Brevet FR2457556A1 — publié le 19801219

L'invention se rapporte à un dispositif de protection d'un appareil électrique gui comprend an relais thermique à bilame dont la chaufferette est alimentée à travers une résistance en même temps que ledit appareil par une tension ou un courant ajustables alternatifs, fournis par un circuit d'alimentation à l'aide de moyens électriques comprenant une résistance et des bornes de sélection, tandis qu'un interrupteur dont l'actionnement est opéré par ladite bilame avec un certain retard est placé dans un circuit de contrôle de l'alimentation dudit appareil De tels dispositifs sont en particulier utilisés pour la protection des résistances de démarrage de moteurs soumis à des démarrages fréquents ou pour la protection d'un moteur soumis à des variations de charge imprévisibles comme le cas se présente lorsque celui-ci est associé à une pompe dont l'alimentation en eau n'est pas régulière. Dans les dispositifs connus par ltart antérieur, on prévoit habituellement au moins deux plages de fonctionnement dont le choix est opéré par exemple en fonction du temps de démarrage, au cours duquel il faudra protéger l'appareil électrique concerné par exemple des résistances de démarrages Dans d'autres appareils connus, la bilame utilisée pouvait être alimentée par des courants différents grâce à la mise en série ou en parallèle, de résistances de différentes valeurs, ce qui avait pour conséquence une perte systématique d'énergie, lors de la mise en service de l'une des plages de fonctionnement. Enfin, dans d'autres appareils connus, la bilame était alimentée par des tensions différentes grâce au raccordement de la chaufferette à l'une des prises intermédiaires du secondaire d'un transformateur alimenté par une tension constante au primaire, cette mesure étant éventuellement accompagnée par la mise en série ou en parallèle de plusieurs bilames pour créer des courants de chauffage différents, ou par l'adjonction. de résistances supplémentaires placées en série avec une bilame Cette solution présente le défaut de faire appel à un transformateur dont le coût est élevé et dont la fabrication est délicate si l'on veut respecter la fiabilité demandée et à un appareil de protection pouvant être alimenté par des tensions atteignant 380 V0 L'invention se propose de fournir un circuit de protection dans lequel les deux plages de temporisation seront obtenues par des moyens simples, sans faire appel a des éléments dissipant inutilement l'énergie électrique-, et où les moyens de sélection ne seront pas disposés sur un appareil relativement fragile tel que l'est un transformateur Selon l'invention, ce résultat est atteint grâce au fait que le circuit de chauffage de la bilame comprenant une résistance de valeur fixe, est relié à son circuit d'alimentation soit directement, soit à travers au moins une diode, grâce à des bornes de sélection placées sur le boîtier contenant la bilame0 Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le boîtier est celui d'un relais thermique de protection triphasé pourvu de trois bilames, ayant chacune respectivement une borne d'entrée et une borne de sortie, une borne d'entrée d'une première bilame étant reliée à la résistance fixe, tandis que les bornes d'entrée des deuxième et troisième-bilames représentent des bornes de sélection, et que la borne de sortie de la première bilame est reliée d'une part directement à la borne de sortie de la deuxième bilame, et d'autre part à l'aide de diodes à la borne de sortie de la troisième bilame. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-après et à l'examen des figures où La figure 1 représente un exemple de circuit utilisé pour la protection des résistances de démarrage d'un moteur, à l'aide d'un dispositif de protection connu, La figure 2 représente le circuit et les éléments du dispositif de protection selon 11 invention, et La figure 3 illustre une variante simplifiée de l'invention. Dans l'exemple d'application d'un dispositif de protection connu illustré à la figure 1, le réseau triphasé (i) alimente un moteur (2) par l'intermédiaire de contacts de puissance (3, 4, 5) commandes par un contacteur électro-magnétique (46) dont la bobine est représentée en (6); un contact auxiliaire (7) est associé aux contacts de puissance et se ferme en même temps que ceux-ci Des résistances de démarrage (8, 9, 10) sont placees en série dans les portions des conducteurs de phase RST, placées entre le contacteur et le moteur, et peuvent être shuntés grâce à la fermeture de contacts (11, 12, 13) places en parallèle sur elles.Ces contacts qui sont actionnes par un commutateur de démarrage (14) par exemple a commande manuelle, sont également associés à un contact auxiliaire (15) de façon telle que le contact (15) est fermé lorsque les contacts (11, 12, 13) sont ouverts. Dans ce circuit d'alimentation de moteur, ce sont les résistances de démarrage qui doivent être protégées contre un échauffement excessif si les manoeuvres de mise en route du moteur sont trop fréquentes ou trop longues. Entre deux conducteurs de phase (16, 17) qui sont sous tension alternative dès que le conducteur (46) est excité, est branché a l'aide des conducteurs (18, 19, 20) un dispositif de protection (21). Les contacts (15) et (7) sont placés en série avec les conducteurs (18) et (19) pour contrôler l'alimentation en tension dudit dispositif (21) gui est raccordé par ses bornes (29, 30) aux conducteurs (19) respectivement (20). Ce dispositif de protection connu comporte un relais thermique (33) ayant une bilame (26) destinée à actionner le contact de sécurité (25) qui est placé en série avec le conducteur (22) et la bobine (6) grâce à la borne -(23) du relais thermique; une autre borne (24) reliee au contact (25) et a un portentiel U permet d'alimenter la bobine reliée par ailleurs à un potentiel V. A l'étant de repos de la bilame, ctest-à-dire lorsque celle-ci est froide, le contact (25) est fermé de sorte qu'un contact (47) de mise en service de l'installation placé entre U et (24) permet d'exciter le contacteur (46). La bilame (26) dont les bornes sur le relais thermique sont représentées en (27) et (28) est reliée par cette dernière directement à la borne (30) du dispositif de protection (21), tandis que la borne (27) est raccordée à la borne (29) par l'intermédiaire d'une résistance (32) placée en sériez Une autre résistance (31) reliée d'une part a la borne (29) et d'autre part à la borne (35) dtun interrupteur (34) permet de placer cette résistance en parallèle sur la première-lorsque l'interrupteur est dans la position illustrée sur la figure ou la borne (36) est également reliée à (27) Ce dispositif fonctionne de la façon suivante Lorsque l'interrupteur (47) est fermé, le contacteur (46) est excité et transmet la tension du réseau (1) au moteur (2) par l'intermédiaire des résistances de démarrages En mëme temps, le dispositif de protection est mis en service en raison du fait que la tension qui est présente sur les phases (16, 17) est transmise aux bornes (29) et (30) par l'intermédiaire du contact (7) qui est fermé, et du contact (15) gui est également ferme. Au bout d'un certain laps de temps, le commutateur de démarrage doit être actionné pour appliquer la totalité de la tension du réseau au moteur en court-circuitant les résistances de démarrage. Si cette manoeuvre n'est pas effectuée dans cet intervalle de temps, ce qui se traduit par un échauffement excessif des résistances, la bilame stéchauffe et se déforme en provoquant 1'ouverture du contact (25) et par suite, la desexcitation du contacteur (46) qui coupe l'alimentation (1). Les mêmes phénomènes se produisent si les tentatives de démarrage sont trop rapprochées en raison des propriétés d'intégration temps-courant de la bilame, et une nouvelle tentative de démarrage ne peut être effectuée qu'après un intervalle de temps déterminé essentiellement par les paramètres de la bilame. Le choix de la plagec'ae temps nécessaire à la protection efficace de l'appareil électrique concerné, pourra dans l'exemple illustré être obtenu en alimentant la bilame (ou la chaufferette qui pourrait lui être associée) avec une tension différente, par la mise en parallèle de la résistance (31) sur la résistance (32), ce qui fournira à cette bilame une énergie calorifique supérieure. Dans le schéma illustré à la figure 1, les bornes (23, 24, 29, 30) entourées d'un cercle sont les bornes de raccordement avec l'extérieur, de sorte que la manipulation nécessaire pour choisir une plage de temps est effectuée sur l'organe de sélection interne (34). Le dispositif de protection (21') illustré à la figure 2 montre la composition du circuit électrique selon l'invention et symbolise la réalisation matérielle. Les éléments matériels et de circuit ayant les mêmes fonctions que ceux de la figure 1, sont pourvus du même repère accompagné d'un astérisqueO Le dispositif (21') qui est représenté par un rectangle entraits interrompus forts, comporte essentiellement un relais thermique triphasé classique (33') dont les éléments sont contenus dans le rectangle en traits interrompus fins0 Ce relais comporte trois bilames (26'), (37), (38), ayant chacune une borne d'entée (43) respectivement (44) respectivement (45) et une borne de sortie (40) respectivement (41) respectivement (42). Comme dans le cas précédent, une résistance (32') est placée en série entre la borne (29') et la borne d'entrée (43) d'une première bilame (26'). Les deuxième et troisième bilames (37) respectivement (38) ont des bornes d'entrée (44) (45) qui constituent en même temps des organes de sélection destinés à être raccordés au choix avec le conducteur (20). Enfin, les bornes de sortie (40) (41) des première et deuxième bilames sont reliées entre elles et reliées également à la borne de sortie (42) par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs diodes (39). Le fonctionnement de ce dispositif de protection (21') est comparable à celui décrit précédemment en (21). Toutefois, dans le dispositif illustré à la figure 2, le montage en série des bilames (26') (37) au moment où le conducteur (20) est raccordé à la borne (44) correspond à la mise en série avec (26') de la résistance propre à bilame (37), de sorte que la résistance (32') qui aura une valeur moindre, dissipera moins d'énergie et pourra, en conséquence, être plus faiblement dimensionnée. Lorsque le conducteur (20) est relié à la borne (45) l'alimentation de la bilame est effectuée à travers la résistance (32'), la résistance propre de la bilame (26') (ou de sa chaufferette), les diodes (39) et la résistance propre de la bilame (38); par suite de la conduction unidirectionnelle des diodes ., la tension efficace appliquée à la bilame est moindre que dans le cas précédent, et par suite, l'intervalle du temps au bout duquel cette bilame ouvrira le contact (25') sera superieur à celui qui est obtenu dans le cas précédent. Dans le mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 3, où les organes ayant les mêmes fonctions ont les memes repères que précédemment accompagnes d'astérisques supplé- mentaires; le relais thermique (33li ) ne comporte qu?une bilame (26") montée en série avec une résistance (32lu), ce montage étant placé sur les bornes (29") et (44'); ; entre cette borne (44') et une nouvelle borne (45') portée par le boîtier du relais, dont la constitution peut etre extrêmement simple et peu coûteuse, est disposéeune diode (39') comme dans le cas précédent et la sélection de l'organe de raccordement (44') ou (45') pour son raccordement au conducteur (20), définit comme précédemment la plage de temporisation choisie I1 est évident que le mode de raccordement illustré à la figure 2, où pour le choix de la plage de fonctionnement, on peut brancher le conducteur (20) soit sur la borne (44), soit sur la borne (45), pourrait, afin d'obtenir une plage de fonctionnement intermédiaire, être effectué entre les bornes (44) et (41) en évitant ainsi la mise en service de la résistance propre à la bilame (37). REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection d'un appareil électrique qui comprend un relais thermique à bilame dont la chaufferette est alimentée à travers une résistance en même temps que ledit appareil par une tension ou un courant alternatif ajustable, fourni par un circuit d'alimentation à l'aide de moyens électriques comprenant une résistance et des bornes de sélection, tandis qu'un interrupteur dont l'actionnement est operé par ladite bilame avec un certain retard,est placé dans un circuit de contrôle del'ali- mentation dudit appareil, caractérisé en ce que le circuit de chauffage de la bilame comprenant une résistance do valeur fixe est relié à son circuit d'alimentation soit directement, soit à travers au moins une diode, grâce à des bornes de sélection placées sur le boîtier contenant la bilames. 2. Dispositif de protection d'un appareil électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier est celui d'un relais thermique de protection triphasé, à trois bilames, ayant chacune une borne d'entrée et une borne de sortie, une première borne d'entrée d'une première bilame étant reliée à la résistance fixe tandis que les bornes d'entrée des deuxième et troisième bilamesou la borne de sortie de la deuxième bilame et la borne d'entrée de la troisième bilame représentent les bornes de sélection, et que la seconde borne de sortie de ladite première bilame est reliée d'une part directement à la borne de sortie de ladite deuxième bilame et d'autre part à l'aide de diodes, à la borne de sortie de ladite troisième bilame.