Brevet FR2138093A1 — publié le 19721229

L'invention concerne -un appareil de couplage à semi-conducteurs pour moteur synchrone. Les commutateurs à programme pour machines à laver le linge et la vaisselle ou pour des sèche-linge com— 5 portent de petits moteurs synchrones destinés à actionner les moyens de couplage. Ces moteurs sont généralement mis en et hors circuit à l'aide de relais ou de simples contacts mécaniques, lesquels sont alors soumis toutefois à une usure correspondante. 10 Les thermostats prévus pour influencer les mécanismes commutateurs à programme, tels qu'ils sont utilisés, par exemple dans des machines à laver pour mesurer la température de la lessive ou dans des sèche-linge pour mesurer la température de l'air, possèdent pa-15reillement une longévité relativement faible, car ils connectent directement la tension du réseau. Il est connu en outre de commander des moteurs synchrones par l'intermédiaire de triacs ou d'amener au moteur une demi-onde du réseau au moyen d'un thyristor, tan-20 dis que l'autre demi-onde du réseau est appliquée en permanence au moteur à travers une diode. Dans leur application à des appareils ménagers, ces deux dernières solutions présentent néanmoins certains inconvénients, dus à ce que les triacs sont "beaucoup trop coûteux pour cet usage et nécessi-25 tent de plus deux impulsions d'allumage par période. Un moteur synchrone commandé par thyristor et diode n'est jamais entièrement sans courant. Il est alimenté en demi-ondes et produit des "bruits importants, car il n'est jamais complètement sans courant. 30 La présente invention a pour but de réaliser pour un moteur synchrone, plus particulièrement destiné à être utilisé dans un commutateur à programme, un appareil de couplage'de construction simple et économique, ne nécessitant, si possible, aucun semi-conducteur coûteux, mais capable de 55 fournir au moteur les deux demi-ondes. Cet appareil doit permettre d'alimenter un moteur synchrone de façon qu'il soit totalement sans courant à l'arrêt. Le dispositif d'allumage doit, de plus, pouvoir être influencé sous la dépendance d'un signal d'entrée, par exemple provenant d'un thermostat. 40 Comparativement aux appareils connus, l'objet 72 17827 2 2138093 de l'invention offre l'avantage de conduire à une installation entièrement électronique, qui n'est soumise à aucune usure. En raison de l'utilisation de semi-conducteurs simples, l'appareil peut cependant être fabriqué à un prix 5 très avantageux. A l'arrêt le moteur synchrone reste totalement sans courant. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 10 La figure 1 représente un exemple de réalisation, dans lequel l'appareil de couplage est influencé par un thermostat ; la figure 2 représente un autre exemple de réalisation avec un thermostat monté en pont ; 15 les figures 3a à 3e montrent sous la forme de diagrammes différentes allures de la tension et de l'intensité du moteur en marche, pour l'exemple de réalisation suivant la figure 1 ; les figures 4a à 4c_ montrent sous la forme 20 de diagrammes différentes allures de la tension et de l'intensité du moteur à l'arrêt pour l'exemple de réalisation suivant la figure 1 ; les figures 5a à 5ç montrent différentes allures de la tension pour l'exemple de réalisation suivant 25 la figure 2 ; la figure 6 représente un exemple d'application de l'objet de l'invention dans un commutateur à programme . Un moteur synchrone 4 (figure 1) est branché 30 d'un côté directement à un réseau 8 et de l'autre côté à ce même réseau par l'intermédiaire d'un condensateur 3» d'une diode 2 et d'une résistance 1. En parallèle au couplage en série formé du condensateur 3 et du moteur synchrone 4 est branché un couplage en série comprenant un thyristor 6 et une 35 résistance 5* Le thyristor 6 est amorcé par un allumeur 9. A l'arrêt du moteur synchrone 4, le thyristor 6 reste bloqué en permanence. A l'instant où l'appareil est raccordé au réseau 8, il circule à travers le moteur pendant un temps très court un courant qui charge le condensateur 3> 40 Le moteur reste sans courant dès que la charge du condensateur 3 a pris fin. 72 17827 3 2138093 Pour que le moteur synchrone 4 démarre, le thyristor 6 est allumé toujours au commencement de la demi-onde négative du réseau dans l'exemple de réalisation suivant la figure 1, tandis qu'il demeure "bloqué pendant la demi-onde 5 positive du réseau (figures 3a à 3d). On suppose que le condensateur 3 est chargé au début de l'opération. Au cours de la première demi-onde négative, la diode 2 est bloquée, alors que le thyristor 6 est conducteur (figures 3b» 3c et 3d). Le condensateur 3 se décharge donc à travers le moteur 10 synchrone 4 et le thyristor 6, de sorte que le courant circule du condensateur 3 en direction de la fléchie 16. Pendant la demi-onde positive, le thyristor 6 n'est pas allumé, c'est-à-dire est bloqué (figure 3d), cependant que la diode 2 est ouverte (figure 3b). Il en résulte que le condensa-15 teur 3 est de nouveau chargé à travers le moteur synchrone 4 par un courant circulant à l'opposé de la direction de la flèche 16. En raison des opérations sus-décrites, un courant alternatif peut par conséquent circuler par le 20 moteur synchrone 4. Moyennant un dimensionnement approprié du condensateur 3 (par exemple résonance avec l'in-ductivité du moteur), il est possible de maintenir le courant approximativement sinusoïdal. Les résistances 1 et 5 sont destinées seu— 25 lement à li.mi.ter le courant pour le cas où le thyristor 6 s'allume par suite d'un incident pendant la demi-onde positive du réseau. Le thyristor 6 reste toujours bloqué lors d'un arrêt voulu du moteur 4. La diode 2 s'ouvre pendant la 30 première demi-onde positive du réseau (figure 4a). Au commen-. cernent de l'arrêt du moteur, une brève impulsion de courant traverse le moteur (figure 4b) et charge le condensateur 3« Une fois terminée la charge du condensateur 3» le moteur reste sans courant (figure 4c). La tension au condensateur 3 présente 35 l'allure visible à la figure 4b. Un autre exemple de réalisation va être décrit maintenant en référence à la figure 2. Le thermostat 7 schématisé dans la figure 1 est matérialisé ici par un couplage en pont, se composant de résistances 10, 11, 12 et 13» I*a ré-40 sistance 12 constitue un palpeur de température, par exemple. 72 17827 4 2138093 formé d'une résistance à coefficient de température négatif. Au pont est appliquée une tension u^, prise sur le réseau 8 au moyen d'un condensateur 15» Etant donné que la tension n'est que de 10 V environ pour un réseau à 220 Y par 5 exemple, le rapport entre la résistance capacitive et la résistance totale du pont doit être assez grand pour que la tension u^ soit déphasée de 90e à peu près sur la tension du réseau. Lorsque la résistance 12 (figure 2) s'échauffe 10 proportionnellement à la température, un transistor 14 constituant l'allumeur 8 proprement dit commence à devenir conducteur. Ce transistor 14 est toujours conducteur en premier lieu au moment où la tension alternative a atteint son maximum négatif, ce qui est le cas au passage par le zéro 15 de la tension du réseau, ainsi qu'il ressort des figures 5a, 5h et 5c. Une tension négative prend naissance sur une résistance 5' par suite du passage du courant par le transistor 14. Cette tension allume le thyristor exactement au 20 commencement de la demi-onde négative de la tension du réseau, de sorte que le moteur synchrone 4 peut démarrer. La résistance 5' peut" servir en même temps à limiter l'intensité du courant. Dans ce cas le pont a-b reste fermé. Si l'on utilise une résistance 5 pour limiter supplémentairement l'intensité, le 25 pont a-b reste ouvert et le pont c—d se ferme. Les résistances 51 et 1, les résistances 5 et 1, ou 5', 5 et 1, forment ensemble une résistance globale pour limiter l'intensité du courant. Il est avantageux de placer dans chacune des deux résistances 1 et 5, ou 1 et 5', ou 30 encore 1 et 5 + 5', la moitié de la valeur de la résistance nécessaire pour limiter l'intensité. On obtient alors un courant égal pour charger et décharger le condensateur 6. La figure 6 montre une application particulière de l'exemple de réalisation selon la figure 2. Un disque à 35 cames 40 d'un commutateur à programme est entraîné en rotation pas-à-pas en conformité avec les pas successifs du programme. Elle actionne à cet effet différents contacts de programme 42, 27, 28 et 41. Le transport pas-à-pas du disque à cames 40 peut être assuré par exemple au moyen d'un excen-40 trique entraînant ion cliquet de poussée ou de traction 26. 72 17827 5 2138093 L'excentrique du cliquet est commandé lui-même par un moteur 20, tournant en permanence et une transmission 23,24. Le moteur 20 reçoit le courant du réseau 8 par l'intermédiaire d'un disjoncteur 22. La transmission précitée entraîne simultanément, par exemple dans une machine à laver, au 5 moyen d'une autre denture 29, un disque à came supplémentaire 30 actionnant des contacts d'inversion 31. Le commutateur à programme contient un deuxième moteur, constitué par un moteur synchrone 4 dans le présent exemple. Ce moteur a pour mission de faire avancer le 10 disque à came 40 - éventuellement au moyen d'autres engrenages 32 - suffisamment vite pour que plusieurs pas du programme puissent être effectués successivement. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 6, l'objet de l'invention est destiné à faire tourner à grande vitesse le disque 40 15 en raison d'un signal donné par le thermostat 7, notamment au moment où la lessive a atteint la température voulue dans une machine à laver. Cette opération se déroule comme suit : pendant le réchauffage de la lessive, un aimant 25 reçoit du courant par un contact 27 asservi au programme et 20 maintient le cliquet de transport 26 hors de prise de la denture du disque 40. Un autre contact 28, mettant en circuit une résistance de chauffage 21 en fonction du programme, est alors également fermé. Dès que le thermostat 7 annonce une température suffisante à l'allumeur 9, le thy-25 ristor s'allume de la façon décrite plus haut et le moteur synchrone 4 peut tourner. Un contact supplémentaire 42 actionné par le disque à came 40 doit être pour cela fermé. La rotation du moteur synchrone 4 se poursuit jusqu'à ce que le disque 30 à came 40 ouvre le contact 42 en fonction du programme. Le disque à came 40 peut être ainsi amené à la position sui-% vante, désirée, du programme. 2n dehors des thermostats 7, d'autres émetteurs de signaux peuvent agir sur l'allumeur 9 par l'intermédiaire 35 d'entrées de signaux appropriées. 72 17827 2138093 REVENDICATIONS 1«- Appareil de couplage à semi-conducteurs pour moteur synchrone, caractérisé en ce qu'un couplage en série comprenant un moteur sychrone (4), un conden-5 sateur (3) relié à celui-ci et une diode (2) est "branché à un réseau (8) et en ce qu'un thyristor (6) monté en parallèle au couplage en série formé du moteur synchrone (4) et du condensateur (3) est allumé pour la mise en circuit du moteur pendant celles des demi-ondes du réseau au cours 10 desquelles la diode (2) est "bloquée, et vice-versa. 2%- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, pour limiter le courant, deux résistances (1,5 ; ^5' ; 1»5 + 5')» dont l'une est montée dans la dérivation de charge et l'autre dans la dé-15 rivation de décharge. 3,- Appareil suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'allumeur (9) du thyristor (6) allume celui-ci en fonction d'un signal d'entrée, fourni par exemple par un thermostat (7)« 20 4,- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en caractérisé en ce que l'allumeur (9) est constitué par un transistor npn (14). 6.- Appareil s-iivant la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit base-émetteur du transistor 30 (14) représente la diagonale du couplage en pont (10,11,12,13) formant le thermostat.