Brevet FR2275922A1 — publié le 19760116

La présente invention concerne un dispositif de protection pour moteur électrique triphasé. Le manque de courant à l'une ou l'autre des bornes du moteur électrique triphasé pendant son fonctionnement est un incident fréquent dû à une variété de causes, telles que par exemple la rupture d'un câble d'alimentation de puissance électrique, la rupture d'une paire de contacts dans l'interrupteur tripolaire de commande à distance, ou même, bien que plus ex traordinairement, l'absence de voltage le long d'un des câbles de distribution de puissance électrique. Lorsque se produit une telle absence de courant d'alimentation, un moteur triphasé continue à tourner, mais cependant, il passe à travers un état de surcharge qui le rend inutilisable après un temps très court par suite du brûlage de son paquet d'enroulements. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de protection pour moteurs électriques triphasés, qui est sensible au passage du courant électrique dans les conducteurs d'alimentation du moteur, en vue de couper instantanément l'alimentation du moteur en réponse à l'absence de + flux de courant dans l'un ou au plus dans deuxldes trois conducteurs alimentant le courant électrique du moteur. Dans ce but , le dispositif protecteur de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend trois transformateurs électriques ayant leurs enroulements primaires connectés en série avec les trois conducteurs alimentant le courant électrique au moteur triphasé, des moyens de contrôle étant prévus, actionnés par les signaux électriques à partir des enroulements secondaires de ces transformateurs pour actionner des moyens interrupteurs pour couper l'alimentation de courant électrique au moteur, en réponse à l'absence de passage de courant à travers l'un, ou au plus deux des conducteurs d'alimentation du moteur. Conformément à un mode de réalisation de l'invention, ces moyens de contrôle comprennent un circuit logique à état solide adapté pour répondre aux signaux dérivés des enroulements secondaires des transformateurs pour émettre un signal contrôlant l'action d'un relais qui agit sur l'interrupteur de commande à distance inseré entre le réseau de distribution triphasé et le moteur, de manière à couper l'alimentation de courant e'lec- trique au moteur chaque fois que leflux de courant électrique est manquant dans l'un ou dans deux des conducteurs d'alimentation électriques du moteur. Conformément à une autre réalisation de l'invention, les moyens de contrôle comprennent trois relais contrôlant chacun un interrupteur à deux contacts qui forme une partie d'un circuit électrique contrôlant ltopération d'un relais qui agit, sur l'interrupteur de contrôle inséré entre le réseau de distribution triphasé et le moteur à protéger. La description se rapporte à des exemples de réalisation avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma des circuits du dispositif de protection conforme à une première réalisation de l'invention - la figure 2 est un schéma analogue correspondant à une seconde réalisation de l'invention. - la figure '3 est un schéma analogue correspondant à une troisième réalisation de l'invention La figure 1 montre un moteur électrique tri phasé dont les bornes sont connectées à des conducteurs 2.3. & 4 du réseau de distribution triphasé. Un interrupteur de contrôle à trois contacts 5 est pourvu de contacts mobiles 105, 205, 305 qui coopèrent avec les contacts fixes 102,103 et 104 pour connecter le moteur électrique 1 au réseau de distribution de courant électrique. L'interrupteur 5 est commandé par le relais électromagnétique 6. Ùn transformateur a son enroulement primaire connecté en sérine avec le cnnducteur de réseau 2. De la même manière, les enroulements 108 & 109 des transformateurs 8 & 9 sont connectés en série aux conducteurs 3 & 4 du réseau. Les bornes des enroulements secondaires 207-208 et 209 des,transfor- mateurs 7,8 et 9 sont connectéspar l'intermédiaire de conducteurs 307, 308, 309, aux bornes des relais électromagnétiques 10, 11 et 12. Ces relais 10, 11, 12 actionnent chacun un interrupteur 110, 111 et 112 respectivement. Chacun de ces interrupteurs 110, 111, 112 est pourvu de deux contacts mobiles 13, 14 qui coopèrent avec les contacts fixes 113, 114-. Les trois jeux de contacts fixes 113 sont connectés en série au moyen des conducteurs- 15, et les trois jeux de contacts 114 sont connectés en série au moyen des conducteurs 16. Les conducteurs 15 & 16 , avec les contacts 113 & 114, sont connectés en parallèle à une extrémité au conducteur 217 du circuit d'alimentation du relais 17 et à I'extrémité opposée, au conducteur 117 qui est connecté à une borne d'une ligne d'alimentation de courant. Le relais 17 actionne l'interrupteur 18 pourvu de deux contacts mobiles 118 et 218. Le contact 118 coopère avec les contacts fixes 617 pour connecteur le conducteur 217 à l'une des bornes du relais 17.Cette borne du relais 17 est en outre connec tée au conducteur 217 à travers le conducteur 317 et llinterrup- teur 417 normalement ouvert. Le conducteur 517 connecte la secnnde borne du relais 17 à une borne d'une ligne d'alimentation de courant. Le contact mobile 218 de l'interrupteur 18 coopère avec les contacts fixes 119 de la ligne 19 connectée à une extrémité å une borne d'une ligne d'alimentation de courant, et à son autre extrémité, à une borne du relais 6, avec interposition d'un interrupteur actionné manuellement 20, dont la seconde borne est connectée à la seconde borne de ladite ligne d'alimentation de courant à travers le conducteur 21. Le mode de fonctionnement du dispositif est le suivant : Pour démarrer la marche du moteur 1, on ferme à la main l'interrupteur 20. Cette fermeture provoque l'excitation du relais 6, à travers les contacts 118, 218 normalement fermés, la ligne 19 et la ligne 21. L'excitation du relais 6 provoque la commutation de l'interrupteur 5 dans une position dans laquelle les contacts 105, 205 et 305 sont fermes contre les contacts 102, 103 et 104. Cela' permet au courant électrique de s'écoules à partir du réseau d'alimentation, à travers les conducteurs 2, 3, 4 et les enroulements primaires 107, 108, 109 des transformateurs 7,8, 9 vers les bornes du moteur 1. Le flux de courant à travers les enroulements primaires des transformateurs 7,8, et 9 induit un flux de courant dans les enroulements secondaires 207, 208, 209 de ces transformateurs. Ce courant induit.est alimenté, à travers les conducteurs 307, 308, et 309 aux relais 10, 11 et 12. L'excitation de ces relais provoque la commutation des interrupteurs 110, 111 & 112 dans une position dans laquelle les contacts 113 sont fermés par les contacts 13, tandis que les contacts 114 sont ouverts. L'excitation relais 17 maintient le contact 218 de l'interrupteur-18 dans sa position ferme sur les contacts 119. Chaque fois qu'on désire arrêter le moteur 1, on ouvre l'interrupteur 20, ce qui désexcite le relais 6, et cause l'ouverture des contacts 105, 205 et 305 de l'interrupteur 5 et par conséquent la coupure-du courant passant à travers les conducteurs 2, 3 et 4, les enroulements primaires 107, 108 et 109 des transformateurs 7,8 et 9 vers le moteur 1. Cela cause à son tour, l'interruption du flux de courant à travers les enroulements secondaires 207, 208 et 209 des transformateurs 7,8,et 9, d'où résulte la désexcitation des relais 10, 11 & 12. En conséquence, les interrupteurs 110, 111 et 112 sont commutés dans leur seconde position dans laquelle les contacts 114 sont fermés par les contacts 14 tandis que les contacts 113 sont ouverts.Avec les contacts 114 fermés, le relais 17 est excité à travers la ligne 117, les contacts 14, la ligne 217, les contacts 617, le contact 118 et la ligne 517. Si, en raison d'un incident quelconque au cours de la marche normale du moteur 1, le flux de courant fait défaut dans ltun des conducteurs 2,3,4 et en conséquence à travers les enroulements primaires du transformateur associé, le relais correspondant 10, 11 ou 12 est désexcité. Une désexcitation de l'un seulement des relais 10, 11 ou 12 cause l t interruption des deux branches 15 & 16 du circuit d'alimentation du relais 17 et sa désexcitation . Il en résulte que les contacts 118, et 218 sont connectés dans leur position ouverte. En conséquence, le relais 6 est désexcité, ce qui connecte l'interrupteur 5 dans la position ouverte et coupe ainsi l'alimentation du moteur 1. Pour démarrer à nouveau, le moteur 1, il est nécessaire de remettre le relais 17 en opération, en enfonçant le pousse bouton417. Bien entendu, la même opération se produit chaque fois que le flux de courant est manquant dans deux des conducteurs d'amenée de courant au moteur 1. La figure 2 est un schéma de circuits d'un second mode de réalisation de l'invention. Les mêmes références ont été utilisées que pour les éléments correspondants de la figure 1. Dans cette réalisation, le relaies 17 est normalement désexcité pendant la marche normale du moteur. Chaque fois qu'en raison d'un incident quelconque le flux de courant est manquant dans l'un des conducteurs 2,3 ou 4, le relais correspondant 10, 11 ou 12 est desexcité. Cela provoque la commutation de son contact 13 dans une position dans laquelle les contacts 113 sont ouverts et les contacts 114 sont fermés par le contact 14.En raison de la fermeture de l'un des contacts 114, le courant s'écoule à partir de la ligne 117, à travers les contacts 113, le contact fermé 13, la ligne 115, les contacts 114, le contact fermé 14, à travers la ligne 217 et le relais 17, et, à travers lui, vers la ligne 517 et la seconde borne du ré- seau de distribution de courant, ce qui excite le relais 17. Cette excitation du relais 17 provoque la commutation de l'interrupteur 18 dans sa seconde position dans laquelle les contacts 119 sont ouverts, et les contacts 617 sont fermés par le contact mobile 118. La fermeture des contacts 617 provoque l'excitation du relais 17 à travers la ligne 117, la ligne 717 l'interrupteur de rétablissement fermé 417, les contacts 617, le contact 118, le circuit de shuntage des contacts 13 & 14. De cette manière, dès que l'interrupteur 5 est commuté par le relais 6 dans la position de coupure, en raison de l'ouverture des contacts 119, le relais 17 est maintenu dans sa condition excitée jusqu'à ce que le pousse-bouton 417 soit enfonoé, La figure 3 montre une troisième forme de réalisation du dispositif de l'invention.Conformément à cette réalisation, les sorties des enroulements secondaires des transformateurs 7,8 et 9 sont connectés sur les enroulements primaires des transformateurs 22, 23, 24. Les sorties des enroulements secondaires de ces transformateurs sont connectées aux redresseurs 25,26,27. dont chacun produit à sa sortie un signal de niveau 1 qui est représentatif du flux de courant électrique à travers le conducteur associé 2,3 ou 4. Les sorties des redresseurs 25,26, 27 sont connectées à travers les lignes 29, 30 et 31, aux entrées d'une porte "NON-OU" à trois entrées 57, et, à travers les lignes 32, 33, 34 aux entrées d'une porte "NON-ET à trois entrées 28. La sortie de la porte "NON-OU" 57 est alimentée à travers la ligne 35 sur l'en- trée de l'inverseur 36, dont la sortie est connectée à travers une entrée de la porte "NON-ET" à deux entrées 38. La sortie de la porte 28 est connectée à travers la ligne 39 sur la seconde entrée de l'inverseur 41. La sortie de l'inverseur est alimentée à travers la ligne 42 sur l'électrode de mise en circuit d'un dispositif semiconducteur 43, qui peut, par exemple être du type à conductivité unidirectionnelle contrôlée (SCR) .Le semi-conducteur 43 est connecté par un caté, à travers un interrupteur normalement fermé 46, à la borne 45 du réseau de distribution électrique, et, par l'autre côté, à travers la ligne 44, à une borne du relais électromagnétique, normalement non excité, 47 dont l'autre borne est connectée, à travers la ligne 48, à la seconde borne 49 du réseau. Le relais 47 contrôle l'interrupteur 50, qui ferme normalement les contacts 51 de la ligne connectant le relais 6 à l'alimentation de courant électrique. En cours de marche du moteur, chaque fois que, à partir des sorties des redresseurs 25,26, 27 est fourni un signal de niveau 1, un signal de niveau 1 est alimenté, à partir de la sortie de la porte "NON-OU" 57, à l'inverseur 36. Ce dernier fournit à son tour un signal de niveau O sur l'entrée de la porte "NON ET" 38. A partir de la sortie de la porte 38, un signal de niveau O est réalisé sur la seconde entrée de la porte "NON-ET" 38 , et de là, un signal de niveau 1 est fourni sur l'inverseur 41, à partir duquel une sortie de niveau O est fournie au semi-conducteur 43. Dans ces conditions, le courant ne peut pas s'écouler à travers le semi-conducteur 43 vers le relais 47. Chaque fois que le courant ne passe plus à travers l'un des conducteurs 2,3 ou 4, l'une des sorties des redresseurs se trouve au niveau 0. Dans ces conditions, l'inverseur 41 produira une sortie de niveau 1, qui mettra en circuit l'électrode du semiconducteur 43, permettant ainsi au courant de s'écouler à travers ce semi-conducteur. Le relais 47 est excité, ce qui ouvre les contacts 51, et il désexcite le relais 6, ce qui coupe le courant allant au moteur 1. Cette condition est maintenue jusqu'à ce que le pousse-bouton 46 soit enfoncé pour rétablir les conditions de fonctionnement normal. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10/ Dispositif de protection pour moteurs électriques triphasés caractérisé en ce qu'il comprend trois transformateurs électriques ayant leurs enroulements primaires connectés en série avec les trois conducteurs alimentant le courant électrique au moteur triphasé, des moyens de contrôle étant prévus, actionnés par les signaux électriques à partir des enroulements secondaires de ces transporteurs pour actionner des moyens interrupteurs pour couper l'alimentation de courant électrique au moteur , en réponse à l'absence de passage de courant à travers , l'un ou au plus deux, des conducteurs d'alimentation du moteur. 20/ Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de contrôle comprennent trois relais, chacun d'eux actionnant un interrupteur faisant partie d'un circuit électrique qui contrôle l'aspiration d'un relais agissant sur l'interrupteur de contrôle à distance inséré entre le réseau triphasé et le moteur à protéger, de manière à couper l'alimentation de courant électrique au moteur en l'absence de courant électrique à travers un, ou au plus deux des conducteurs d'alimentation du moteur. 30/ Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contrôle comprennent un transducteur associé électriquement à chacun des enroulements secondaires des transformateurs, de manière à fournir un signal électrique d'un niveau désiré, un circuit logique électronique à état solide étant adapté pour répondre aux signaux de ces transducteurs pour émettre un signal contrôlant l'opération d'un relais qui agit sur l'interrupteur de contrôle à distance inséré entre le réseau triphasé et le moteur, de manière à couper l'alimentation de courant électrique au moteur en l'absence de courant électrique passant à travers un, ou au plus deux, des conducteurs d'alimentation du moteur.