Brevet FR2145740A1 — publié le 19730223

La. présente invention concerne un dispositif de commande de charge pour appareils électriques de chauffage à accumulation de chaleur, comprenant un appareil de commande principal qui fournit un signal de commande en dépendance de facteurs influençant la charge, par exemple la température extérieure, sous la forme d1un signal rectangulaire avec des conditions de cadence dans le temps modifiables, et comprenant, en outre, un appareil secondaire de commande par lequel est produit un signal rectangulaire avec conditions de cadence de temps qui est modifiable individuellement par rapport aux conditions de cadence prédéterminées par l'appareil de commande principal, de sorte qu'une charge de l'appareil accumulateur de chaleur se produit en fonction des conditions de cadence modifiées de l'appareil secondaire de commande a En ce qui concerne l'appareil de commande principal, il s'agit habituellement d'un appareil central de commande qui délivre un signal de commande en dépendance des conditions atmosphériques et qui est prévu en commun pour plusieurs unités d'habitation. I1 peut alors être prévu un appareil de commande secondaire comme "station d'habitation" dans les différents logements ou dans différents locaux, pour permettre de modifier individuellement le signal dépendant des conditions atmosphériques de l'appareil de commande principal, en fonction des besoins particuliers de chaque habitant et, par exemple, de l'usage particulier d'un local.Dans une installation connue de ce genre (demande allemande de brevet 1 905 069), il est prévu dans cette station d'habitation, un relais à attraction et à relâchement retardés, l'attraction et le relâchement retardés du relais étant réglables de sorte que les conditions relativement au temps sont modifiables dans des limites déterminées La présente invention a pour but de réaliser un appareil de commande secondaire purement électronique et de construction simple pour la commande de charge d'arpareils à accumulation du genre indiqué ci-dessus Le dispositif de commande conforme à l'invention est caractérisé en ce que l'appareil de commande secondaire contient un organe temporisé dépendant du sens du courant, auquel est amené le signal rectangulaire de l'appareil de commande principal et dont le signal de sortie suit le flanc ascendant et le flanc descendant du signal rectangulaire avec des cong;antes de temps différentes réglables, le signal de sortie étant appliqué à un contacteur à valeur de seuil supérieure et à un contacteur à valeur de seuil inférieure qui délivrent, le premier en cas de dépassement vers le haut, et le second en cas de dépassement vers le bas de la valeur de seuil, un signal de commande, un étage basculant bistable, dont 11 état forme le signal de sortie de l'appareil de commande secondaire, étant mis en position par le premier de ces signaux de commande, et annulé par le second de ces signaux de commande. Sur le flanc frontal du signal rectangulaire provenant de l'appareil de commande principal, est produit, par l'organe temporisé, un retard réglable, de sorte que le signal de sortie de l'organe temporisé croît en relation exponentielle avec une constanté de temps déterminée a De la grandeur de cette constante de temps dépend le temps qui s'écoule, depuis l'apparition du flanc frontal du signal rectangulaire jusqu'à l'atteinte de la valeur de seuil supérieure à la sortie de l'organe temporisé. Le contacteur à valeur de seuil supérieure est ainsi mis en circuit avec un retard réglable par rapport au flanc frontal du signal rectangulaire.Sur le flanc postérieur du signal rectangulaire, si donc le signal disparait par gradins à l'entrée de l'organe temporisé, le signal de sortie de l'organe temporisé, sous l'effet de la constante de temps également réglable, ne revient pas aussitôt à la valeur zéro, mais décroît exponentiellement I1 s'écoule un laps de temps, déterminé par la constante de temps réglable, avant que la valeur de seuil inférieure soit dépassée vers le bas et que le contacteur à valeur de seuil inférieure délivre le signal de commande, A partir de ces deux signaux de commande, un étage bistable est mis en circuit et délivre le signal de sortie modifié. On obtient une commande de charge, dans laquelle les conditions de cadence dans le temps soient modifiables en continu par la manoeuvre d7un organe de réglage unique, en prévoyant que organe temporisé comprend une résistance de réglage, sur le curseur de laquelle est appliquée la tension rectangulaire provenant de l'appareil de commande principal, et que les deux extrémités de cette résistance réglable sont connectées, par l'intermédiaire de diodes montées en sens oppoés, ainsi que, de préférence, par l'intermédiaire de résistances supplémentaires, à un condensateur sur lequel est prélevée la tension de sortie de l'organe temporisé qui est amenée aux contacteurs à valeurs de seuil. Suivant une autre réalisation de l'invention, il peut être prévu que l'un des contacteurs à valeur limite constitue en meme temps l'étage bistable pour la production du signal de sortie et est réglable en position dans le sens du recul par l'autre contacteur à valeur limite. La description ci-après se rapporte à un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins annexés,dans lesquels la figure 1 montre le déroulement dans le temps du signal rectangulaire de l'appareil de commande principal et du signal rectangulaire modifié provenant de l'appareil de commande secondaire; la figure 2 montre un schéma par blocs d'une installation conforme à l'invention la figure 3 est une représentation schématique de l'organe de retardement mis en oeuvre par l'invention la figure 4 montre le mode de fonctionnement de l'organe de retardement la figure 5 est un schéma complet d'un appareil de commande secondaire conforme à l'invention. La figure 1 montre le mode de fonctionneent de l'appareil de commande secondaire conforme à l'inventiono La commande de la charge de l'appareil de chauffage à accumulation a lieu, de la manière habituelle, en chargeant une résistance de commande avec une puissance variable. La commande de puissance est obtenue par des conditions de connexion variables avec une tension constante. En désignant par tE le temps de régime en circuit, tA le temps hors circuit, Pmi la valeur moyenne de la puissance, ED la durée relative de mise en circuit, on a On doit simplement pour cela faire attention à ce que la durée des périodes (tE + tA) soit petite par rapport à la constante de temps thermique de la résistance de commande. L'appareil de commande principal délivre un signal. ED = f (SA) A A étant la température extérieure. Pour l'adaptation particulière aux diverses habitations ou locaux, on utilise un appareil de commande secondaire, dénommé "station d'habitation" dont le signal de cadence EDW doit pouvoir etre modifié dans des limites déterminées. Dans la figure 1, le signal de cadence est représenté sous la forme d'un signal rectangulaire de l'appareil de commande principal avec l'instant de mise en circuit tEZ et l'instant de mise hors circuit tAZ. Par l'appareil de commande secondaire, est produit un signal EDW, dont le flanc frontal est retardé par rapport au flanc frontal du signal EDZ d'un temps Taul et dont le flanc postérieur est décalé d'un temps Tau2 par rapport au flanc arrière du signal EDze Il existe ainsi un temps d'entrée tEW et un temps de sortie tAWa On a les relations tEZ + tAZ tEW + t de sorte que suivant que Tau2 > Tau 1, ou Taul > Tau2, ou bien Taul = Tau2, la durée de mise en circuit à la sortie est plus grande, plus petite ou égale à la durée de mise en circuit à l'entrée de l'appareil de commande secondaire La figure 2 montre, dans un schéma par blocs, le principe de ce système de connexions0 Le signal d'entrée, avec la durée de mise en circuit EDz, qui est désigné par UE dans la figure 2, cRest-à-dire le signal rectangulaire provenant de l'appareil de commande principal est délivré sur un organe temporisé 10, réglable, dépendant de la direction du courant. Le signal de sortie Uc de l'organe temporisé réglable 10 est appliqué sur un contacteur à valeur de seuil supérieure 12 et un contacteur à valeur de seuil inférieur 14.Le contacteur à valeur de seuil supérieure 12 délivre un signal de cor.ziande sur un conducteur 16, lorsque UC dépasse une valeur de seuil supérieure OS Le contacteur de valeur de seuil inférieure 14 délivre un signal sur un conducteur 181lorsque UC descend au-dessous d'une valeur de seuil inférieure US. Le signal sur le conducteur 16 est délivré sur l'entrée de positionnement d'un étage bistable 20, et le signal du conducteur 18 est délivré sur l'entrée d'extinction de l'étage bistable 20. L'étage bistable 20 délivre à sa sortie 22 un signal de sortie rectangulaire UA avec un rapport de cadence de temps EDW (figure 1) auquel cas Tau1 et Tau2 dépendent du réglage donné à l'organe temporisé. L'organe temporisé 10 est représenté dans la figure 3. La tension d'entrée Ut qui tombe à une résistance d'entrée R1 est appliquée au curseur d'une résistance de réglage Rp. Les extrémités de cette résistance de réglage RP sont connectées, à travers des résistances fixes R1 ainsi que des diodes Dl et D2, à un condensateur C, sur lequel est prélevée la tension de sortie Uc de l'organe temporisé. Les diodes D1 et D2 sont montées avec polarités opposées. Si on désigne par OC Me rapport de division de la résistance Rp (0 o(e ), on obtient, en négligeant R, la constante de temps de charge (à travers la diode D1) comme égale à c (R1 +VCRp). La constante de temps de décharge est c (R1 + (1 - OC) Rp) Par un réglage de la résistance de réglage Rr on peut modifier en continu le rapport entre la constante de temps de charge et la constante de temps de décharge. On règle ainsi les temps Tau1 et Tau2 qui s'écoulent jusqu'à ce que, après l'application de la tension UE sur le flanc frontal du signal d'entrée, le condensateur C soit chargé à la valeur de seuil supérieure OS, c'est-à-dire jusqutà retour de la tension UE sur le flanc postérieur du signal d'entrée du condensateur à la valeur de seuil inférieure.Les limites des deux contacteurs à valeur de seuil 12 et 14 sont avan tageusement choisies symétriques à UE de sorte que, pour &alpha; = 0,5, T on ait les mêmes temps de retard Taul = Tau20 Dans la figure 4, les courbes de charge et de décharge pour ce cas sont représentées Une exigence essentielle est que, pendant la chargeai la décharge, le condensateur C ne soit pas soumis au courant d'entrée des contacteurs à valeur de seuil. il est, en outre, avantageux de prévoir que, par les contacteurs à valeur de seuil, se produise une limitation de la tension de sortie de organe temporisé, vers le haut et vers le bas, à la valeur de seuil supérieure et à la valeur de seuil inférieure respectivement0 La figure 5 montre un montage complet dans lequel organe temporisé est modifié par rapport à celui de la figure 3, et dans lequel, en outre, le contacteur à valeur de seuil supérieure remplit en même temps la fonction de l'étage bistable accumulateur 20o La tension d'entrée UE provenant de l'appareil de commande principal est connectée, à travers une résistance R2 et une diode D3, à la base d'un transistor T1.La base du transistor T1 est, en outre, connectée, à travers la résistance R à une tension d'alimentation de + 12 Volts. Le transistor T1 est monté, avec sa jonction émetteur-collecteur, en parallèle avec l'organe temporisé 10, qui est connecté, à travers la résistance R1, également à la tension d'alimentation.L'organe temporisé comprend la résistance de réglage Rp, dont le curseur est relié, à travers R1, à la tension d'alimentation de + 12Volts, et dont les deux extrémités sont reliées, à travers deux diodes montées en polarités opposées D1 et D2, au condensateur G, une résistance R1 étant encore prévue en série avec la diode D2 Le transistor T1 est conducteur pour UE = O et il est barré pour des valeurs négatives de UEo Pour UE = O, l'organe temporisé 10 est ainsi court-circuité. Pour des valeurs négatives de UE, ctest-à-dire du signal de commande principal, la tension d'alimentation est appliquée à l'organe temporisé, car le transistor T1 est barré. La tension qui chute au condensateur G, est délivrée, par le conducteur 24, sur le contacteur à valeur de seuil inférieure 14 Celui-ci contient deux transistors T3 et T4 qui sont complémentaires. Le conducteur 24 est relié à la base du transistor T3, dont l'émet- teur est connecté à la tension d'alimentation, par l'intermédiaire d'un diviseur de tension constitué par les résistances R3 + R4 et R5, et dans le circuit de collecteur duquel sont montées deux résistances R6 et R7. Entre les deux résistances est prélevée une tension qui est délivrée sur la base du transistor T4. Le collecteur du transistor T4 est relié, par un conducteur 26, avec une entrée d'extinction du contacteur à valeur de seuil supérieure 120 Le contacteur à valeur de seuil supérieure 12 contient également deux transistors complémentaires T5 et T60 Le transistor T5 est connecté, avec son émetteur à un diviseur de tension constitué par la résistance R3 et les résistances R4 + R5, ce diviseur de tension étant raccordé, comme mentionné, à la tension d'alimentation de + 12 Volts.La base du transistor T5 est reliée, à travers une diode D4 au conducteur de sortie 24 de l'organe à temps 10, d'une part, et, d'autre part, ü travers une diode D5, au conducteur d'extinction du contacteur à valeur de seuil inférieure 14 Dans le circuit de collecteur du transistor T5 sont montées deux résistances R8 et R9, entre lesquelles est raccordée la base du transistor T6. Une résistance R10 est montée entre le collecteur du transistor T6 et la diode D5, c'est-à-dire le conducteur 26. La tension de sortie (en bas dans la figure 1) est prélevée au collecteur du transistor T6 et apparaît à une résistance de sortie R11. Lors de l'apparition du flanc frontal du signal rectangulaire, provenant de l'appareil de commande principal,UE devient négative et, par conséquent, le transistor T1 est barré a Il en résulte que la tension d'alimentation est appliquée à l'organe temporisé. A travers R1 et la partie de gauche de Rp, le condensateur est chargé avec une constante de temps réglée sur Rp. Lorsqu'une valeur de seuil supérieure OS est atteinte par la tension au condensateur G, valeur déterminée par le diviseur de tension R3 et R4 + R5, la base du transistor T6 devient positive par rapport à l'émetteur.Il passe alors un courant à travers R8 et R9 En raison de la chute de tension en R8, la base du transistor T6 devient négative par rapport à l'émetteur, de sorte que le transistor T6 devient également conducteur. A travers la résistance R10 se produit un couplage réciproque, de sorte que le montage 12 montre un comportement basculant. Du fait que le transistor T6 devient conducteur, la tension de sortie UA est amenée à la valeur + 12 Volts, tandis que, précédemment, avec le transistor T6 à l'état barré, la sortie était maintenue à la valeur zéro à travers la résistance R11. Lors du flanc descendant du signal rectangulaire UE, le transistor T1 devient conducteur et court-circuite l'organe temporisé 10 Le condensateur C se décharge alors à travers D2, R1, la motivé de droite de RF et T La constante de temps de décharge par rapport à la constante de temps de charge de l'organe temporisé 10 se détermine par la position donnée au curseur de la résistance RF. Lorsque la valeur de seuil inférieure US, qui est déterminée par le diviseur de tension R3 + R4 et R5, est dépassée vers le bas, le transistor T3 devient conducteur, parce que la base du transistor devient négative par rapport à l'émetteur. il passe alors un courant à travers R6,R78 de sorte que par la chute de tension à R7, la base du transistor T4 devient positive par rapport à l'émetteur. La tension positive d'accouplement réciproque entre la résistance R10 et la diode D5 est alors reliée à la terre à travers le conducteur 26, de sorte que le transistor T5 devient barré et est ainsi ramené dans son état de départ Dans la disposition décrite, le contacteur de valeur de seuil supérieure 12 sert donc en même temps d'étage bistable pour la production du signal de sortie qui peut être ramené à zéro, à travers le conducteur 26, par le contacteur de valeur de seuil inférieure Le transistor T1 est commandé dans son état, d'une manière connue, par l'intermédiaire d'un transformateur de séparation et d'un redresseur. La sortie UA commande, également d'une manière connue, un triac avec basculeur de point zéro. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentes, Diverses modifications, du point de vue constitution des éléments, restent possibles sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS- 1. Dispositif de commande de charge pour appareils électriques de chauffage à accumulation de chaleur, comprenant un appareil de commande principal qui fournit un signal de commande en dépendance de facteurs influençant la charge, tels que la température extérieure, sous la forme d'un signal rectangulaire avec des conditions de cadence dans le temps modifiables, et comprenant, en outre, un appareil de commande secondaire par lequel est produit un signal rectangulaire avec des conditions de cadence de temps modifiables individuellement par rapport aux conditions de cadence prédéterminées par l'appareil de commande principal, de sorte qu'une charge de l'appareil de chauffage à accumulation se produit en fonction des conditions de cadence modifiées par l'appareil de commande secondaire, dispositif caractérisé en ce que l'appareil de commande secondaire contient un organe de temporisation dépendant de la direction du courant, auquel est amené le signal rectangulaire de 11 appareil de commande principal, et dont le signal de sortie suit le flanc ascendant et le flanc descendant du signal rectangulaire avec des contantes de temps différenteéglables, le signal de sortie de l'organe de temporisation étant appliqué à un contacteur à valeur de seuil supérieure et un contacteur à valeur de seuil inférieure, qui délivrent, le premier en cas de dépassement vers le haut, et le second en cas de dépassement vers le bas de leur valeur de seuil, un signal de commande, un étage basculant bistable, dont l'état forme le signal de sortie de appareil de commande secondaire, étant mis en fonction par le premier de ces signaux de commande, et annulé par le second de ces signaux de commande. 2. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de temporisation contient une résistance de réglage, au curseur de laquelle est appliquée la tension rectangulaire provenant de l'appareil de commande principal, et dont les deux extrémités sont connectées, par l'intermédiaire de diodes montées en opposition de polarités ainsi que de résistances supplémentaires, à un condensateur, sur lequel est prélevée la tension de sortie d'organe de temporisation qui est amenée aux contacteurs à valeur de seuil a 3. Dispositif de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'un des contacteurs à valeur de seuil forme en même temps l'étage bistable pour la production du signal de sortie et est ramené en position par l'autre contacteur à valeur de seuil. 4. Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les contacteurs à valeur de seuil produisent une limitation de la tension de sortie de l'organe de temporisation, vers le haut et vers le bas, pour les valeurs de seuigsupérieure et inférieure respectives0