Brevet FR2456423A1 — publié le 19801205

La presente invention concerne un circuit de démarrage pour moteur asynchrone fonctionnant à vitesse variable. Parmi les diverses possibilités existantes pour faire varier la vitesse d'un moteur asynchrone, l'une des plus simples consiste à disposer le moteur en série avec un interrupteur commandé que l'on rend conducteur seulement pendant une partie des alternances de la tension secteur, en d'autres termes en utilisant un interrupteur série à commande d'angle de conduction. On fait ainsi varier la vitesse du moteur en jouant sur le glissement par variation de la tension d'alimentation. Néanmoins, ce procédé présente des limites, notamment du fait que, si l'on veut faire fonctionner le moteur a'très faible vitesse, la vitesse rayant été sélectionnée avant d'avoir fait démarrer le moteur, le couple appliqué au moteur peut être insuffisant pour faire démarrer celui-ci et vaincre les frottements solides initiaux. Un objet de la présente invention est de prévoir un circuit de commande de variateur de vitesse permettant de s'affranchir de cet inconvénient et de pouvoir démarrer même quand le moteur est réglé pour fonctionner à vitesse très faible. Cet objet ainsi que d'autres de la présente invention est atteint en prévoyant un circuit de démarrage pour moteur asynchrone fonctionnant à vitesse variable, ce moteur étant connecté en série avec un triac associé à un circuit de commande par variation de l'angle de conduction et comprenant en outre un deuxième circuit de commande fournissant un signal continu de gâchette au triac pendant les premières alternances qui suivent l'application de la tension secteur aux bornes de l'ensemble moteur-triac. Ce circuit de démarrage comprend un circuit de redressement connecté aux bornes du secteur, un trajet conducteur appliquant la tension redressée à la gâchette du triac, et un interrupteur commandé, initialement bloqué et devenant conducteur après un nombre prédéterminé d'alternances, pour dériver le courant de commande du triac provenant du circuit de redressement. Ces caractéristiques ainsi que d'autres de la présente invention seront exposées plus en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier, faite en relation avec la figure jointe. Cette figure représente un moteur asynchrone 1 en série avec un triac 2 connectés aux bornes 10 et 11 d'une tension d'alimentation alternative. La gâchette du triac est liée à une résistance de découplage 3 de façon classique et à un circuit variateur de puissance par variation de l'angle de j? conduction 4. On a représenté dans le bloc 4 un circuit de variation d'angle de conduction à diac qui constitue l'un des exemples de circuits connus. On trouvera dans des ouvrages généraux tels que l'ouvrage "thyristors et triacs" de H.Lilen publié aux Editions Radio et dans les notices d'application de divers fabricants de triacs d'autres circuits de commande par variation de l'angle de conduction connus.On a représenté sur la figure un circuit à diac uniquement à titre d'exemple, car un tel circuit constitue l'un des plus simples parmi les circuits connus. Ce circuit comprend une résistance variable 5, connectée à un condensateur 6 et à une deuxième résistance 7 elle-même connectée à un deuxième condensateur 8- pour former un circuit déphaseur, ainsi qu'un diac 9. Ainsi, en fonction du réglage choisi pour la résistance variable 5, le diac 9 fournit une implusion de déclenchement à la gâchette du triac 2 pour un angle de conduction plus ou moins important. Si la résistance variable 5 est réglée à une valeur telle que l'angle de conduction est faible, c'est-à-dire que le triac conduit pendant une courte durée terminale de chaque alternance, il est possible que la puissance appliquée au moteur 1 soit insuffisante pour le faire démarrer et ce, particulièrement, si le moteur n'a pas fonctionné depuis une durée relativement longue et si ses divers roulements sont encrassés, ce qui augmente le frottement. Ainsi pour pallier cet inconvé- nient, il est prévu selon la présente invention de combiner le circuit classique comprenant les éléments 1, 2, 3, et 4 a un circuit d'assistance au démarrage 14 assurant la conduction du triac 2 pendant toute la durée des alternances suivant l'application d'une tension aux bornes d'alimentation 10 et il. Un circuit particulier assurant cette fonction est représenté a titre d'exemple dans le bloc 14. Il comprend, entre les bornes 10 et 11, la connexion en série d'une diode 20 et dtun condensateur 21 dont le point de connexion est désigné par la référence 22. Ce point 22 est connecté d'une part a la borne 11 par l'intermédiaire de la connexion série d'une résistance 23 et d'un condensateur 24, et d'autre part a la gâchette du triac 2 par l'intermédiaire de; résistances 25 et 26.Le point de raccordement de la résistance 23 et du condensateur 24 est connecté à la base d'un transistor 27 par I'intermé- diaire d'une résistance 28, la base du transistor 27 étant également connectée a la borne 11. par une résistance 29. L'émetteur du transistor 27 est connecté å la borne 11 et son collecteur au point de raccordement des résistances 25 et 26. La résistance 26 est sensiblement du même ordre de grandeur que la résistance.3. Le fonctionnement du circuit 14 est-le suivant. A partir de la première alternance négative aux bornes 10 et 11, le condensateur 21 se charge et un signal de commande est fourni a la gâchette du triac 2 par I1 intermédiaire des résistances 25 et 26. Au cours des alternances suivantes, la charge réappliquée au condensateur 21 ou maintenue sur ce condensateur permet de maintenir le-triac 2 amorcé. Simultanément a la charge du condensateur 21, le condensateur 24 se charge progressivement avec une constante de temps définie par la valeur de la résistance 23.Cette constante de temps sera choisie relativement élevée pour que l'on n'atteigne le niveau de conduction du transistor 27 qu'après un certain nombre d'alternances ; en tenant compte bien entendu du pont diviseur constitué d'une part par la résistance 23, d'autre part, par la connexion en série des résistances 28 et 29. On choisira les valeurs de ces divers composants pour que, par exemple, la conduction du transistor 27 intervienne au bout de 0,5 seconde, c'est- -dire de 50 alternances dans le cas où le secteur a une fréquence de 50 hertz. Une fois le transistor 27 rendu conducteur, le circuit 14 devient sans effet, la résistance 26 étant ramenée en parallèle sur la résistance 3. Le moteur prend alors la vitesse déterminée par la valeur de la résistance variable 5 après avoir subi une accélération initiale plus importante. A titre d'exemple pratique, on pourra noter que la demanderesse a réalisé un circuit tel que celui représenté dans la figure, dans lequel les valeurs des composants étaient les suivantes - resistance 3 : 1 kilohm - résistance 5 : 10 à 340 kilohms - résistance 7 : 10 kilohms - condensateur 6 et 8 : 47 nF - condensateur 21 : 1 JUF - condensateur 24 : 47 luF - résistance 23 : 100 kilohms - résistance 25 . 10 kilohms - résistance 26 : 1 kilohm - résistance 29 : 680 ohms La présente invention s'applique tout particulièrement aux moteurs de faible puissance tels que de petits moteurs diphasés utilisés pour des ventilateurs ou des pompes, par exemple des pompes de circuit de chauffage. REVENDICATIONS 1. Circuit de démarrage pour moteur asynchrone fonctionnant à vitesse variable, ce moteur étant connecté en série avec un triac associé à un circuit de commande par variation de l'angle de conduction, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un deuxième circuit de commande fournissant un signal continu de gâchette au triac pendant les premieres alternances qui suivent l'application de la tension secteur aux bornes de l'ensemble moteur-triac. 2. Circuit de démarrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième circuit de commande comprend - un circuit de redressement connecté aux bornes du secteur ; - un trajet conducteur appliquant la tension redressée et filtrée à la gâchette du triac - un interrupteur commandé, initialement bloqué et devenant conducteur après un nombre prédéterminé d'alternances, pour dériver le courant de commande du triac Drove- nant dudit circuit de redressement. 3. Circuit de démarrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de redressement est constitué d'une diode en série avec un condensateur. 4. Circuit de démarrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'interrupteur commandé est un transistor. 5. Circuit de démarrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la base du transistor est connectée à un condensateur chargé par ladite tension redressée avec une constante de temps prédéterminée pour que la tension aux bornes du condensateur atteigne la tension de mise en conduction du transistor après un nombre d'alternances prédéterminé. 6. Application du circuit de démarrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 à des moteurs diphasés de faible puissance tels que des moteurs de ventilateurs ou de pompes.