Brevet FR2128609A1 — publié le 19721020

Cette invention est relative à des circuits de sécurité pour moteurs électriques actionnés par impulsions. Comme on le sait, un moteur électrique actionné par impulsions est normalement commandé par des thyristors ou par d'autres valves 5 électroniques ou semi-conducteurs qui reçoivent des impulsions de marche et par suite découpent en impulsions intermittentes l'envoi du courant au moteur. Le circuit électrique de commande d'un tel moteur doit normalement comprendre un circuit de sécurité qui empêche la marche du moteur si quelque défaillance intervient. 10 Bien que de nombreux circuits de sécurité différents puissent être ainsi incorporés, il subsiste une grave difficulté, du fait qu'un circuit de sécurité peut lui-même être ou devenir défaillant et manquer à détecter une défaillance dans le circuit qu'il contrôle, ou bien manquer à mettre le moteur hors tension. 15 l'invention vise en conséquence à réaliser un circuit de sé curité se vérifiant lui-même, comprenant au moins une boucle oscillante couplée au circuit qu'elle contrôle et à un relais pour arrêter le moteur. Des signaux de fréquence relativement élevée ne peuvent passer 20 la boucle que si ses éléments et le circuit de sécurité lui-même sont dans des conditions correctes de fonctionnement. Ces signaux n'affecteront pas de façon néfaste le fonctionnement normal du moteur et de son circuit. Si quelque défaillance, même dans le circuit de sécurité lui-même, intervient, les oscillations cessent, 25 et le relais agit pour arrêterle moteur. Les principales conditions qu'il faut contrôler par un circuit de sécurité sont normalement l'excès de courant d'induit et la conduction des éléments de commutation dans le circuit de découpage. A cet effet, le circuit de sécurité peut avoir deux boucles oscil-50 lantes, l'une couplée aux circuits de découpage, et l'autre couplée de façon à répondre au signal de sortie d'un circuit sensible au courant d'induit, et l'arrêt du moteur peut être effectué seulement si les deux boucles sont arrêtées. De préférence, le moteur a deux bobinages inducteurs série 35 opposés, et le moyen pour arrêter le moteur est constitué par un relais agencé pour court-circuiter ensemble ces bobinages, de telle sorte qu'il en résulte un flux de champ pratiquement nul. Une exécution de l'invention sera décrite en se référant aux figures suivantes, données à titre d'exemples non limitatifs : 40 La figure 1 est un schéma d'un moteur typique commandé par BAD ORIGINAL^ 72 07530 2128609 impulsions et de son circuit de marche qui lui est combiné ; et la figure 2 est un schéma d'un circuit de sécurité à employer avec le circuit de la Figure 1. La figure 1 représente dans ses grandes lignes une configuration connue d'un moteur et de son circuit de commande. Une batterie 1 fournit du courant à un moteur série 2, consistant en un induit 3 et en deux bobinages inducteurs série opposés 4 et 5. L'un des bobinages inducteurs du moteur est mis sous tension pour chaque sens de marche, avant ou arrière, du moteur. Deux bobines 6 et 6a sont en série avec l'induit pour fournir un flux magnétique correspondant au courant d'induit, à des circuits de régulation respectifs décrits ci-après. Un relais 7» usuellement dénommé contac-teur de ligne, a ses contacts en série avec la batterie. Avec chaque bobinage inducteur est combiné l'un de deux circuitsde commande semblables 8 et 9» Ces circuits de commande sont composés chacun d'un circuit de découpage 10, d'un circuit de déclenchement 11 et d'un circuit sensible à l'intensité 12 dont fait partie l'une des bobines 6 et 6a. Le circuit de découpage 10 consiste essentiellement en un thyristor 13 qui est rendu conducteur, pour laisser du courant d'induit passer dans le moteur, par une impulsion sur sa gâchette, un thyristor 14 rendu conducteur par une impulsion sur sa gâchette et un condensateur 15 qui est connecté entre les anodes des thyris-tors et provoque l'extinction de la.conduction de l'un des thyris-tors quand l'autre thyristor, quel que soit ce dernier, est rendu conducteur. A cet effet, il est désirable de charger le condensateur vers la tension de la batterie quand le thyristor 13 est conducteur, et c'est pourquoi le circuit comprend un transformateur dont le primaire 16 est en série avec le thyristor 13 et dont le secondaire 17 est en série avec une diode 18 dans une branche parallèle au thyristor 14. Dans le circuit sensible à l'intensité, la bobine 6 ou la bobine 6a, respectivement, produit un flux magnétique à travers une résistance magnétiquement sensible disposée dans un circuit diviseur de tension placé sous une tension constante. Le circuit de déclenchement répond à la tension aux bornes d'une partie du circuit diviseur, et développe une impulsion de marche suivie d'une impulsion d'extinction, lesquelles sont respectivement fournies aux thyristors 13 et 14 du circuit de découpage associé quand la tension captée tombe au-dessous d'une valeur (telle que douze pAD ORIGINAL 72 07530 2128609 volts) associée à un courant d'induit relativement faible. Le circuit que l'on vient de décrire à titre d'exemple correspond aux parties intéressées du circuit décrit au brevet britanique 1 191 391, auquel on peut se reporter pour détails complémentaires. 5 Le circuit de la figure 1 comprend aussi un relais 19 dont la bobine 20 est normalement alimentée pour maintenir le relais ouvert. Le relais peut se fermer pour court-circuiter les extrémités des bobinages inducteurs opposées à l'induit 3. Tout courant circulant dans la boucle de deux bobinages ainsi formée produira sur 10 l'induit des couples égaux et opposés, de sorte que le moteur est alors efficacement arrêté. La figure 2 représente, en partie schématiquement, le circuit de sécurité. Il comprend un oscillateur transistorisé 21 à onde rectangulaire qui exige pour l'entretien des oscillations un pas-15 sage non freiné de signaux par l'une au moins de deux boucles à réaction 22 et 23. Un bou.de 22 est constitu ée par un circuit amplificateur 24 à transistor qui est couplé à un circuit polarisé 25. Ce circuit polarisé est connecté par l'intermédiaire d'un circuit OU 26 aux anodes du thyristor principal 13 de chaque circuit 20 de découpage, et fonctionne pour arrêter la boucle oscillante correspondante en bloquant le circuit à transistor si le potentiel, à la jonction d'anode est bas. Un potentiel constamment bas à cette jonction est une condition susceptible de provoquer une alimentation continue d'un circuit de moteur à basse résistance, et 25 d'endommager ainsi le circuit, ou de faire échapper un camion entraîné par le moteur, ou l'un et l'autre. L'autre boucle est constituée par un circuit amplificateur 27 à transistor, qui est couplé à un circuit polarisé 28. Ce circuit polarisé est alimenté par la sortie du circuit 12 sensible à l'in-30 tensité d'induit; si le courant d'induit atteint une limite marquée par une sortie de seize volts du circuit sensible à l'intensité, le circuit polarisé bloque le circuit à transistor, et arrête ainsi la boucle qui lui est combinée. Les deux boucles oscillantes, qui ont été simplifiées sur la 35 figure 2 pour faciliter la compréhension, comprennent le transistor de puissance 29. Ce transistor commande en parallèle les bobines 7a et 20 du contacteur de ligne 7 et du relais 19. Ces bobines sont montées ensemble en série avec les contacts 30 normalement fermés d'un relais 31 normalement alimenté, qui est commandé par l'oscil-40 lateur. Le relais reste alimenté tant que l'oscillateur 21 continue BAD ORIGINAL 72 07530 4 2128609 à osciller. Ce fonctionnement peut être réalisé simplement en disposant la bobine 32 du relais en série avec le circuit collec-teur-émetteur dfun transistor commutateur dans l'oscillateur, et en plaçant une diode de retour libre 33 en parallèle sur la bobine, 5 de sorte que, pourvu que le transistor commute à répétitions en concordance avec le fonctionnement de l'oscillateur, la bobine reçoit un courant suffisant pour maintenir ses contacts fermés. Divers agencements appropriés à cet effet apparaîtront facilement aux spécialistes. 10 Ainsi le circuit de sécurité est prévu principalement pour éviter la condition de thyristors constamment conducteurs et d'un courant d'induit élevé. Si cette condition se présente, les boucles pouvant osciller sont toutes les deux arrêtées, le transistor de puissance et le transistor commutent au repos, et les bobines ne 15 sont plus alimentées. Aucun courant ne peut plus atteindre le moteur, et tout courant résiduel dans le moteur provoque un couple minimal dû. à la mise en court-circuit mutuel des bobinages inducteurs opposés. On remarquera que l'arrêt des boucles ne dépend pas d'une 20 construction particulière du circuit sensible au courant d'induit ou d'un circuit de découpage particulier, mais comporte seulement une réponse à une tension de fonctionnement appropriée. Le principe général d'arrêter la boucle peut donc être étendu à presque toutes les parties du moteur ou du circuit qui lui est combiné. 25 Normalement les impulsions alimentent le moteur pendant des durées d'une milliseconde chacune environ ; l'oscillateur à onde rectangulaire peut par exemple émettre des impulsions durant cent vingt microsecondes, séparées par des intervalles compris entre dix et quarante microsecondes. Ces dernières impulsions ont ainsi 30 une fréquence élevée par rapport à la fréquence de commande par impulsions du moteur. ®AO ORIGINAL 72 07530 2128609 REVENDICATIONS t.- Circuit comprenant un moteur, un circuit de commande pour alimenter le moteur par des impulsions de courant, un circuit de sécurité agencé pour contrôler des éléments sélectionnés du circuit 5 de commande et un relais pour arrêter le moteur, caractérisé en ce que le circuit de sécurité oscille à une fréquence relativement élevée et comprend au moins une boucle fermée et des moyens pour arrêter la boucle à l'occurence de conditions déterminées dans le circuit de commande, et en ce que ledit relais fonctionne pour 10 arrêter le moteur en l'absence d'oscillation dans le circuit oscillant de sécurité. 2.- Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande comprend un thyristor en série avec le moteur et un circuit sensible apte à donner un signal de sortie 15 indiquant la grandeur du courant d'induit du moteur, et en ce que le circuit oscillant de sécurité comprend deux boucles oscillantes distinctes, des moyens pour arrêter l'une des boucles quand ledit thyristor est conducteur, et des moyens pour arrêter l'autre boucle quand ledit signal de sortie atteint un niveau déterminé. iO 3»- Circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit relais est normalement ouvert et sous tension, et est agencé quand il se ferme pour court-circuiter ensemble les extrémités de deux bobinages inducteur.0 série opposés du moteur. 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