Brevet FR2295601A1 — publié le 19760716

l'invention concerne un appareil électrique à-isolement amélioré et notamment de tels appareils reliés à un réseau alternatif protégé par un disjoncteur différentiel, lesdits appareils comportant une circuiterie relativement compliquée comprenant un organe de commande accessible à la main tel qu'un programmateur, comme par exemple les machines à laver. les circuits de distribution dont un des fils peut etre en-contact accidentel avec les usagers, en particulier les circuits de distribution de l'électricité dans les logements, sont maintenant protégés par des disjoncteurs différentiels extrèmement sensibles qui déclenchent lorsque le courant passant entre un conducteur et le sol a une intensité supérieure à l'intensité susceptible de provoquer une électrocution grave, soit environ 30 milliampères. De tels disjoncteurs sont constitués notamment par un transformateur dont le primaire reçoit des enroulements parcourus par un courant proportionnel au courant dans chacun des conducteurs du réseau, en sorte que le champ magnétique résultant parcourant l'armature soit toujours rigoureusement nul tant qu1il n'y a pas de fuite entre un conducteur et la masse. Dans ce dernier cas en effet il se produit un déséquilibre entre le courant passant dans un fil et celui qui passe dans l'autre, et l'armature est le siège d'un champ magnétique proportionnel à ce déséquilibre. le secondaire soumis à ce champ différentiel produit une tension qui fait déclencher le disjoncteur.La sensibilité, et par conséquent l'efficacité, d'un tel appareil suppose que le champ produit par chacun des conducteurs soit proportionnel au courant qui les parcourt, c'est-à-dire que l'armature ne soit pas saturée. Dans les appareils où lton doit disposer d'un moteur électrique à allure variable, telles que les machines à laver par exemple, on utilise généralement un moteur unique alimenté en continu ou en courant redressé. le genre de moteur est en effet celui qul se prete le mieux à une régulation de la vitesse dans une large gamme tout en conservant un rendement acceptable. Selon la technique habituelle, ce courant est redressé par un pont redresseur à diodes et ensuite modulé à la demande-selon les indications données à un programmateur. Un tel appareil se trouve ainsi pourvu d'un réseau relativement complexe parcouru par un courant redressé. Un défaut d'isolement dans ce réseau provoque, par saturation de l'armature du transformateur du disjoncteur, un-mauvais fonctionnement de ce dernier. Non seulement il ne déclenchera pas sur un défaut survenant dans le circuit de courant redressé, mais encore, pendant toute la durée de la persistance de ce défaut, il ne déclenchera pas sur un quelconque défaut survenant en un point quelconque du circuit protégé par le disjoncteur. Pour remédier à cet -inconvénient on peut disposer un transformateur d'isolement entre le secteur et les circuits de courant redressé, ou bien installer dans l'appareil un dispositif de détection d'un éventuel défaut dans le circuit redressé, dispositif qui assurerait par déclenchement du disjoncteur, la mise hors tension de tous les circuits en aval dudit disjoncteur. Ces procédés sont compliqués, lourds, onéreux et incommodes d'emploi. Un autre procédé consiste à réaliser un double isolement des différents constituants parcourus, ou susceptibles de l'être, par un tel courant redressé. Ce double isolement (ou isolement de classe II) consiste essentiellement à isoler de la masse, et par conséquent à les protéger de tout contact électrique avec une personne, les appareils ou constituants dans lesquels peut circuler ce-courant redressé. C'est ainsi que la carcasse des moteurs électriques sera isolée:- du bati de la machine, et leur transmissioIl-mécanique sera pourvue d'un joint, d'un pignon ou d'une courroie isolante. Mais un constituant, qui peut difficilement être mis en double isolement, est le programmateur qui, par définition, doit être accessible à la main. Or s'il ne l'est pas, on a vu que le rôle de protection du disjoncteur différentiel n'était plus assuré. Un but de l'invention est de réaliser un circuit d'aEmentation d'appareil comportant un programmateur ou analogue, et un élément de circuit à courant redressé, dans lequel un défaut sur cette partieen courant redressé du circuit n'ait pas d'influence néfaste sur le ftnctionnement d'un disjoncteur différentiel. Selon une caractéristique de l'invention ce résultat est obtenu en réalisant un double isolement sur les constituants pouvant être parcourus par le courant redressé, et un isolement normal sur ceux qui ne sont susceptibles d'être parcourus que par le courant du secteur, les liaisons électriques entre ces deux sortes de constituants étant réalisées à travers des résistances, dont la résistance équivalente est plus élevée que celle pour laquelle le disjoncteur aurait un fonctionnement défectueux si un défaut venait à se produire dans les constituants parcourus par le courant redresse. L'expérience a montré que la sensibilité d'un disjoncteur différentiel fonctionnant à 30 milliampères, n'était pas sensiblement affectée par une perte à la masse de 5 milliampères sur le circuit redressé. Pratiquement on prendra des résistances telles que leur résistance équivalente soit supérieure à 10.000 ohms pour une tension de réseau de 220 volts. D'autres caractéristiques apparaitront dans la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation du circuit selon l'invention appliqué à une machine à laver. la figure unique représente un schéma dudit circuit. Un interrupteur bipolaire 11 délivre au pont-redresseur 12 la tension du secteur. le courant redressé, sommairement filtré par le condensateur 13, est appliqué au collecteur d'un transistor de commutation 14. La tension, après division et stabilisation par la résistance 15 et la diode Zehner 16, est utilisée pour l'alimentation du circuit de commande de découpage constitué par un multivibrateur 17, dont la fréquence peut être indépendante ou non de celle du réseau, agissant sur un monostable 18, cette tension est également utilisée comme source de référence, après ajustement par les résistances 19 et 21, pour le comparateur 22. Ce comparateur reçoit en outre une première tension proportionnelle à la tension moyenne i' bornes du moteur 33, obtenue au moyen des résistances 24 et 25 et du condensateur 26, et une deuxième tension proportionnelle à l'intensité parcourant le moteur, obtenue par la résistance 27. le résultat de la comparaison de la tension de référence avec la tension aux bornes du moteur, modifié par le courant qui le traverse, est utilisé pour l'asservissement des largeurs d'impulsion du monostable 18 au besain en énergie du moteur, l'énergie emmagasinée par la self du moteur lui étant restituée par la diode rapide 28. les impulsions du monostable 18 ainsi régulées sont envoyées à la base d'un transistor 29 qui les envoie à son tour vers le primaire du transformateur 31, qui - par l'intermédiaire de la résistance d'adaptation 32, la transmet à la base du transistor de commutation 14 dont l'émetteur alimente le moteur 23. En variante au schéma ainsi décrit, les transistors 14 et 29 sont'montés en Darlington ce qui évite l'utilisation du transformateur 31. Toutes les commandes sont réunies dans un programmateur 33 qui contient notamment l'interrupteur d'alimentation générale 11. Ces commandes sont assurées par les interrupteurs 34, 35, 36, 37 et se font indifféremment à partir d'un des fils du secteur, à travers les résistances associées 41, 42, 43, 44 et 45, dont l'autre extrémité est reliée à la masse par leurs capacités respectives figurées sur le schéma. La masse figurée sur le plan est en réalité un pôle commun qui est isolé du bâti de la machine dans la classe double isolement citée plus haut. L'interrupteur 34 commande le fonctionnement du multivibrateur 17 et par conséquent la mise en marche et l'arrêt du moteur 23. les interrupteurs 35 et 37 agissent, par l'intermédiaire des transistors 46 et 47 et des résistances parallèles 48 et 49, sur le diviseur, constitué par les résistances 24 et 25 et la capacité 26, fournissant une tension proportionnelle à la tension moyenne appliquée au moteur. Ces interrupteurs 35 et 37 modifiant les instructions données au comparateur 22 influent sur 1a vitesse du moteur. l'interrupteur 36 avec sa résistance 43 agit sur la tension de référence élaborée par le diviseur constitué par les résistances 19 -et 21. La fermeture de cet interrupteur a également un effet sur la vitesse du moteur. l'interrupteur 38 avec sa résistance 45 agit sur la base d'un transistor 51 qui commande le fonctionnement d'un relais électromécanique 52 de renversement de sens de marche du moteur. Selon une caractéristique importante de l'invention, les éléments de ce circuit parcourus~par du courant redressé sont réalisés avec un isolement de classe II comme il a été expliqué ci-dessus. les seuls éléments isolés en classe I sont ceux qui sont reliés directement au réseau alternatif et qui sont situés à l'intérieur de l'enceinte du programmateur repéré 37 sur le schéma. Selon une autre caractéristique de l'invention, les liaisons électriques entre le programmateur parcouru par le courant redressé, se font par l'intermédiaire de résistances 41 à 45 suffisamment élevées pour qu'une perturbation quelconque dans le circuit à courant redressé ntait pas d'influence sur la sensibilité de déclenchement du disjoncteur différentiel de protection du réseau. Ainsi qu'il a été dit plus haut, la résistance équivalente à ces cinq résistances est supérieure à 10.000 ohms, donc en classe I. le circuit ainsi décrit permet d'obtenir un renversement du sens de marche, et une vitesse du moteur variant dans de notables proportions en utilisant un moteur à courant continu alimenté en courant redressé ne renvoyant pas d'harmoniques prohibées dans le secteur, l'ensemble ne présentant aucun risque de perturber le fonctionnement du disjoncteur différentiel de protection et satisfaisant aux normes d' isolement actuellement en vigueur. REVENDICATIONS 1. Appareil électrique à circuit d'alimentation isolé,relié à un réseau alternatif, comportant un circuit d'alimentation complexe comprenant au moins un organe de commande accessible à la main, caractérisé en ce que l'isolement -du circuit d'alimentation est réalisé en classe II à ltexception de l'organe de commande, ledit organe de commande étant électriquement relié au réseau alternatif. 2. Appareil électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de commande relié électriquement au réseau alternatif est relié au reste dudit circuit d'alimentation à isolement de classe II, par l'intermédiaire de résistances dont la résistance équivalente est supérieure à 10.000 ohms. 3. Appareil électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que son circuit d'alimentation comporte une partie à courant redressé. 4. Appareil électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie à courant-redressé comporté un circuit à découpage.