Brevet FR2146204A1 — publié le 19730302

la présente invention concerne un procédé et un montage pour assurer le fonctionnement normal d'un moteur de commande électrique, en ce qui concerne sa vitesse de rotation nominale et son comportement thermique, en particulier pour des commandes d'appareils dont la plage des vitesses de rotation est rétrécie pour des raisons de fonctionnement. Des appareils de ce type sont utilisés, entre autres, dans la technique biégraphique, par exemple en tant que téléscripteuri. A cet égard, un facteur important réside en ee que la vitesse de rotation du moteur de commande est utilisée en même temps comme base de temps pour l'ensemble du déroulement du fonctionnement mécanique. Lorsque la vitesse de rotation diminue par suite d'un fonctionnement difficile ou d'un arrêt imprévu du moteur de commande, la transmission des informations s'effectue d'une manière défectueuse. Lorsque, dans des conditions normales, la puissance fournie par le moteur de commande est adaptée au besoin en énergie mécanique de l'appareil à commander, la vitesse de rotation nomi- nile prescrite pour ce dernier est également assurée. De mie, lorsque la vitesse de rotation tombe au-dessous de la valeur nominale, on peut s'attendre à ce qu'un dommage soit inévitablement causé à l'un des groupes commandés, ou bien il peut se produire des conditions clinatiques défavorables qui, à basse teHlpérature, peuvent conduire à un fonctionnement dur de l'appareil. Cela est particulièrement désavantageux lorsque le dommage est causé un un appareil récepteur télex non surveillé puisque, dans ce cas, aucune information sur l'état défectueux du récepteur ne parvient à l'abonné émetteur et des informations importantes peuvent ain 51 se perdre. Surtout dans le cas où il s'agit d'un moteur à induction dont la vitesse de rotation est réglée électroniquement, l'arrêt imprévu du moteur de commande provoque en peu de temps la destruction des composants du circuit électronique à présent trop fortement chargés et qui ne sont en outre plus refroidis par air. Les mêmes effets peuvent se produire dans un moteur qui eF surchargé thermiquement par dépassement de la température limite admissible et se trouve alors mis hors d'action. Cela peut être dii à une trop faible action de l'air de refroidissement pour une température ambiante trop élevée. On connaît plusieurs procédés et montages pour assurer le fonctionnement normal du moteur de commande. Ainsi, une construction de téléscripteur utilise un commutateur de contact à force centrifuge pour contrôler Si la vitesse de rotation descend au-dessous de la valeur nominale (R.w. Barton, 'ITELEX", Editions SIR IS AC PI2TMANN SONS LTD, Londres). Lorsque la vitesse de rotation tombe au-dessous de la valeur nominale, ce commutateur de contact à force centrifuge interrompt la ligne télégraphique et délivre ainsi un signal à l'abonné émetteur du télex. Cela présente cependant l'inconvénient que, par suite de sa mécanique de contact à frottement sujette à l'usure et à des perturbations, le commutateur de contact à force centrifuge nécessite de fréquents entretiens. D'autre part, pour exploiter la température du moteur, il a été utilisé un commuta teur protecteur bimétallique séparé dont la construction électromécanique ne présente qu'une fiabilité limitée. Le brevet N0 56 302 de la République Démocratique Allemande décrit un procédé permettant de contr8ler seulement la vitesse de rotation du moteur de commande et dans lequel le mouvement relatif du rotor par rapport au stator est surveillé au moyen d'une bobine montée sur le stator. Dans ce cas, l'entrefer variable en fonction du mouvement du rotor produit une variation exploitable du courant dans la bobine. Ceci a pour inconvénient que les variations du courant présentent une allure très défavorable et que l'exploitation n'est possible que moyennant une dépense élevée en circuits électroniques. D'autres circuits connus décrits dans les demandes de brevet publiées nO 1 256 315 et N0 1 488 871 de la République Fédé rale Allemande exploitent l'impédance ou le déphasage de l'en- roulement du moteur et déterminent ainsi l'écart de la vitesse de rotation par rapport à la valeur nominale. Pour des commandes moins importantes, ces dispositifs ne se justifient pas sur le plan économique en raison de la forte dépense en circuits de mesure électroniques. On connaît des circuits protecteurs destinés à contrer exclusivement la température du moteur et qui reposent sur le principe de résistances variables en fonction de la température, ces circuits protecteurs étant décrits, par exemple, dans la demande de brevet publiée nO 1 144 394 de la République Fédérale Allemande. On connaît également des dispositifs (décrits par exemple dans la demande de brevet publiée nO 1 488 952 de la République Fédérale Allemande) comprenant des circuits électroniques pour contr8ler la température mais qui n'offrent cependant pas une protection intégrale du moteur pour des commandes iportantes. En outre, il est connu des circuits protecteurs qui réali- sont un contrôle de la température au moyen d'un commutateur bimétallique. Sous ce rapport, il convient de citer, A titre d'exemple, la demande de brevet publiée nO 1 261 953 de la REpu~ blique Fédérale Allemande. En outre, il est connu d'utiliser, en tant que moyens de contrôle de surcharges, des fusibles qui fonctionnent cependant avec moins de précision. L'inconvénient de tous les procédé et dispositifs cités pour le contr8le thermique de moteurs réside dans le fait qu'ils ont pour mission unique, limitée à un but déterminé, de travailler sans lien avec une autre fonction typique pour des commandes électriques, comme par exemple le oontr8le de la vitesse de rotation. Or, la présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients cités et d'obtenir une solution économiquement favorable. Elle vise à assurer pour un moteur de commande électrique le contr8le de la plage rétrécie de vitesses de rotation et en m8ne temps une protection thermique. Ce résultat est obtenu suivant l'invention par un procédé dans lequel un critère de réponse, à savoir une vitesse de rotation du moteur inférieure à une valeur nominale et/ou une température excessive du moteur, se traduit par une coupure du circuit principal du moteur ainsi qu'en même temps par une commande de circuits secondaires fonctionnant indépendamment les uns des autres. Dans ce cas, l'état où le moteur de commande est coupé du secteur n'est pas annulé automatiquement.Le montage pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce qu'il comprend un circuit RC pouvant autre influencé dans son état de décharge par un transistor de commande et suivi d'une diode Zener et d'un circuit de travail dépendant de la valeur de seuil de cette der niere avec des organes de commande pour des circuits secondaires indépendants les uns des autres, un récepteur d'un capteur inductif tournant situé sur l'axe du moteur électrique à protéger étant disposé dans le circuit base-émetteur du transistor de commande. Dans le circuit collecteur du transistor de commande se trouve une résistance variable en fonction de la température interne du moteur et qui présente un coefficient de température positif.Une prise inductive prévue sur l'enroulement du stator du moteur électrique permet à l'électronique de commutation de produire sa propre tension de fonctionnement. L'avantage principal du procédé et du dispositif suivant l'invention réside dans le fait que le circuit fonctionnant sur le principe électronique n'est soumis à aucune usure mécanique. Ainsi, il s'agit d'un circuit protecteur exempt d'entretien et d'un fonctionnement sûr qui empêche la vitesse de rotation du moteur de tomber intempestivement au-dessous de la valeur nominale en évitant tout risque dans le fonctionnement de l'appareil commandé et entre en action en réponse à une surcharge thermique inadmissible du moteur pour déclencher et exécuter des mesures appropriées. Un autre avantage réside dans le court temps de réponse pour les deux critères cités qui convient en particulier pour des commandes de moteur présentant des moteurs à induction réglés électroniquement et protège ainsi efficacement le circuit électronique mis en danger par une surcharge. Le procédé suivant l'invention permet une action instantanée et directe sur le circuit de commande électronique en vertu de deux critères de réponse prévus pour assurer le fonctionnement prescrit du moteur de commande. Ces critères de réponse, à savoir une vitesse de rotation inférieure à la valeur nominale et une température excessive, peuvent, lorsque leurs points critiques sont atteints, influencer séparément ou ensemble le circuit de commande afin d'arrêter ainsi, directement ou par l'intermédiaire de circuits secondaires, des appareils dépendant de la vitesse de rotation et/ou, en cas de températures excessives du moteur de commande, réaliser, en vue de sa protection, une mise hors circuit avec signalisation, la coupure par rapport au secteur ne devant pas à nouveau être annulée automatiquement. Le montage prévu pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est expliqué plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation illustré au dessin annexé. La figure nontre un montage destiné à être appliqué dans un poste d'abonné au télex comprenant un appareil de commande. Un moteur de commande X, fonctionmt par exemple sur un téléscripteur non représenté, est connecté au secteur Urezen tant que moteur asynchrone présentant une phase auxiliaire. A l'intérieur du moteur M, il se trouve sur son enroulement de stator une prise inductive Tr par laquelle une tension de fonctionnement U3 s'applique sur un circuit résistance-condensateur W 2 C 2 par l'intermédiaire d'une diode à redresser D 1 et d'un condensateur de charge C 1.A ce circuit RC, il est relié, d'une part, un transistor de commande T 1 pouvant Stre influencé, par l'intermédiaire d'une bobine de couplage L, par un capteur inductif G et/ou par une résistance W 1 située à l'intérieur du moteur, variable en fonction de la température et présentant un coefficient de température positif et, d'autre part, une diode Zener D 2 suivie d'un transistor de commutation T 2 avec une résistance W 3 et un relais I.Dans un circuit secondaire se trou ve un appareil de commande F placé dans une ligne télégraphique a ; b dont l'état de commutation peut être influencé par le relais x par l'intermédiaire du contact de repos x , alors qlun relais protecteur de moteur Y, influencé par l'appareil de commande F, commute avec le contact y1 le circuit principal du moteur. Lorsqu'à présent le moteur N d'un téléscripteur est mis en état de marche, après branchement d'un circuit non représenté, par l'intermédiaire du contact y 1 sous l'influence de l'appareil de commande F, la tension de fonctionnement redressée U3 produite suivant l'invention par le propre moteur M charge le circuit rEésistance-condensateur W 2; C 2 fonctionnant avec une grande constante de temps.Le transistor de commande T 1 monté en parafe lôle avec le circuit BC peut être influencé par les deux critères de commande, à savoir une vitesse inférieure à la valeur nominale et une température excessive, soit individuellement, soit ensemble et agit en tant que circuit de décharge indépendante sur le circuit résistance-condensateur W 2; C 2. Dans des conditions de service normales, la décharge continue du circuit résistance-condensateur W 2; C 2 à travers le le transistor de commande TI provoque une tension inférieure à la valeur de seuil de la diode Zener D 2 montée en aval, de fa çon que cette dernière ne réagisse pas et le circuit de travail du transistor de comeutation T 2 reste bloqué. Le relais X situé dans ce circuit de travail maintient, avec son contact de repos xl, fermé le circuit télégraphique dans l'appareil de commande F, ce qui a pour conséquence que le relais protecteur de moteur Y maintient, avec le contact y1, le circuit du moteur également fermé. La commande du téléscripteur fonctionne correctement. Lorsqu'à présent la vitesse de rotation descend au-dessous de la valeur nominale, dans la bobine de couplage li, le nombre d'impulsions de commande délivrées par le capteur tournant G par unité de temps au transistor de commande X 1 diminue de sorte que la charge du condensateur C 2 par la résistance W 2 est supérieure à la décharge par le transistor de commande T 1 et que, par conséquent, la tension appliquée au condensateur C 2 s' ac- croit. Après dépassement de la valeur de seuil de la diode Zener D 2, celle-ci devient conductrice et provoque, par l'intermédiaire du transistor de commutation T 2, la mise en action du relais X avec son contact de repos xl dans le circuit télégraphique.Lorsque ce contact de repos x1 est ouvert, un circuit d'auto-maintien non représenté est mis hors d'action dans l'appareil de commande F de l'installation télex, auquel cas le relais de commutation Y interrompt le circuit du moteur avec le contact y1. En mEme temps, la ligne du central vers le correspondant de télex est interrompue d'une manière non représentée dès que la durée d'ouverture du contact de repos x1 dans le circuit télégraphique a; b est, en fonction des conditions de communication prévues, supérieure à environ 0,75 seconde. Ce résultat est assuré sur le plan technique de la commutation en chois sant les constantes de temps des condensateurs C 1; C 2 dans le circuit de façon que le courant de maintien du relais I dans le circuit de travail du transistor de commutation T 2 ne descende au-dessous de sa valeur limite qu'au bout d'un certain temps après que le moteur M est coupé du secteur. Lorsqutil se produit le critère de température excessive, la résistance W 1 variable en fonction de la température et à coefficient de température positif, prévue dans le circuit col lecteur du transistor de commutation T 1, s'échauffe et provoque, en cas de température accrue du moteur N, une diminution de 1 'in- tensité des décharges partielles du condensateur C 2, ce qui si- gnifie un accroissement de sa tension. Les conséquences qui en résultent ont déjà dté décrites plus haut. Ainsi, le moteur est également arrêt en cas de température excessive. Le circuit suivant 1'invention peut être appliqué de la mye façon dans le cas de liaisons de télex fixes en tenant compte des voies de commutation différentes se substituant à l'appareil de commande. L'exemple de réalisation relatif au moteur de télex est applicable à tout moteur électrique de sorte que différents types de ces moteurs peuvent également être soumis aux deux critères de commande au moyen du circuit protecteur électronique suivant l'in- vention. REVENDICÀTIONS I - Procédé pour assurer le fonctionnement normal d'un moteur de commande électrique en ce qui concerne sa vitesse de rotation nominale et son comportement thermique, en particulier pour des commandes d'appareils dont la plage de vitesses de rotation est rétrécie pour des raisons de fonctionnement, caractérisé en ce qu'un critère de réponse, à savoir une vitesse de rotation du moteur inférieure à une valeur nominale et/ou une température excessive du moteur, se traduit par la coupure du circuit principal du moteur ainsi qu'en même temps par la comman- de de circuits secondaires indépendants les uns des autres. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'état où le moteur de commande est séparé du secteur n'est pas annulé automatiquement. 3 - Montage pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit résistance-condensateur W 2; C 2 pouvant être influencé dans son état de décharge par un transistor de commande &commat; T 1 et suivi d'une diode Zener D 2 et d'un circuit de travail W 3; g 2 dépendant de la valeur de seuil de cette dernière avec Res organes de commande X; Y pour des circuits secondaires indépendants les uns des autres, un récepteur L d'un capteur inductrif tournant G situé sur l'axe du moteur électrique à protéger N étant monté dans le circuit base-émetteur du transistor de commande T 1 et une résistance W 1 variable en fonction de la température de l'intérieur du moteur et présentant un coefficient de température positif se trouvant dans le circuit collecteur du transistor de commande T 1. 4 - Montage suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu sur l'enroulement de stator du moteur électrique n une prise inductive Tr permettant à l'électronique de commutation de produire sa propre tension de fonctionnement.