Brevet FR2395348A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne un dispositif de protection d'un moteur à aimants permanents équipant une machine à laver le linge, ledit moteur étant alimenté par une tension redressée découpée à commutation cyclique variable au moyen de thyristors dont les gâchettes sont couplées à un circuit relaxateur constitué par un réseau à constante de temps coopérant avec deux transistors de polarités complémentaires disposés tête-bêche. On sait que l'utilisation de moteurs électriques à aimants permanents alimentés en commutation cyclique variable à l'aide de circuits électroniques appropriés a permis, entre autres, une très grande simplification de ltentraînement mécanique du tambour des machines à laver le linge, et la mise en oeuvre de vitesse d'essorage élevées, réglables et à variation progressive; toutefois, certains incidents sont susceptibles de nuire à la fiabilité de ces moteurs et des circuits électroniques qui leur sont associés. Parmi ces incidents, il faut citer le cas où la porte de fermeture du tambour rotatif nta pas été verrouillée avec suffisamment de soin et où elle s'ouvre après un certain nombre de rotations alternées du tambour en permettant à du linge de s'échapper hors de celui-ci : il en résulte alors inévitablement un blocage du tambour dans la cuve de la machine à laver et une surcharge thermique importante du moteur qui ne peut plus tourner sous 1 action du courant qui la traverse. L'intensité du courant qui traverse le moteur est heureusement limitée par la résistance série qui est constituée par le thermoplongeur chauffant le bain lessiviel contenu dans la cuve de la:machine,.mais cette disposition n'est pas suffisante en elle-même. Le brevet français 2 213 792 décrit un dispositif électronique de protection, ledit dispositif fonctionnant par détection de certaines conditions anormales de tensions électriques aux bornes du moteur alimenté en commutation cyclique variable et dont le rotor est bloqué ; le circuit de protection qui constate 11 existence d'un tel état interrompt pratiquement l'alimentation du moteur d'une manière stable. Ce dispositif accomplit parfaitement sa fonction, mais du fait d'un coût relativement élevé lié à une certaine complexité de structure, son usage est pratiquement réservé aux machines de "haut de gamme. Un des buts de la présente invention est de réaliser un dispositif de protection limitant le courant moyen d'induit du moteur à une valeur non dangereuse en cas de blocage du rotor. Un autre but de l'invention est d'obtenir ce résultat en mettant en oeuvre un nombre très réduit de composants additionnels, de telle sorte que le coût de ce dispositif soit faible en regard de celui du circuit de commutation cyclique variable du moteur. L'invention est basée sur la considération qu'il n1 est pas nécessaire d'interrompre complétement le courant d'induit du moteur en cas de blocage du rotor de ce dernier, mais qu'il suffit de le limiter à une valeur qui ne risque pas de détériorer le moteur par un échauffement excessif. Selon l'invention, le dispositif de protection d'un moteur à aimants permanents équipant une machine à laver le linge, ledit moteur étant alimenté par une tension redressés découpée à commutation cyclique variable au moyen de thyristors dont les gâchettes sont couplées à un circuit relaxateur constitué par un réseau à constante de temps coopérant avec deux transistors de polarités complémentaires disposés tête-bêche, est notamment remarquable en ce qu'un circuit connu sous le nom de "pompe à diode" est disposé entre la base du transistor relié au réseau à constante de temps et un conducteur commun d'alimentation en courant pulsé connecté à l'une des bornes du moteur, ledit circuit étant shunté par un interrupteur électronique dont l'électrode de commande est reliée à l'autre borne du moteur. Avantageusement, l'interrupteur électronique est un transistor dans l'émetteur duquel est insérée une diode zéner, ledit émetteur constituant la borne de commande de l'interrupteur. En fonctionnement normal, la tension de force contre-électromotrice résultant de la rotation du moteur provoque la fermeture de l'interrupteur shuntant la pompe à diode, et le système de commutatiQn cyclique variable fonctionne normalement. En cas de blccage du rotor, l'absence de la force contreélectromotrice fait que l'interrupteur reste ouvert, activant ainsi la pompe à diode oui fait croître progressivement la tension de base du transistor relié au réseau à constante de temps ; il en résulte un retard du déclenchement des thyristors à chaque alternance du secteur, ce qui limite le courant d'induit du moteur à une valeur non dangereuse. Le dispositif selon l'invention met en oeuvre un petit nombre de composants peu couteux, ce qui permet de l'incorporer à des machines à laver de "bas de gamme La description qui va-suivre en regard du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure unique représente le schéma de principe d'un circuit régulateur de vitesse de moteur de machine à laver le linge munie du dispositif selon l'invention qui est représenté à l'intérieur d'un cadre en traits interrompus. Sur la figure unique, l'une des bornes d'un moteur 1 muni d'inducteurs à aimants permanents est connectée à un conducteur négatif 2 relié aux anodes réunies de deux diodes redresseuses 3-et 4, l'autre borne du moteur I étant connectée à un conducteur positif 5 relié aux cathodes réunies de deux thyristors 6 et 7. Une première borne 8 du secteur électrique est reliée à travers une résistance 9, constituée par un élément thermoplongeur, aux cathode et anode réunies de la diode 3 et du thyristor 6 ; une seconde borne 10 du secteur est connectée aux cathode et anode réunies de la diode 4 et du thyristor 7. Les cathodes réunies de deux diodes redresseuses 11 et 12 sont reliées par une résistance 13 à la cathode d'une diode zéner 14 dont 11 anode est réunie au conducteur positif 5, la cathode de ladite diode constituant par ailleurs un conducteur 15 de tension positive pulsée. Les anodes des diodes 11 et 12 sont reliées respectivement aux cathode et anode réunies de la diode 3 et du thyristor 6 d'une part, et aux cathode et anode réunies de la diode 4 et du thyristor 7 d'autre part. Les émetteurs de deux transistors 16 et 17, respectivement de type PNP et NPN, sont reliés, ''un au conducteur 15 par deux résistances en série 18 et 19, et l'autre au point commun de deux résistances 20 et 21 dont les extrémités sont respectivement réunies aux gâchettes des thyristors 6 et 7. Les bases et collecteurs mutuellement réunis des deux transistors précités sont reliés, d'une part au conducteur 5 par une résistance 22, et d'autre part au point commun de deux résistances 23 et 24, cette dernière, ajustable, étant réunie par une resistance fixe 25 au conducteur 15. Le point commun aux résistances 18 et 19 est relié à la cathode d'une diode zoner, l'anode de cette dernière étant con nectée au conducteur 2 par une- résistance fixe 27 et variable 28 montées en série ; en outre, un condensateur 29 est disposé entre 1 émetteur du transistor 16 et le conducteur 5. Le dispositif 30 selon l'invention comporte un transistor 31, de type NPN, dont le collecteur est relié à la résistance 23, et la base au conducteur 5 par une résistance 32. L'émetteur du transistor 31 est connecté, d'une part à l'anode d'une diode zéner 33 dont la cathode est reliée au conduct teur 5 et d'autre part au conducteur 2 par une résistance 34. Le collecteur du transistor 31 est connecté à l'anode d'une diode 35, la cathode de cette dernière étant découplée au conducteur 5 par un condensateur électrolytique 36 shunté par une résistance 37. Pour la clarté des explications qui vont suivre, le schéma de la figure unique a été volontairement réduit à l'essentiel ; c'est ainsi que les commutateurs ayant trait aux différents régimes de rotation du moteur ainsi que celles des inversions de sens de rotation ne sont pas figurées. De meme, différents composants de protection contre des courants de crete excessifs ou des surtensions, ainsi que des circuits électroniques annexes de protection dits "anti-balourd" ont été omis. En faisant abstraction tout d'abord de la présence du dispositif 30, c'est-à-dire en supposant la résistance 23 directement reliée au conducteur 5, la partie régulation du schéma fonctionne de la façon suivante Les diodes 3 et 4 constituent avec les thyristors 6 et 7 un pont de redressement alimentant le moteur 1 par une tension continue pulsée formée d'arches de sinusoldes dont la durée varie en fonction inverse du retard de l'amorçage des thyristors par rapport à l'origine desdites arches ; la résistance 9 est eonstituée par un élément thermoplongeur qui limite le courant de crête circulant dans l'induit du moteur, l'énergie ainsi dissipée par effet joule étant récupérée au cours du cycle de lavage de la machine. Les gâchettes des thyristors 6 et 7 sont alimentées depuis l'émetteur du transistor NPN 17 dont la combinaison avec le transistor PNP 16 constitue un dispositif à effet de déclenchement analogue à celui d'un thyristor tétrode. Les deux transistors 16 et 17 sont alimentés depuis le conducteur 15 de tension positive pulsée et écretée par la diode zéner 14, ladite tension étant bien entendu court-circuitée lorsque les thyristors 6 et 7 sont conducteurs. La grandeur de consigne utilisée pour la régulation est la tension de force contre-électromotrice de l'induit développée par le moteur fonctionnant en génératrice pendant les intervalles de temps où les thyristors 6 et 7 sont bloqués ; cette tension étant pratiquement proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur, en l'absence de celle-ci, au démarrage par exemple, le déclenchement des transistors 16 et 17 intervient très tt après le début de chaque alternance du secteur et le moteur 1 est alors pratiquement alimenté en pleine onde. Au fur et à mesure que le moteur 1 accélère, la tension de FCEM croît sur l'anode de la diode zéner 26, et dès que le seuil d'amorçage de celle-ci est atteint, la chûte de tension dans la résistance 19 fait décroître la tension d'émetteur du transistor 16, ce qui retarde le déclenchement des thyristors 6 et 7 ; à ce moment, la régulation devient effective, toute variation de la FCEM modifiant le délai de déclenchement des thyristors 6 et 7 dans un sens tel qu'il tende à compenser lesdites variations, et par conséquent à maintenir constante la vitesse du moteur. Le processus de déclenchement de la combinaison des transistors 16 et 17 est le suivant Au début d'une alternance du secteur, la tension entre les conducteurs 5 et 15 est nulle, le condensateur 29 est déchargé et les transistors 16 et 17 sont bloqués. Lorsque croît la tension d'alimentation, le condensateur 19 se charge progressivement, et lorsque la tension base-émetteur du transistor 16 devient suffi sante, ce dernier commence à conduire, entraînant également la conduction du transistor 17. Le processus étant cumulatif, les deux transistors sont portés à saturation en un temps tr# court, ce qul d#ch#ge t,es rapidement le condensateur 29, appliquant ainsi une impulsion positive aux gâchettes des thyristors 6 et 7 qui deviennent conducteurs à leur tour, à ce moment la tension entre les conducteurs 5 et 15 s'annule jusqutau début de l'alternance suivante et le processus recommence. La vitesse de rotation du moteur 1 est ajusté à l'aide de la résistance 28 qui, dans la pratique, est constituée par un grouse de résistances fixes commutables. La résistance 24 sert à ajuster le point de déclenchèment du système en fonction des différences de caractéristiques des moteurs utilisés ; elle agit donc également et indirectement sur la vitesse de rotation du moteur. Le dispositif 30 selon l'invention fonctionne de la façon suivante Au moment de la mise sous tension, le rotor du moteur est immobile et la FCEM est inexistante ; dans ces conditions, le transistor 31 est bloque. Si le démarrage du moteur intervient normalement, une tension négative de FCEM limitée à environ 4,7 par la diode zéner 33, est rapidement appliquée à l'émetteur du transistor 31, rendant ce dernier conducteur ; dans ces conditions, le pied de la résistance 23 se trouve porté à une tension légèrement négative par rapport au conducteur 5, et la régulation fonctionne normalement, En cas de blocage accidentel du rotor, la FCEM n'apparaît et le transistor 31 reste bloqué ; dans ces conditions, le condensateur 36 se charge progressivement à chaque alternance à travers la diode 35 et les résistances 23, 24 et 25, il en résulte que la tension de base du transistor 16 croît également progres vivement, retardant ainsi de proche en proche la mise en saturation des transistors 16 et 17. En raison de la présence de la résistance 17 de décharge du condensateur 36, un état d'équilibre s'établit environ deux secondes après la mise sous tension limitant ainsi le courant dtin- duit du moteur à une valeur efficace non dangereuse de 200 mA environ. En l'absence de la résistance 37, on nbtiendrait un blocage total du système, mais la cha#rge permanente du condensateur 36 interdirait alors un redémarrage normal après déblocage du rotor. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif de protection d'un moteur à aimants permanents équipant une machine à laver le linge, ledit moteur étant alimenté par une tension redressée découpée à commutation cyclique variable au moyen de thyristors dont les gâchettes sont couplées à un circuit relaxateur constitué par un réseau à constante de temps coopérant avec deux transistors de polarités complémentaires disposés tete-bêche > caractérisé en ce qu'un circuit connu sous le nom de "pompe à diode" est disposé entre la base du transistor relié au réseau à constante de temps et un conducteur commun d'alimentation en courant pulse connecté à l'une des bornes du moteur, ledit circuit étant shunté par un interrupteur électronique dont l'éléctrode de commande est reliée à l'autre borne du moteur. 2.- Dispositif de protection selon la revendication 1, carac térisé en ce que l'interrupteur électronique est un transistor dans l'émetteur duquel est insérée une diode zéner, ledit émetteur constituant l'électrode de commande de l'interrupteur. 3.- Dispositif de protection selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la base du transistor interrupteur est reliée par une résistance au conducteur commun d'ali mentation en courant pulsé du circuit de régulation. 4.-Dispositif de protection selon l'ensemble des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le condensateur du circuit de pompe à diode est shunté par une résistance.