Brevet FR2254901A1 — publié le 19750711

On connaît bien les inconvénients qui résulteat, dans les maisons d'habitation et dans les locaux publics, de détériorations du réseau alimentant en courant électrique leurs équipements électriques0 Jusqu'à présent, pour remédier à ces inconvénients, on n'utilisait que des moyens peu efficaces tels que des bougies, des projecteurs et des moyens analogues. Ce n'est que dans les locaux publics les plus importants que sont installés des groupes générateurs électriques autonomes qui, par suite de leur prix trop élevé, ne peuvent être accessibles aux personnes privées on aux collectivités publiques de ressources modestes. Par suite de l'interruption fréquente de l'alimentation en courant provoquée par l'insuffisance actuelle de la production d'énergie, la nécessité de prévoir, en particulier, un système d'éclairage de secours constitué par un moyen simple et peu coûteux devient maintenant impérieuse. À cet effet, la présente invention propose un appareil géné- rateur-accumulateur qui peut être relié immédiatement et automati quement aux installations électriques d'utilisation, en particulier A l'équipement d'éclairage d'un logement ou d'un lieu public, quand la tension du réseau d'alimentation fait défaut. Un tel appareil de secours est très peu coûteux par compa- raison aux groupes générateurs électriques communs et il est capable aussi de fournir du courant aux équipenents d'utilisation sous la m%M tension que le réseau de distribution en remplaçant ainsi entièrement le courant principal défaillant. On a représenté, à siiple titre d'exemples sans caractère limitatif, deux fermes d'exécution de l'invention au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est un schéma par blocs d'une première forme d'exécution de l'appareil, prévue pour être branchée en série entre la ligne principale de distribution et l'installation dlutili- sation- ;; la figure a montre schématiquement le dispositif capteur èlectromécanique prévu pour raccorder automatiquement l'appareil au réseau d'alimentation et pour le débrancher ainsi que pour le raccorder à l'installation d'utilisation et pour le débrancher de cette installation la figure 3 montre schématiquement la baterrie d'accumulateurs ainsi que l'ensemble comprenant un transformateur, un redresseur et un convertisseur qui sont des parties de l'appareil la figure 4 est un schéma par blocs d'une seconde forme d'exécution dans laquelle l'appareil de secours est branché en parallèle entre la ligne de distribution principale et l'iDstalla- tion d'utilisation ;; et la figure 5 montre un schéma par blocs de la seconde forme d'exécution, dans laquelle le dispositif capteur électromécanique pour le branchement de l'appareil à l'installation d'utilisation ou au réseau et pour son débranchement a été remplacé par un dispositif capteur électronique. En référence maintenant à la figure I, on a indiqué en 1 les bornes principales du réseau de distribution E. On a indiqué en C un compteur d'alimentation en courant alternatif et en Va le disjoncteur automatique de sécurité communément utilisé, tandis qu'on a indiqué en lu une installation d'utilisation en-général comme, par exemple, un équipement d'éclairage d'un logement ou d'un local public. Selon la première forme d'exécution, le dispositif capteur qui décèle l'absence de tension dans le réseau d'alimentation E et agit en réponse à ce manque de tension de façon à brancher automatiquement l'appareil de ltinvention-à l'équipement lu ainsi qu'à la batterie d'accumulateurs B est constitué par un relais R inséré en série entre les paires de bornes 2 et 3, c'est-à-dire entre le dispositif Va et l'équipement lu qui peut ttre constitué, par exemple, par une pluralité de lampes.Le dit relais R commande le branchement de la batterie d'accumulateurs B au réseau d'alimentation E ou à l'équipement Su par llintermédiaire d'un ensemble S comprenant un transformateur principal T, un redresseur Rd et un convertisseur Co, les dits éléments étant connus en soi lais étant reliés à l'équipement lu et au réseau de distribution ou débranchés d'une manière automatique et non classique. La figure 3 montre un schéma des circuits des dispositifs électroniques et électriques formant l'ensemble S destiné à Titre utilisé quand l'appareil est conçu pour fournir un courant de secours à un équipement ménager d'éclairage Iu. L'ensemble S comprend un redresseur à diodes Rd et un convertisseur Co qui comporte des transducteurs de puissance, des résistances, un oscillateur et-un transformateur t. Quand la tension de fonctionnement (par exemple 125 ou 225 V en courant alternatif) est présente aux bornes 1 l'appareil de l'invention est débranché de l'équipement lu et est sans action car l'électro-aimant du relais R est alimenté de façon à ferner les contacts A-A' et B-B' reliant la ligne principale E à l'équi- pement Iu et en même temps le relais forme aussi les contacts C-C' du système à doubles contacts C-C' et D-D', tandis que les contacts D-D' sont ouverts de sorte que l'appareil est séparé de l'équipement Iu et est relié à la ligne principale d'alimentation E pour une recharge éventuelle de la batterie B, l'alimentation an courant alternatif étant ainsi transformée et redressée en courant continu de 12 V. Cela s'effectue jusqu'à la saturation de la dite batterie 3, après quoi toute la puissance d'alimentation est appliquée à l'équipement lu. Quand la tension de fonctionnement fait défaut aux bornes 1, l'électre-aimant du relais R a son alimentation coupée et les contacts A-A', B-B' et C-C' s'ouvrent tandis que les contacts D-D' se ferment de sorte que l'équipement Iu est maintenant alimenté par le courant de la batterie B qui est appliqué au dit équipement sous la tension de fonctionnement de 125 ou 220 Y en courant alternatif. Dès que la tension de fonctionnement est rétablie aux bor- nes 1, comme on l'a exposé ci-dessus, le relais R débranche l'appa-. reil de l'équipement lu et le raccorde. au réseau d'alimentation E pour sa recharge et ainsi de suite. La batterie d'accumulateurs B sera rechargée en un temps court (ou en un temps plus long si on le désire) et l'appareil de secours sera prêt à agir à tout moment. Dans la ligne reliait l'ensemble S à l'équipement lu, on peut insérer, dans une position d'observation facile, une lampe de signalisation Ls pour signaler que l'appareil est en action ou an phase do recharge. La dite lampe Ls pourrait évidemment être remplacée par tout autre dispositif convenable optique, acoustique ou analogue, comme par exemple un dispositiff pour reproduire un enregistrement audible informant que l'alimentation en courant de secours autonome s'effectue. Selon la seconde forme d'exécution représentée sur les figures 4 et 5, l'appareil est relié à l'installation d'utilisation Iu par un seul câble et est prévu pour son insertion en parallèle au moyen d'une seule fiche entre les points 2a, 2b-en aval du disjoncteur Va et d'une lampe auxiliaire de signalisation L et en amont de l'installation lu. Les éléments qui sont fonctionnellement identiques à ceux de la première forme d'exécution, ont été indiqués par les mêmes références. Selon cette forme d'exécution on a inséré entre le compteur d'alimentation en courant alternatif C et le disjoncteur Va un relais Re en série destiné à débrancher le réseau E de tous les dispositifs électriques placés en aval du dit relais Re dès que la tension aux bornes 1 fait défaut. En Sa, on a indiqué l'ensemble comprenant le transformateur principal T, le redresseur Rd et le convertisseur Go'et comprenant aussi un circuit logique de commande Lc qui remplit le rOle du relais R et un oscillateur O (figure 5). L'appareil de secours selon cette forme d'exécution fonctionne comme indiqué ci-après. En présence de la tension dans le réseau E le courant est alimenté par le relais Re à l'installation d1utilisation lu. Quand la tension est absente, le relais Re s'ouvre, de sorte que l'appareil de secours est empêché de fournir du courant au réseau E, en amont du relais Re. L'ensemble Sa, comme l'ensemble correspondant S, est capable de transformer une tension alternative de 125 ou 220 V, par exemple, en une tension de courant continu de 12 V et vice versa, Quand la tension de fonctionemment revient dans le réseau d'alimen station E, le relais Re rétablit la situation de fonctionnement normale, tandis que la batterie B commence sa phase de recharge - jusqu'à sa saturation. Comme on l'a déjà indiqué, le convertisseur Oo a été conçu pour fournir le courant alternatif par un seul cible sous la tension de fonctionnement à l'équipement d'utilisation lu en l'ab- sense de la tension du réseau. En fait, quand la tension de réseau est presente aux bornes 1, le convertisseur Co est sans action (figure 5) et en mSne temps la tension alternative du réseau est tranforiée et redressée en courant continu de plus faible tension pour une première charge tampon de la batterie B à environ 1/10 de sa capacité. À l'instant où la tension fait défaut, le circuit logique de commande Lc est mis en action pour donner son acceptation au convertisseur Co de façon qu'il ne puisse devenir fonctionnel que dans le cas où la- charge de l'équipement Iu ne dépasse pas une valeur. prédéterminée0 Un moyen pourrait aussi être prévu pour ssi- gnaler que la dite charge dépasse la dite valeur prédéterminée afin de permettre de prendre les mesures nécessaires, par exemple de débranchement de quelques lampes. L'appareil de l'invention permet d'alimenter des équipements électriques en courant de secours sang aucune modification de ces équipements et sans qu'il soit nécessaire de prévoir des circuits de secours et des dispositifs auxiliaires. Tous les éléments de l'appareil peuvent être logés dans une disposition très compacte à l'intérieur d'un bottier en matière convenable, par exemple en matière plastique ou en me'tal. Pour obtenir un ensemble très compact, le convertisseur Go est composé d'éléments électroniques de façon à présenter une meilleure efficacité et de façon qu'il n'occupe qu'un faible encom- brement en n'étant que peu coûteux. L'appareil de l'invention pourrait évidemment être réalisé aussi par des systèmes différents et on pourrait prévoir des moyens analogues par.leurs effets et leur fonctionnement. Dans la forme d'exécution représentée et préférée, on a prévu que la liaison de l'appareil à l'équipement d'utilisation In- et son débranchement sont entièrement automatiques mais, dans certains. cas, un système semi-automatique pourrait aussi Stre acceptable avec disposition d'un commutateur manuel de commande pour établir une alimentation en courant de secours pour l'équipement d'utilisation lu. Pour appliquer l'appareil de secours de l'inven- tion à une installation d'utilisation lu, il suffit de le brancher entre le réseau d'alimentation z et l'équipement lu en montant le petit boitier, contenant cet appareil, à l'extérieur ou dans un local. Pour des raisons de dimensions et de dépenses, cet appareil est en général conçu pour être utilisé seulement pour une alimentation de secours en courant pour l'équipement d'éclairage d'un logement ou d'un local public mais, en augmentant convenablement le nombre des accumulateurs et en les branchant en parallèle, il sera possible, en l'absence de tension sur le réseau, de fournir aussi du courant pour d'autres équipements électriques ménagers ainsi que pour des ascenseurs, dans ce dernier cas en utilisant un- survolteur ou dévolteur convenable, ce qui évitera ainsi les troubles sérieux dus à l'arrSt d'un ascenseur avec ses occupants entre un plancher et le suivant en l'absence de tension dans le réseau. L'appareil de secours peut de plus être utilisé pour fournir du courant à des dispesitifs électriques anti-vol dont le fonctionnement est tout à fait compromis quand les câbles du réseau d'alimentation sont coupés. Dans un tel appareil de secours, on peut prévoir aussi des moyens de signalisation de défaillances éventuelles ou de son non-fonctionnement. R E V E N D I C A T I O N S. 1. appareil pour l'alimentation en courant de secours d'un équipement d'utilisation électrique sous la tension du réseau, en l'absence de la tension de distribution, avec une batterie d'accumulateurs, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif sieur destiné à fonctionner, en réponse à tonte absence de tension dans le dit réseau, de façon à relier cet appareil, au. dit réseau et à relier encore ce dernier à l'équipe- Ment d'utilisation, le dit appareil comprenant de plus un transfer- mateur principal de tension, un redresseur et un convertisseur afin de transformer le courant alternatif sous la tension d'aliDen- tation en un courant continu sous la tension de la batterie pendant la charge de cette batterie et à convertir le courant continu sous la tension de la batterie en un courant alternatif sous la tension du réseau pendant l'application de l'alimentation d. secours à l'équipement d'utilisation. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le dit dispositif capteur est inséré en série entre le disjoncteur automa- tique de sécurité en aval du compteur d'alimentation en courant alternatif et l'équipement d'utilisation. 3, appareil selon la revendication 1, dans lequel le dispo- sitif capteur est un dispositif électromécanique et est constitué par un relais comprenant deux paires de contacts simples et une paire de contacts doubles syant deux positions de fermeture, le dit relais comprenant un électro-aima=t destiné, quand il est alimenté, à fermer les deux contacts simples de façon à relier l'équipement d'utlisation au réseau d'alimentation et à amener la paire de contacts doubles dans l'une de ses positions de fermeture de façon à relier l'appareil de secours au réseau tandis que, lers de la coupure de l'alimentation de l'électro-aimant, les deux contacts simples stouvrent en débranchant l'équipement d'utilisation du réseau d'alimentation, ouvrent les premièrs contacts de la paire de contacts doubles pour débrancher l'équipement d'utilisation du dit réseau d'alimentation et ferment des seconds contacts de cette paire de contacts doubles peur relier l'appareil à l'équipement d'utilisation. 4. appareil selon la revendication 1, dans lequel l'appa- reil est branché en parallele entre le réseau d'alimentation et l'équipement d'utilisation, de préférence après le disjoncteur automatique, qui est placé @n aval du compteur d'alimentation en courant alternatif et en série duquel est branché un relais auxiliaire prévu pour ouvrir le circuit en l'absence de la tension d1alizentation, le dispositif capteur étant constitué par un circuit logique de commande associé à un moyen qui n'autorise la liaison du branchesent de l'appareil à 11 équipement d'utilisation que si la charge de ce dernier ne dépasse pas une valeur prédéterminée.