Brevet FR2297515A1 — publié le 19760806

La présente invention concerne nn variateur de cour notanent applicable au contrôle de la vitesse de rotation d'un moteur électrique, par exemple d'un moteur universel de machine à coudre. On connaît des variateurs de courant notamment applicables & l'alimentation des moteurs électriques et en particulier de mo- teurs universels et parmi ceux-ci les plus courants utilisent un rhéostat mécanique. De tels dispositfs colportent tous les inconvénients des organes mécaniques et en particulier leur fiabilité est peu élevée. L'invention crée un variateur de courant purement élec- tronique d'une fiabilité élevée et d'un prix de revient particu lièrenent faible. Conformément & à invention, le variateur de courant notamment applicable au contrôle de l'alimentation de moteurs électriques en psrticulier de moteurs & courant continu, dont le moteur universel ne constitue qu'un exemple, est caractérisé on ce qu'il comprend un dispositif à semi-conducteur contrôlé dont la borne de contrôle est commendée à partir d'une cellule photo-électrique, des moyens étant de plus prévus pour faire varier l'éclairement de ladite cellule photo-électrique de sorte que la tension aux bornes de sortie du variateur soit variable. Conformémont à une autre caractéristique de l'invention, le variateur est branché aux bornes d'une source d'alimentation on courant alternatif dont une des bornes est directement reliée à une première borne de sortie dudit variateur et dont l'autre borne est reliée à une seconde borne de sortie du variateur par l'intermédiaire d'un dispositif à semi-conducteur commandé dont la borne de contrôle est reliée à un organe de centrale du dispositif seli-conducteur commandé, ledit organe de contrôle butant branché aux bornes du dispositif à semi-conducteur commandé en série avec une cellule photo-électrique. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une torse de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatil, aux dessins annexés. La fig. 1 représente une sue sehématique du variateur de courant selon l'invention. La fig. 2 est un exemple de réalisation du variateur selon l'invention-appliquée à la commande d'un noteur universel de machine à coudre. A la fig. 1, on a représenté en 1 une source de courant alternatif, en général le secteur à 110 ou220 volts, et en 2 un organe auquel le variateur de courant selon l'invention permet d'appliquer un courant variable. L'organe 2 peut être quelconque maie, selon l'invention, il est constitué plus spécialement d'un moteur universel de machine à coudre bien qu'il puisse être une simple lampe à incandescence dont on veut faire varier l'éclai- rement. La borne de sortie s1 de la source 1 est directement reliée à la borne e1 de l'organs d'utilisation 2. Entre la borne s2 de sortie de la source 1 et la borne e2 d'entrée de l'organe d'utilisation 2 est placé un dispositif à semi-conducteur contr8lé représenté sons la forme d'un triac 3. Un organe de contrôle 4 du triac 3 est placé aux bornes de ce dernier en série avec une cellule photo-électrique 5. L'organe de contröle 4 colporte une borne de contr8le reliée en 6 & l'électrode de commande du triac 3. La cellule photo-électrique 5 est éclairée à partir d'une lampe 7 branchée entre les bornes s1 et s2 de la source d'aliîentation 1. Un cache mobile 8 se déplace entre la lampe 7 et la cellule 5 sous l'action d'une commande 9. Dans l'application préférée du variateur de courant à la connande du moteur d'une nachine à coudre, la cor nande 9 est constituée par une pédale 10 reliée mécaniquement au cache 8 et placée a la disposition de l'utilisateur de la machine à coudre. On sait qu'un triac est un thyristor bi-directionnel muni d'une électrode de commande permettant l'amorçage du passage du courant dans un sens ou dans l'autre, le triac restant conducteur jusqu'à ce que le courant traversant s'annule. Selon l'éclairement de la cellule, c'est-à-dire selon la position du cache 7 par rapport à la lampe, l'impédance de la cellule varie. Cette variation d'impédance agit sur l'organe de contrôle 4 qui déclenche le triac 3 plus ou moins souvent. Ainsi, selon la position du cache 8 et pour une source 1 à tension constante, la tension aux bornes e1 et e2 de l'organe d'utilisation varie. La fig. 2 représente d'une manière plus détaillée les mêmes éléments que ceux de la fig. 1 et, à cette figure, on a représenté l'organe d'utilisation 2 sous la forme d'un moteur universel 11. On sait qu'un moteur universel est un moteur qui peut travailler soit en courant alternatif,soit en courant continu gais qui travaille de préf érence en continu. Pour alimenter le moteur 11, on branche ses bornes 11a, llb aux bornes en, e2 par l'intermédiaire d'un pont de diodes D à quatre diodes d1 à d4. Une résistance R est de plus placée entre lia et 11b pour régulariser la marche du moteur Il. On ne sortirait évidemment pas du cadre de l'invention en utilisant à la place du moteur universel Il un moteur à courant continu dont le moteur universel peut être considéré conne n'étant qu'un exemple. Â la fig. 2, la cellule 5 est représentée sous forme d'une impédance et l'organe de contr8le ou de commande 4 est constitue d'un condensateur 12 dont une borne est reliée à la sortie de la cellule 5 et dont l'autre borne est reliée à la borne s2 de sortie de la source d'alimentation 1. Un diac 13 relie la sortie de la cellule 5 à l'électrode de commande 6 du triac 3. Le dispositif décrit à la fig. 2 fonctionne de la ma- nitre suivante Lorsque l'utilisateur appuie sur la pédale 10 de l'organe 9 de commande du cache mobile 8, il déplace celui-ci entre la lampe 7 et la cellule 5. La cellule 5 reçoit ainsi plus ou moins de lumière de sorte que son impédance varie d'une valeur sensiblement nulle à une valeur voisine de l'infini. Le condensateur 12 se charge ainsi plus ou moins vite et,pour un certain seuil, il se décharge dans le diac 13 lequel agit sur l'électrode de commande 6 du triac 3 pour le rendre conducteur. Une tension alternative plus OU moins élevée apparatt ainsi aux bornes e1 et e2 de sortie du variateur. Le pont & diodes D transforme cette tension alternative en une tension redressée qui est appliquée aux bornes 11a, llb du moteur Il qui tourne ainsi plus ou moins vite. La résistance 11 sert à régulariser la vitesse du moteur en éliminant les sauts d'intensité. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en.agissant non pas sur une seule phase ,comme dans la réalisation des fig. 7 et 2 ,mais en utilisant un dispositif à semi-conducteur contrôlé sur toutes les phases de la source d'alimentation. De même au lieu d'utiliser une lampe d'éclairement constant reliée directement aux bornes de la source 1, il est possible d'alimenter la lampe par une tension variable en relation avec la pédale 10 ; dans ce cas le cache 8 peut être supprimé. On peut également prévoir des moyens ,tels qu'un miroir tournant, réfléchissant sur la cellule plus ou moins de lumière provenant de la lampe le miroir tournant alors en liaison avec la pédale 10 et le cache pouvant Entre supprimé. REVENDICATIONS 1. Variateur de courant notassent applicable au contrôle de l'alimentation de moteurs électriques en particulier de motours à courant continu, dont le moteur universel ne constitue qu'un exemple, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif à semi-conducteur contrôlé dont la borne de contrôle est commandée 8 partir d'une cellule photo-électrique, des moyens étant de plus prévus pour faire varier l'éclairement de ladite cellule photo électrique de sorte que la tension aux bornes de sortie du varia- tour soit variable. 2. Variateur de courant selon la revendication 1, carac- térisé on ce qu'il est branché aux bornes d'une source d'alimen- tation en courant alternatif dont une des bornes est directement reliée å une première borne de sortie dudit variateur et dont l'autre borne est reliée à une seconde borne de sortie du variateur par l'intermédiaire d'un dispositif & semi-conducteur commandé dont la borne de contr8le est reliée à un organe de contrôle du dispositif semi-conducteur commandé, ledit organe de contrôle étant branché aux bornes du dispositif à semi-conducteur en série avec la cellule photo-électrique. 3. Variateur do courant selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif & semi-conducteur contrôlé est constitué par un triac dont l'électrode de commande constitue la borne de contrôle du dispositi@. 4. Variateur de courant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de contrôle branché aux bornes du dispositif à semi-conducteur commandé on série avec la cellule photo-électrique comporte au moins un diac relié d'une part & la sortie de la cellule et d'autre part & la borne de com- mande du dispositif à semi-conducteur contr8lé et un condensateur relié d'une part également à la sortie de la cellule et d'autre part à l'une des bornes du dispositif A semi-conducteur contrôlé dont l'autre borne est reliée & l'entrée de la cellule. 5. Variateur de courant suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens faisant varier l'éclai- relent de la cellule photo-électrique comprennent un cache mobile entre ladite cellule et une source de lumière à intensité constante. 6. Variateur de courant suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens faisant varier l'éclaire- ment de la cellule photo-électrique comprennent une source de lumière à intensité variable. 7. Variateur de courant suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens faisant varier l'éclaire- ment de la cellule photo-électrique comprennent un dispositif réfléchissant plus ou moins de lumière sur ladite cellule. 8. Variateur de courant suivant l'une des revendications 1 A 7, caractérisé en ce que la source de lumière est constituée par une ampoule électrique branchée directement oa indirectement aux bornes de la source d'alimentation en courant alternatif. 9. Variateur de courant suivant l'une des revendications i 9 8, caractérisé en ce que les moyens faisant varier l'éclairement de la cellule photo-électrique sont reliés à un organe de commande, tel qu'une pédale, à la disposition de l'utilisateur du variateur. 10. Application du variateur de courant selon l'une des revendications 1 & 9 au contrôle de l'alimentation d'un moteur électrique branché aux bornes de sortie du variateur. 11. Application du variateur de courant selon l'une des revendications 1 à 9 au contrôle de l'alimentation d'un moteur à courant continu, et notamment d'un moteur universel, branché aux bornes du variateur par l'intermédiaire d'un dispositif redresseur. 12. Application du variateur selon la revendication Il dans laquelle le dispositif redresseur est constitué d'un pont de diodes. 13. Application du variateur selon l'une des revendications 10 à 12 dans laquelle une résistance de régulation est placée aux bornes du moteur.