Brevet FR2166327A1 — publié le 19730817

La présente invention a pour objet la réalisation d'un dispositif électrique de sécurité destiné à interrompre le courant ou à manoeuvrer un appareillage de secours lorsque la température prise en un endroit défini dépasse la limite admise. Description L'invention est constituée d'un ensemble comprenant un ou plusieurs semiconducteurs du type Trios ou Thyristor fonctionnant en contrôle de phase, soit insérés en série avec l'alimentation d'un appareillage électrique dont on veut précisément contrbler la température, soit dans l'alimentation d'un appareillage de secours ou d'alarme ou de tout autre appareillage électrique ou commandé électriquement et que l'on désire faire entrer en action lorsque la température limite est atteinte. Le contrôle de phase est obtenu par la modification ou la constante de temps d'un circuit RC dans lequel C est constitué d'un condensateur fixe de valeur appropriée et R d'une thermistance à coéfficient de température positif. Cette dernière, dont la résistance peut etre considérée comme négligeable jusqu'b la température de son point de Curie, n'interviendra pas, jusqu'd ce point, dans le déphasage et l'élément semi-conducteur fonctionnera avec un ongle de conduction maximal c'est à dire que le semi-conducteur, s'il s'agit par exemple d'un triac, se comportera comme un interrupteur statique en circuit fermé. La thermistance à coéfficient de température positif sera thermiquement solidaire de l'ambiance ou de l'appareil dont il est désiré limiter la température. Cela pourra strie par exemple, les enroulements d'un moteur électrique, un palier de transmission, une enceinte quelconque, etc Le schéma de principe, prévu dans ce cas avec un triac, sera celui de la figure 1 comportant un triac 1 en série avec l'un des fils 2 d'un réseau alternatif, le conducteur 3 aboutissant directement à l'utilisation connectée entre 4 et 5. Le courant injecté entre 2 et 3 ne pourra être utilisé entre 4 et 5 que dans la mesure où le triac 1 deviendra conducteur. La conduction de ce triac est assurée par le circuit RC constitué d'une ther mistonne 6, à coéfficient de température positif et d'un condensateur 7 de valeur fixe par exemple O, i microfarad. L'impulsion de commande est envoyée sur l'électrode de commande du triac par une diode bilatérale à seuil 8 dénommée dans la pratique actuelle sous les sppellations de diac, SBS, et dont la fonction est de permettre la décharge brutale, à partir diune certaine tension, de l'énergie emmagasinée par le condensateur 7, dans le circuit de commande du semi-conducteur. L'appareil, fonctionnant sur un réseau alternatif; l'énergie s'emmagasinera d'autant plus rapidement que la résistance de 6 sera faible. C'est avec une thermistance à coéfficient de température positif, ce qui se passera tant que cette dernière n'aura pas atteint sa température de Curie. La résistance étant jusqu'alors négligeable, I'angle de conduction du triac sera maximal et le courant circulera totalement entre 2 et 4. Si l'appareil réuni aux bornes 4 et 5 est par exemple un moteur, ce dernier, normalement alimenté, fonctionnera comme si les points 2 et 4 étaient réunis électriquement. Dès que la température de Curie de 6 sera atteinte, la résistance augmentant brusquement dans de très fortes proportions, l'angle de conduction de 6 ne tardera pas à devenir nul interrompant l'alimentation du moteur. Si donc la thermistance 6 est en contact thermique avec les enroulements du moteur elle n'aura d'action que lorsque ces enroulements auront atteint sa température de Curie assurant ainsi une protection par interruption de courant. Cette interruption n'est pas obligatoirement totale cor le basculement des caractéristiques s'opérant sur quelques degrés centigrades, il en résultera une action progressive qui, avant de couper le courant, limitera la' tension efficace entre 4 et 5. Si le moteur raccordé à ces bornes est, soit du type universel, soit asynchrome à cage résistante, L'action de la température se traduira par une limitation progressive de la tension entre 4 et 5 donc de la vitesse. Cette diminution de tension pourra être mise en évidence, à partir d'une certaine valeur, par' l'allumage d'une lampe néon ou argon 9 connectée en série avec une résistance appropriée 10 ou par tout autre dispositif, sans consommation appréciable, utilisant comme référence l'augmentation de la chute de tension aux bornes de 6. L'invention peut s'appliquer aux contrôles thermostatiques de température de l'ambiance d'un local ou d'un appareil chauffé électriquement. II suffira dans chaque cas particulier de mettre la thermistance 6 soit dans l'ambiance à contrôler soit en contact thermique avec un élément quelconque. Dans tous les cas, dès que la température de Curie de la thermistance sera atteinte, l'angle de conduction de 1 diminuera limitant la tension disponible entre 4 et 5. Une application différente consistera à utiliser différentes thermistances connectées, à volonté, par un commutateur de façon à obtenir plusieurs températures limites, le montage se comportant alors comme un thermostat à température~pré- sélectionnées. Le même procédé peut etre utilisé en connectant entre 4 et 5 un relais fonctionnant en alternatif lequel pourra commander un appareillage quelconque, mono ou polyphasé. Une variante de cette application pourra être constituée par le schéma de la figure 2 dans lequel le triac a été remplacé par un thyristor 1 et le diac par une diode à seuil 8, le procédé de fonctionnement sera le même à ceci près que la tension recueillie entre 4 et 5 sera continue, le thyristor 1 se comportant comme une diode. Cette variante applicable à tous les dispositifs pouvant être alimentés en courant ondulé trouvera une application intéressante s'il est fait usage en 4 et 5 d'un relais shunté par un condensateur de valeur définie afin de limiter le taux d'ondulation évitant au relais de vibrer. Dans le cas de l'utilisation sur un dispositif d'alarme, le relais sera utilisé sur ses contacts repos manoeuvrant soit un signal lumineux ou sonore, soit un oppareillage de protection lorsque la température de 6 est atteinte. Enfin, dans les installations polyphasées, par exemple moteur triphasé, il pourra être intercalé dans chaque enroulement une thermistance CTP de caractéristiques identiques, la variation de la résistance agissant par variation de la tension sur un disjoncteur différentiel ou un système d'alarme quelconque. Revendications 1 - Dispositif permettant la limitation et l'extinction à partir d'une valeur définie par le choix des composants,du courant disponible aux bornes de l'appareillage utilisé, caractérisé en ce que l'alimentation de cet appareil lage est effectuée en série avec un semi-conducteur du type triac ou thy ristor fonctionnant en contrôle de phase. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'angle de conduction du semi-conducteur dépend de la constante de temps d'un cir cuit comprenant une résistance et une capacité. 3 - Dispositif selon les revendications 2, caractérisé en ce que la résistance est constituée par une thermistance à coéfficient de température positif présentant une résistance négligeable jusqu'à un point de Curie et très im portante au delà de ce point. 4 - Dispositif selon la revendication 1, permettant en utilisant des thermistan ces ayant des caractéristiques différentes d'obtenir, par commutation, dif férentes températures limites. 5 - Dispositif selon la revendication 1, permettant de contrôler les différentes élévations de température, des enroulements de moteurs mono ou polypha sés caractérisé en ce que par association avec un relais différentiel, il est possible d'interrompre totalement l'alimentation du moteur dès que l'un des enroulements atteint une température critique.