Brevet FR2037068A1 — publié le 19701231

- 1 - 2037068 L'invention concerne un dispositif de conjsinde d'un organe de réglage, par exençle d'une soupape, à l'aide d'un moteur asynchrone que des éléments différents de commutation peuvent faire tourner dans un sens ou dans l'autre, un dispositif sensible aux surintensités mesurant le courant circulant dans le moteur et étant capable de commander les éléments de commutation pour couper l'alimentation de ce moteur. Les transmetteurs de la position de l'organe-de réglage, par exemple les interrupteurs classiques de fin de course, qui sont nécessaires à la protection des pièces mécaniques et que les parties mobiles de l'organe de réglage déclenchent mécaniquement, compliquent considérablement la commande de cet organe mécanique de réglage, tel qu'une soupape placée dans un conduit d'une centrale à vapeur. Par ailleurs, il est difficile de les régler exactement ; de plus, leur précision et leur fiabilité sont très souvent Insuffisantes. L'invention concerne donc une commande de régulation permettant de supprimer ces interrupteurs de fin de course. Le principe sur lequel l'invention est basés consiste à détecter la position limite de l'organe de réglage, en vue de l'émission d'un ordre de coupure,non plus par sa détermination directe, mais par le fait que l'intensité du courant circulant dans le moteur de commande dépasse un seuil prédéterminé. On connaît certes des commandes de ce type qui comportent des disjoncteurs protégeant le Moteur contre les surintensités at comeod*nt le disjoncteur principal de connexion au réseau. Ces disjoncteure ne conviennent pas à la solution du problème posé, non seulement en raison de leur inertie, mais également du fait qu'ils empêchent toute remisa en circuit, et donc également un redémarrage en sens inverse à partir d'une position limite. Par contre, selon une particularité essentielle de l'invention, le dispositif de mesure sensible aux surintensités commande l'un ou l'autre des éléments de commutation affecté au sens de rotation dans lequel le moteur se trouve branché. L'invention est applicable à la coupure de l'alimentation du moteur arrivé dans une position limite de réglage aussi bien dans les dispositifs comportant un régulateur commandant la position des organes de réglage dans une plage continue que dans les dispositifs dont l'organe de réglage ne peut occuper que deux positions définies. L'invention est appliquée de préférence à ces derniers dispositifs, car ceux-ci sont réalisables de manière particulièrement sinçjle et économique en association avec la commande de régulation selon l'invention. Il est bien entendu qu'un arrêt anticipé de l'émission des signaux d'enclenchement permet également de placer les organes de réglage de ce type dans des positions intermédiaires. Un dispositif pouvant être prévu pour empêcher que la consommation accrue de courant pendant la phase de montée en vitesse du moteur ne provoque une coupure prématurée de l'alimentation de ce dernier permet pendant cette BAD ORIGINAL 70 01918 - 2 - 2037068 phase une augmentation de l'intensité du courant circulant dans ce moteur sans coupure de l'alimentation de ce dernier pendant un intervalle prédéterminé de temps. H est, de plus, possible de prévoir un dispositif de blocage destiné à protéger efficacement les éléments, mobiles de l'organe de réglage contre les contraintes mécaniques exagérées et empêchant le réenclenchement dans le sens de rotation précédent lorsque le dispositif de mesure de l'intensité du courant^coupé l'alimentation du moteur, le signal d'enclenchement du moteur en sens inverse désamorçant ce dispositif de blocage. Si, par ailleurs, l'organe de réglage est réalisé de manière que l'effacement du signal d'enclenchement permette le-réglage de ses positions intermédiaires, il est préférable que le circuit logique comporte des éléments de retard ne permettant le réenclenchement du moteur à la suite d'une coupure de l'alimentation de ce dernier qu'à la fin d'une période prédéterminée de temps. Cette disposition enqpêche des signaux d'enclenchement répétés à de brefs intervalles de temps de charger le moteur en courant de démarrage d'intensité accrue et donc de lui imposer des contraintes thermiques exagérées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé illustrant un mode de réalisation donné à titre explicatif, mais nullement limitatif. Sur ce dessin : la figure -unique est un schéma de commande de régulation d'une soupape à deux positions, limites définies, c'est-à-dire une soupape à positions ouverte ou fermée. La commande de régulation comprend un moteur asynchrone 2 qui règle la position d'une soupape 4 dans un conduit 5 par l'intermédiaire d'une transmission 3. Des conducteurs 6, 7 et 8 passant par des éléments de commutation 9v et 9r ainsi que par uiï dispositif ampèremétrique 11 relient le moteur 2 aux trois phases- R, S et T d'un réseau triphasé 12. Un disjoncteur principal non représenté peut également être prévu entre le dispositif 11 et le réseau 12. Les commutateurs représentés 9v et 9r sont des interrupteurs mécaniques commandés par électro-aimants l^v et 13r. On remarque que les éléments et signaux jumelés représentés sur le dessin et commandant les déplacements de l'organe de réglage soit dans le sens de l'ouverture, soit dans le sens de fermeture portent les mimes références avec l'indice "v" pour l'ouverture et l'indice "r" pour la fermeture. Les composants d'un circuit logique 15 de commande de l'enclenchement et de la coupure de l'alimentation du moteur 2 sont représentés par des symboles plus ou moins normalisés, généralement utilisés aux EDA et formés d'éléments connus en technique des circuits numériques. Les signaux utilisés dans le circuit Xogxque 15 sont tous des tensions! électriques, BAD ORiGINAL 70 01918 - 3 - 2037068 L'enclenchement du moteur 2 s'effectue à l'aide de deux interrupteurs l6v ou l6r à bouton-poussoir qui envoient dessignaux d'enclenchement av ou ar d'une source 20 de tension positive à deux opérateurs ET I8v et l8r. Le dispositif ampèremétrique 11 comporte pour chaque phase R, S et un de mesure 5 T du. reseau triphasé/transformateur / 21 dont la terminaison du secondaire de chacun d'eux comprend une résistance 22 et qu'une connexion place au potentiel nul ou de référence 23 du dispositif de commande 15. Des diodes 2k envoient les potentiels des jonctions 25, qui sont fonction des courants circulant dans les résistances 22, en parallèle sur la sortie 26 du dispositif 11. Ainsi, la 10 valeur momentanée de la tension U 26 apparaissant au point 26a est égale à la valeur maximale des courants circulant en un instant quelconque dans les conducteurs 6, 7 et 8. Le potentiel U 26 au point 26a détermine le signal de sortie c du dispositif île mesure 11. Là fonction et le mode d'action du diviseur de-tension formé par les résistances 27 et 28 ainsi que ceux d'un transistor 15 29 coopérant avec ce dernier et constituant un interrupteur seront décrits plus bas. Le signal c qui, conformément à l'invention, constitue le signal de coupure de l'alimentation du moteur 2 lorsque la soupape 4 parvient dans l'une de ses deux positions limite, forme le signal d'entrée d'un déclencheur 20 30 à la sortie duquel apparaît un signal d dès que le signal positif c prédomine un second signal négatif d'entrée e qui représente une consigne fixe du courant maximal admissible I circulant dans le moteur 2. max Cette montée de l'intensité du courant circulant dans le moteur se produit toujours lorsque l'organe de réglage qu'il commande est fortement 25 freiné, c'est-à-dire soit lorsqu'il parvient dans l'une de ses deux positions limite, soit en cas de dérangement. Le signal d produit' conformément à l'invention peut donc former également de manière connue un signal de sécurité provoquant la coupure de l'alimentation du moteur 2 en cas de dérangement, par exemple lorsqu'un corps étranger coincé entre le corps de la soupape 4 et son 30 siège l'empêche d'atteindre sa position limite de fermeture. Les signaux de sortie d du déclencheur 30 parviennent sur deux opérateurs ET 31v et 31r dont l'autre condition de déclenchement est la réception de l'ordre d'enclenchement soit av pour le branchement du moteur dans le sens d'ouverture (opérateur ET 31v) soit ar pour le branchement de ce moteur dans 35 le sens de fermeture (opérateur ET 31r). La figure montre qu'à partir du déclencheur.30» les opérateurs ET 31 ainsi que les autres composants du circuit logique 15 sont jumelés à quelques exceptions près qui seront décrites en détail. XL suffit donc de décrire avec précision un seul circuit suivi par le signal qui provoque l'enclenchement et 40 l'arrêt du moteur dans le sens d'ouverture de la soupape. Le mode d'action du circuit suivi par l'autre signal se déduit de manière analogue par interver 70 01918 - k - i U J / \J\J\J sion des signaux spécifiques de commutation dans un sens déterminé. Ainsi, par exemple, la condition d'enclenchement av correspond à l'opérateur ET 31v et la condition d'enclenchement ar correspond à l'opérateur ET 31r, etc. L'opérateur ET 31v est suivi dans le sens de progression des signaux par une mémoire 32v qui conçorte un état déterminé de dé cl eneîiemsrrt; ô Cette mémoire est formée d'une bascule bistable de type connu qui est amenée à l'état initial ou conducteur représenté non seulement lorsqu'un signal est présent à son entrée A, mais également lorsqu'elle reçoit une tension d'alimentation. La mémoire comporte, en plus de son entrée A,une seconde entrée B, mais cependant, une seule sortie X. Un signal gv apparaît à cette dernière dès que la mémoire J2v est basculée en position représentée par branchement de la tension d'alimentation ou par apparition d'un signal ar à son entrée A. Cependant, si le signal de sortie fv de l'opérateur ET 31v parvient à l'entrée B de cette mémoire 32v et la fait basculer à l'autre état, le signal gv disparaît de sa sortie X et il en est donc de même pour la condition de déclenchement de l'opérateur ET 18v. L'opérateur ET i8v transmettant par sa sortie l'ordre de fermeture hv de l'interrupteur 33v qui» de son côté ferme le circuit du courant passant par 1'électro-aimant 13v et donc par le commutateur qui fait tourner le moteur dans le sens d'ouverture de la soupape, la disparition du signal gv constitue, conformément à l'invention,!'ordre de coupure de l'alimentation du moteur 2 tournant dans le sens mentionné. Lorsque le signal av est présent à l'entrée de l'opérateur ET 31v, l'apparition du signal d et donc celle d'une surintensité dans les conducteurs 6 à 8 provoquent l'arrêt voulu du moteur 2 en position correspondant à celle d'ouverture de la soupape. Ce circuit, dans lequel il faut un signal ar et donc un ordre d'enclenchement du moteur dans le sens de fermeture de la soupape pour que la mémoire 32v rebascule à l'état initial, afin que la condition gv nécessaire à la • A'ordre transmission de/ d'enclenchement du moteur dans le sens d'ouverture soit transmise a l'entrée de 1' opérateur ET 18v, constitue un dispositif de blocage qui empêche le moteur d'être réenclenché dans le sens de rotation précédent lorsque le dispositif ampèremétrique 11 en a coupé l'alimentation. Le signal d'enclenchement ar provoquant le démarrage du moteur dans le sens opposé libère ce dispositif de blocage. L'opérateur ET I8v reçoit encore deux autres conditions qui lui permettent d'être conducteur et qui doivent être présentes avec les signaux av et gv pour qu'un signal hv apparaisse à sa sortie ; l'une de ces conditions supplémentaires/représentée par le signal hr, donc par l'ordre de fermeture des interrupteurs 33r et 9r lors du démarrage du moteur dans le sens de fermeture lie la soupape. Ce signal hr subit une inversion dans un opérateur NON y+v et ',1e signal hr (signal complémentaire de hr) est injecté dans l'opérateur ET I8v. i'ja présence de ce signal hr à l'entrée de l'opérateur ET I8v indique qu'il 70 01918 2037068 - 5 - n'existe aucun ordre d'enclenchement du moteur 2 dans le sens de fermeture de la soupape. Ce signal hr empêche donc la transmission simultanée de signaux contradictoires h d'enclenchement dans les deux sens de rotation du moteur. La dernière des quatre conditions permettant à l'opérateur ET 18v d'être conducteur est le signal de sortie k émis par un relais de temporisation . 35 et, comme le montre le dessin, agissant sur cet opérateur de la même manière que les autres conditions lui permettant d'être conducteur. Le relais de temporisation 35» qui est formé d'une bascule monostable de type connu, émet un signal de sortie k lorsqu'un signal m est présent à son entrée. Si le signal d'entrée m disparaît, le signal de sortie k disparait également, mais il reparaît toutefois à la fin d'un intervalle de temps déterminé par la valeur des composants d'un circuit RC que contient la bascule, même lorsque le signal m est absent à l'entrée de cette dernière. Si donc, un signal a d'enclenchement est émis avant la réapparition du signal k après une coupure, donc après une disparition du signal m, l'enclenchement est retardé jusqu'à la fin de l'intervalle de temps. Celui-ci "est choisi de manière que le moteur 2 parvienne au moins approximativement au repos à la suite d'une coupure de son alimentation par disparition de l'ordre d'enclenchement a - donc non pas par le dispositif il -. A la fin de l'intervalle de temps, le moteur est enclenché lorsqu'un signal a est présent et un signal m réaparaît à l'entrée du relais de temporisation 35 sans que son éignal de sortie k n'en soit modifié en aucune manière avant la coupure suivante. La présence du signal k réalise donc la condition d'enclenchement en fonction de laquelle le moteur ne peut être reenclenché qu'avec un certain -retard après que son alimentation a été coupée. Le relais de temporisation 35 empêche donc, comme mentionné précédemment, que les signaux d'enclenchement a ne puissent être émis à de brefs intervalles de temps par des poussées répétées sur l'interrupteur correspondant 16 à bouton-poussoir. L'allure du signal d'entrée m et celle du signal de sortie k du relais de temporisation sont représentées en fonction du temps t dans le symbole 35 de la figure. Le signal m est émis à la sortie d'un opérateur OU 36 lorsque l'entrée de ce dernier reçoit lfun des ordres de fermeture hv et hr des interrupteurs 33» Par ailleurs, le signal m parvient à un second relais de temporisation 37. Celui-ci est également formé d'une bascule monostable. Il est complémentaire du relais de temporisation 35 mentionné précédemment et il a une autre constante de temps qui, dans ce cas, est plus courte. La désignation "complémentaire" signifie non pas que lors de l'interruption du signal d'entrée m, le signal de sortie portant la référence p disparaît également pendant un certain temps, mais que lorsque le signal m apparaît pendant un certain temps, un signal de sortie p est présent, mais redisparaît après un certain tençs lorsque le 70 01918 - 6 - 2037068 signal d'entrée m subsiste. Las allures du signal d'entrée m et du signal de sortie p du relais de temporisation 37 sont également portées en fonction du temps t dans le symbole 37 du dessin» Le signal p arrive par l'intermédiaire d'une résistance ohmique 38 sur la base d'un transistor 29 qu'il rend conducteur pendant la durée de sa présenee. Ainsi, pendant le temps que dure l'impulsion du signal de sortie p du relais de temporisation 37, un diviseur de tension 27 et 28 divise le signal c dans le rapport de ces résistances, de sorte que pendant ce temps, le signal d'entrée c du déclencheur 30 est artificiellement abaissé. IL est ainsi certain qu'un courant dont l'intensité dépasse d'une valeur déterminée la consigne fixe i$nax et qui est nécessaire au moteur 2 pendant sa phase de montée en vitesse peut circuler dans ce dernier. H est rappelé que l'invention n'est pas limitée à l'exençle décrit de réalisation de l'organe de réglage ne pouvant occuper que deux positions définies, mais qu'elle est également applicable à de tels organes à réglage continu et qu'un transmetteur de position peut placer à tout niveau bien défini entre les deux positions limites. 31 est par ailleurs possible légalement de réaliser le circuit logique 15 en commande par une technique analogique ou de commander le moteur asynchrone par un courant monophasé au lieu du courant triphasé. H va de soi que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 70 01918 - 7 - 2037068 REVENDICATIONS 1. Commande de régulation à moteur asynchrone qui assure les déplacements d'un organe de réglage, par exemple d'une soupape, et que des éléments différents de commutation permettent de faire tourner dans l'un ou l'autre 5 sens, un dispositif de mesure sensible aux surintensités du courant circulant dans le moteur étant capable de commander la coupure de l'alimentation de ce dernier par des éléments de commutations, ladite commande de régulation étant caractérisée en ce que ledit dispositif de mesure sensible aux surintensités commande celui desdits éléments différents de commutation qui est affecté au 10 sens de rotation dans lequel le moteur se trouve branché. 2. Commande de régulation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un dispositif permet une augmentation de l'intensité du courant circulant dans le moteur pendant un intervalle de temps prédétermine de la phase de montée en vitesse sans coupure de l'alimentation» 15 3* Commande de régulation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un dispositif de blocage empêche le réenclenchement du moteur dans le sens de rotation précédent lorsque ledit dispositif de mesure sensible aux surintensités a coupé l'alimentation, le signal d'enclenchement du moteur en sens inverse désamorçant ce dispositif de blocage. 20 4. Commande de régulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit logique comporte un dispositif de retard qui ne permet un réenclenchement du moteur, à la suite d'une coupure de l'alimentation de ce dernier, qu'à la fin d'un temps de durée prédéterminé.