Brevet FR2217636A1 — publié le 19740906

la présente invention concerne une commande de coupure pour appareillage de chauffage au gaz d'un appareil de cuisson branché sur un secteur alternatif, comportant un interrupteur destiné à une installation électrique, les. appareillages de chauffage au gaz étant protégés chacun par un thermoélément qui fait passer du courant, pendant le fonctionnement de l'appareillage de chauffage au gaz correspondant, dans un enroulement d'lm électro-aimant maintenant une soupape à gaz ouverte, branché sur le secteur alternatif par l'intermédiaire d'un transformateur. I1 est connu, dans le cas des commandes de coupure de ce genre d'ouvrir la soupape à gaz de l'appareillage de chauffage au gaz en faisant passer dans ltenroulement de 11 aimant, par l'intermédiaire du transformateur, un courant de sens opposé au sens du courant parcourant le thermoélément. Pour maintenir aussi court que possible ce branchement sur le transformateur, il est connu de prévoir sur des cùinnrutateurs de programme d'appareils de cuisson des contacts supplémentaires qui sont insérés dans le circuit primaire ou le circuit secondaire du transformateur et qui ne se ferment que pour peu de temps. Un inconvénient de cette commande de coupure connue con,- siste en ce qu'il faut prévoir pour la coupure du gaz des commutateurs de programme spéciaux et que l'on ne peut, par duites utiliser aussi pour les appareils de cuisson au gaz les commu tateurs de po programme. qui sont destinés aux appareils élec- triques. Un autre inconvénient des montages connus consiste en ce que, moeme dans le cas d'un contact supplémentai- re ne se fermant que pendant peu de temps, l'enroulement de 1' électro-aimant est parcouru par le courant plus longtemps qu'il ne le faut pour couper l'électro-aimant ou la soupape à gaz. l'invention a pour objet un montage additionnel qui d'une part reçoive de la fonction de commutation usuelle dans les dispositifs de coupure alternatifs, c'est-à- dire "ouverture permanente", l'impulsion nécessaire pour couper le gaz et mette, d'autre part, en circuit avec cette impulsion les dispositifs de coupure de gaz connus, sans qu'un cqmmutateur de programme destiné à des appareillages de chauffage électrique dotwe comporter des contacts nupplémen- taires, le fonctionnement séparé des appareillages de chauffage à l'électricité et au gaz ne devant pas titre entravé dans un appareil de cuisson mixte. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, on prévoit un montage de charge commandé par un montage ge redresseur à semi-conducteurs, comportant un condensateur, le condensateur se charge par le montage à semi-conducteurs lorsque l'interrupteur s'ouvre, et grâce à cette charge, l'en- roulement de l'électro-aimant est parcouru pendant peu de temps par un courant opposé au courant du thermoélément. Ce montage permet de couper les appareillages de chauffage au gaz au moyen de commutateurs de programme utilisés pour les appareilla ges de chauffage à l'électricité. On peut d'une part utiliser ce montage dans des appareils de cuisson comportant à la fois des appareillages de chauffage au gaz et des emplacements de chauffage à a' électricité.Ce itontage.permet aussi cependant, d'autre part, d'utiliser dans des appareils de cuisson à gaz des commutateurs de progranime,- prévus pour des appareils de cuisson électrique. Selon un mode d'exécution avantageux de ltinvention, on prévoit en plus des interrupteurs de mise en marche séparée des appareillages de chauffage au gaz et des emplacements de chauffage à l'électricité éventuels. Selon un exemple d'exécution avantageux de l'invention, le montage à semi-conOucteurs est constitué par un redresseur, en particulier un redresseur en pont, à la sortie duquel est monté le montage de charge, un contact de relais étant fermé pendant une courte durée par le courant de charge du- condensateuri par l'intermédiaire d'un enroulement de relais. I1 est alors avantageux - que le redresseur puisse être courtcircuité au moyen d'un interrupteur formé en particulier par un contact d'un commutateur de programme. Un autre mode d'exécution avantageux de l'invention fonctionnant sans le relais décrit à propos de la réalisation précédente, est caractérisé en ce que le montage à semi-conducteurs est formé par un élément à semi-conducteurs commandé et une diode, et en ce que le condensateur est in tercalé entre l'entrée de commande de l'élément à semi-conducteurs commandé et la diode0 I1 est préférable que l'élément à semi-conducteurs commandé soit un thyristor. Il est préférable d'insérer un montage de ce type dans le circuit secondaire du transformateur, car on peut alors utiliser des composants à semi-conducteurs bon marché.On peut, de préférence, dans ce cas, déconnecter le montage à semi-conducteurs grâce à la possibilité de brancher la diode et l'élément à semi-conducteurs commandé sur un pôle de la tension alternative et le condensateur et la diode sur l'autre pole des la tension alternative par llintermédiaire d'un interrupteur. Un avantage de ce montage consiste en ce que l'enroulement de l'électro-aimant ntest influencé que par des impulsions de la-polarité voulue. Cela garantit que l'en- roulement ne chauffe pas au-delà de la mesure admissible. Selon un mode d'exécution préféré de 11 exemple de réalisation décrit en dernier lieut le condensateur est dimensionné de façon qu'il se charge par échelons (suivant une courbe en escalier) pendant demi-onde de la tension alternative qui passe par la diode. Cela permet d1une part d'utiliser un condensateur de faible capacité et de l'autre de faire délivrer à l'enroulement de l'électro-aimant de retenue davantage d'impulsions de coupure.~Cela garantit que la coupure a lieu au moins lors - d'une impulsion ultérieure, Si pour une raison quelconque, elle n'a pas déjà été effectuée lors de la première impulsion. La description détaillée qui va suivre, et les dessins annexés donnés 'uniquement à titre d'exemples non limitatifs, feront bien çomprendre comment l'invention peut Entre réalisée. Sur les dessins annexés : la figure 1 représente un exemple d'exécution de l'invention la figure 2 représente un autre exemple d'exécution de l'invention la figure 3 représente 1' allure de la tension sur le thyristor et sur le condensateur dans le cas de la figure 2. Un thermoélément 1 d'un appareil de chauffage van gaz dtun appareil de cuisson est en parallèle sur un enroulement 2 d'un électro-aimant auquel est rattachée une soupape à gaz 3 de l'emplacement de chauffage au gaz. En parallèle sur l'enroulement 2 est monté un enroulement secondaire 4 d'un transformateur 5 dont le primaire est désigné par la référence 6o Le primaire 6 est'branché, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs interrupteurs, sur les pales~7 et 8 d'un secteur alternatif, Sur la figure 1, une branche en parallèle sur le primaire 6 contient un redresseur en pont 9. Un condensateur 10 est branché sur la sortie continue de ce redresseur 9. L'enroulement d'excitation 11 d'un relais est en série avec lui, Un contact 12 de ce relais est en série avec le primaire 6o Une résistance de décharge 13 est en parallèle sur le condensateur 10. La valeur de cette résistance 13 est supérieure de 102 à 103 & celle de l'enroulement d'excitation 11. En parallèle sur les entrées alternatives du redresseur 9 est monté un interrupteur 14 avec lequel peut être shunté le redresseur 9. Une résistance 15 est montée en série avec l'interrupteur 14 et le redresseur, pour limiter le courant. L'appareil de cuisson comporte des dispositifs électriques non représentés. I1 peut s'agir ici d'emplacements de chauffage électrique. Ces dispositifs électriques sont branchés sur le psle 6. Un interrupteur 17 est branché en série en amont du ptle 16.L'interrupteur 14 et l'interrupteur 17 sont, de préférence, des contacts d'un commutateur de programme connu9 Parallèlement à l'interrupteur 17 est monté un autre interrupteur 18 gracie auquel on peut mettre le dispositif électrique branché sur le pole 16 en fonctionnement, indépendamment de la position de commutation de l'interrupteur 17. Entre le ptle 7 et le redresseur 9 est intercalé un interrupteur 19 qui est fe*- mé pendant le fonctionnement des emplacements de chauffage au gaz. L'agencement décrit représenté sur la figure 1 fonctionne de la façon suivante Lorsque les emplacements de chauffage éélectrique et de chauffage'au gaz fonctionnement en meme temps, par l'intermédiaire du commutateur de programme, les interrupteurs 14 et -17 sont fermés, l'interrupteur 19 est également fermé, l'interrupteur 18 est ouvert. Te thermoélément 1 est chaud, de sorte que l'électro-aimant maintient la soupape à gaz ouverte par l'intermédiaire de ltenroulement 2. Le redresseur 9 est court-circuité, le contact de relais 12 est ouvert. Lorsque les interrupteurs 14 et 17 s'ouvrent, par exemple lorsque ce sont des contacts d'un commutateur de programme et que le programme est terminé, les emplacements de chauffage électrique-et de chauffage au gaz sont coupés simultanément. La coupure d'un emplacement de chauffage au gaz a lieu de la façon suivante. L'ouverture de l'interrupteur 14 provoque l'application au redresseur 9 d'une tension alternative qui est transforme par le redresseur et charge le condensateur lO.Pendant la charge, il passe du courant par l'enroulement d'exci cation 11 du relais, de sorte que le contact de relais 12 se ferme pour peu de temps. Ainsi, il s'applique au primaire 6 du transformateur 5 la tension de secteur,qui induit une tension dans le secondaire 4. l'une des demi-ondes de la tension alternative appliquée supprime la tension du thermoélément, de sorte que l'enroulement 2'de l'électro-aimant n'est, pour une brève période, parcouru par aucun courant De ce fait, la soupape à gaz 3 s'ourre et l'arrivée de gaz à l'emplacement de chauffage au gaz est interrompu. Sur la figure 2 et la figure 1, les éléments qui se correspondent sont désignés par les mimes références numériques. Sur la figure 2, le montage de coupure selon l'invention est inséré dans le circuit secondaire du transformateur 5. Entre le secondaire 4 et l'enroulement 2 de l'électroaimant de retenue de la soupape à gaz 3 est intercalé un thyristor 20. A l'entrée du thyristor 20 est branchée une diode 25, par l'intermédiaire d'une résistance 24. Entre l'entrée de eom- mande 23 du thyristor 20 et la diode 25 est intercalé le condensateur 10. Entre le point commun à la diode et au condensateur et le ple de l'enroulement secondaire 4 opposé au thyristor est intercalé l'interrupteur l4o t entrée de commande 23 et la sortie 22 du thyristor 20 sont shuntées par la résistance de décharge 25.A la sortie 22, il apparat la demi-onde positive à l'état correspondant à la mise en circuit. La sortie 22 du thyristor est branchée sur le pale négatif du thermoélémentO En partant de l'étqt initial décrit en regard de la figure 1, le montage décrit fonctionne de la façon suivante Lorsque les interrupteurs 17 et 14 s'ouvrent, la demi-onde positive de la tension alternative du secondaire 4 charge le condensateur 10 par l'intermédiaire de la diode 25 et de la résistance 13a (Jusqu'à l'ouverture de l'interrupteur 14, la demi-onde positive a été déviée par cet interrupteur). Le courant de charge qui passe par le condensateur 10 rend le thyristor conducteur pour une brève période, jusqu'à ce qu'il soit de nouveau bloqué par la demi-onde négative.Pendant que le thyristor 20 conduit, une tension positive est appliquée au pole de l'enroulement 2 de l'électroaimant qui est relié au pole négatif du thermo-élément, de sorte que l'électro-aimant se désexcite et que la soupape à gaz 3 se ferme. Ainsi, l'arrivée de gaz à l'emplacement de chauffage au gaz rattaché à ce thermoélément est interrompue. Un avantage notable de l'agencement de la commande de coupure dans le circuit secondaire du transformateur provient du fait que, dans le circuit secondaire, la tension est beaucoup plus faible que dans le circuit primaire.Elle est, par exemple; de 220V dans le circuit primaire et de 6 V dans le circuit secondaire. Cela permet d'utiliser des composants à semi-conducteurs non calculés obligatoirement pour des hautes tensions. Il est particulièrement avantageux de dimensionner le condensateur de façon qu'il apparaisse du côté du condensateur 10 situé vers l'entrée de commande 23, une tension en escalier dirigée en sens contraire de la tension d'ouverture du thyristor L'allure de cette tension est représentée sans le diagramme supérieur de la figure 3. On peut ainsi utiliser un condensateur dont la capacité est inférieure d'un ordre de grandeurdb 2 puissances de 10 à celle du condensateur que l'on devrait utiliser sur la base du courant de commande nécessaire pour le thyristor, d'environ 20 à 25 mA, et d'une durée de commutation; supérieure à 20 msO La charge par échelons (d'allure en escalier) a lieu de la façon suivante . Au début de la demionde positive, la diode 25 devient conductrice, le courant de charge du condensateur 10 rend l'entré de commande du thyristor positive. A partir d'une valeur déterminée, le thyristor devient conducteur, de sorte que le reste de sa demi-onde positive est appliquée à sa sortie 22.La réaction de la sortie 22 sur l'entrée de commande 23 rend cette dernière également positive, de sorte que le condensateur ne peut plus se charger. Au cours de la demi-onde- suivante, le thyristor se bloque et la charge du condensateur reste pratiquement telle quelle. Au cours de la demi-onde positive suivante, la diode conduit de nouveau et le condensateur continue à se charger. Cela augmente la charge du condensateur de signe opposé à la tension d'ouverture du thyristor, de sorte que le thyristor ne devient conducteur qutà un instant ultérieur de la d-emi-onde positive. Le processus déjà décrit recommence alors. Si, au bout de plusieurs demi-ondes, le condensateur est chrgé au point qu'il ne peut plus continuer à se charger, le thyristor ne peut plus devenir conducteur. Le blocage du thyristor qui se produit à la fin du processus de charge a globalement pour conséquence que l'on ne peut faire fonctionner l'appareillage de chauffage au gaz lui-meme que lorsque l'interrupteur 14 est ouvert.Cela est nécessaire, par exemple-, lorsque l'interrupteur 14 est un contact d'un commutateur de programme et que les emplacements de chauffage au gaz doivent entrer en fonctionnement indépen- - dament du commutateur de programme. On peut imaginer différentes variantes des exemples de réalisation décrits ici. Par exemple, le montage redresseur de la figure 1 peut se trouver dans le circuit secondaire du transformateur 5, ou bien l'on peut insérer le contact de relais 12 dans le circuit secondaire. Dans le mode d'exécution de la figure 2, on peut remplacer le thyristor 20 par un autre composant à semi-conducteurs commandé, par exemple par un transistor. En cas de besoin, on peut aussi insérer le montage décrit à propos de la figure 2 dans le circuit primaire du transformateur0 Selon un autre mode d'exécution de ltexem- ple de réalisation selon la figure 2,le secondaire 4 peut comporter des spires supplémentaires 4'o La résistance 24 est alors branchée sur les spires supplémentaires 4'. Cela augmente la tension aux bornes de la résistance 24. On peut, par suite, utiliser un condensateur 10 de plus faible capacité0 R E V- E N D I C A T I 0'N S 1. 'Commande de coupure pour appareillages de chauffage au gaz d'un appareil de cuisson branché sur un réseau alternatif comportant un interrupteur destiné à un dispositif électrique, les appareillages de chauffage au gaz étant chacun protégés par un thermoélément qui fait passer, lorsque l'appareillage de chauffage au gaz correspondant est en fonctionnement, un courant dans un enroulement d'un électroaimant maintenant une soupape à gaz ouverte, branché sur le secteur alternatif par l'intermédiaire d'un transformateur, ladite commande de coupure étant caractérisée en ce qu'elle comporte un montage de charge pourvu d'un condensateur 10, commandé par un montage à semi-conducteurs redresseur (9, 20, 25) s et en ce que, lorsque l'interrupteur (17, 14) s'ouvre, le condensateur 10 se charge par l'intermédiaire du montage à semiconducteurs (20,25) et, grâce à cette charge, 11 enroulement 2 de l'électro-aimant de retenue est parcouru pour une brève période par un courant dirigé dans le sens contraire de celui du courant du t-hermoélément 1. 2. Commande de coupure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le montage à semi-conducteurs (9,20, 25) est inséré dans le circuit primaire du transformateur 6. 3. Commande de coupure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le montage à semi-conducteurs (9, 20, 25) est intercalé dans le circuit secondaire du transformateur 5 4. Montage de coupure. selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le montage à semi-conducteurs est formé par un redresseur 9 à la sortie duquel est brancha le montage de charge (10, 13), et en ce que le courant de charge du condensateur 10 ferme pour une breve durée un contact de relais 12, par l'intermédiaire d1un enroulement de relais 11. 5. Commande de coupure selon la revendication 4, caractérisée en ce que le contact de relais 12 se trouve dans le circuit primaire du transformateur 5. 6. Commande de coupure selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'enroulement de relais 11 est en série avec le condensateur 10, et en ce que le contact de relais 12 est en série avec le primaire i du transformateur 5. 7. Commande de coupure selon l'une quelconque des revendicAtions 4 à , caractérisée en ce que le redresseur est un redresseur en pont 9. 8. Commande de coupure selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le montage redresseur 9 est en parallèle sur le primaire 6 du transformateur 5. 9. Commande de coupure selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le montage à semi-conducteurs peut autre court-circuité par un autre interrupteur 14. 10. Commande de coupure selon la reven-dication 9 et l'une quelconque des revendications 4 à 8 ca caractérisée en ce que les bornes alternatives du redresseur 9 peuvent être court-circuit4es par l'autre interrupteur 14. 11. Commande de coupure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le montage à semi-conducteurs est constitué par un élément à semi-conducteurs commandé 20 et une diode 25, et en ce que le condensateur 10 est intercalé entre l'entre de commande 23 de l'élément à semi-conducteurs commandé 2O et la diode 25. 12. Commande de coupure selon la revendication 11, caractérisée en ce que la diode 25 et l'élément à semi-conducteurs commandé 20 sont branchés sur un polie de la tension alternative, et en ce que le-condensateur 10 et la diode 25 peuvent être branchés, par l'intermédiaire d'un autre interrupteur 14, sur l'autre pôle de la tension alternative. 13. Commande de coupure selon la revendication 12, caractérisée en ce que le condensateur 10 est dimentionné de façon qu'il se charge par échelons (suivant une allure en escalier) pendant l'une des demi-ondes de la tension alternative et engendre à l'entrée de commande 23 un potentiel opposé à la tension d'ouverture. 14. Commande de coupure selon la revenaication 3 et l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce, que la sortie de l'élément à semi-conducteurs commandé 20 est branchée sur l'enroulement 2 de ltélec- tro-aimant de retenue. 15. Commande de coupure selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisée en ce que l'élément à semi-conducteurs commandé est un thyristor 20. 16. Commande de coupure selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 caractérisée en-ce qu'elle comporte une résistance de décharge 13 pour le condensateur 10. 17. Commande Ce coupure selon la revendication 16 et l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'une résistance 13a est montée en parallèle sur l'entrée de commande 23 et sur la sortie 22 de 1?été ment à semi-conducteurs commandé 20. 18o Commande de coupure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'interrupteur 17 et l'autre interrupteur \4 sont actionnés en même temps. 1 9o Commande de coupure selon la revendication 18, caractérisée en ce que les interrupteurs (14,17) sont des contacts d'un commutateur de programme. 20. Commande de, coupure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le dispositif électrique comporte un ou plusieurs emplacements de chauffage électrique de l'appareil de cuisson. 21. Commande de coupure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ds interrupteurs (18,19) sont prévus pour mettre en fonctionnement séparément les appareillages de chauffage au-gaz et le dispositif électrique. 22. Commande de coupure selon l'une quelconque des revendications 11 à 21 caractérisée en ce que la diode 25 est à un potentiel plus élevé que l'entrée 21 du composant à semi-tonducteurs commandé 200