Brevet FR2410354A1 — publié le 19790622

La présente invention se rapporte à un disjoncteur de protection comportant un coupe-circuit à commatation automatique en fonction de la température. De tels disjoncteurs sont d'un usage très fréquent dans l'industrie, lorsqu'il s'agit de protéger les appareils élec- triques contre la surchauffe. Dans le cas des appareils s6- nagers électriques entraînés par moteur, il existe, par exemple, un risque de surchauffe des enroulements du moteur s'il y a surcharge des appareils on si ceux-ci viennent m8me à se bloquer. En ce cas, la disjoncteur coupe automatiquement l'alimentation en courant de l'appareil, protégeant ainsi, non seulement celuici, mais aussi son environnement. Dans la pratique, on connut . trois différents types de distoncteurs de protection. Ceux qui fonctionnent de la ma- nière la plus simple sont les fusibles, dont la température augmente en cas de passage de courant excessif et qui fondent, coupant ainsi l'alimentation en courant. Leur inconvénient est naturellement qu' il est ensuite nécessaire de les remplacer. I1 est alors souvent indispensable d'ouvrir l'appareil, ce qui ne devrait pas toujours être demandé, pour des raisons de sécurité, à des personnes non qualifiées sur le plan technique. Il faut aussi avoir un nouveau fusible à sa diSpOsitiol, ce qui, cone on le sait par expérience, n'est pas toujours le cas. On connaSt aussi des limiteurs de température qui coupent automatiquement le courant en cas de dépassement d'une température prédéterminée et le rétablissent automatiquement après refroidissement de l'appareil. De tels limiteurs de température permettent bien de faire économie du remplacement des fusibles, mais, dans la pratique, on oublie facilement de mettre l'appareil hors circuit à l'aide de l'interrupteur de secteur, lorsque le limiteur de température a coupé l'alimentation en courant en raison du risque de surchauffe. L'appareil se remet alors en marche de lui-même après une période de refroidissement0 Le risque d'accident est alors considérable pour l'utilisateur, notamment avec les appareils comportant des pièces mobiles, tels que les centrifugeuses ( & BR On peut supprimer ce défaut de sécurité par l'emploi d'un limiteur de température ou d'un relais de surintensité avec verrouillage automatique du retour. Mais de tels dispositifs soit nettement plus chers que les précédents et nécessitent en outre une manipulation supplémentaire. à savoir le retour manuel après commutation et refroidissement de l'appareil0 La présente invention a pour objet de mettre au point un disjoncteur de protection du type mentionné au début de la présente demande de brevet, de telle manière que, d'une part, il ne nécessite aucune opération supplémentaire pour la remise en service de l'appareil lorsque celui-ci a été suffisamment refroidi après une mise hors circuit automatique, et que, d'autre part, toute mise en circuit accidentelle soit cependant rendre impossible La présente invention permet de résoudre ce problème par l'emploi d'une résistance de chauffage montée en parallèle au coupe-circuit et à proximité de celui-ci Grâce à ce mode de réalisation, l'ouverture du coupecircuit par suite du dépassement d'une température prédéterminée est suivie d'un passage du courant dans la résistance de chauS- fage, cette dernière produisant, de ce fait, suffisamment de chaleur pour que le coupe-circuit reste en position d'ouverture. Ce n'est que lorsque l'appareil électrique ainsi protégé est mis hors circuit à l'aide de l'interrupteur de secteur ou complètement déconnecté du réseau par le retrait de la fiche d'alimentation que la résistance de chauffage commence à s. refroidir, de sorte que le coupe-circuit se referme après qu'un laps de temps s'est écoulé.Les avantages offerts par la présente invention consistent notamment dans le fait que l'appareil ainsi protégé est automatiquement mis hors circuit en cas de dépassement d'une température maxiiale admissible et qu'il redevient prêt à fonctionner, sans autres dispositions particulières, après manoeuvre de l'interrup- teur de secteur ou retrait de la fiche, à condition d'avoir po se refroidir suffisamment longtemps. Il n'est pas nécessaire de rem- placer un fusible ou d'actionner un interrupteur supplémentaire à la main.Etant donné que la remise en circuit ne peut autre effectuée qu'après que l'appareil a été déconnecté du réseau, à l'aide ie l'interrupteur de secteur ou par retrait de la fiche d'ali mentation, u e remise en circuit automatique, non prévue par l'utilisateur, est rendue impossible. Le disjoncteur de protection selon la présente invention présente en outre l'avantage d'être d'un. construction extrêmement simple, ce qui fait que sa ta- brication est économique et son mode opératoire très fiable. Ces avantagea le rendent particulièrement apte à l'utilisation dans des productions de série. Un mode de réalisation avantageux de la présente invention consiste dans le fait que le coupe-circuit et la résis- tance de chauffage sont disposés sur une t81e commune, conduc- trice de la chaleur. Grâce à ce mode de réalisation, le disjoncteur selon la présente invention convient particulièrement peur la protection des enroulements de moteur contre la surchauffe. On obtient de cette manière un composant qui contient tous les éléments voulas sous la forme d'un ensemble. Lersqie, selon un autre iode de réalisation avantageux de la présente invention. la résistance de chauffage est montée entre les deux branchements da coupe-circuit, ladite résistance peut autre solidaire du coupe-circuit, de sorte qu'il 'est pan besoin d'un câblage supplémentaire lors du montage du disjoncteur de protection. Un autre iode de réalisation avantageux de la présente invention prévoit qu'un fusible en fil fin soit monté en série avec la résistance de chauffage. Cette disposition permet d'évi- ter le passage d'un courant excessif vers l'appareil consomma- teur (la charge) à travers la résistance de chauffage, en cas de court-circuit de celle-ci. En l'absence d'un fusible en fil fin, la protecton recherchée contre une remise en circuit accidentelle de l'appareil disparaîtrait en cas de coart-circuit de la ré- sistance de chauffage. Lorsque la résistance de chauffage est, selon un autre mode de réalisation avantageux de la présente invention, montée en parallèle au coupe-circuit dans le circuit électrique, entre l'interrupteur de secteur et la charge (moteur électrique), on évite, même sans fusible en fil fin, une remise en circuit accidentelle de l'appareil en cas de court-circuit de la résistance de chauffage. Un autre ode de réalisation avantageux de la présente invention consiste en ce que l'on prévoit plusieurs coupe-circuit dont chacun comporte une résistance de chauffage correspondante. Ce mode de réalisation permet d'obtenir un système à redondance qui reste apte à fonctionner même en cas de défaillance d'un ou de plusieurs de ses composants. Lorsqu'il s'agit de protéger des moteurs électriques à deux enroulements, il est possible d'affecter un coupe-circuit à chaque enroulement et une résistance de chauffage à chaque coupe-circuit, Un autre mode de réalisation avantageux de la pré- sente invention consiste en ce que la résistance de chauffage est une thermistance. De telles thermistances présentent une résistance à coefficient de température positif, c'est-à-dire que leur résistance électrique augmente fortement avec la tem- pérature. Ces thermistances sont aussi connues sous le nom de résistances PTC (positive temperature coefficient) .Une telle résistance permet d'obtenir n échauffement très rapide, dès que la résistance de chauffage est parcourue par le courant. De ce fait, il saffit déjà d'une brève réponse du coupe-circuit pour produire dans la résistance de chauffage la chaleur nécessaire pour que le coupe-circuit reste ouvert. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de deux modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés de façon schématique par le dessin annexé, sur lequel t la figure 1 est une vue du disjoncteur de protection selon la présente invention et de sa disposition pour assurer la sécurité des enroulements d'un moteur électrique, et la figure 2 est une vue d'un second exemple de réali- sation du disjoncteur selon la présente invention, lui aussi prévu pour la protection des enroulements d'un moteur électrique. La figure 1 représente une fiche d'alimentation 1 ,par l'intermédiaire de laquelle un moteur électrique 2 est alimenté en courant électrique lorsqu'un interrupteur de secteur 3 est actionné. Le moteur électrique 2 peut, par exemple, être un mo- teur asynchrone à p8les fendus, comportant deux enroulements 4 et 5. Une tCle conductrice de la chaleur 6, qui permet de transmettre la chaleur dégagée dans l'enroulement 4 du moteur à un coupe-circuit 7 dont la commutation se fait en fonction de la température, est prévue dans l'enroulement 4.Le coupe-circuit 7 est, en règle générale, un bilame. Une résistance de chauffage 8 est montée en parallèle au coupe-circuit 7, à proximité a- médiate de ce dernier.La résistance de chauffage 8 est disposée de telle manière qu'au moins une partie de la chaleur produite par elle soit transmise au coupe-circuit 7, par l'intermédiaire de la tôle conductrice de la chaleur 6. Le disjoncteur représenté sur la figure 1 fonctionne de la manière suivante t tant que les enroulements 4 et 5 du moteur ne subissent pas de surchauffe, le coupe-circuit 7 est fermé. Lorsque l'appareil est branché sur le réseau électrique à l'aide de la fiche d'alimentation, il peut Titre mis en service au moyen de l'interrupteur de secteur 3. Si une surchauffe ou même un blocage du moteur électrique 2 provoque un échauffement excessif de l'enroulement 4, la t8le conductrice de la chaleur 6 transaet au coupe-circuit 7 une quantité de chaleur suffisante pour que celui-ci s'ouvre et mette hors circuit le moteur électrique 2.Cependant, dans cet état, un courant très faible peut traverser la résistance de chauffage 8 et le moteur électrique 2, entratiant ainsi un échauffement de la résistance de chauffage 8. La tele conductrice de la chaleur 6 transmet également cette chaleur au coupe-circuit 7, de sorte que celui-ci reste ouvert tant que le moteur électrique 2 reste relié au secteur. Ce n'est qu'après que l'on a actionné l'interrupteur de secteur 3 ou retiré la fiche d'alimentation 1 que la résistance de chauffage 8 peut se refroidir.Dès que l'en- roulement 4 du moteur s'est alors suffisnnrannt refroidi, le coupe-circuit 7 peut se refermer, de sorte que l'appareil peut sans autres dispositions, être remis en circuit à l'aide de la fiche d'alimentation et de l'interrupteur de secteur. Dans le cas de l'exemple de réalisation selon la figure 2, une tôle conductrice de la chaleur 6 ou 6 comportant un coupe-circuit 7 ou 7' et une résistance de chauffage 8 ou 8. est affectée à chacun des deux enroulements 4 et 5 du moteur.On obtient ainsi un système à redondance, ce qui veut dire que la protection voulue est encore assurée, même en cas de défaillance d'un composant quelconque du disjoncteur. La figure 2 représente en outre un fusible en fil fil 9 ou 9' monté en série avec la résistance de chauffage 8 ou 8'. Ce fusible en fil fin pourrait aussi être prévu dans le cas de l'exemple de réalisation selon la figure 1. I1 est destiné à couper l'alimentation en courant en cas de court-circuit de la résistance de chauffage 8 ou 8', car, dans ce cas, l'appareil à protéger pourrait alors accidentellement démarrer tout seul. R E V E N D I C A T I O N S 1. Disjoncteur de protection comportant un coupe-circuit à commutation automatique en fonction de la température, caractérisé en ce qu'il est prévue une résistance de chauffage montée en parallèle au coupe-circuit et à proximité de ce lui- ci. 2. Disjoncteur de protection selon la revendication 1 caractérisé en ce que le coupe-circuit et la résistance de chauffage sont disposés sur une t81e commune, conductrice de la chaleur. 3. Disjoncteur de protection selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la résistance de chauffage est montée entre les dieux branchements du coupe-circeit 4. Disjoncteur de protection selon 1'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un fusible en fil fin est monté en série avec la résistance de chauffage. 5. Disjoncteur de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la résistance de chauffage est montée en parallèle au coupe-circuit dans le circuit électrique, entre l'interrupteur de secteur et la charge (moteur électrique) 6. Disjoncteur de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on prévoit plusieurs coupe-circuit , dont chacun colporte une résistance de chauffage correspondante. 7. Disjoncteur de protection selon l'use quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la résistance de chauffage est une thermistance à coefficient de tem pérature positif.