquent, le circuit de la figure 5 est utilisé pour limiter le couple au démarrage au moyen d'une augmentation graduelle du courant inducteur grâce à un accroissement graduel du taux d'impulsions du signal

de commande de grille du transistor de commande du champ.

Dans la forme de réalisation de la figure 5, le microcontrôleur 12 est programmé de manière à produire un signal de commande MID 78 et qui possède un taux d'impulsions qui augmente linéairement depuis environ % jusqu'à environ 100 %. Grâce à la combinaison logique ET de ce signal avec le signal de commande 76 modulé selon une modulation MID du régulateur, comme par exemple avec une porte ET 74, le signal de commande du

régulateur est commandé temporairement de façon priori-

taire jusqu'à ce que le taux d'impulsions du signal 72 de limitation du couple atteigne 100 %. Ensuite, le signal MID du régulateur de tension peut être utilisé

pour commander le transistor 28' de commande du champ.

On notera que, sur la figure 5, on a repré-

senté un signal MID 72 de limitation du couple comme alimentant directement l'enroulement inducteur par

l'intermédiaire d'un bloc fonctionnel 84 (sans représen-

ter par exemple le transistor de commande du champ, qui dans la pratique réelle, fait partie du bloc 84). Nous avons représenté cette configuration étant donné que, du point de vue du fonctionnement, c'est la fonction de base et l'effet de base du signal 72 de limitation du couple, de commander un accroissement graduel du courant inducteur. En outre, le signal MID 72 de limitation du couple ne doit pas présenter un taux d'impulsions qui augmente linéairement, et en réalité un avantage important du microcontrôleur 12 est qu'on peut le programmer de manière à obtenir un taux d'impulsions variable dans le temps et possédant n' importe quel format

désiré en fonction de l'application particulière.

Dans le circuit de la figure 5, le courant de l'induit ou du démarreur est détecté à partir de la tension développée aux bornes de l'enroulement du pôle de commutation, par un dispositif 87 de contrôle de la tension, qui convertit la tension de l'enroulement du pôle de commutation en un signal d'entrée numérique envoyé au microcontrôleur. La fonction de limitation du couple est par conséquent désexcitée au moyen d'une porte logicielle 94 jusqu'à ce que la fermeture des contacts 88 du démarreur (des contacts du démarreur sont commandés par le microcontrôleur en réponse à l'actionnement de l'interrupteur de démarrage manuel 90 représenté sur la figure 1). Lorsque les contacts 88 du démarreur se ferment, un comparateur (réalisé sous forme logicielle) 92 détecte le courant initial du démarreur et par conséquent autorise la porte 94 à transmettre le signal MID 72 de commande du champ servant à limiter le couple, dans le transistor de commande du champ. Le circuit 92 et les fonctions 78 et 94 peuvent être réalisés de façon appropriée dans le logiciel du microcontrôleur 12, si

cela est souhaitable.

En référence à la figure 15, on a représenté un graphique de courbes représentatives de réponse pour le couple au démarrage, la tension du générateur et le

courant inducteur. On notera que la fonction de limita-

tion du couple conforme à l'invention fait apparaître un courant inducteur qui augmente graduellement, d'une manière directement proportionnelle à la tension du

générateur, afin de limiter le couple au démarrage.

Un concept similaire au circuit 77 de limita-

tion du couple au démarrage de la figure 5 est utilisé

pour réaliser la fonction d'affaiblissement du champ.

Lors du démarrage du moteur, l'affaiblissement du champ est utilisé pour réduire le courant inducteur afin de réduire la force contreélectromotrice du démarreur de

manière à accroître le courant d'induit et le couple.

L'affaiblissement du champ contribue par conséquent à

maintenir le couple au démarrage à un niveau désiré.

En référence à la figure 6, un circuit d'affaiblissement du champ conforme à la présente invention est désigné d'une manière générale par le chiffre de référence 100. Certains aspects du circuit 100 sont semblables au circuit 77 de limitation du couple, et en réalité les spécialistes de la technique noteront aisément que les deux circuits peuvent être réalisés de façon appropriée conjointement au moyen de l'utilisation

sélective de circuits logiques, telles que des portes ET.

Par conséquent, bien que certains des composants des circuits des figures 1, 5 et 6 soient identiques, nous leur avons attribué des références différentes sur les figures étant donné que les circuits individuels peuvent être réalisés sous la forme de circuits autonomes, combinés comme cela a été approprié ou supprimés, comme cela a été approprié, en fonction de chaque application particulière. Le circuit d'affaiblissement de champ 100 contrôle le courant d'induit en détectant la chute de tension aux bornes de l'enroulement 86 du pôle de commutation du générateur. Cette tension (Vi sur les figures 5 et 6) est alors convertie en un signal d'entrée numérique par le microcontrôleur 12, qui utilise un dispositif convertisseur analogique/numérique (A/D) classique 102 (qui correspond au circuit de contrôle 85 sur la figure 5). On notera que le circuit A/D 102 peut être de façon approprié le même que le circuit A/D 24 décrit en référence à la figure 1, le signal INTERPOLE étant converti numériquement tout en étant multiplexé dans le temps avec les autres signaux analogiques

d'entrée 22 comme décrit précédemment.

Le microcontrôleur 12 utilise le courant d'induit introduit à partir de l'enroulement du pôle de commutation pour produire un signal de commande MID 104 (g), qui est envoyé à une porte ET 106. La porte ET 106 peut être de façon appropriée la porte ET de commande 74 représentée sur la figure 1, le signal MID g faisant

partie du signal MID VR INHIBIT du régulateur de tension.

Le signal d'affaiblissement de champ MID g est combiné selon la combinaison logique ET au signal de

sortie du régulateur de tension 18, qui, lors du démar-

rage et dans des conditions de fonctionnement normales, est habituellement un signal MID possédant un taux d'impulsions proche de 100 %. Par conséquent, le signal MID g peut être utilisé pour commander l'excitation de champ et par conséquent le courant d'induit et le couple conformément à l'algorithme d'affaiblissement de champ programmé, qui peut avoir n'importe quel profil MID

approrpié adapté pour chaque application particulière.

Comme cela est représenté sur la figure 6, un algorithme approprié inclut le calcul d'un terme d'erreur e = Vi-SP, puis la multiplication du signal d'erreur e par un facteur de gain Av pour obtenir le taux d'implusions gamma, gamma étant limité à une valeur comprise entre 0 % et 100 %. On notera que Vi est la tension du pôle de commutation, Sp une valeur de consigne sélectionné et Av un facteur de gain. Ces paramètres sont spécifiques à

l'application et sont choisis sur la base de caractéris-

tiques nominales du générateur et de caractéristiques du moteur d'avion, comme le comprendront les spécialistes

de la technique.

On notera que le signal d'affaiblissement de champ g (et par conséquent le microcontrôleur 12) commande le transistor de commande de champ 28' chaque fois que la valeur POR est inférieure au seuil de référence 21 du régulateur de tension (qui provoque la délivrance d'un signal logique à niveau haut par le régulateur 18). Cependant, lorsque la valeur POR dépasse le seuil, le signal de sortie du régulateur 18 fournit un signal MID possédant un taux d'impulsions basé sur la fonction de commande du régulateur et peut réaliser une commande prioritaire du signal d'affaiblissement de champ

MID en raison de la fonction ET.

Outre le fait de commander l'excitation de champ lors du démarrage, comme avec les agencements des circuits des figures 5 et 6, on peut également utiliser le microcontrôleur pour augmenter la régulation POR du circuit régulateur de tension 18. Une telle fonction de commande peut être souhaitable par exemple dans des applications o de faibles ajustements de la tension POR sont utiles comme par exemple pour une égalisation de charge. Cette fonction de régulation ajoutée est mise en oeuvre dans la forme de réalisation décrite moyennant l'utilisation d'un circuit 110 de polarisation du régulateur, qui est représenté sur la figure 7 (on notera que, pour conserver la clarté du dessin, la réalisation de la figure 7 est représentée partiellement sous la

forme du schéma du système de la figure 1).

Un point important à considérer lors de l'utilisation du microcontrôleur 12 en tant que partie du système de commande de régulation de la tension de sortie (POR) du générateur, est qu'un défaillance du circuit logique numérique de commande, tel que le microcontrôleur 12, ne doit pas pouvoir créer un état peu

sûr ou des fonctions de commande prioritaire du régula-

teur de base. C'est pourquoi, le circuit de la figure 7 est particulièrement avantageux en ce qu'il fournit une solution de polarisation, qui est sûre en cas de panne et dans laquelle s'il existe une défaillance dans le circuit du microcontrôleur, le régulateur de tension 18 peut continuer à fonctionner de façon normale. En général, ceci est réalisé par l'établissement d'un état de polarisation nul à partir du microcontrôleur dans le

cas o le dispositif tombe en panne.

Sur la figure 7, le microcontrôleur 12 produit deux signaux de polarisation 112 et 114, qui sont respectivement des signaux de polarisation à niveau haut et à niveau bas. Ces signaux de polarisation sont des signaux MID et chaque signal traverse un filtre passe-bas 116, 118 (qui exécute de façon effective la fonction D/A a sur la figure 1A) pour produire des signaux de polarisation correspondant au courant continu 120, 122 à niveau haut et à niveau bas. Dans ce cas, le signal à niveau bas 122 est ajouté au signal de référence 21 du régulateur de tension par un circuit additionneur 124, et le signal de polarisation à niveau haut 124 est ajouté au signal POR par un circuit additionneur 126. On notera que l'addition pour les circuits 124/126 incluent une inversion du signal de polarisation en fonction de la

forme de réalisation particulière du système de polarisa-

tion. Dans la forme de réalisation décrite, le signal de polarisation à niveau bas est soustrait du signal de référence, et le signal de polarisation à niveau haut est soustrait du signal POR, étant donné que le signal POR est appliqué à l'entrée inverseuse du régulateur de

tension 18.

Pour obtenir la caractéristique sûre en cas de défaillance, les signaux de polarisation sont de préférence des signaux unidirectionnels comme représenté sur la figure 7, et comme on peut les obtenir par exemple

en utilisant des interrupteurs à collecteurs ouverts 128.

Dans le cas o un microcontrôleur 12 tombe en panne, le mode défaillance cyclique est tel que les signaux MID

112, 114 sont dans le même état. Dans ce cas, la polari-

sation fournie par le signal d'ajustement à niveau bas est annulée à partir du signal d'ajustement à niveau haut au moyen de la réjection en mode commun du circuit 18,

qui élimine tout influence de polarisation du microcon-

trôleur 12 en panne, à partir du circuit formant régula-

teur de tension 18. Par conséquent, le régulateur de tension 18 peut continuer à régler la tension de sortie

du générateur même si le microcontrôleur 12 tombe en panne.

Naturellement, la fonction de régulation de la tension de sortie (POR) du générateur est une fonction importante pour l'unité de commande 10. Des systèmes de commande discrets, utilisés jusqu'à présent, contenaient de façon typique une fonction de détection de l'état de surtension de sorte que, si la tension de sortie du générateur dépasse une valeur de seuil prédéterminée, le générateur est désexcité. Différentes spécifications incluant des spécifications gouvernementales telles que MIL-STD-67704 et RTCA-D0-160 spécifient des fonctions de production contre les surtensions sous la forme d'une caractéristique tension/inverse du retard. Cette solution limite l'intervalle de temps pendant lequel un état de surtension peut exister, d'une manière inversement proportionnelle à cette amplitude. Dans ce scénario de commande, les conditions de surtension sont détectées du point de vue amplitude et durée, et un système usuel

consiste à intégrer dans le temps les phénomènes transi-

toires de tension. Un problème lié à des systèmes de commande classiques est que les circuits discrets doivent être à même de permettre un phénomène transitoire maximum spécifié, tout en empêchant une condition de surtension minimale ou plus élevée. L'inconvénient propre à cette solution est que pendant un phénomène transitoire qui en réalité est une condition de surtension (c'est-à-dire qui

n'est pas un phénomène transitoire admissible), l'ampli-

tude de la condition de surtension peut augmenter jusqu'à ce que l'intégration dans le temps du circuit de commande détermine qu'en fait il s'agit d'une surtension et non

d'un phénomène transitoire.

Pour résoudre ce problème, le microcontrôleur 12 exécute un sousprogramme de commande de préférence en logiciel, qui identifie ou distingue plus rapidement un état de surtension par rapport au phénomène transitoi re. Ceci est obtenu au moyen du contrôle simultané de l'état du régulateur 18 et de l'état de surtension. Les

figures 8 et 9 montrent un sous-programme du microcontrô-

leur pour la protection vis-à-vis d'une surtension, la figure 8 montrant le sous-programme de base et la figure

9 une forme de réalisation spécifique de ce sous-program-

me. En se référant à la figure 8, on voit qu'un procédé de détection d'une surtension selon l'invention

commence de façon typique à partir d'un mode de fonction-

* nement normal lors du pas 130. Si un état de surtension n'est pas détecté lors du pas 132, le fonctionnement normal se poursuit. Si un état de surtension est détecté, alors, lors du pas 134, le dispositif de commande 12 vérifie l'état branché/débranché du régulateur de tension. Si lors du pas 136, le régulateur est branché pendant l'état de surtension, alors le générateur est arrêté lors du pas 138. Si le régulateur est débranché pendant l'état de surtension, alors l'état de surtension est intégré dans le temps lors du pas 140, de façon classique. Si le test surtension/durée inverse lors du

pas 142 fournit un résultat positif, alors le fonctionne-

ment normal reprend étant donné que l'état de surtension était un phénomène transitoire. Si le test ne donne pas un résultat positif lors du pas 142, alors il se produit

une désexcitation.

La figure 9 représente une forme de réalisa-

tion spécifique et préférée du sous-programme de commande

de base de la figure 8. Dans ce cas, à partir du fonc-

tionnement normal exécuté lors du pas 130, si un état de surtension est détecté lors du pas 132, une nouvelle mesure de tension est effectuée lors du pas 144 pour contrôler si la surtension augmente, comme lors du pas 146. Si l'état de surtension n'augmente pas, le fonction nement normal reprend. Si l'état de surtension augmente, alors, lors du pas 148, le microcontrôleur vérifie l'état de la diode de roue libre 52 (en se rappelant que cet état de courant est un signal d'entrée envoyé au microcontrôleur 12 par l'intermédiaire du circuit pris à

titre d'exemple sur la figure 3). Un régulateur fonction-

nant correctement place à l'état bloqué le transistor de commande du champ, ce qui signifie que le courant de diode de roue libre doit être présent. Si un courant est détecté dans la diode de roue libre lors du pas 150, alors le fonctionnement normal reprend. Si aucun courant n'est détecté, alors le générateur est désexcité lors du

pas 138.

La détection du courant dans la diode de roue

libre, qui a été décrite précédemment, est particulière-

ment utile dans le sous-programme de commande de surten-

sion des figures 8 et 9 étant donné que le courant de retour de la diode est une indication immédiate que le régulateur de tension servant à régler la tension de sortie POR du générateur a été débranché en réponse à la commande du régulateur 18. Si le régulateur est encore branché, alors la probabilité de la présence d'un état de surtension plutôt que d'un phénomène transitoire est nettement supérieure. Cependant, les spécialistes de la technique noteront que la fonction de protection contre

les surtensions peut être obtenue avec d'autres techni-

ques pour la détection de l'état du régulateur. Par exemple, l'état conducteur/bloqué du transistor de

commande de champ pourrait être détecté par le microcon-

trôleur 12.

En se référant ci-après à la figure 10, on y voit représenté un circuit 26 de détection différentielle de défauts à la terre. Conformément à un aspect important de l'invention, ce circuit comprend une capacité incorpo rée de test qui facilite l'utilisation du microcontrôleur

12 pour la détection de défauts à la terre.

Le circuit 26 de détection de défauts à la terre contrôle la différence instantanée entre le courant de retour du générateur G et le courant d'alimentation du générateur. Ces courants sont contrôlés moyennant l'utilisation d'un couple de transformateurs d'intensité , 162, qui délivre une impulsion lors de l'apparition d'un défaut. Les transformateurs d'intensité peuvent être chacun deux dispositifs N 50866000 ou GC66 disponibles par exemple auprès de Lucas Aerospace Power Equipment Corporation. Des signaux de sortie impulsionnels des transformateurs d'intensité sont détectés moyennant l'utilisation d'un couple de circuits amplificateurs différentiels 164, 166, qui sont connectés de manière à

se complémenter. Par exemple, le transformateur d'inten-

sité de retour 162 est raccordé à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 166, et à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 164. D'une manière complémentaire, le transformateur d'intensité d'alimentation 160 est raccordé à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 164 et à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 166. De cette manière, les deux courants sont détectés de façon différentielle de sorte que tant qu'il n'existe aucun déséquilibre dans les courants, un défaut à la terre

n'est pas indiqué. Les signaux de sortie des amplifica-

teurs 164, 166 sont raccordés au moyen de diodes respec-

tives 168, 170 de sorte que si l'une ou l'autre des

sorties des amplificateurs passe au niveau bas (c'est-à-

dire devient négative dans la forme de réalisation de la figure 10), le circuit 26 délivre, au noeud 172 un signal qui est placé au niveau bas. Si les signaux de sortie des deux amplificateurs sont au niveau haut, alors le signal de sortie au niveau du noeud 172 du circuit 26 est à niveau haut logique, dans ce cas environ 5 volts. Un condensateur 174 est utilisé en tant que sortie de manière à fournir une capacité d'échantillonnage et de

blocage pour l'impulsion du transformateur d'intensité.

Ce signal de sortie est contrôlé par le microcontrôleur comme par exemple à l'aide d'un convertisseur A/D (voir figure 1), étant donné que l'amplitude de l'impulsion détectée sur le noeud d'échantillonnage et de blocage est

proportionnelle à l'amplitude du défaut.

En outre, chacune des sorties 165, 167 de l'amplificateur est connectée à un circuit BIT 175 réalisé avec un réseau d'addition de tension formé de résistances 175a,b,c. Le noeud de sortie du circuit BIT

est désigné par le chiffre de référence 173.

Par conséquent, dans des conditions normales de fonctionnement, le signal de sortie du circuit 26 est

compris entre 75 volts et zéro (pour la forme de réalisa-

tion de la figure 10). Dans cette forme de réalisation, le noeud de sortie 173 du circuit de test BIT est concu de manière à être situé à une valeur sélectionnée dans

les conditions normales de fonctionnement du circuit 26.

Cette valeur peut être sélectionnée par exemple en tant que point médian des excursions maximales de la tension au niveau du noeud BIT pour tous les modes de défaillance

du circuit.

Si l'un ou l'autre des circuits amplifica-

teurs 164, 166 tombe en panne, alors la tension de sortie présente sur le noeud BIT 173 est polarisée en dehors de ses limites de fonctionnement normal, cette condition pouvant être détectée par le microcontrôleur 12. Par

conséquent, le circuit 26 contient une capacité incorpo-

rée de test pour le microcontrôleur pour tester le circuit 26 sur la base du niveau de tension de sortie présent sur le noeud de sortie 173, sans l'utilisation d'un stimulus de test ou d'un signal de test. Par exemple, si l'amplificateur 164 n'est pas court-circuité à la terre, la tension présente sur le noeud 173 est égale à environ la moitié de sa valeur normale. Comme autre exemple, si l'amplificateur 164 ne passe pas au niveau haut, alors la tension présente sur le noeud BIT

173 est égale au double de sa valeure normale.

Le signal de sortie du circuit 26 est

l'inverse de la valeur absolue des signaux du transforma-

teur d'intensité. La détection différentielle du défaut à la terre conformément à la présente invention fournit une immunité propre à des problèmes de bruit en mode commun, que l'on trouve de façon typique dans de nombreux environnements comme par exemple des équipements embarqués à bord d'avions. La détection différentielle d'un défaut à la terre immunisé vis-à-vis de décalage du niveau de la terre et du couplage du bruit en mode commun, qui sinon pourrait entraîner des lectures erronées dans des circuits classiques qui sont basés sur

des comparaisons du niveau absolu de la terre.

Comme cela a été décrit précédemment, l'unité de commande 10 du générateur peut comporter un ou plusieurs dispositifs de commande de commutation de puissance, comme par exemple le transistor 28' de commande de champ. En référence aux figures 11 et 12, on y voit représentée une forme de réalisation d'un circuit de protection d'étages d'attaque contre une surcharge, du type pouvant être utilisé avec l'unité de commande 10 de la figure 1. Comme cela est représenté sur la figure 11, le circuit de protection 30 inclut l'utilisation d'un oscillateur de relaxation 180 qui commande de façon impulsionnelle le signal d'entrée de commande envoyé au transistor de l'étage d'attaque, avec un taux d'impul sions qui diminue lorsque la charge de sortie augmente au-dessus d'un seuil de défaut déterminé par une valeur

de référence (194). Voir figure 16.

Pour expliquer le circuit de protection 30, on suppose que le dispositif formant étage d'attaque, qui

est protégé, est le transistor 28' de commande du champ.

Cependant, les spécialistes de la technique noteront aisément que le circuit de protection 30 peut être utilisé dans n'importe quelle application visant à protéger un dispositif formant étage d'attaque vis-à-vis

d'une condition de surcharge.

Comme cela a été décrit précédemment, le transistor 28' de commande du champ est commandé au moyen d'un signal de commande de grille MID, 182, qui peut par exemple inclure les caractéristiques de commande de limitation du couple au démarrage et d'affaiblissement du champ des figures 5 et 6, ainsi que la caractéristique de commande du régulateur de tension de base 18. Le signal de commande de grille 182 est combiné selon la

combinaison ET à un signal MID 186 délivré par l'oscilla-

teur de relaxation 180, par exemple par une porte ET 184.

Un circuit de détection de courant 188 de type classique est utilisé pour détecter le courant de charge de sortie présent dans le dispositif 28'. Ce signal de détection de surcharge est envoyé à un comparateur 190, qui inclut une hystérésis et une détection de seuil. Un circuit de retardement 192 retarde la réception du signal de surcharge délivré par le détecteur de courant. Si le signal de surcharge dépasse, après le retard, le nouveau de référence 194, le comparateur s'arrête, en plaçant à l'état bloqué le dispositif 28' indépendamment de l'état du signal de commande 182. Dès que la condition de surcharge tombe au-dessous du niveau de référence incluant la valeur d'hystérésis, le comparateur revient à nouveau à l'état initial et le signal de commande de

grille exécute à nouveau la commande du dispositif 28'.

La durée de l'impulsion de blocage appliquée au disposi-

tif 28' par le comparateur 90 est de façon typique assez longue par rapport au cycle d'application du signal de

commande 182 en raison de la fonction de retard. L'hysté-

résis et le temps de retard peuvent être sélectionnés de manière que le dispositif 28' fonctionne à un point de fonctionnement habituel limité présélectionné. Dans de telles- conditions, le comparateur 190 exécute une commande impulsionnelle à une période assez constante, définie principalement par le retard et les points de

réglage d'hystérésis, lorsque le dispositif 28' fonc-

tionne à proximité du point limite de courant. Le comparateur pourvu de l'hystérésis fonctionne ainsi en tant qu'oscillateur de relaxation. La fonction de retard peut être utilisée pour garantir que l'oscillateur de relaxation ne répond à aucune condition de surcharge secondaire, et d'une manière générale règle la constante

de temps du circuit 30.

La figure 12 représente un schéma détaillé

d'une forme de réalisation du circuit de la figure 11.

Dans cette forme de réalisation, la porte ET 184 est réalisée moyennant l'utilisation d'un optocoupleur possédant un phototransistor 196 qui est activé par une photodiode 198 en réponse au signal de commande de grille 182. Le comparateur 190, qui possède une hystérésis, peut être réalisé avec un type de circuit classique tel que représenté sur la figure 12. On notera que le signal de sortie du comparateur 190, au niveau du noeud 200, fournit le signal de commande de collecteur pour le phototransistor 196,ce qui réalise une fonction ET entre le signal de commande de grille 182 et le signal de sortie de l'oscillateur de relaxation. la fonction de retard 192 peut être réalisée de façon appropriée au moyen de l'utilisation d'une constante de temps RC

établie par une résistance 202 et un condensateur 204.

Un amplificateur 206 agencé sous la forme d'un comparateur classique produit par conséquent le signal de commande de grille MID envoyé au transistor 28'

de commande du champ.

En se référant maintenant à la figure 13, on y voit représenté un circuit classique de commande flash du champ. Comme le comprendront les spécialistes de la

technique, l'expression flash de champ désigne l'opéra-

tion, lors de laquelle un générateur peut être mis en marche en utilisant la tension résiduelle du générateur sans l'utilisation d'une alimentation indépendante de tension appliquée à l'induit. Cette tension résiduelle possède de façon typique une valeur minimale de 0,5 volt

en continu pour un démarreur/générateur d'avion standard.

Dans l'agencement classique, une résistance flash de champ 210 est branchée entre l'enroulement inducteur 40 et un contact 212 d'un interrupteur GCS de commande du générateur, par l'intermédiaire d'un contact 216 (KST-1) d'un relais du démarreur. Le relais KST est fermé lorsque le générateur est désexcité et est ouvert lorsque le

générateur est excité par la tension d'induit. L'excita-

tion du relais KST ouvre le trajet de flash de champ.

Lors du fonctionnement classique de commande flash du champ, 1' interrupteur GCS doit être actionné manuellement par le pilote même lorsque le relais de champ KFR est dans la position ramenée à l'état initial tel que représenté sur la figure 13 et que seule une tension résiduelle minimale est disponible. En d'autres termes,

le trajet du flash de champ doit passer par l'interrup-

teur GCS.

Conformément à la présente invention, comme représenté sur la figure 14, la résistance de flash 200 est branchée entre les contacts 214 du relais de champ et l'enroulement inducteur 40 de sorte que les contacts KFR sont utilisés pour sélectionner la source du courant de flash de champ. Lorsque le contact KFR est dans la position de déclenchement (la figure 14 représente la position, ramenée à l'état initial, pour le relais KFR, la position désexcitée pour le relais KST et la position ouverte pour l'interrupteur GCS), le trajet du flash de champ est sélectionné comme passant par l'interrupteur GCS comme dans l'agencement classique. Lorsque le contact KFR est dans la position ramenée à l'état initial, le trajet du flash de champ est sélectionné comme partant de l'induit. De cette manière, le flash de champ peut se produire automatiquement sans que le pilote ait à commuter manuellement l'interrupteur de relais GCS lorsque le contact KFR est ramené à l'état initial, ce

qui est le mode normal de fonctionnement.

L'invention fournit par conséquent une unité de commande 10 de générateur basé sur un microprocesseur, qui permet de commander et de contrôler différentes fonctions de démarrage du générateur et différentes fonctions de régulation, avec une capacité de réponse et une commande accrues par rapport à ce qui a été

réalisé précédemment.

Bien que l'invention ait été représentée et

décrite en référence à des formes de réalisation spécifi-

ques, cela est donné à titre d'illustration plutôt qu'à titre limitatif, et d'autres changements et modifications des formes de réalisation spécifiques ici représentées et décrites apparaîtront aux spécialistes de la technique dans l'esprit et le cadre prévus de l'invention, tels

qu'indiqués dans les revendications annexées.

Claims (41)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande (10) pour un démar-

reur/générateur utilisé avec un moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (14) pour contrôler le courant inducteur (40) de roue libre dans un enroulement inducteur du générateur; des moyens pour contrôler la tension et le courant du générateur; et des moyens de commande à microprocesseur (12) pour commander le courant inducteur du générateur en fonction dudit courant contrôlé du générateur, de ladite tension contrôlée du générateur et dudit courant inducteur contrôlé.

2. Dispositif de commande selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'il est utilisé en combinai-

son avec un démarreur/générateur de type shunt pour un

moteur d'avion.

3. Dispositif de commande selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (12) règlent le courant inducteur en utilisant un signal de commande modulé selon une modulation d'impulsions en durée, envoyé à un dispositif de commutation du courant inducteur.

4. Dispositif de commande selon la revendica-

tion 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle du courant comprennent des moyens redresseurs (52) couplés à ladite bobine d'induction de sorte que le courant circule dans lesdits moyens redresseurs lorsque

le dispositif de commutation est ouvert.

5. Dispositif de commande selon la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle du courant comprennent des moyens pour détecter le flux

de courant traversant lesdits moyens redresseurs (52).

6. Dispositif de commande selon la revendica tion 5, caractérisé en ce que lesdits moyens redresseurs (52) comprennent une diode de roue libre branchée en dérivation aux bornes de ladite bobine d'induction, lesdits moyens de détection comprenant des moyens pour

détecter une tension aux bornes de ladite diode.

7. Dispositif de commande selon la revendica-

tion 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande

(12) commandent l'ouverture dudit dispositif de commuta-

tion pendant un intervalle de temps, pendant lequel ledit

dispositif de commutation est, par ailleurs, fermé.

8. Dispositif de commande selon la revendica-

tion 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande

(12) commandent l'ouverture dudit dispositif de commuta-

tion pendant l'intervalle de temps, qui est bref par rapport à une durée dudit signal modulé selon une modulation d'impulsions en durée, qui ferme ledit dispositif.

9. Dispositif de commande selon la revendica-

tion 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (12) contrôlent le courant inducteur pendant ladite

période de commande.

10. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 9, caractérisé en ce que ladite opération de commande peut être exécutée pendant la période de démarrage du moteur thermique ou pendant une période de

fonctionnement en générateur.

11. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de

commande (12) augmentent le courant inducteur conformé-

ment à un profil prédéterminé, au démarrage.

12. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (12) augmentent ledit signal de commande modulé selon une modulation d'impulsions en durée, depuis un taux d'impulsions faible à un taux d'impulsions élevé

pendant l'intervalle de temps sélectionné.

13. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (12) augmentent d'une manière linéaire ledit taux d'impulsions de signal modulé selon une modulation

d'impulsions en durée.

14. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que pendant le démarrage du moteur thermique, lesdits moyens de commande (12) règlent le courant d'induit et le couple du générateur au moyen de l'ajustement dudit taux d'impulsions du signal de commande modulé selon une modulation d'impulsions en durée, de manière à provoquer un affaiblissement du champ.

15. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (12) désexcitent le générateur si lesdits moyens de contrôle de la tension indiquent un état de surtension du générateur et que lesdits moyens de contrôle du courant inducteur indiquent qu'un courant de roue libre

est absent.

16. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens formant régulateur de tension (18) servant à ajuster le courant inducteur pour maintenir un niveau de

tension de sortie réglé du générateur.

17. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 16, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (12) contrôlent l'état de marche/arrêt dudit régulateur de tension (18) et contrôlent la tension aux bornes du générateur dans un état de surtension, lesdits moyens de commande (12) provoquant une désexcitation du générateur si un état de surtension existe et que ledit

régulateur reste fermé.

18. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 17, dans lequel lesdits moyens de commande (12) contrôlent l'état de marche/arrêt du régulateur par

détection dudit courant de roue libre (52).

19. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 18, caractérisé en ce que ledit courant inducteur

est contrôlé par lesdits moyens de commande (12) moyen-

nant l'utilisation d'une diode de roue libre (52) branchée en dérivation sur ledit enroulement inducteur (40).

20. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (62, 64) pour contrôler de façon différentielle le dispositif d'alimentation du générateur et le courant de retour du générateur pour la détection d'un défaut à la terre.

21. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 20, caractérisé en ce que lesdits moyens (26) de détection de défauts à la terre produisent un signal de sortie qui permet une fonction intégrée de test (BIT) pour la détection d'un fonctionnement correct desdits moyens de détection d'un défaut à la terre, par lesdits

moyens de commande.

22. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 21, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection (26) de défauts à la terre comprennent un couple d'amplificateurs différentiels (164,166), qui contrôlent lesdits courants du dispositif d'alimentation

et du générateur d'une manière différentielle complémen-

taire pour produire un signal de sortie qui est un signal de valeur absolue inverse qui inclut un état de défaut

du circuit.

23. Dispositif de commande selon la revendi cation 22, caractérisé en ce que lesdits moyens (26) de détection de défauts à la terre sont contitués par les moyens d'échantillonnage et de blocage permettant la détection d'un état de défaut à la terre, par lesdits

moyens de commande.

24. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 16, caractérisé en ce que lesdits moyens de

commande (12) polarisent lesdits moyens formant régula-

teur (18) de manière que si lesdits moyens de commande tombent en panne, lesdits moyens formant régulateur peuvent régler, de façon indépendante, la tension du générateur.

25. Dispositif de commande selon la revendi-

cation 24, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (12) comprennent des moyens pour polariser lesdits moyens formant régulateur de tension (18) dans un sens positif et dans un sens négatif en utilisant des

signaux de commande respectifs modulés selon une modula-

tion d'impulsions en durée.

26. Circuit pour la détection de l'intégrité d'un circuit inducteur dans un générateur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens redresseurs (52) branchés en dérivation sur l'enroulement inducteur (40) du générateur et des moyens pour détecter un flux de courant

dans lesdits moyens redresseurs.

27. Circuit selon la revendication 26, caractérisé en ce que lesdits moyens redresseurs (52) comprennent une diode de roue libre et que lesdits moyens de détection comprennent un amplificateur pour détecter

la chute de tension aux bornes de ladite diode.

28. Circuit selon la revendication 27, caractérisé en ce que ledit circuit comprend des moyens de commutation (GCS) pour une commande du courant inducteur modulé selon une modulation d'impulsions en durée, et des moyens de commande pour commander l'état ouvert desdits moyens de commutation (GCS) pendant la durée normale de fermeture de ces moyens de commutation, lesdits moyens de commande contrôlant l'existence d'un

courant de roue libre pendant ladite commande.

29. Circuit selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour contrôler la tension de sortie du générateur (G) pour déterminer s'il existe un état de surtension, lesdits moyens -de commande désexcitant le générateur lorsqu'un état de surtension existe et qu'un courant de roue libre

n'est pas détecté.

30. Procédé pour détecter l'intégrité du champ dans un générateur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: a. contrôler le courant inducteur de roue libre dans le générateur en utilisant un redresseur branché en dérivation sur l'enroulement inducteur du générateur; et b. désexciter le générateur lorsque le courant de roue libre est absent pendant un intervalle de temps pendant lequel le courant de roue libre devrait

être présent.

31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant

à utiliser un signal modulé selon une modulation d'impul-

sions en durée (MID) pour commander le courant inducteur, et commander ladite interruption momentanée dudit signal MID pendant l'intervalle de temps pendant lequel ledit signal est par ailleurs appliqué, et contrôler le courant

de roue libre pendant ladite période de commande.

32. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à contrôler la tension de sortie du généra teur pour déterminer s'il existe un état de surtension, et désexciter le générateur lorsqu'un état de surtension existe et que le courant inducteur de roue libre n'est pas détecté.

33. Procédé selon la revendication 32, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre moyennant

l'utilisation d'un dispositif de commande à microproces-

seur programmable (12).

34. Circuit (30) de protection d'un étage d'attaque de commutation vis-àvis d'une surcharge,

caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour comman-

der le courant traversant un dispositif (28'), et un oscillateur de relaxation (180) pour réduire ledit

courant en réponse à une augmentation de la charge.

35. Circuit selon la revendication 34, caractérisé en ce que le dispositif est un transistor de

transmission du courant inducteur (28') pour un généra-

teur, ledit transistor étant actionné par un signal de

commande de grille modulé selon une modulation d'impul-

sions en durée, tandis que ledit oscillateur de relaxa-

tion (180) modifie le taux d'impulsions du signal de commande de grille en réponse à un courant de charge

traversant le dispositif.

36. Dispositif de commande (10) selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une résistance (210) branchée entre l'induit et les

enroulements inducteurs au moyen d'un dispositif commu-

table, ledit dispositif (28') étant normalement fermé dans un mode de fonctionnement de remise à l'état initial, et ladite résistance (210) fournissant un circuit automatique de commande flash de champ utilisant une tension résiduelle du générateur lorsque ledit

dispositif est fermé.

37. Dispositif pour détecter l'état de surtension d'un générateur, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande à microprocesseur (12) pour détecter un état de surtension au niveau d'un point de régulation du générateur, et des moyens (52) pour contrôler l'état d'un circuit de régulation de tension utilisé avec le générateur, lesdits moyens de commande provoquant une désexcitation du générateur si un état de

surtension existe et que le régulateur reste branché.

38. Dispositif selon la revendication 37, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (52) comprennent une diode de roue libre montée en dérivation avec l'enroulement inducteur du générateur, et des moyens

pour détecter un flux de courant dans ladite diode.

39. Dispositif pour détecter des défauts à la terre dans un circuit d'un générateur, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (62,64) pour détecter de façon différentielle des courants d'alimentation et de retour du générateur, lesdits moyens de détection comprenant des

moyens incorporés de test pour produire un signal permet-

tant de vérifier un fonctionnement correct du circuit, et des moyens de commande à microprocesseur (12) pour contrôler ledit signal incorporé de test pour vérifier le fonctionnement correct du circuit et désexciter le

générateur lorsqu'un défaut est détecté.

40. Dispositif (77) pour limiter le couple au démarrage d'un démarreur/générateur de moteur thermique d'avion, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour commander le courant inducteur en utilisant un dispositif de commutation commandé par un signal (72) modulé selon une modulation d'impulsions en durée, et des moyens de commande à microprocesseur (12) pour augmenter le taux d'impulsions dudit signal modulé selon une modulation d'impulsions en durée, depuis une faible valeur à une valeur élevée, d'une manière prédéterminée, pendant une

période de limitation du couple.

41. Dispositif selon la revendication 40,

caractérisé en ce que lesdits moyens de commande à micro-

processeur (12) commandent l'affaiblissement du champ au moyen d'un ajustement dudit signal modulé selon une modulation d'impulsions en durée, une fois que ladite

période de limitation du couple est terminée.