Procédé pour réduire la consommation d'un moteur pas à pas et dispositif mettant en oeuvre ce procédé

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé pour réduire la consommation d'un moteur pas-à-pas en adaptant automatiquement la durée de chaque impulsion motrice fournie à ce moteur à la charge que ce dernier doit entraîner.

[0002] L'invention concerne également un dispositif de commande d'un moteur pas-à-pas d'une pièce d'horlogerie, ce dispositif mettant en oeuvre le procédé précité.

[0003] On a déjà proposé plusieurs procédés pour réduire la consommation d'un moteur pas-à-pas.

[0004] Le document FR-A-2 200 675, par exemple, propose de mesurer la charge que doit entraîner le moteur, en mesurant en permanence le courant circulant dans l'enroulement du moteur lors de l'application sur cet enroulement d'une impulsion motrice et en interrompant ladite impulsion motrice lorsque ce courant passe par un minimum.

[0005] La détection de ce minimum de courant est malaisée en raison des parasites pouvant se superposer au signal de mesure de courant. Il en résulte que ce procédé connu est peu fiable. Par ailleurs, pour certains moteurs ainsi que dans le cas où la charge que doit entraîner le moteur devient importante, ce minimum disparaît de sorte que ce procédé connu devient inapplicable.

[0006] De même, le document GB-A-2 006 995 décrit un circuit produisant des suites d'impulsions motrices élémentaires séparées par des périodes d'interruption et propose de mesurer la charge entraînée par le moteur en mesurant la tension qui apparaît aux bornes de l'enroulement du moteur lorsque celui-ci est mis en circuit ouvert.

[0007] Cette mesure est faite soit après la fin de la suite d'impulsions, soit pendant le temps occupé normalement par une des impulsions élémentaires.

[0008] Cette tension n'est cependant liée que très indirectement à la charge entraînée par le moteur. Elle est composée de la tension induite dans l'enroulement par la rotation du rotor, qui dépend directement de cette charge, et de la tension produite par l'inductivité de l'enroulement en réponse à l'interruption brutale du courant qui le traverse. Cette dernière tension, qui est beaucoup plus grande que la précédente, ne dépend pas de la charge entraînée par le moteur, mais seulement des caractéristiques des transistors reliés à l'enroulement telles que leur vitesse de commutation et leur tension de claquage.

[0009] La tension mesurée dans les conditions décrites par ce document GB-A-2 006 995 est donc pratiquement inutilisable pour atteindre le but visé.

[0010] La présente invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif permettant d'adapter la longueur de la suite d'impulsions à la charge que doit entraîner le moteur, de manière sure et efficace.

[0011] Ce but est atteint par le procédé selon la revendication 1 et le dispositif selon la revendication 7.

[0012] La tension U_; induite dans l'enroulement du moteur par la rotation du rotor est fonction de la vitesse de ce rotor, et son évolution en fonction du temps dépend de la charge que doit entraîner le moteur. Il est donc possible de déterminer cette charge par la mesure de l'évolution de la tension induite de mouvement depuis le début de la suite d'impulsions.

[0013] Pendant la rotation du rotor, cette tension induite U_; croît, atteint un maximum puis décroît de façon différente selon que la charge du moteur est faible ou grande. Dans le premier cas, cette tension induite croît et décroît à des moments plus rapprochés du début de la suite d'impulsions que dans le second cas.

[0014] En détectant l'instant t, où cette tension induite atteint une valeur prédéterminée judicieusement choise U_is et en mesurant le laps de temps T_d s'écoulant entre le début de la suite d'impulsions et cet instant t_i, on obtient une mesure de la variation de la tension induite et donc de la valeur instantanée de la charge entraînée par le moteur. Cette mesure étant réalisée alors même que la suite d'impulsions motrice est appliquée sur l'enroulement du moteur, il est dès lors possible de régler la longueur de cette même impulsion motrice en fonction de ladite valeur instantanée de la charge, réalisant ainsi un asservissement direct.

[0015] On a constaté qu'une durée optimale de la suite d'impulsions, permettant une consommation minimale du moteur tout en garantissant que le rotor termine correctement tous ses pas, peut être déterminée en mesurant le laps de temps T_d s'écoulant entre le début de la suite d'impulsions et l'instant t₁, et en calculant pour la durée totale de la suite d'impulsions une valeur T_op, = λT_d + A où À et Δ sont des constantes déterminées expérimentalement pour chaque type de moteuretvala- bles pour tous les moteurs ayant les mêmes caractéristiques électriques et magnétiques.

[0016] Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation de l'invention, description faite en référence au dessin annexé dans lequel:

- la figure 1 est un schéma électrique équivalent d'un moteur pas-à-pas;

- la figure 2 est un schéma synoptique d'un dispositif de commande selon un mode de réalisation de l'invention;

- la figure 2 a est un diagramme de quelques signaux mesurés dans le schéma de la figure 2;

- les figures 3 et 3 a sont des schémas détaillés d'une partie du dispositif de la figure 2, selon deux modes de réalisation de l'invention

- la figure 4 est un schéma détaillé d'une deuxième partie du dispositif de la figure 2, selon un mode de réalisation de l'invention;

- la figure 4 a est un diagramme en fonction du temps de l'état de comptage du compteur 27 du circuit de la figure 4;

- la figure 5 est un schéma détaillé d'une troisième partie du dispositif de la figure 2, selon un mode de réalisation de l'invention;

- la figure 5 a représente partiellement les diagrammes du courant circulant dans l'enroulement du moteur ainsi que des signaux mesurés en divers points du circuit de la figure 5;

- la figure 6 est un schéma détaillé d'une quatrième partie du dispositif de la figure 2; et

- la figure 6 a est un diagramme en fonction du temps de signaux mesurés en divers points du circuit de la figure 6.

[0017] La figure 1 représente le schéma équivalent d'un moteur pas-à-pas. L'enroulement du moteur est représenté par un enroulement 1 d'inductivité L et de résistance nulle, et par une résistance 2 de valeur R égale à la résistance de l'enroulement du moteur. Un rotor 1 a, symbolisé par son aimant permanent bipolaire, est couplé magnétiquement à l'enroulement 1,2 par un stator non représenté. La tension induite de mouvement, c'est-à-dire celle qui est induite dans l'enroulement du moteur par la rotation du rotor, est symbolisée dans la figure 1 par la source de tension 3. La valeur de cette tension induite est désignée par U,.

[0018] La source d'alimentation du moteur est représentée par une source 4 de résistance interne nulle et de force électromotrice V et par une résistance 5 de valeur R^* égale à la résistance interne de la source réelle servant à alimenter le moteur.

[0019] Enfin, dans ce schéma de la figure 1, le circuit de commande du moteur est symbolisé par un premier interrupteur 6 servant à connecter et à déconnecter la source 4, 5 de l'enroulement 1, 2 du moteur, et par un second interrupteur 7 servant à mettre cet enroulement en court-circuit ou à supprimer ce court-circuit.

[0020] D'une manière générale, les courants et les tensions intervenant dans le fonctionnement du moteur sont donnés par la relation:

dans laquelle U_m est la tension aux bornes du moteur et i est le courant circulant dans son enroulement. Lorsque l'interrupteur 6 est fermé et que l'interrupteur 7 est ouvert, cette tension U_m est égale à V - R*. i. Pendant les périodes d'interruption des impulsions motrices, l'interrupteur 6 est ouvert et l'interrupteur 7 est fermé. La tension U_m est donc nulle, à condition que la résistance interne de l'interrupteur 7 soit négligeable, ce qui est le cas en pratique. Pendant les périodes d'interruption, l'équation (1) ci-dessus peut donc s'écrire:

[0021] Si les périodes d'interruption ont une durée T 1 beaucoup plus courte que la constante de temps r =

de l'enroulement, on peut admettre que

où la et I_b sont les valeurs du courant i au début et à la fin de chaque période d'interruption.

[0022] Dans ces conditions, en remplaçant L par R · r, l'équation (2) peut s'écrire:

ou encore:

[0023] Cette équation (3) montre que la tension U_i induite dans l'enroulement du moteur par la rotation du rotor peut être déterminée à chaque période d'interruption, c'est-à-dire à chaque période au cours de laquelle la source d'alimentation est déconnectée de l'enroulement et ce dernier est mis en court-circuit, en mesurant les valeurs la et I_b du courant au début et à la fin de chacune des périodes d'interruptions, les grandeurs R, T 1 et r étant connues.

[0024] Pratiquemment, il n'est pas nécessaire de mesurer la tension U_i elle-même et de la comparer avec une tension de seuil U_is pour déterminer l'instant t_i. Il suffit, par exemple, de déterminer la valeur du terme

de l'équation (3) ci-dessus et de comparer cette valeur avec une valeur de référence

[0025] La détermination de la valeur du terme

peut se faire en mesurant et en mettant en mémoire la valeur du courant la au début de la période de mesure, en multipliant la valeur mesurée et mémorisée par une constante

qui est connue puisque T et T 1 sont connus, en mesurant le courant I_b à la fin de la période de mesure, et en calculant la différence (α . la - I_b).

[0026] Cette différence est ensuite comparéer à la valeur β, et un signal est produit lorsque cette comparaison montre que (a. la- I_b) ≥β. Ce signal indique que la tension U_i est devenue égale ou supérieure à la tension de seuil U_is, et donc que l'instant t, a été atteint ou dépassé.

[0027] Pour déterminer l'instant t₁, il est également possible de mesurer le courant I_a et de calculer le produit α · la comme ci-dessus, de calculer la différence (a. la-β), de mesurer le courant I_b circulant dans l'enroulement à la fin de la période d'interruption, et de comparer ce courant I_b à la différence (α · la-β). Lorsque le courant I_best égal ou inférieur à cette différence (α. la-β, la tension U, est égale ou supérieure à la tension de référence U_is.

[0028] Il faut noter que les considérations faites ci-dessus restent valables si les calculs et les comparaisons sont faits en utilisant, à la place de la valeur des courants I_a et I_b, la valeur de deux courants I'_a et I'_b mesurés au début et à la fin d'une période de mesure ayant une durée T 1 ' inférieure à T 1, et si, bien entendu, la valeur T 1 est remplacée par cette valeur T 1

[0029] Il n'est pas nécessaire d'attendre la fin de la période d'interruption ou de mesure pour faire les différents calculs et comparaisons ci-dessus. Il est possible de mesurer en permanence le courant i qui circule dans l'entroulement après le début de la période d'interruption ou de mesure et d'utiliser la valeur de ce courant, à la place du courant 1 _b, pour faire ces calculs et ces comparaisons, également en permanence.

[0030] Dans les exemple qui vont être décrits ci-dessous, les divers courants la, I_b et i sont mesurés par la valeur des tensions U_a, Ubet u qu'ils produisent respectivement en passant dans une résistance de mesure branchée en série avec l'enroulement du moteur pendant les périodes d'interruption de l'impulsion motrice. Il est évident que les différents calculs décrits ci-dessus sont alors effectués sur les tensions qui représentent ces courants et qui leurs sont proportionnelles. Le facteur β est alors remplacé par un facteur

où R_m est la valeur de la résistance de mesure.

[0031] L'équation (3) ci-dessus devient dans ces conditions:

[0032] La pièce d'horlogerie représentée à titre d'exemple par la figure 2 comprend un circuit 8 générateur d'un signal de standard de temps H, ayant une fréquence égale, par exemple, à 16'384 Hz. Le circuit 8 est formé d'un oscillateur à quartz et d'un premier étage diviseur par deux, et sa sortie est reliée à l'entrée d'un circuit diviseur 9 élaborant, à partir du signal de standard de temps H divers signaux périodiques comprenant notamment un signal I de fréquence égale à 1/2 Hz, un signal J de fréquence égale à 1 Hz et un signal K de fréquence égale à 64 Hz.

[0033] La pièce d'horlogerie de la figure 2 comporte en outre un circuit formateur d'impulsions 15 dont la sortie délivre un signal, désigné par Z, formé d'une suite d'impulsions qui passent à l'état 1« chaque fois que le signal J passe lui-même à l'état »1«, c'est-à-dire chaque seconde (voir la figure 2a). Les impulsions du signal Z repassent à l'état »0« en réponse à un signal N délivré par un circuit de calcul 26 qui sera décrit plus loin. L'instant où ce signal N apparaît détermine donc la durée des impulsions du signal Z.

[0034] Le circuit formateur d'impulsions 15 délivre également un signal auxiliaire désigné par 0 formé d'impulsions qui passent à l'état >1 « en même temps que les impulsions Z mais qui ont une durée fixe de, parexemple, 7,8 millisecondes.

[0035] Chaque fois que le signal Z est à l'état »1 «, un circuit d'entraînement 12 délivre une impulsion motrice à l'enroulement 11 a du moteur 11. La tension mesurée aux bornes de cet enroulement 11 a est désignée par U_m à la figure 2 a. L'énergie à l'enroulement 11 a pendant chaque impulsion motrice est délivrée par une source d'alimentation 10.

[0036] La polarité des impulsions motrices est déterminée par l'état logique du signal I, qui prend alternativement l'état »0« et l'état » 1« pendant 1 seconde.

[0037] Le circuit d'entraînement 12 est en outre agencé de manière que les impulsions motrice soient hachées en réponse à un signal M formé d'impulsions ayant une fréquence élevée. Chaque fois que 1 signal M est à l'état » 1«, par exemple, le circuit d'entraînement 12 interrompt la liaison entre la source d'alimentation 10 et l'enroulement 11 a, et met ce dernier en court-circuit. Pendant ces périodes d'interruption, le circuit 12 délivre sur une sortie 12 a une tension proportionnelle au courant qui circule dans l'enroulement 11 a. Cette tension est utilisée par un circuit de mesure 16, dont un exemple sera décrit plus loin, pour déterminer l'instant t, où la tension U, induite dans l'enroulement 11 a par la rotation du rotor atteint la valeur de référence U_is.

[0038] A l'instant t₁, ce circuit de mesure 16 délivre à sa sortie 16 e un signal P, qui est à son tour utilisé par le circuit de calcul 26 pour fournir le signal N à un instant t₂. Ce circuit de calcul 26, dont un exemple sera décrit plus loin, est agencé de manière que l'instant t₂ soit séparé du début de l'impulsion motrice par un temps égal à (λ . T_d + Δ), où À et Δ sont les constantes déterminées expérimentalement mentionnées ci-dessus. Ce temps est donc égal à la durée optimale de l'impulsion motrice. Comme le signal N fait repasser le signal Z à l'état »0«, ce signal Z, et donc l'impulsion motrice, ont une durée égale à cette durée optimale.

[0039] Le signal M est fourni par un circuit 13, dont un exemple sera décrit plus loin. La durée de chaque impulsion de ce signal M et la durée du laps de temps qui sépare ces impulsions sont déterminées par le contenu d'une mémoire 14.

[0040] La figure 3 représente le schéma d'un exemple d'une première forme d'exécution 16 de la tension induite U_i du dispositif représenté la figure 2. Ce circuit 16 comprend une entrée 16 a qui reçoit du circuit 12 la tension proportionnelle au courant circulant dans l'enroulement 11 a, un condensateur 18 dont une armature est reliée à la masse 19 et dont l'autre armature 18 a est reliée à l'entrée 16 a par une porte de transmission 20 ainsi qu'à l'entrée non-inverseuse d'un amplificateur opérationnel 21 dont la sortie est reliée directement à son entrée inverseuse. L'électrode de commande de la porte 20 est reliée à la sortie Q d'une bascule de type T 22 dont l'entrée d'horloge T reçoit le signal M par l'intermédiaire de l'entrée 16 c et dont l'entrée de remise à zéro R reçoit le signal H par l'intermédiaire de l'entrée 16d.

[0041] Un circuit de calcul 23 comporte un diviseur de tension formé de deux résistances 231 et 232 branchées en série entre la sortie de l'amplificateur 21 et la masse, et un amplificateur différentiel 233 dont l'entrée non-inverseuse est reliée au point de liaison des résistances 231 et 232. Le circuit 23 comporte en outre deux résistances 234 et 235 branchées en série entre la sortie de l'amplificateur 233 et un générateur de tension 24. L'entrée inverseuse de l'amplificateur 233 est reliée au point de liaison des résistances 234 et 235.

[0042] La sortie de l'amplificateur 233 est reliée à l'entrée noninverseuse d'un autre amplificateur différentiel 25 dont l'entrée inverseuse est reliée à la borne 16 a par l'intermédiaire d'une porte de transmission 20a. L'électrode de commande de cette porte 20 a est reliée à la sortie Q d'une bascule 22 a de type T dont l'entrée d'horloge T reçoit le signal M par l'intermédiaire d'un inverseur 22 b dont l'entrée R reçoit le signal H. La sortie de l'amplificateur 25 constitue la sortie 16 e du circuit de mesure 16.

[0043] Le fonctionnement du circuit de la figure 3 est le suivant: au moment du passage à l'état »1 du signal M, au début de chaque période d'interruption, la sortie Q de la bascule 22 passe à l'état »1 «, ce qui entraîne l'ouverture de la porte 20. Lorsque le signal H passe également à l'état »1 «, environ 30 microsecondes plus tard, la sortie Q de la bascule 22 repasse à l'état »0«, et la porte 20 se bloque à nouveau. Pendant que la 20 est ouverte, le condensateur 18 se charge à une tension U_a proportionnelle au courant la qui circule dans l'enroulement 11 à cet instant. Cette tension U_a est appliquée, par l'intermédiaire de l'amplificateur 21, au diviseur de tension formé par les résistances 231 et 232. Les valeurs de ces résistances sont choisies de manière que la tension appliquée à l'entrée non-inverseuse de l'amplificateur 233 soit égale à α. U_a, où a est égal à

comme ci-dessus, c'est-à-dire qu'elle soit proportionnelle à α · la.

[0044] Les résistances 234 et 235, ainsi que la tension fournie par le générateur 24 sont choisies de manière que la sortie de l'amplificateur 233 délivre une tension égale à (α · Ua - β'), où

comme ci-dessus.

[0045] A la fin de la période d'interruption, le signal M passe à l'état »0«, et sortie Q de la bascule 22 a passe à l'état »1 pendant environ 30 microsecondes. La tension U_b proportionnelle au courant I_b qui circule dans l'enroulement 11 a à cet instant est donc appliquée à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 25 qui la compare à la tension (α · Ua - β') présente à la sortie de l'amplificateur 233. Tant que cette tension U_b est supérieure à cette tension (α · Ua -β'), la sortie de l'amplificateur 25 reste à l'état »0«. Si la tension U_b est inférieure à cette tension (a. U_a-β'), la sortie de l'amplificateur 25 délivre le signal P en passant à l'état »1 «, ce qui indique que la tension U_i induite dans l'enroulement par la rotation du rotor a dépassé la tension de seuil U_is. Ce passage de la sortie de l'amplificateur 25 à l'état» « marque l'instant t₁.

[0046] La figure 3 a représente le schéma d'une deuxième forme d'exécution du circuit 16 de mesure de la tension induite U_i. Les éléments 18, 20, 20 a, 21, 22, 22 a, 22 b, 24, 231 et 232 de ce circuit sont identiques aux éléments désignés par les mêmes références à la figure 3 et fonctionnent de la même manière.

[0047] Le signal α . U_a présent au point de liaison des résistances 231 et 232 est appliqué à l'entrée non-inverseuse d'un amplificateur 233'. Deux résistances 234' et 235' sont reliées en série entre la porte 20 a et la sortie de l'amplificateur 233'. Le point de liaison de ces deux résistances est relié à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 233'. La sortie de l'amplificateur 233' est reliée à l'entrée non-inverseuse d'un amplificateur 25' dont l'entrée inverseuse est reliée à la sortie du générateur de tension 24. La sortie de l'amplificateur 25' constitue dans ce cas la sortie 16 e du circuit de mesure 16.

[0048] Les résistance 234' et 235' sont choisies de manière que la sortie de l'amplificateur 233' délivre une tension égale à (α. U_a- U_b). L'amplificateur 25' compare cette tension à la tension β' fournie par le générateur 24. La sortie de l'amplificateur 25' fournit le signal P en passant à l'état »1 1 lorsque la tension (α· U_a - U_b) devient supérieure à la tension β', c'est-à-dire à nouveau lorsque la tension U_i induite dans l'enroulement par la rotation du rotor devient supérieure à la tension de seuil U_is.

[0049] Comme cela a déjà été noté plus haut, il n'est pas nécessaire d'attendre la fin de la période d'interruption pour faire les différents calculs et comparaisons décrits ci-dessus. La porte 20 a, la bascule 22 a et l'inverseur 22 b peuvent être supprimés des schémas des figures 3 et 3 a, l'entrée 16 a du circuit 16 étant alors reliée directement à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 25, respectivement à la résistance 235'. Dans ce cas, les calculs et comparaisons sont donc effectués en permanence sur la tension u produite dans la résistance de mesure par le courant i qui circule dans l'enroulement 11 a après le début de la période d'interruption. Le signal P est alors délivré dès que la tension un devient inférieure à la tension (α · U_a - β'), respectivement dès que la tension (a. Ua - u) devient supérieure à la tension β'.

[0050] La figure 4 représente un exemple de réalisation du circuit calculateur 26 de la figure 2. Dans cet exemple, le circuit 26 comprend un compteur réversible à présélection 27 ayant des bornes de présélection P1, P2, P3 et P4 reliées respectivement aux bornes de sortie M 1, M 2, M 3 et M 4 d'une mémoire morte 28. Le compteur 27 comporte une entrée de commande de présélection PE recevant le signal O par l'intermédiaire d'un inverseur 29. L'entrée d'horloge CL du compteur 27 est reliée à la sortie d'une porte NON-ET 30 ayant deux entrées reliées chacune à la sortie d'une porte NON-ET 31, respectivement 32. Le circuit 26 comporte en outre un circuit diviseur 33 fournissant deux signaux Q1 et Q2 de fréquences respectives f 1 et f 2, en réponse au signal H. Le signal Q est appliqué sur l'une des entrées de la porte 31 tandis que le signal Q2 est appliqué sur l'une des entrées de la porte 32. Une deuxième entrée de la porte 31 est reliée à la sortie Q d'une bascule de type T 34 dont l'entrée d'horloge T est reliée à la borne d'entrée 26 a du circuit 26. Une deuxième entrée de la porte 32 est reliée à la sortie Q de la bascule 34. L'entrée de commande de sens de comptage U/D du compteur 27 est reliée à la sortie 0 de la bascule 34.

[0051] Le compteur 27 comporte également une sortie de coïncidence C dont l'état passe à »1« pendant un court instant lorsque le contenu du compteur atteint la valeur zéro. Cette sortie C est reliée à l'entrée d'horloge T d'une bascule de type T 35 dont la sortie Q constitue la sortie 26 b du circuit 26, et dont l'entrée de remise à zéro R est reliée à la sortie Q d'une bascule de type T 101. Cette dernière bascule reçoit le signal 0 sur son entrée d'horloge T et le signal H sur son entrée de remise à zéro R. La sortie C du compteur 27 est également reliée à l'entrée de remise à zéro R de la bascule 34.

[0052] La figure 4 a illustre le fonctionnement du circuit 26 représenté à la figure 4.

[0053] Entre les impulsions motrices, le signal 0 est à l'état »0«, et l'entrée PE du compteur 27 est à l'état »1 «. Ce compteur 27 est donc bloqué dans l'état où son contenu correspond au contenu de la mémoire 28, qui est désigné par No. Au temps t_o coïncidant avec le début d'une impulsion motrice, le signal 0 passe à »1 «, mettant à l'état »0« l'entrée PE du compteur 27 qui est ainsi libéré et commence à compter en sens normal les impulsions issues de la porte 30, à partir de cet état No. Ce comptage est effectué à la fréquence fl. A l'instant t, où la tension U, atteint la valeur U_is, l'entrée 26 a passe à »1 «, et les sorties Q et Q de la bascule 34 passent respectivement l'état »1 « et à l'état »0«. L'état de l'entrée de commande U/D du compteur 27 passe à »0«. A partir de cet instant, le compteur 27 fonctionne en décomp- teur. Le décomptage est effectué à la fréquence f2. A l'instant t₂ où le contenu du compteur 27 devient égal à zéro, sa sortie C passe à l'état »1 « pendant un court instant, mettant à l'état »1 « la bascule 35 dont la sortie Q, qui était précédemment à l'état »0«, passe à l'état » 1 «.

[0054] Simultanément, les sorties Q et Q de la bascule 34 repassent à l'état »0«, respectivement ₁ «. A la fin de l'impulsion, l'entrée PE du compteur 27 repasse à l'état »1 «. Le contenu de ce compteur 27 reprend donc la valeur fixée dans la mémoire 28 et reste à cette valeur jusqu'à ce que le signal 0 repasse à l'état »1 «.

[0055] La sortie Q de la bascule 35 est remise à l'état »0« au début de chaque impulsion motrice par l'état »1 « qui apparaît à la sortie Q de la bascule 101 en réponse au signal 0. Cet état »1 « est supprimé après environ 30 microsecondes, lorsque le signal H passe à l'état »1 «.

[0056] La figure 4 a montre que le temps T qui s'écoule le début t_o de l'impulsion motrice et l'apparition, à l'instant t₂ du signal N à la sortie 26 b du circuit 26 est lié au temps T_d qui s'écoule entre les instants t_o et t, par la relation:

dans laquelle f 1 et f 2 sont les fréquences des signaux fournis par les sorties Q 1 et Q2 du diviseur 33 et No est le nombre contenu dans la mémoire 28, et donc le nombre contenu par le compteur 27 à l'instant t_o.

[0057] La comparaison de cette équation avec l'équaion T_opt = λT_d + mentionnée plus haut, où λ et Δ sont des constantes déterminées expérimentalement pour chaque type de moteur, permet de choisir les valeurs de f 1, f 2 et No de manière que ce temps T qui s'écoule entre le début de l'impulsion motrice et l'apparition du signal N soit toujours égal à la durée optimal T_opt de l'impulsion motrice.

[0058] La figure 5 représente un exemple de schéma des circuits 12 et 15 de la figure 2. Le circuit 15 est formé dans cet exemple de deux bascules de type T dont les entrées d'horloge T reçoivent toutes deux le signal J délivré par le diviseur de fréquence 9 de la figure 2 à une fréquence de 1 Hz. L'entrée R de remise à zéro de la bascule 38 reçoit le signal K, également fourni par le diviseur de fréquence 9, à une fréquence de 64 Hz. La sortie Q de cette bascule 38 passe donc à l'état »1« chaque seconde au moment où le signal J passe à l'état »1 «, et repasse à l'état »0« environ 7,8 millisecondes plus tard, lorsque le signal K passe à son tour à l'état »1 «. Cette sortie Q de la bascule 38 fournit donc le signal 0.

[0059] L'entrée R de remise à zéro de la bascule 39 reçoit le signal N du circuit de calcul 26 de la figure 2. La sortie Q de cette bascule 39 passe donc également à état »1 lorsque le signal J passe à l'état »1 «, et repasse à l'état »0« lorsque le circuit 26 délivre le signal N à l'instant t₂ déterminé de la manière décrite ci-dessus. Cette sortie Q de la bascule 39 fournit donc le signal Z qui a une durée égale à la durée optimum de l'impulsion motrice.

[0060] Le circuit 12 de la figure 2 comporte, dans cet exemple, un circuit combinatoire 43 formé de quatre portes ET 431 à 434, de deux portes OU 435 et 436 et de deux inverseurs 437 et 438. L'enroulement 11 a du moteur est branché dans un circuit formé de quatre portes de transmission 44 à 47 connectées de manière classique entre la borne + V de la source d'alimentation 10 et la masse.

[0061] Deux autres portes de transmission 48 et 49 relient chacune une des bornes de l'enroulement 11 a à une première borne d'une résistance 17 dont la deuxième borne est reliée à la masse. La première borne de cette résistance 17 est également reliée à l'entrée 16 a du circuit 16 de la figure 2. Cette résistance 17 constitue la résistance de mesure mentionnée précédemment.

[0062] Les électrodes de commande des portes 44 à 49 sont reliées aux sorties du circuit combinatoire 43 dont les entrées reçoivent respectivement les signaux I, Z et M. Ce circuit combinatoire ne sera pas décrit plus en détail, car il est facile de voir, à l'aide de la figure 5 a, que:

- lorsque que le signal Z est à l'état »0«, c'est-à-dire entre les impulsions motrices, les électrodes de commande des portes 44 à 49 sont toutes à l'état »0«, quel que soit l'état des signaux I et M. Ces portes 44 à 49 sont donc bloquées, et l'enroulement 11 a est séparé de la source d'alimentation;

- lorsque le signal Z est à l'état »1 «, c'est-à-dire pendant les impulsions motrices, et que le signal M est à l'état »0«, les portes 44 et 46 sont conductrices si le signal 1 est à l'état »0«, toutes les autres portes étant bloquées, et les portes 45 et 47 sont conductrices si le signal 1 est à l'état »1 «, toutes les autres portes étant alors également bloquées. La source d'alimentation est donc reliée à l'enroulement 11 a par l'intermédiaire des portes 44 et 46 ou 45 et 47, et un courant circule dans l'enroulement 11 a dans le sens de la flèche 11 b ou dans le sens inverse. Cette situation est celle qui se présente entre les périodes d'interruption, pendant les impulsions élémentaires; et

- lorsque le signal Z est à l'état »1 « et que le signal M est également à l'état »1 «, les portes 47 et 48 ou 46 et 49 sont conductrices, selon l'état »0« ou »1 « du signal I, toutes les autres portes étant alors bloquées. La source d'alimentation est donc déconnectée de l'enroulement 11 a, et le courant qui passe dans cet enroulement 11 a passe également dans la résistance 17 dans laquelle il crée la tension appliquée à l'entrée 16 a du circuit de mesure 16. Cette situation est celle qui se présente pendant les périodes d'interruption de l'impulsion motrice.

[0063] La figure 6 représente à titre d'exemple le schéma d'une forme d'éxécution des circuits 13 et 14 du dispositif de la figure 2.

[0064] Le circuit 13 comporte deux compteurs réversibles à présélection 131 et 132. Les entrées U/D de commande de sens de comptage de ces compteurs 131 et 132 sont en permanence à l'état »1 «. Ces compteurs 131 et 132 fonctionnent donc en décompteurs. Leurs bornes de présélection, désignées ensemble par Pi, sont respectivement reliées aux sorties, désignées ensemble par Si, de deux mémoires 141 et 142 qui forment la mémoire 14 du circuit de la figure 2. Ces mémoires 141 et 142 peuvent être, par exemple, des mémoires mortes.

[0065] Les entrées d'horloge CL des compteurs 131 et 132 sont toutes deux reliées à la sortie du générateur 8 (figure 2) qui délivre le signal H.

[0066] Les compteurs 131 et 132 comportent chacun une sortie de coïncidence C qui délivre une courte impulsion chaque fois que leur contenu devient égal à zéro. Ces sorties de coïncidence C sont reliées aux entrées d'une porte OU 133 dont la sortie est reliée à l'entrée d'horloge T d'une bascule 134 de type T. La sortie Q de cette bascule 134 est reliée à l'entrée de commande de présélection PE du compteur 131 et, par l'intermédiaire d'un inverseur 135, à l' entrée de présélection PE du compteur 132. Cette sortie Qde la bascule 134 est également reliée à la sortie 13 a du circuit 13.

[0067] Le fonctionnement du circuit de la figure 6 va être maintenant décrit à l'aide de la figure 6 a.

[0068] Lorsque la sortie Qde la bascule 134 est à l'état »0«, l'entrée PE du circuit 132 est à l'état »1 «. Le contenu de ce compteur 132 prend donc un état correspondant au contenu de la mémoire 142, et ce compteur 132 reste bloqué dans cet état, qui est désigné par N 142 à la figure 6 a.

[0069] L'entrée PE du compteur 131 est par contre à l'état »0«, et ce compteur 131 décompte les impulsions du signal H. Lorsque son contenu atteint la valeur zéro, sa sortie C délivre une impulsion que est transmise par la porte 133 à l'entrée T de la bascule 134. La sortie Q de cette dernière, et l'entrée PE du compteur 131 passent donc à l'état 1 «. Le contenu de ce compteur 131 prend donc un état correspondant au contenu de la mémoire 141, et ce compteur 131 se bloque dans cet état, qui est désigné par N 141 à la figure 6 a. Simultanément, l'entrée PE du compteur 132 passe à l'état »0«. Ce compteur 132 commence à décompter les impulsions du signal H. Lorsque son contenu atteint la valeur zéro, sa sortie C délivre une impulsion qui est transmise par la porte 133 à l'entrée T de la bascule 134. La sortie Q de cette dernière repasse à l'état »0«, et le processus décrit ci-dessus recommence.

[0070] La sortie Q de la bascule 134, qui délivre le signal M, passe donc alternativement à l'état »0« et à l'état »1 « pendant des durées qui dépendent de la fréquence du signal H et du contenu des mémoires 141, respectivement 142.

[0071] La durée des périodes d'interruption des impulsions motrices, qui est égale à la durée pendant laquelle le signal M est à l'état »1 «, et la durée des impulsions élémentaires qui séparent ces périodes d'interruption, qui est égale à la durée pendant laquelle le signal M est à l'etat »0«, peuvent donc être déterminées indépendamment l'une de l'autre. La manière dont ces durées sont déterminées est quelconque. Elles peuvent être fixes ou varier, d'une manière qui ne sera pas décrite ici, en fonction de paramètres tels que la tension de la source d'alimentation 10, ou la charge mécanique entraînée par le moteur, ou tout autre paramètre.

Revendications

1. Procédé pour réduire la consommation d'un moteur pas à pas comportant un enroulement (1, 2), ayant une résistance (2) de valeur R et une inductivité (1) de valeur L, et un rotor (1 a) couplé magnétiquement audit enroulement (1,2), consistant à enclencher, chaque fois que le rotor (1 a) doit tourner d'un pas, une suite d'impulsions motrices élémentaires séparées par des périodes d'interruption de durée T pendant lesquelles l'enroulement (1, 2) est mis sensiblement en court-circuit, à détecter la charge mécanique entraînée par le rotor (1 a) pendant sa rotation en mesurant une grandeur représentative de la variation de la tension (U_i) induite dans l'enroulement (1, 2,) par la rotation du rotor (1 a), et à asservir la durée de ladite suite d'impulsions à ladite charge mécanique, caractérisé par le fait qu'il consiste à mesurer ladite grandeur représentative de ladite variation de la tension (U_i) induite pendant chacune desdites périodes d'interruption.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à mesurer ladite grandeur représentative de la variation de la tension (U_i) induite en mesurant la tension (u) de mesure produite dans une résistance (17) de mesure de valeur Rm par le courant (i) circulant dans l'enroulement (1, 2), en mémorisant la valeur (U_a) de cette tension (u) de mesure au début de la période d'interruption, en formant le produit de la valeur mémorisée (U_a) par un premier facteur constant égal à

, ou τ =

, en formant la différence dudit produit et de la tension (u) de mesure, et en comparant ladite différence à un deuxième facteur constant éqal à

où U_is est une tension de référence prédéterminée, le temps (T_d) qui s'écoule entre le début (t_o) de ladite suite d'impulsions et l'instant (t 1) où ladite différence devient égale ou supérieure audit deuxième facteur étant représentatif de ladite variation de la tension (U_i) induite.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à mesurer ladite grandeur représentative de la variation de la tension induite (U_i) en mesurant la tension (u) de mesure produite dans une résistance (17) de mesure de valeur Rm par le courant (i) circulant dans l'enroulement (1, 2), en mémorisant la valeur (U_a) de cette tension (U) de mesure au début de la période d'interruption, en formant le produit de la valeur mémorisée (U_a) par un premier facteur égal à

, où τ = L R , en formant la différence dudit produit et d'un deuxième facteur constant égal à

où U_is est une tension de référence prédéterminée, et en comparant ladite différence à la tension (u) de mesure le temps (T_d) qui s'écoule entre le début (t_o) de ladite suite d'impulsions et l'instant (t₁ ) où ladite tension (u) de mesure devient égale ou inférieure à ladite différence étant représentatif de ladite variation de la tension (U_i) induite.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à mesurer ladite grandeur représentative de la variation de la tension (U_i) induite en mesurant une première (U_a) et une deuxième tension (U_b) produites dans une résistance de mesure (17) de valeur R_m par le courant (i) circulant dans l'enroulement à un premier et, respectivement, à un deuxième instant séparés par un intervalle de temps de durée T 1 ' inférieure ou égale à T 1, en formant le produit de la première tension (U_a) par un premier facteur égal à

, où τ =

, en formant la différence dudit produit et de ladite deuxième tension (U_b), et en comparant ladite différence à un deuxième facteur constant égal à

où U_is est une tension de référence prédéterminée, le temps (T_d) qui s'écoule entre le début (t_o) de ladite suite d'impulsions et l'instant (t,) où ladite différence devient égale ou supérieure audit deuxième facteur étant représentatif de ladite variation de la tension (U_i) induite.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à mesurer ladite grandeur représentative de la variation de la tension (U_i) induite en mesurant une première (U_a) et une deuxième tension (U_b) produites dans une résistance de mesure (17) de valeur R_m par le courant (i) circulant dans l'enroulement (1, 2) a un premier et, respectivement, à un deuxième instant séparés par un intervalle de temps de durée T 1' inférieure ou égale à T1, en formant le produit de la première tension (U_a) et d'un premier facteur constant égal à

où τ =

, en formant la différence dudit produit et d'un deuxième facteur constant égal à

où U_is est une tension de référence prédéterminée, et en comparant ladite différence à ladite deuxième tension (U_b), le temps (T_d) qui s'écoule entre le début (t_o) de ladite suite d'impulsions et l'instant (t₁) où ladite deuxième tension (U_b) devient égale ou inféreure à ladite différence étant représentatif de ladite variation de la tension (U_i) induite.

6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que lesdits premier et deuxième instants coïncident respectivement avec le début et la fin de chaque période d'interruption.

7. Dispositif de commande d'un moteur pas à pas comportant un enroulement (1, 2) ayant une résistance (2) de valeur R et une inductivité ( 1 ) de valeur L, et un rotor (1 a) couplé magnétiquement audit enroulement (1, 2), le dispositif comportant des moyens (8, 9) pour produire un signal (J) de commande chaque fois que le rotor (1 a) doit tourner d'un pas, des moyens (13, 14) pour produire un signal (M) de hachage, des moyens (12, 15), répondant au signal (J) de commande et au signal (M) de hachage pour appliquer à l'enroulement (1, 2) une suite d'impulsions motrices élémentaires séparées par des périodes d'interruption de durée T 1 pendant lesquelles l'enroulement (1,2) est mis sensiblement en court-circuit, des moyens pour détecter la charge mécanique entraînée par le rotor (1 a) pendant sa rotation comprenant des moyens (16) pour mesurer une grandeur représentative de la variation de la tension (U_i) induite dans l'enroulement (1, 2) par la rotation du rotor (1 a), et des moyens (26) pour asservir la durée de ladite suite d'impulsions à ladite charge mécanique, caractérisé par le fait que lesdits moyens (16) pour mesurer ladite grandeur représentative de ladite tension (U_i) induite comprennent des moyens (17, 18, 20 à 25; 23', 25') répondant audit signal (M) de hachage pour mesurer ladite grandeur représentative de ladite tension (U_;) induite pendant chacune desdites périodes d'interruption.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens (17, 18, 20 à 25; 23', 25') pour mesurer la grandeur représentative de la variation de la tension (U_i) induite comportent des moyens comprenant une résistance de mesure (17) de valeur R_m pour produire une tension (u) de mesure représentative du courant (i) circulant dans l'enroulement (1, 2), des moyens (18, 20, 22) pour mémoriser la valeur de la tension (u) de mesure au début de chaque période d'interruption, des moyens (231, 232) pour former le produit de la valeur mémorisée par un pre- mier facteur constant égal à

, ou τ =

, des moyens (233', 234', 235') pour former la différence dudit produit et de la tension (u) de mesure, et des moyens (24, 25') pour comparer ladite différence à un deuxième facteur constant égal à

où U_is est une tension de référence prédéterminée, le temps (T_d) qui s'écoule entre le début (t_o) de ladite suite d'impulsions et l'instant (t₁) où ladite différence devient égale ou supérieure audit deuxième facteur étant représentatif de ladite variation de la tension (U_i) induite.

9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens (17, 18, 20 à 25; 23', 25') pour mesurer la grandeur représentative de la variation de la tension (U_;) induite comportent des moyens comprenant une résistance (17) de mesure de valeur R_m pour produire unetension (u) de mesure représentative du courant (i) circulant dans l'enroulement (1, 2), des moyens (18, 20, 22) pour mémoriser la valeur de la tension (u) de mesure au début de chaque période d'interruption, des moyens (231, 232) pour former le produit de la valeur mémorisée par un premier

facteur constant égal à , où τ = L/R , des moyens (23) pour former la différence dudit produit et d'un deuxième facteur constant égal à

où U_is est une tension de référence prédéterminée, et des moyens (25) pour comparer ladite différence à la tension (u) de mesure, le temps (T_d) qui s'écoule entre le début (t_o) de ladite suite d'impulsions et l'instant (₁) où ladite tension (u) de mesure devient égale ou inférieure à ladite différence étant représentatif de ladite variation de la tension (U_i) induite.

10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens (17, 18, 20 à 25; 23', 25') pour mesurer la grandeur représentative de la variation de la tension induite (U_i) comportent des moyens comprenant une résistance de mesure (17) de valeur R_m pour mesurer une première (U_a) et une deuxième (U_b) tension produites par le courant (i) circulant dans l'enroulement (1, 2) à un premier et, respectivement, à un deuxième instant séparés par un intervalle de temps de durée T l' inférieure ou égale à T 1, des moyens (231, 232) pour former le produit de la première (U_a) tension par un premier facteur égal à

, où τ =

, des moyens (233', 234', 235') pourformer la différence dudit produit et de ladite deuxième tension (U_b), et des (24, 25') pour comparer ladite différence à un deuxième facteur constant égal à

où U_is est une tension de référence prédéterminée, le temps (T_d) qui s'écoule entre le début (t_o) de ladite suite d'impulsions et l'instant (t₁) où ladite différence devient égale ou supérieure audit deuxième facteur étant représentatif de ladite variation de la tension (U_i) induite.

11. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens (17, 18, 20 à 25; 23', 25') pour mesurer la grandeur représentative de la variation de la tension (U_i) induite comportent des moyens comprenant une résistance (17) de mesure de valeur R_m pour mesurer une première (U_a) et une deuxième (U_b) tension produites par le courant (i) circulant dans l'enroulement (1, 2) à un premier et, respectivement, à un deuxième instant séparés par un intervalle de temps de durée T 1 ' inférieure ou égale à T 1, des moyens (231, 232) pour former le produit de la première tension (U_a) par un premier facteur ègal à

,ou τ =

, des moyens (232) pour former la différence dudit produit et d'un deuxième facteur constant égal à

où U_is est une tension de référence prédéterminée, et des moyens (25) pour comparer ladite différence à ladite deuxième tension (U_b), le temps (T_d) qui s'écoule entre le début (t_o) de la ladite suite d'impulsions et l'instant (t₁) où ladite deuxième tension (U_b) devient égale ou inférieure à ladite différence étant représentatif de ladite variation de la tension (U_i) induite.

12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé par le fait que lesdits premier et deuxième instants coïncident respectivement avec le début et la fin de chaque période d'interruption.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herabsetzen des Verbrauchs eines Schrittmotors, der eine Wicklung (1, 2) mit einem Widerstand (2) der Größe R und eine Induktivität (1) der Größe L, sowie einen magnetisch mit der Wicklung (1, 2) verkoppelten Rotor (1 a) umfaßt, welches Verfahren darin besteht, jedesmal dann, wenn der Rotor (1 a) um einen Schritt drehen soll, eine Folge von elementaren Antriebsimpulsen auszulösen, die durch Unterbrechungsperioden von Dauer T voneinander getrennt sind, während welchen die Wicklung (1, 2) im wesentlichen kurz geschlossen wird, die von dem Rotor (1 a) während seiner Drehung aufgebrachte mechanische Belastung zu messen, indem eine Größe gemessen wird, die repräsentativ ist für die Veränderung der von dem Rotor (1 a) während seiner Drehung in der Wicklung (1, 2) induzierten Spannung (U;), und die Dauer der genannten Folge von Impulsen auf die genannte mechanische Last zu regeln, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die genannte für die genannte Veränderung der induzierten Spannung (U_i) repräsentative Größe während jeder der genannten Unterbrechungsperioden zu messen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die genannte für die Veränderung der induzierten Spannung (U_i) repräsentative Größe zu messen, indem die Meßspannung (u) gemessen wird, erzeugt in einem Meßwiderstand (17) der Größe R_m durch den in der Wicklung (1, 2) fließenden Strom (i), indem die Größe (U_a) dieser Meßspannung (u) zu Beginn der Unterbrechungsperiode gespeichert wird, indem das Produkt der gespeicherten Größe (U_a) mit einem ersten konstanten Faktor gleich

gebildet wird, worin τ = L R ist, indem die Differenz dieses Produktes und der Meßspannung (u) gebildet wird und indem die genannte Differenz mit einem zweiten Faktor gleich

verglichen wird, worin U_is eine vorgegebene Referenzspannung ist, wobei die Zeit (t_d), die zwischen dem Beginn (t_o) der genannten Impulsfolge und dem Zeitpunkt (t 1) verstreicht, wo die genannte Differenz gleich oder größer wird als der genannte Faktor repräsentativ ist für die genannte Änderung der induzierten Spannung (U_i).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die genannte für die Veränderung der induzierten Spannung (U_i) repräsentative Größe zu messen, indem die Meßspannung (u) gemessen wird, erzeugt in einem Meßwiderstand (17) der Größe R_m durch den in der Wicklung (1, 2) fließenden Strom (i), indem die Größe (U_a) dieser Meßspannung (u) zu Beginn der Unterbrechungsperiode gespeichert wird, indem das Produkt der gespeicherten Größe (U_a) mit einem ersten Faktor gleich

gebildet wird, worin τ = R L , indem die Differenz dieses Produktes und eines zweiten konstanten Faktors gleich

gebildet wird, worin U_is eine vorgegebene Referenzspannung ist und indem diese Differenz mit der Meßspannung (u) verglichen wird, wobei die Zeit (T_d), die zwischen dem Beginn (t_o) der genannten Impulsfolge und dem Zeitpunkt (t₁) verstreicht, wo die genannte Meßspannung (u) gleich oder kleiner wird als die genannte Differenz repräsentativ ist für die genannte Veränderung der induzierten Spannung (U_j).

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die genannte für die Veränderung der induzierten Spannung (U₁) repräsentative Größe zu messen, indem eine erste (U_a) und eine zweite Spannung (U_b) gemessen werden, erzeugt in einem Meßwiderstand (17) der Größe R_m durch den in der Wicklung fließenden Strom (i) zu einem ersten bzw. zweiten Zeitpunkt, getrennt durch ein Zeitintervall der Dauer T 1 das kleiner oder gleich T 1 ist, indem das Produkt der ersten Spannung (U_a) mit einem ersten Faktor

gebildet wird, worin τ =

indem die Differenz dieses Produktes und der zweiten genannten Spannung (U_b) gebildet wird und indem die genannte Differenz mit einem zweiten konstanten Faktor gleich

verglichen wird, worin U_is eine vorgegebene Referenzspannung ist, wobei die Zeit (T_d), die zwischen dem Beginn (t_o) der genannten Impulsfolge und dem Zeitpunkt (₁) verstreicht, wo die genannte Differenz gleich oder größer als der genannte zweite Faktor wird, repräsentativ ist für die genannte Veränderung der induzierten Spannung (U_i).

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die genannte für die Veränderung der induzierten Spannung (U₁) repräsentative Größe zu messen, indem eine erste (U_a) und eine zweite Spannung (U_b) gemessen werden, erzeugt in einem Meßwiderstand (17) der Größe R_m durch den in der Wicklung (1, 2) fließenden Strom (i) zu einem ersten bzw. zweiten Zeitpunkt, getrennt durch ein Zeitintervall der DauerT 1', das kleiner oder gleich T 1 ist, indem das Produkt der ersten Spannung (U_a) und eines ersten konstanten Faktors gleich

erzeugt wird, worin τ = L R , indem die Dif- ferenz dieses Produktes und eines zweiten konstanten Faktors gleich

erzeugt wird, worin U_is eine vorgegebene Referenzspannung ist und indem die genannte Differenz mit der genannten zweiten Spannung (U_b) verglichen wird, wobei die Zeit (T_d), die zwischen dem Beginn (t_o) der genannten Folge von Impulsen und dem Zeitpunkt (t,), wo die genannte zweite Spannung (U_b) gleich oder kleiner wird als die genannte Differenz, verstreicht, repräsentativ ist für die genannte Veränderung der induzierten Spannung (U_;).

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten ersten und zweiten Zeitpunkte mit dem Beginn bzw. dem Ende jeder Unterbrechungsperiode zusammenfallen.

7. Vorrichtung zum Steuern eines Schrittmotors, umfassend eine Wicklung (1, 2) mit einem Widerstand (2) derGröße R und einer Induktivität der Größe L, sowie einen Rotor (1 a), der magnetisch mit der Wicklung (1, 2) verkoppelt ist, welche Vorrichtung Mittel (8, 9) umfaßt zum Erzeugen eines Steuersignals (J) immer dann, wenn der Rotor (1 a) um einen Schritt drehen muß, Mittel (13, 14) zum Erzeugen eines Zerhakkersignals (M), Mittel (12, 15), ansprechend auf Steuersignal (J) und auf Zerhackersignal (M) zum Anlegen einer Folge von Elementarantriebsimpulsen an die Wicklung, voneinander getrennt durch Unterbrechungsperioden der DauerT 1, während welchen die Wicklung (1, 2) im wesentlichen kurzgeschlossen ist, Mittel zum Bestimmen der mechanischen, von dem Rotor (1 a) während seiner Drehung aufgebrachten Last, umfassend Mittel (16) zum Messen einer Größe, die repräsentativ ist für die Veränderung der Spannung (U_i), die in der Wicklung (1, 2) durch die Drehung des Rotors (1 a) induziert wird, sowie Mittel (26) zum Regeln der Dauer der genannten Folge von Impulsen auf die genannte mechanische Last, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel (16) zum Messen der genannten Größe, die repräsentativ ist für die genannte induzierte Spannung (U;), Mittel (17,18,20 bis 25; 23', 25') umfassen, die auf das genannte Zerhackersignal (M) ansprechen zum Messen der genannten für die induzierte Spannung (U_i) repräsentativen Größe während jeder der genannten Unterbrechungsperioden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (17, 18, 20 bis 25; 23', 25') zum Messen derfür die Veränderung der induzierten Spannung (U_i) repräsentativen Größe Mittel umfassen, umfassend einen Meßwiderstand (17) der Größe R_m zum Erzeugen einer Meßspannung (u), die repräsentativ ist für den in der Wicklung (1, 2) fließenden Strom (i), Mittel (18, 20, 22) zum Speichern der Größe der Meßspannung (u) zum Beginn jeder Unterbrechungsperiode, Mittel (231, 232) zum Bilden des Produktes der gespeicherten Größe mit einem ersten konstanten Faktor gleich

,worin τ =

, Mittel (233'), 234', 235') zum Bilden der Differenz des genannten Produktes und der Meßspannung (u), sowie Mittel (24,25') zum Vergleichen der genannten Differenz mit einem zweiten konstanten Faktor gleich

worin U_is eine vorgegebene Referenzspannung ist, wobei die Zeit (T_d), die zwischen dem Beginn (t_o) der genannten Impulsfolge und dem Zeitpunkt (t₁) verstreicht, wo die genannte Differenz gleich oder größer als der genannte zweite Faktor wird, repräsentativ ist für die genannte Veränderung der induzierten Spannung (U_j).

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (17, 18, 20 bis 25; 23', 25') zum Messen der für die Veränderung der induzierten Spannung (U_is) repräsentativen Größe Mittel umfassen, umfassend einen Meßwiderstand (17) der Größe R_m zum Erzeugen einer Meßspannung (u), repräsentativ für den in der Wicklung (1, 2) fließenden Strom (i), Mittel (18, 20, 22) zum Speichern der Größe der Meßspannung (u) zu Beginn jeder Unterbrechungsperiode, Mittel (231, 232) zum Bilden des Produktes der gespeicherten Größe mit einem ersten konstanten Faktor gleich

, worin τ =

, Mittel (23) zum Bilden der Differenz des genannten Produktes und eines zweiten konstanten Faktors gleich

worin U_is eine vorgegebene Referenzspannung ist, sowie Mittel (25) zum Vergleichen der genannten Differenz mit der Meßspannung (u), wobei die Zeit (T_d), die zwischen dem Beginn (t_o) der genannten Impulsfolge und dem Zeitpunkt (t₁) verstreicht, wo die genannte Meßspannung (u) gleich oder kleiner wird als die genannte Differenz, repräsentativ ist für die genannte Veränderung der induzierten Spannung (U_j).

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (17, 18, 20 bis 25; 23', 25') zum Messen der für die Veränderung der induzierten Spannung (U_i) repräsentativen Größe Mittel umfassen, umfassend einen Meßwiderstand (17) der Größe (M) zum Messen einer ersten (U_a) und einer zweiten (U_b) Spannung, erzeugt durch den in der Wicklung (1, 2) fließenden Strom (i) zu einem ersten bzw. zweiten Zeitpunkt, voneinander durch ein Zeitinterval der DauerT 1' getrennt, das kleiner oder gleich T 1 ist, Mittel (231, 232) zum Bilden des Produktes der ersten (U_a) Spannung mit einem ersten Faktor gleich

, worin τ=

, Mittel (233', 234', 235') zum Bilden der Differenz des genannten Produktes und der genannten zweiten Spannung (U_b) und Mittel (24, 25') zum Vergleichen der genannten Differenz mit einem zweiten konstanten Faktor gleich

worin U_is eine vorgegebene Referenzspannung ist, wobei die Zeit (T_d), die zwischen dem Beginn (t_o) der genannten Impulsfolge und dem Zeitpunkt (t_i) verstreicht, wo die genannte Differenz gleich oder größer wird als der genannte zweite Faktor, repräsentativ ist für die genannte Veränderung der induzierten Spannung (U_j).

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (17, 18, 20 bis 25; 23', 25') zum Messen der für die Veränderung der induzierten Spannung (U_i) repräsentativen Größe Mittel umfassen, umfassend einen Meßwiderstand (17) der Größe R_m zum Messen einer ersten (U_a) und einer zweiten (U_b) Spannung, erzeugt durch den in der Wicklung (1, 2) fließenden Strom zu einem ersten bzw. zweiten Zeitpunkt, voneinander durch ein Zeitinterval der Dauer T 1' getrennt, das kleiner oder gleich T 1 ist, Mittel (231, 232) zum Bilden des Produktes der ersten Spannung (U_a) mit einem ersten Faktor gleich

worin τ =

, Mittel (232) zum Bilden der Differenz des genannten Produktes und eines zweiten konstanten Faktors gleich

worin U_is eine vorgegebene Referenzspannung ist, sowie Mittel (25) zum Vergleichen der genannten Differenz mit der genannten zweiten Spannung (U_b), wobei die Zeit (T_d), die zwischen Beginn (t_o) und der genannten Impulsfolge und dem Zeitpunkt (t_i) verstreicht, wo die genannte zweite Spannung (U_b) gleich oder kleiner wird als die genannte Differenz, repräsentativ ist für die gesamte Veränderung der induzierten Spannung (U_i).

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten ersten und zweiten Zeitpunkte mit dem Beginn bzw. dem Ende jeder Unterbrechungsperiode zusammenfallen.

Claims

1. Process for reducing the consumption of a stepping motor which includes a winding (1, 2) having a resistance (2) of magnitude R and inductance (1) of magnitude L and a rotor (1 a) magnetically coupled to said winding (1,2) consisting of switching on, each time the rotor (1 a) is to rotate through a step, a series of basic motor pulses separated by interruption periods of duration T 1 during which the winding (1, 2) is essentially short-circuited, of detecting the mechanical load driven by the rotor (1 a) during its rotation by measuring a magnitude representative of the variation of voltage (U_i) induced in the winding by the rotation of the rotor (1 a) and, of slaving the duration of said series of pulses to said mechanical load, characterized by the fact that it consists of measuring said magnitude representative of said variation of the induced voltage (U,) during each of said interruption periods.

2. Process according to claim 1 characterized by the fact that is consists of measuring said magnitude representative of the variation of the induced voltage (U_i) by measuring the gauge voltage (u) produced in a gauge resistance (17) of magnitude R_m by the current circulating in the winding (1, 2), of memorising the value (U_a) of this gauge voltage (u) at the beginning of the interruption period, of forming the product of the memorised value (U_a) by a first constant factor equal to

where τ =

, of forming the difference between said product and the gauge (u) and, of comparing said difference with a second constant factor equal to

where U_is is a predetermined reference voltage, the time (T_d) which elapses between the beginning (to) of said series of pulses and the instant (t_i) when said difference becomes equal to or greaterthan said second factor being representative of said variation of the induced voltage (U_i).

3. Process according to claim 1 characterized by the fact that it consists of measuring said magnitude representative of the variation of the induced voltage (U;) by measuring the gauge voltage (u) produced in a gauge resistance (17) of magnitude R_m by the current (i) circulating in the winding (1, 2), of memorising the value (U.) of this gauge voltage (u) at the beginning of the interruption period, of forming the product of the measured value (U_a) by a first factor equal to

where τ =

, of forming the difference between said product and a second constant factor equal to

where U,, is a predetermined reference voltage and, of comparing said difference with the gauge voltage (u), the time (T_d) which elapses between the beginning (to) of said series of pulses and the instant (t₁) when said gauge voltage (u) becomes equal to or less than said difference being representative of said variation of the induced voltage (U_i).

4. Process according to claim 1 characterized by the fact that it consists of measuring said magnitude representative of the variation of the induced voltage (U_i) by measuring a first (U_a) and a second (U_b) voltage produced in a gauge resistance (17) of magnitude R_m bythe current (i) circulating in the winding at respective first and second instants separated by a time interval of duration T 1' less than or equal to T 1, of forming the product of the first voltage (U_a) by a first fac- tor equal to T where r= of forming the difference between said product and said second voltage (U_b) and of comparing said difference with a second constant factor equal to

where U_is is a predetermined reference voltage, the time (T_d) which elapses between the beginning (to) of said series of pulses and the instant (t₁) when said difference becomes equal or greater to said second factor being representative of said variation of the induced voltage (U_i).

5. Process according to claim 1 characterized by the fact that it consists of measuring said magnitude representative of the variation of the induced voltage (U_i) by measuring a first (U_a) and a second (U_b) voltage produced in a gauge resistance (17) of magnitude Rm by the current (i) circulating in the winding (1, 2) at respective first and second instants separated by a time interval of duration T 1' less than or equal to T 1, of forming the product of the first voltage (U_a) and of a first constant factor equal to

where

of forming the difference between said product and a second constant factor equal to

where U_is is a predetermined reference voltage and, of comparing said difference with said second voltage (U_b), the time which elapses between the beginning (to) of said series of pulses and the instant (t₁) when said second voltage (U_b) becomes equal to or less than said difference being representative of said variation of the induced voltage (U_i).

6. Process according to claim 4 or 5 characterized by the fact that said first and second instant coincide respectively with the beginning and the end of each interruption period.

7. Arrangement for controlling a stepping motor which includes a winding (1, 2) having a resistance (2) of magnitude R and inductance (1) of magnitude L and a rotor (1 a) magnetically coupled to said winding (1,2), the arrangement including means (8, 9) for producing a control signal (J) each time the rotor (1 a) is to rotate through a step, means (13, 14) for producing a chopping signal (M), means (12, 15) responsive to the control signal (J) and the chopping signal (M) for applying to the winding (1, 2) a series of basic motor pulses separated by interruption periods of duration T₁ during which the winding (1, 2) is esentially short-circuited, means for detecting the mechanical load driven by the rotor (1 a) during its rotation comprising means (16) for measuring a magnitude representative of the variation of the voltage U_i induced in the winding (1,2) by the rotation of the rotor (1 a), and means (26) or slaving the duration of said series of pulses to said mechanical load, characterized by the fact that said means (16) for measuring said magnitude representative of said induced voltage (U_i) comprise means (17, 18, 20-25; 23', 25') responding to said chopping signal (M) for measuring said magnitude representative of said induced voltage (U_i) during each of said interruption periods.

8. Arrangement according to claim 7 characterized by the fact that the means (17, 18, 20-25; 23', 25') for measuring the magnitude representative of the variation of the induced voltage (U_i) include means comprising a gauge resistance (17) of magnitude R_m for producing a gauge voltage (u) representative of the current (i) circulating in the winding (1, 2), means (18, 20, 22) for memorising the value of the gauge voltage (u) at the beginning of each interruption period, means (231, 232) for forming the product of the memorised value by a first constant factor equal to

, where τ=

, means (233', 234', 235') for forming the difference between said product and the gauge voltage (u), and means (24,25') for comparing said difference with a second constant factor equal to

where U_is is a predetermined reference voltage, the time (T_d) which elapses between the beginning (to) of said series of pulses and the instant (t₁) when said difference becomes equal to or greater than said second factor being representative of said variation of the induced voltage (U_i).

9. Arrangement according to claim 7 characterized by the fact that the means (17, 18, 20-25; 23', 25') for measuring the magnitude representative of the variation of the induced voltage (U;) include means comprising a gauge resistance (17) of magnitude R_m for producing a gauge voltage (u) representative of the current (i) circulating in the winding (1, 2), means (18, 20, 22) for memorising the value of the gauge voltage at the beginning of each interruption period, means (231, 232) for forming the product of the memorised value by a first constant factor equal to

, where τ=

, means (23) for forming the difference between said product and a second constant factor equal to

where U_is is a predetermined reference voltage, and means (25) for comparing said difference with the gauge voltage (u), the time (T_d) which elapses between the beginning (to) of said series of pulses and the instant (t₁) when said gauge voltage (u) becomes equal to or less than said difference being representative of said variation of the induced voltage (U_i).

10. Arrangement according to claim 7 characterized by the fact that the means (17, 18, 20-25; 23', 25') for measuring the magnitude representative of the variation of the induced voltage (U_;) include means comprising a gauge resistance (17) of magnitude R_m for measuring a first (U_a) and a second (U_b) voltage produced by the current circulating in the winding (1, 2) at respective first and second instants separated by a time interval of duration T 1' less than or equal to T 1, means (231, 232) for forming the product of the first voltage (U_a) by a first factor equal to τ - T1' τ , where τ = L R , means (23₃', 234', ₂35') for forming the difference between said product and said second voltage (U_b), and means (24, 25') for comparing said difference with a second constant factor equal to

where U_is is a predetermined reference voltage, the time (T_d) which elapses between the beginning (to) of said series of pulses and the instant (t_i) when said difference becomes equal to or superior than said second factor being representative of said variation of the induced voltage (U_i).

11. Arrangement according to claim 7 characterized by the fact that the means (17, 18, 20-25; 23', 25') for measuring the magnitude representative of the variation of the induced voltage (U_i) include means comprising a gauge resistance (17) of magnitude R_m for measuring a first (U_a) and a second (U_b) voltage produced by the current (i) circulating in the winding (1, 2) at respective first and second instants separated by a time interval of duration T 1' less than or equal to T 1, means (231, 232) for forming the product of the first voltage (U_a) by a first factor equal to

, where τ = L R , means (23₂) for forming the difference between said product and a second constant factor equal to

where U_is is a predetermined reference voltage, and means (25) for comparing said difference with said second voltage (U_b), the time (T_d) which elapses between the beginning (to) of said series of pulses and the instant (t₁) when said second voltage (U_b) becomes equal to or less than said difference being representative of said variation of the induced voltage (U_i). 12. Arrangement according to claim 11 or 12 characterized by the fact that said first and second instants coincide respectively with the beginning and the end of each interruption period.

Dessins