Brevet FR2259471A1 — publié le 19750822

La présente invention est relative à un circuit dtali- mentation d'une pompe électromagnétique à mouvement alternatif du type comportant un piston en matériau magnétique mobile dans un cylindre et déplacé dans un sens par la force électromagnétique exercée sur lui par un enroulement d'excitation disposé autour du cylindre et parcouru par un courant, tandis que les déplacements du piston en sens opposé sont assurés par un ressort de rappel. A cet effet, comme représenté en figure 1, l'enroulement de la pompe I est monté en série avec une diode 2 aux bornes d'une source de courant alternatif de sorte que l'action électromagnétique s'exerce pendant les alternances positives du courant (hachurées en figure 2), tandis que la course de retour s'effectue sous l'action du ressort de rappel pendant les alternances supprimées par la diode 2. Le débit d'une pompe de ce type peut être commandé en faisant varier la fréquence du courant alternatif d'alimentation, ce qui exige des dispositifs compliqués et comateux, soit en agissant sur la tension d'alimentation au moyen d'un transformateur ou d'un potentiomètre ce qui oblige à mettre en jeu des puissances de commande relativement importantes, de l'ordre de quelque dizaines de watts. La présente invention a pour objet un circuit d'alimentation comportant des moyens pour régler le débit de la pompe en mettant en jeu des puissances incomparablement plus faibles, de l'ordre de 10 3 watt et qui est caractérisé par le fait que, pour régler le débit de la pompe, l'enroulement de celle-ci est connecté à une source de courant alternatif ou redressé par l'intermédiaire d'un dispositif à semiconducteur contrôlé muni d'un circuit de déclenchement qui amorce le semiconducteur à un instant réglable de l'alternance utilisée du courant d'alimentation. Le principe de l'invention est illustré en figure 3 du dessin annexé représentant le courant redressé traversant l'enroulement d'excitation de la pompe : on voit que la durée de passage du courant est inférieure à une demi-période, le déclenchement ayant lieu aux instants tl, t1' séparés par un intervalle réglable du point de passage du courant par zéro, de sorte que la course du piston et donc le débit de la pompe sont modifiés en fonction de l'instant de déclenchement ou d'amorçage du semiconducteur contr81é. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé plusieurs formes de réalisation du circuit d'ali mentation suivant l'invention. Les figures 1 et 2 d'une part, et la figure 3 d'autre part, qui ont été décrites ci-dessus, représentent schématiquement le principe de la pompe d'alimentation connu et le principe du circuit d'alimentation suivant l'invention. La figure 4 représente le circuit d'alimentation par courant redressé à une seule alternance suivant l'invention comportant un thyristor. La figure 5 illustre le principe d'un autre circuit d'alimentation à thyristor qui est représenté en figure 6 et qui permet une gamme de réglage plus étendue. La figure 7 représente un circuit semblable à ceux des figures 4 et 6 mais alimenté en courant redressé à double alternance. La figure 8 représente une autre forme de réalisation du circuit de déclenchement. Les figures 9 et 10 représentent deux formes de réalisation d'un circuit de déclenchement utilisant un transistor. La figure 11 représente une application de l'invention dans laquelle le débit de la pompe est asservi à une température. Comme représenté en figure 4, l'enroulement (non représenté) de la pompe 1 est relié en série avec un thyristor 2 au réseau à courant alternatif. Un circuit dérivé comprenant une diode 3, un potentiomètre 4 et éventuellement une résistance 5 est relié à la gachette ou électrode de commande du thyristor 2. En réglant le potentiomètre 4 on obtient qu'à chaque alternance positive du courant (figure 3) la tension appliquée à la gachette atteigne la tension d'amorçage au point tl voulu, ce qui permet de régler le temps du passage du courant dans l'enroulement pendant chaque alternance du courant et donc la course du piston de la pompe et le débit de celle-ci. On comprend que dans le montage de la figure 4, une fois que le thyristor est amorcé au point tl, qui se trouve forcément dans le première demi-alternance du courant, le courant continue à passer jusqu'à la fin de l'alternance considérée, ou tout au moins jusqu'au point où l'intensité du courant tombe au-dessous de la valeur du courant de maintien du thyristor. Dans ces conditions, l'amorçage du thyristor ne pouvant etre retardé que de 900 au maximum dans chaque alternance, c'est-à-dire que le thyristor s'amorce au plus tard lorsque l'amplitude du courant passe par son maximum, la durée minimale de passage du courant est celle d'une demi-alternance.Pour pouvoir étendre le réglage sur 1800, c'est-à-dire sur la durée d'une alternance, on utilise conformément à l'invention le montage de la figure 6 qui permet de désamorcer le thyristor, dans chaque alternance, avant l'instant de passage du courant par sa valeur de maintien, par exemple aux instants t2, t2 .,,,.. représentés en figure 5, de sorte que la durée de passage (t2-tl) du courant peut être réduite jusqu a une valeur très faible s'étendant de part et d'autre de l'instant correspondant à l'amplitude maximale du courant. A cet effet, le circuit de déclenchement de la figure 4 est complété comme représenté en figure 6 en reliant en outre à la gachette du thyristor un point situé en aval du thyristor par un condensateur 6 et une diode 7 montée en opposition à la première diode 3.Dans ces conditions, une fois que le thyristor 2 est amorcé dans chaque alternance par le circuit de déclenchement 3, 4, 5, le passage du courant provoque la charge du condensateur 6 et l'application à la gachette d'une tension de sens opposé à celle qui lui est appliquée par le circuit de déclenchement. -Au bout d'une durée qui dépend de la constante de temps du circuit'de charge-du condensateur 6, cette tension négative appliquée à la gachette provoque le désamorçage du thyristor Dans le montage de la figure 7, au lieu d'etre connectée au réseau à courant alternatif, la pompe est alimentée par un pont redresseur à deux alternances 8.Sur cette figure on a reproduit en trait plein le circuit de déclenchement 3, 4, 5 permettant de régler l'angle de conduction du thyristor 2 sur 90 , et en pointillé le circuit supplémentaire 6, 7 permettant d'effectuer ce réglage sur 1800. Le fonctionnement de ce dispositif est exactement le même que celui de la figure 4 ou de la figure 6 avec cette seule différence que la fréquence des impulsions alimentant 1 'enrou- lement de la pompe et donc la fréquence du mouvement alternatif du piston se trouve doublée. Bien entendu il est nécessaire dans ce cas que la somme des duréespréoa8irtet suivant dans chaque alter- nance la période de conduction du thyristor, soit suffisante pour permettre au ressort de rappel de ramener ls piston à son point de départ. Il est préférable dans ce montage de prévoir en parallele avec l'enroulement de la pompe une résistance de récupération 9, éventuellement en série avec une diode pour le passage de l'extra- courant de rupture de l'enroulement de la pompe. Une autre forme de réalisation du circuit de déclenchement d'un thyristor a été représentée en figure 8. Le circuit d'alimentation dans lequel la pompe 1 et le thyristor 2 sont montés en série est connecté par les bornes 10, 10' à un pont redresseur simple ou à un pont redresseur à double alternance, une diode de Zener 11 étant montée en dérivation sur le circuit d'alimentation pour stabiliser la tension. Egalement en dérivation sur le circuit est montée une résistance variable 12 en série~avec un condensateur 13, leur point de jonction étant relié à l'électrode de commande d'un transistor unijonction 14 dont les deux bases sont montées par l'intermédiaire de résistances 15, 15' en dérivation sur le circuit d'alimentation, la base 15' étant reliée à la gachette du thyristor 2.L'ensemble 12, 13, 14 constitue un circuit de dé clenchement connu en soi qui émet des impulsions périodiques lorsque la tension aux bornes du condensateur 13 atteint une valeur suffisante pour rendre conducteur le transistor unijonction, le condensateur se décharge à travers le transistor 14 en appliquant une impulsion d'amorçage à la gachette du thyristor 2. L'instant où cette impulsion d'amorçage est émise dans chaque alternance positive du courant d'alimentation est déterminé par la constante de temps du circuit 12-13 et peut etre réglé par la résistance variable 12. Les figures 9 et 10 représentent un montage dans lequel l'enroulement de la pompe 1 est alimenté soit en courant redressé à simple alternance à l'aide d'une diode 16 (figure 9), soit en courant redressé à double alternance au moyen d'un pont redresseur 17 (figure 10). Dans les deux cas le circuit de déclenchement comporte un transistor de puissance 18 dont le circuit collecteurémetteur est monté en série avec ltenroulement de la pompe 1 et dont la base est reliée par un potentiomètre 19 à un point de circuit d'alimentation situé en amont du transistor 18.On comprend que l'instant où le transistor est rendu conducteur dépend de la valeur de la résistance du potentiomètre 19 -puisque la tension appliquée à la base du transistor est une fraction de la tension de la source d'alimentation et et augmente avec celle-ci, de sorte que l'on obtient un fonctionnement conforme à celui représenté en figure 3 dans le cas de la figure 9 et un fonctionnement semblable avec une fréquence double dans le cas de la figure 10. Le dispositif de déclenchement des formes de réalisation décrites ci-dessus est réglable à la main. I1 est cependant possi ble de rendre ce réglage automatique dans le cas où le débit de la pompe doit entre asservi à une grandeur physique quelconque, notamment à une température, une vitesse de rotation, une pression, un débit de fluide, une luminosité ou une fréquence : il suffit pour cela de rendre variable en fonction de cette grandeur physique, l'un des éléments réglables du circuit de déclenchement. La figure jil représente un tel dispositif dans le cas où le débit de la pompe doit Btre asservie à une température.Dans ce cas, le thyristor 2, monté comme précédemment en série avec ltenroulement de la pompe 1 dans le circuit d'alimentation relié au secteur à courant alternatif, comporte un circuit de déclenchement comportant une thermistance 20 soumise à la température à laquelle la pompe doit Entre asservie et montée dans un circuit à courant continu en série avec une résistance de tarage variable 21. Le point de jonction de la thermistance 20 et de la résistance 21 est relié à un amplificateur opérationnel dont la tension de sortie est appliquée à la base d'un transistor dont ltémetteur est relié à la gachette du thyristor 2 et dont le collecteur est relié par une résistance réglable 23 à un point du circuit d'alimentation situé en aval du thyristor. La tension appliquée à la gachette du thyristor est ainsi rendue variable à la fois avec l'amplitude du courant d'alimentation et avecla tension appliquée à la base du transistor 22, c'est-à-dire avec la température de la thermistance 20. REVENDICATIONS 1. Circuit d'alimentation d'une pompe électromagnétique à mouvement alternatif comportant un piston en matériau magnétique déplacé dans un sens par l'action exercée sur lui par 1'enrou- lement d'excitation fixe parcouru par le courant, tandis que le déplacement du piston dans le sens opposé est assuré par un ressort de rappel, caractérisé par le fait que pour régler le débit de la pompe, l'enroulement de celle-ci est connecté à une source de courant alternatif ou redressé par l'intermédiaire d'un dispositif à semiconducteur contrôlé muni d'un circuit de déclenchement qui amorce le semiconducteur à un instant réglable de l'alternance utilisée du courant d'alimentation. 2. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un thyristor monté en série avec l'enrou- lement de la pompe et dont la gachette est reliée à un point situé en amont du thyristor par l'intermédiaire d'une diode et diurne résistance variable. 3. Circuit suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que pour couper le courant d'alimentation avant le passage par séro du courant d'alimentation à la fin de chaque alternance utilisée, la gachette du thyristor est connectée par l'intermédiaire d'un condensateur et d'une diode montée en opposition à la première , à un point du circuit d'alimentation situé en avi du thyristor. 4. Circuit suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le circuit de déclenchement comporte un transistor unijonction monté en dérivation par ses deux bases et par l'intermédiaire de résistances appropriées entre les deux conducteurs d'alimentation de la pompe qui sont reliés à un redresseur à simple ou double alternance, ce transistor unijonction étant commandé par un circuit en dérivation comportant une résistance réglable et un condensateur dont le point de jonction est connecté à l'électrode de commande du transistor dont l'une des bases est reliée à la gachette du thyristor, une diode de Zener étant montée en dérivation entre les conducteurs d'alimentation en amont du circuit de commande du transistor unijonction. 5. Circuit d'alimentation suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enroulement de la pompe est monté en série avec le circuit collecteur-émetteur d'un transistor dont la base est reliée par l'intermédiaire d'une résistance réglable à un point du conducteur d'alimentation correspondant situé en amont du transistor. 6. Circuit suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est alimenté directement par un réseau alternatif ou par l'intermédiaire d'un pont redresseur à double alternance 7. Dispositif suivant la revendication 1 dans lequel le débit de la pompe doit être asservi à une grandeur physique telle qu'une température, une pression, une vitesse de rotation etc., caractérisé par 12 fait qu'il comporte un thyristor monté en série avec l'enroulement de la pompe aux bornes d'une source de courant alternatif et dont la gachette est connectée par l'intermédiaire du circuit émetteur-collecteur d'un transistor et d'une résistance réglable à un point situé en amont du thyristor et dont la base est reliée par l'intermédiaire d'un amplificateur opérationnel au point de jonction d'une résistance variant en fonction de la grandeur physique considérée, par exemple une thermistance, et d'une résistance de tarage alimentée par une source de courant continu.