Brevet FR2000618A1 — publié le 19690912

La présente invention concerne un dispositif auxiliaire pour moteurs électriques fonctionnant sous charge variable. Un exemple de ce moteur est celui d'une pompe immergée qui est utilisée pour déplacer d'un niveau à un autre le liquide dans lequel elle est plongée. Nais d'autres emplois sont possibles et connus pour de tels moteurs. Les pompes immergées sont souvent laissées non surveillées en service, et, après plus ou moins longtemps, la quantité de liquide à être élevée est diminuée dans une mesure telle que la pompe commence à aspirer dans l'air des particules solides, d'ou résulte une usure des pièces mécaniques de la pompe. Etant donné l'inconvénient delaisser fonctionner la pompe pendant de longues périodes en l'absence de liquide, des tentatives ont été prises pour arrêter automatiquement la pompe dès que de telles conditions se produisent. En outre, étant donné qu'en pratique il est usuel qu'après un certain temps le liquide re viéne en quantités telles que la pompe peut opérer avec sécurité, il est également désirable que la pompe soit remise automatiquement en marche dans cet état. Dans ce but des moyens sensibles au niveau sont utilisés avec les pompes immergées pour provoquer le démarrage de la pompe dès que le liquide a atteint un certain niveau. Des moyens sensibles à la température ont été suggérés pour l'arrêt de la pompe en l'absence de liquide suffisant, ces moyens mettant la pompe à l'arrêt lorsque la température croit à un certain endroit dans le circuit de pompage. La présente invention est basée sur une autre conception, à savoir que la charge placée sur l'alimentation de puissance par le moteur électrique lorsqu'il tourne à vide est plus faible que lorsque la pompe fonctionne à pleine charge. La charge placée par le moteur sur l'alimentation lorsque la pompe marche en l'absence de liquide est en d'autres termes plus faible que lorsque la pompe marche avec suffisamment de liquide. En conséquence, la quantité de courant qui est proportionneMeà la charge sur l'alimentation en courant est utilisée co e une grandeur proportionnelle- a' la quantité de travail donnée par l pompe, ans le but de couper automati- quement le moteur de pompe à une valeur limite déterminée du courant. L'invention a pour objet un dispositif de sécurité contre les surcharges pour moteur électrique à targe variable, caractérisé par des moyen; sensibles connectés en un point du circuit d'alimentation de courant au moteur qui répondent à une grandeur correspondant à la charge applique au circuit par le moteur, ces moyens étant adaptés pour couper l'alimentation de courant au moteur après un délai fixe lorsque cette grandeur tombe au dessous d'une valeur limite fixe déterminée et rétablir le circuit d'alimentation de courant au et sur après un autre intervalle déterminé eu en réponse au palpage d'une seconde grandeur, ce qui évite notamment la marche à vide d'une pompe immergée faute de liquide. L'invention est décrite ciaprès avec référence aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 montre un diagramme des connexions pour un moteur électrique pourvu d'un dispositif de sécurité contre la surcharge. - La figure 2 est une représentation es courbes obtenues en notant la charge placée sur l'alimentation par le moteur, lorsqu'utilisé dans une pompe immergée, en fonction de la distance d'élévation du liquide. Dans la figure 1, un moteur électrique P qui entrafne une pompe immergée (non représentée) est alimenté en courant à partir d'une source de puissance triphasée, les bornes de ce circuit étant désignées par RS.T.. Le dispositif Qe l'invention qui coupe le courant du moteur lorsque la pompe fonctionne en presence d'une quantité insuffisante de liquide, protégeant ainsi la pompe contre l'usure, est connecté entre les bornes R.S.T. et le moteur P. Ce dispositif protecteur de la pompe comprend un relais 7 sensible au courant, connecte dans la ligne de phase T qui est traversée par un courant proportionnel à la puissance prélevée par le moteur P. Le moteur P est actionné et coupe au moyen d'un contacteur qui comprend une bobine ab et des contacts 1-2, 3-4, 5-6, 13-14. Une résistance R2 est connectée en parallèle aux contacts 13-14. Un relais à bimétal ayant des contacts de repture 95-96, 98 est connecté d'une manière traditionnelle, comme moyens de sécurité à l'égard de la surcharge par @ur él@@@ri@@e. Le moteur et le dispositif de protec tion conforme à l'invention sont mis en marche par un interrupteur manuel 9. Le relais sensible au courant 7 est pourvu d'un contact de fermeture 15 et d'un contact de coupure 16. Un contact répondant à la chaleur 8 est connecté en parallèle avec le contact 15. Ce contact est chauffé lorsque le courant passe à travers une résistance Rt. Le relais sensible au courant est adapté pour être excité lorsque le courant qui le traverse dépasse un certain niveau. Le relais se décroche lorsque le courant est au-dessous de ce niveau.Le relais est également amorti d'une manière traditionnelle de telle sorte qu'il n'oscille pas autour dudit niveau de courant. La figure 2 montre la charge placée sur l'alimentation par le moteur de pompe en fonction de la hauteur à laquelle le liquide est pompé. Lorsque la pompe fonctionne avec des charges de liquide pleines, le prélèvement de puissance par le moteur de pompe suit la courbe supérieure A, tandis que lorsque la pompe fonctionne contre une colonne d'eau, c'est-à-dire qu'il n'y a pas ou que peu de liquide à élever par la pompe, la puissancé prélevée suit la courbe inférieure B. Cette dernière condition correspond à l'état où l'on dit que la pompe "renifle". La puissance prélevée par le moteur est inférieure même lorsque la pompe tourne à sec. Le dispositif de l'invention fonctionne comme suit Lorsqu'on met en marche au moyen de l'interrupteur 9, le courant passe de la phase S vers la bobine de contacteur ab par le circuit suivant : phase S, bornes 3-13, bobine ab, bornes 96-95-19, contact 8, borne 17, interrupteur 9, phase T. (Circuit I). La bobine de contacteur est excitée et le courant alimenté en moteur de pompe P, à partir des phases R.S.T. à travers les contacts 1-2, 3-4, 5-6, qui sont maintenant fermés. Le relais sensible au. courant 7 est excité et la bobine de contacteur ab est maintenue excitée à travers le circuit suivant : phase S, bornes 3-13, bobine ab, bornes 96-95-19, et de là à travers à la fois le contact 15, le contact 8 et la borne 17 vers l'interrupteur 9 et la phase T (circuit II). Supposons que le moteur de pompe 8 est connecté comme décrit ci-dessus, et que la charge décroît sur la pompe par ce que celle-ci aspire de l'air, par défaut d'eau, de sorte qu'elle "renifle".La charge appliquée sur l'alimentation par le moteur décroît à partir d'un point situé sur la courbe supérieureA dans la figure 2 vers la courbe inférieure B, qui correspond à l'exigence de puissance du moteur lorsque la pompe renifle. Le relais sensible au courant 7 est réglé de manière à avoir une limite inférieure de valeur de courant qui correspond à un prélèvement de puissance situé entre la courbe supérieure et la courbe inférieure, de préférence relativement près de la courbe inférieure B. Lorsque cette limite de valeur de courant est atteinte, le relais 7 décroche et coupe le contact 15 en fermant le contact 16 (figure 1). Le courant est encore alimenté à la bobine de contacteur ab à travers le circuit I. En même temps le courant est alimenté à travers la résistance R1 à travers le circuit de courant suivant : phase S, borne 3, contacts 13-14, borne 21, résistance R1, borne 18, contact 16, interrupteur 9 et phase T (circuit III). Selon les caractéristiques de la résistance Ri et du contact répondant à la température 8, ce contact sera chauffé par la résistance R1, après un temps déterminé, à un degré tel que le circuit de courant de maintien de la bobine de contacteur ab (circuit I) sera coupé au contact 8. il en résulte que le moteur est coupé. L'alimentation de courant à la résistance Ri est coupée aux contacts 13-14 et la résistance commence à refroidir. Après un certain temps, déterminé par les caractéristiques de refroidissement de la résistance et du contact 8 répondant à la température, ce dernier se ferme de sorte que le circuit de courant d'excitation mentionné ci-dessus (circuit I) pour la bobine de contacteur ab est fermé à nouveau, que le contacteur remet en marche le moteur P et que la pompe commence à fonctionner.Si la charge appliquée sur l'alimentation de courant par le moteur est toujours faible, et si le relais reste décroché, la résistance Ri est chauffée à nouveau de la manière décrite ci-dessus et le contact 8 répondant à la température coupe à nouveau la bobine.de contacteur ab pour arrêter le moteur. La suite ci-dessus continue tant que le courant qui passe vers le relais 7 est insuffisant pour l'exciter, de sorte que le moteur est activement mis en circuit et hors circuit à des intervalles déterminés par les caractéristiques de chauffage et de refroidissement de la résistance R1 et du contact 8. Si la charge appliquée par le moteur P sur l'alimentation de courant croit, en raison d'une quantité suffisante de liquide à pomper, le relais 7 est rendu conducteur, de sorte que la pompe continue à fonctionner sans arrêt tant qu'il y a suffisamment de liquide. Comme mentionné précédemment, les intervalles auxquels la pompe est démarrée et arrêtée sont déterminés par les caractéristiques de chauffage et de refroidissement de la résistance RI et du contact répondant à la chaleur 8. Le délai entre le démarrage et l'arrêt du moteur de pompe P peut être ajusté en faisant passer un courant faible à travers une résistance R2 (figure 1) pour allonger le temps pris par la résistance R1 pour se refroidir. La grandeur de la résistance R2 et aussi l'intensité du courant peuvent être rendues variables, de sorte que l'intervalle entre le démarrage et l'arrêt de la pompe peut être réglé à une grandeur de temps choisie. Le circuit de courant que traverse le courant faible à travers la résistance R1 est le suivant : phase S, bornes 3-13, a-20, résistance R2, borne 21, résistance R1, borne 18, contact 16, interrupteur 9, et phase T. En outre les éléments de circuit de courant représentés peuvent être remplacés par des équivalents techniques et, en conséquence, le relais sensible au courant 7 peut, par exemple, être remplacé par un élément répondant à la température. En outre le contact 8 et la résistance R2 peuvent être remplacés par un interrupteur dans le circuit I adapté pour être fermé lorsque le niveau du liquide délivré par la pompe immergée excède un niveau déterminé qui peut être ajusté à volonté. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif de sécurité contre les surcharges pour moteur électrique à charge variable, caractérisé par des moyens sensibles connectés en un point du circuit d'alimentation de courant au moteur qui répondent à une grandeur correspondant à la charge appliquée au circuit par le moteur, ces moyens étant adaptés pour couper l'alimentation de courant au moteur après un délai fixe lorsque cette grandeur tombe au dessous d'une valeur limite fixe déterminée et rétablir le circuit d'alimentation de courant au moteur après un autre intervalle déterminé ou en réponse au palpage d'une seconde grandeur, ce qui évite notamment la marche à vide d'une pompe immergée faute de liquide. 2 ) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé par ce que les moyens sensibles comprennent un relais sensible au courant qui est traversé par le courant du moteur. 30) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé par ce que l'organe sensible comprend un élément répondant à la chaleur qui est chauffé par le courant allant au moteur. 4 ) Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé par ce que le relais sensible au courant est adapté pour connecter lorsque se décroche un organe répondant à la chaleur quand il est chauffé par un courant déterminé. 50) Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé par ce que le moyen répondant à la chaleur est une résistance traversée par le courant lorsque le relais décroche et adaptée pour chauffer un contact répondant à la chaleur lorsqu'il est connecté dans un circuit actionnant le contacteur du moteur et qui coupe ce circuit. 60) Dispositif conforme aux revendications > 2, 4 ou 5, caractérisé par ce que l'excitation et la désexcitation du relai sensible au courant est retardée. 70) Dispositif conforme aux revendications 5 ou 6, caractérisé par des organes qui font passer un courant permanent à travers la résistance pour retarder son refroidissement. 80) Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé par ce que l'organe de maintien de courant est réglable manuellement pour ajuster le temps de refroidissement de la résistance. 90) Dispositif conforme à la revendication i, caractérisé par ce que la seconde grandeur est le niveau d'un liquide à élever par une pompe.