Brevet FR2310020A1 — publié le 19761126

La présente invention concerne une alimentation en courant alternatif polyphasé dont la fréquence et la tension des phases sont séparément règlables ses utilisations sont multiples et elle peut par exemple alimenter des moteurs électriques à vitesse variable ou des alimentations en courant continu dont on veut faire varier la grandeur soit du courant, soit de la tension de sortie. Dans la technique antérieure, les alimentations en courant alternatif polyphasé comportaient dans un montage en étoile dont le neutre est à la mas seJpour chaque phase du courant, un auto transformateur permettant de régler manuellement la tension entre la phase considérée et le neutre, il en était de même pour le réglage de la fréquence du courant délivré par l'alimen- tation : cette fréquence était sélectionnée manuellement par le choix approprié des bornes du secteur électrique fournissant des courants alternatifs de fré quences différentes. Ce type d'alimentation a pour inconvénient de nécessiter pour chaque sélection, soit de fréquence, soit de tension, une intervention manuelle de l'opérateur. Elle a aussi pour inconvénient de ne pas permettre de disjonc tion de courant par exemple en cas de fuite de courant de l'une des phases vers la masse ou en cas de surintensité sur une ou plusieurs phases. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et elle a pour objet une alimentation polyphasée règlable caractérisée par le fait qu'elle comporte 1/ des circuits électriques de sélection de la fréquence du courant alter natif fourni à un récepteur alimenté en étoile 2/ des circuits électriques d'asservissement à une tension de référence de la tension entre chaque phase et le neutre du secteur électrique. 3/ un transformateur d'isolement entre le secteur électrique et les circuits d'asservissement; 4/ un organe de disjonction apte à couper le courant sur l'une quelconque des phases en cas de fuite de courant entre une phase et le neutre, cet organe de disjonction étant connecté entre le transformateur d'isolement et les cir cuits électriques d'asservissement; 5/ un autre organe de disjonction apte à couper le courant sur l'une quelconque des phases, en cas de surintensité sur cette phase. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressorti ront mieux de la description qui va suivre donnée à titre exemple non limita tif, en se reportant au dessin annexé qui représente schématiquement une ali tentation polyphasé selon l'invention. Cette alimentation, représentée en 3 sur la figure, est connectée au secteur électrique qui fournit par exemple un courant sinusoïdal triphasé, disponible aux bornes 4, 5 et 6 les bornes 4 délivrent, par exemple, du courant alternatif à une fréquence de 50 Hertz, les bornes 5 du courant alternatif à une fréquence de 60 Hertz, les bornes 6 délivrent du courant alternatif à une fréquence de 400 Hertz. L'alimentation polyphasée 3 comporte notamment des circuits 31 permettant de sélectionner la fréquence du courant alternatif fourni à l'alimentation et des circuits 39 permettant dtasservir la valeur de la tension de chaque phase par rapport au neutre, à une tension de référence. Cette tension de référence est délivrée par exemple par un organe de commande 9 constitué d'un microprocesseur 10, associé à un lecteur de données binaires 11. Ces données sont portées sur un support dienregistrement 12, par exemple de type magnétique. Le microprocesseur peut être de type H 316, commercialisé en France par la Société Honeywell. Les circuits de sélection de fréquence 31 sont commandés en 32 par l'organe de commande 9. Organe de commande 9 envoie au moment de la sélection de fréquence, des signaux de commande agissant sur un ensemble logique 33, constitué de portes logiques de type "ET", représentées en 90, 91, 92 commandant les relais correspondants 34, 35 et 36. Les portes "ET" sont par exemple celles de la série SN 5408 ou 7408, qui sont décrites à la page 6-17 du livre édité en 1971 par la Société "Texas Instrument" et et intitulé "The Integrated circuits catalogue". Chacune de ces portes a une entrée portée à un niveau logique 1, tandis que l'autre entrée reçoit un signal de commande de niveau logique 1, au moment où le relais électrique correspondant à la fréquence désirée, va être enclenchée. Ainsi, les entrées 93, 94, 95 sont constamment au niveau 1, tandis qulune des entrées 32 de l'une des portes 90, 91 ou 92, reçoit un signal de niveau 1 pour la sélection de la fréquence. Ainsi Entrée 93 de la porte 90 reçoit un signal de niveau 1 pour la sélection de la fréquence 50 Hertz.Les entrées 91 et 94 permettent respectivement, la sélection des fréquences 60 hertz et 400 Hertz. L'organe 31 est une sécurité supplémentaire en cas de panne de l'organe de disjonction 53 qui sera étudié par la suite. Les circuits de sélection de fréquence sont connectés à un transformateur d'isolement 37. Ce transformateur isole le secteur 4 et les entrées 7 diun récepteur 1 connecté à la sortie 13 de l'alimentation. Ce récepteur est par exemple un moteur électrique ou une alimentation en courant continu, mais il est bien évident que l'alimentation polyphasée peut être utilisée pour d'autres types d'appareils. Le transformateur d'isolement 37 présente en sortie une borne pour le neutre N et trois bornes pour chacune des phases P1 1, 2, 83, Les sorties du transformateur d'isolement, sont connectées à un organe de disjonction 38 permettant la coupure de toutes les phases du courant alter natif quand une fuite de courant alternatif vers la masse, a été détectée sur l'une quelconque des phases. Cet organe de disjonction est de type différentiel. Un organe de disjonction différentiel de ce type est décrit pages 77-78 de l'ouvrage de M. CASTELLO intitulé "CIé des schémas électriques", paru aux éditions Dunod - Paris en 1965. L'organe de disjonction 38 est connecté par ses sorties correspondant à chaque phase, aux circuits 39 permettant le réglage de la tension entre chaque phase et le neutre. Ces circuits comportent en 40, 41, 42 respective ment pour chaque phase, un auto transformateur réglable tel que représenté en 45 et UD moteur M. La valeur de la tension à la sortie 49 de ce transformateur, est réglée par déplacement d'un curseur 44 se déplaçant en contact avec l'enroulement 45 sous l'effet de l'entrainement du moteur M. Entrée de lXauto transformateur est connectée entre la phase considérée 1 et le neutre N, dans l'exemple choisi. La rotation du moteur est commandée par un organe d'asservissement 46 lui-même commandé par l'organe de commande 9.Un organe d'asservissement de ce type est décrit dans le livre "Circuits électriques" de M. OEMICHEN, Editions Radio 1954, page 228. Cet organe d'asservissement reçoit sur une entrée 47 un signal de référence correspondant à la valeur de la tension désirée, et il est connecté par ses entrée 48 et 49 respectivement, à une borne de sortie de lauto-transformateur correspondant au neutre, et au curseur 44 en contact avec l'enroulement 45. Ainsi l'organe dtasservissement 46 reçoit en 47 un signal correspondant à la valeur de la tension désirée et reçoit également sur ses entrées 48 et 49, la valeur de la tension entre la phase P(1 et le neutre N. Cet organe diasservissement va donc commander la rotation du moteur M afin que le curseur vienne se fixer sur un point de l'enroulement de l'auto- transformateur tel que la tension entre la phase dl et le neutre N, corresponde à la tension désirée. L'enroulement de ltauto-transformateur est muni dtune butée supérieure BS, correspondant à la tension maximale entre une phase et le neutre et diune butée inférieure BI correspondant à la tension minimale. Ces butées inférieure et supérieure, lorsqurelles sont atteintes par le curseur 44 permettent, pour la phase correspondante, de vérifier l'état de bon fonctionnement des moyens d'asservissement 46 qui ne doivent pas commander la rotation du moteur M de telle sorte qu'il ait tendance à faire forcer le curseur 40, sur Irune de ces butées. II est bien évident que les autotransformateurs et les moteurs représentés en 41, 42, les organes d'asservissement 50, 51, pour les phases 2 et j113, sont semblables à l'organe d'asservissement 46, à liauto-transformateur 45 et au moteur M représentés en 40 pour la phase 1. L'alimentation comporte aussi un organe de disjonction 53, qui permet une coupure de chaque phase à n'importe quel instant. Cet organe de disjonction 53 est constitué par les systèmes 54, 55 et 56 qui comportent chacun deux thyristors montés en parallèle inverse, selon un montage TRIAC. Ce sont les thyristors 60, 61 qui apparaissent dans le système 54. La g chette de ces thyristors reçoit d'un organe de sécurité 52 lié à des capteurs de courant 57, 58, 59, un signal de commande de coupure. L'organe de sécurité est par exemple constitué par des détecteurs de seuil de courant délivrant un signal de coupure, à chaque fois quiun seuil de courant est dépassé sur une phase. Ces détecteurs de seuil peuvent être constitués par des diodes. La commande de coupure peut aussi provenir de l'organe de commande 9. Les détecteurs de seuils pour l'ensemble des phases ont été représentés en 96, 97, 98. Les capteurs de courant 57, 58, 59 qui peuvent être des shunts permettent également de mesurer le courant dans chaque phase gracie à un voltmètre 21, pour chaque fréquence sélectionnée à entrée de lialimentation. Ainsi cette alimentation polyphasée permet de fixer les valeurs de fréquence et de tension du courant alternatif fourni à un appareil 1 alimenté en étoile; elle comporte une double sécurité. Un organe de disjonction autonome 38, de type différentiel et un autre organe de disjonction 53, déclenché par l'organe de commande 9 ou par les capteurs de courant 57, 58, 59. Les valeurs des tensions dans chaque phase, peuvent être mesurées par un volt mètre 21. Il est à remarquer que l'alimentation polyphasée 3 délivre à l'appareil 1 des courants dont la fréquence et la tension sont réglables, ce qui peut être utile dans des essais de performance d'appareils électriques. II est bien évident que dans lssèxemplede réalisation d'une alimentation polyphasée selon l'invention, les moyens utilisés auraient pu être remplacés par des moyens équivalents, sans sortir du cadre de cette invention. REVENDICATIONS I - Alimentation polyphasée règlable, caractérisée par le fait qu'elle comporte: 1/ des circuits électriques de sélection de la fréquence du courant ~ tW , ni à un récepteur alimenté en étoile. 2/ des circuits électriques d'asservissement à une tension de référence de la tension entre chaque phase et le neutre du secteur électrique. 3/ un transformateur d'isolement connecté entre le secteur électrique et les circuits diasservissement. 4/ un organe de disjonction apte à couper le courant dans les phases en cas de fuite de courant entre une phase et le neutre, cet organe de disjonction étant connecté entre le transformateur d'isolement et les circuits électriques drasservissement ; 5/ un autre organe de disjonction apte à couper le courant sur lune quelconque des phases, en cas de surtension sur cette phase. II - Alimentation polyphasée réglable, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les circuits électriques d'asservissement comportent pour chaque phase - un auto-transformateur alimenté par le secteur électrique à travers le transformateur d'isolement, la sortie de cet auto-transformateur étant constituée par un curseur mobile; - un moteur électrique apte à faire déplacer le curseur tout au long de ltenroulement de lZauto-transformateur - un organe d'asservissement commandant la marche du moteur électrique de manière à ce que la tension de chaque phase par rapport au neutre soit asservie à une tension de référence.Cet organe diasservissement reçoit diune part la tension de référence et diautre part la tension de sortie de l'auto transformateur. 111 - Alimentation polyphasée selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les circuits électriques de sélection de fréquence comportent pour chaque phase un relais commandé par une porte logique. 1V - Alimentation polyphasée selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'organe de disjonction apte à couper le courant sur l'une quelconque des phases en cas de surintensité sur cette phase, comporte sur chaque phase - deux thyristors montés en parallèle inverse, selon un montage de type TRAC; - un capteur de courant connecté en série avec le TRIAC - un détecteur de seuil de courant connecté au capteur et commandant la gâchette du TRIAC à chaque fois qu'un seuil de courant est dépassé.