Brevet FR2081204A1 — publié le 19711203

L'invention, due à la collaboration de Messieurs Jacques GUERRE et Pierre SELLIER, est relative à un dispositif électronique de déclenchement d'un appareil du coupure du courant, tel qu'un disjoncteur, en cas de surintensité persistante dans un circuit électrique d'alimentation, notamment d'ur. alternateur ou moteur electrique. Les circuits ae protection contre les surcharges, notamment de moteurs électriques, comportent généralement des déclencheurs instantanés du type électromagnétique, qui interviennent en cas de défauts et des dispositifs à retard, par exemple du type thermique. qui provoquent un déclenchement en cas de surcharge limitée mais persistante. La caractéristique de réponse du déclen cheur thermique doit être adaptée aux surcharges admissibles du moteur et les systèmes connus, par exemple à bilame, ne permettent pas d'obterlir une caractéristique variable parfaitement adaptable au moteur protégé. Leur fonctionnement est de plus affecté par des facteurs externes parasites et leur précision et fiabilité sont in- certaines. La présente invention a pour but ae remédier ç ces inconvénients et de réaliser un dispositif électronique de protection simple du type modulaire pouvant être associé à d'autres protections usuelles, par exemple électromagnétioues. Le dispositif électronique de déclenchement selon l'in-- vention est caractérisé par le fait qu'il comprend: un dispositif de mesure de ladite intensité de courant qui émet un signal représentatif dudit courant, un premier circuit comparateur pour comparer ledit signal à une valeur de consigne et pour déclencher un cycle de surveillance d'une durée prédéterminée, quand ledit signal dépasse la valeur de consigne, un deuxième circuit comparateur pour comparer ledit signal à une valeur de référence, fournie par un circuit programmateur et variable suivant un programme prédéterminé par ledit circuit programmateur pendant ledit cycle de surveillance et pour émettre un signal de commande de disjonction lorsque ledit signal dépasse à uii moment donné ladite valeur de référence. Le premier comparateur déclenche une opération de sur veillance, qui s'détend sur une durée de scrutation prédéterminée à la fin de laquelle la surcharge doit entre éliminée ou diminuée suivant une loi de variation fixée par le programmateur sous peine de déclenchement du disjoncteur. La loi de variation Imposée, est bien entendu fonction .de l'appareil surveillé et selon l'invention elle. peut être facilement modifiée par un réglage approprié du programmateur. Selon un développement de l'invention le circuit programmateur comporte un condensateur, dont la tension aux bornes constitue ladite valeur de référence et un circuit de décharge connecté aux bornes du condensateur et à travers leauel se décharge le condensateur durant ledit cycle de surveillance avec une constante de temps appropriée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui v a suivre d'un mode ae mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé, dans lequel La figure 1 représente le schéma synoptique du dispositif de déclenchement selon l'invention; la figure 2 montre le schéma électrique du programmateur selon la figure 1; et la figure 5 représente la loi de variation de la valeur de référence fournie par le programmateur en fonction du temps. Un transformateur d'intensité, représenté par le bloc 1G et. branché sur le circuit d'alimentation d'um moteur (non représenté) ou alternateur, par exemple monoptlasé, fournit un signal représentatif de l'intensité du courant parcourant le circuit d'ali mentation. Le signal éis par le bloc 10 est tralté-uans le bloc 12 qui comporte -un détecteur de erCte fournissant un signal de tension proportionnelle à la valeur de l'intensité mesurée. Le signal de tension du bloc 12 est appliqué à un bloc comparateur 14 et à un bloc comparateur 16.Le bloc comparateur 14 reçoit de plus un signal de valeur de consigne 18 auquel est comparé en permanence le signal de tension du bloc 12 et il émet un signal de déclenchement en cas de dépassement de la valeur de consigne 18, laquelle correspond par exemple à une su intensité de courant de 1.0 fois l'in tenste nominale.Le signal de déclenchement du comparateur 14 dé clee un cycle e de surveillance par actionnement d'un programma- eu 20 cui élabore une valeur de référence variable, suivant un programme prédéterminé, et disponible à' la sortie 24 du programmateur 2C qui est reliée à l'autre entrée du comparateur 16. Le comparateur 16 reçoit donc le signal de tension du bloc 12 et la valeur de référence 24 qui y sont comparés en permanence.La sortie du com- parateur 16 est connectée à un organe ae commande 22 qui commande le déclenchement d'un disjoncteur de protection (non représenté, dudit circuit d'alimentation, lorsque le comparateur 16 détecte une surintensité représentée par le signal du bloc 12, supérieure à la valeur de référence 24 programmée à un moment quelconque. Les éléments constitutifs du circuit selon la figure 1 sont bien connus des spécialistes et 1 est done inutile de les décrire en détails et seul un mode de réalisation d'un programmateur 20 sera décri par la suite en référence a la figure 2. Le comparateur 14 fournit un signal positif de tension V1 en condition normale de fonctionnement, c'est-à-dire sans surcharge, lequel est appliqué aux boires d'un condensateur 28 qui se charge. Une diode 30 est insérée dans ie circuit de charge d con densateur 28 pot isoler en sens inverse le programmateur 20 du comparateur 14. Aux borures du condensateur 2S est connectée diree- tement une résistance 31 et par l'intermédiaire d'une diode 32 et d'un circuit de polarisation 34 une résistance 36.La tension aux borne s du condersateur 28 est lue par un amplificateur 38 à haute impédance d'entrée, dont le sortie 24 fournit la valeur de référence programmée qui est appliquée au comparateur 16. Le fonctionnement du programmateur 20 sera maintenant décrit en se référant aux figures 2 et 3, la figure 9 représentant la courbe de variation de la valeur de référence 24 e fonction du temps au cours d'un cycle de surveillance. Cette variation est réalisée par la décharge du condensateur 2 dans un circuit résistif et par une commutation automatique qui modifie la constante de temps de décharge. L'ordre de déclenchement du programmateur ;0 o-st donné par le basculement du comparateur 14 dont le potentiel de sortie passe d'une valeur @ V1 à une valeur négative. La diode 50 qui permettait la charge du condensateur 28 au potentiel V1 iscle alors le système programme 20 du comparateur 14. Dans une première phase et jusqu'au temps de commuta tton to, le condensateur 2t se décharge simultanément dans les e-- sistances 31 et 36 jusqu'à ce que son potentiel passe au temps to à une valeur inférieure au potentiel Vo de polarisation de la diode 32. Au moment to la diode 32 isole le condensateur 28 de la résistance 36 et la décharge ne s'effectue plus que dans la résistance 31 jusqu'à la décharge complète. Postérieurement à to la variation du potentiel du condensateur 28 est de ce fait notablement plus faible. La tension aux bornes du condensateur 28 est amplifiée dans l'amplificateur 58 pour fournir la valeur de référence ou de programme. L'allure de la courbe programme, illustrée par la figure 5, peut bien entendu être modifiée par des valeurs différentes des résistances 31 et 56, qui affectent la constante de temps des parties de la courbe avant et après le moment de commutation to, et ce dernier peut être réglé par changement de la tension de polarisation V0. L'ensemble du système de protection selon l'invention fonctionne de la manière suivante La mesure d'intensité est faite grâce à un transformateur d'intensité 10 et le signal recueilli donne, après passage dans le détecteur de crête 12, une tension proportionnelle à la valeur de l'intensité mesurée. Cette tension est comparée à une valeur de consigne 18 par le comparateur 14 et lorsque cette valeur de consigne, qui correspond par exemple à 1,05 fois ltintensité nominale, e@ est dé- passée, le comparateur 14 déclenche le programme 20 auquel est comparée par le comparateur 16 l'évolution de l'intensité dans le système à protéger. Le programme reproduit la courbe de la protection recherchée. Si la valeur de l'intensité, dans le système à protéger, devient au cours du programme égale ou supérieure à la valeur de la courbe programme il y a disjonction. La disjonction se produit donc à la double condition que la valeur de consigne de 1,05 intensité nominale soit dépassée à un moment donné et que par la suite la surintensité ne décroisse pas plus rapidement que le programme fixé. La protection est donc du type retardé d'une manière analogue aux protections thermiques usuelles. Le système de protection électronque selon l'invention est de préférence utilisé en combinaison d'une protection électromagnétique laquelle assure la protection instantanée contre les défauts. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté à titre d'exemple au dessin airnexé, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivainces électriques. REVENDIGATIONS 1. Dispositif électronique de déclenchement d'un appareil de coupure du courant, tel qu'un disjoncteur, en cas de surintensité persistante dans un circuit électrique d'alimentation, notamment d'un alternateur ou moteur électrique, caractérisé par le fait qu'il comprend : un dispositif de mesure de ladite intensité de couraiit qui émet un signal représentatIf dudit courant, un premier circuit comparateur pour comparer ledit signal à une valeur de consigne et pour déclencher un cycle de surveillance d'une durée prédéterminée, quand ledit signal dépasse la valeur de consigne, un deuxième circuit comparateur pour comparer ledit signal a une valeur de référence, fournie par un circuit programmateur et variable suivant un programme prédéterminé par ledit circuit programmateur pendant ledit cycle de surveillance et pour émettre un signal de commande de disjonction lorsque ledit signal dépasse à un moment donné ladite valeur de référence. 2. Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit circuit programmateur comporte un condensateur, dont la tension aux bornes constitue ladite valeur de référence et un circuit de décharge, connecté aux bornes du condensateur à --ravers lequel se décharge le condensateur durant ledit cycle de surveillance avec une constante de temps a- propriée. S. Dispositif électronique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit circuit de décharge comporte au moins une résistance de décilarge et un élément de commutation automatique modifiant ia valeur de la résistance lorsque la tension aux bornes du condensateur franchit une valeur donnée. 4. Dispositif électronique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit élément de commutation est constitué par une diode polarisée à un potentiel donné. 5. Dispositif électronique selon la reendication 4, caractérisé par le fait que ledit potentiel de polarisation de la diode et les valeurs de ladite résistance de décharge du condensateur sont déterminés de telle manière que ladite variation de la valeur de référence corresponde à la protection thermique recher cae e.