Brevet FR2498038A1 — publié le 19820716

L'invention concerne un montage électrique pour le fonctionnement à plusieurs allures d'au moins deux résistances chauffantes montées en parallèle et pouvant être mises en service séparément par la fermeture d'un contact de commutateur, dont l'une présente une prise pour l'alimentation à travers un pont redresseur à diodes d'un moteur à courant continu basse tension. De tels montages sont connus et sont souvent utilisés dans des appareils électroménagers, par exemple dans des sèche- cheveux, des humidificateurs d'air, des appareils de chauffage souf- flants et ainsi de suite. Dans tous ces appareils, il s'agit de chauffer un courant d'air produit par un moteur, l'obtention de deux allures de chauffe différentes résultant de l'utilisation, soit de la seule résistance chauffante présentant la prise intermédiaire pour l'alimentation du moteur, soit des deux résistances chauffantes en même temps. La seconde résistance chauffante ne peut pas être utilisée seule parce que le moteur ne serait alors pas alimenté, de sorte qu'il n'y aurait pas de soufflage d'air, entraînant le surchauffage et la destruction de l'appareil. L'un des inconvénients sérieux de la disposition normale pour la marche à deux allures est que la vitesse de rotation du moteur commandant le ventilateur est constante, de sorte que le débit d'air soufflé est également constant, alors que l'air sortant de l'appareil est chauffé plus ou moins suivant l'allure. Il est connu, pour éviter cet inconvénient, de changer la tension d'alimen- tation pour le moteur à courant continu basse tension suivant l'allure utilisée, afin de changer ainsi la vitesse de rotation et d'adapter de cette manière le débit du courant d'air à la puissance de chauf- fage en service à chaque instant. On obtient ce résultat par une seconde prise sur la première résistance chauffante, seconde prise sur laquelle le moteur est commuté par un contact supplémentaire suivant l'allure de chauffe utilisée. Il est possible aussi de monter une résistance série dans le circuit d'alimentation du moteur pour faire tourner celui-ci plus lentement à la faible allure de chauffe. La résistance série est shuntée par un contact lors du passage à la forte allure de chauffe. Ces deux solutions demandent par conséquent un contact de commutation supplémentaire, lequel doit en plus être manoeuvré eu même temps que les contacts pour 2 2498038 les résistances chauffantes afin d'ex:clure des fonctionnements défectueux. Il s'y ajoute que l'on aimerait disposer le plus souvent d'une troisième allure sur les appareils mnnagers dont il est question ici. Ceci a également été réalisé, en faisant passer toute l'alimentation en courant alternatif du montage par une diode de blocage susceptible d'être shuntée, donc d'être mise hors service, par un autre contact supplémentaire. La puissance électrique peut ainsi être réduite de moitié par la mise en service de la diode, du fait que celle-ci laisse seulement passer chaque fois une demi- onde du courant alternatif, ce qui crée une troisième allure. Outre la dépense supplémentaire, cette solution a d'autres inconvénients sérieux sur le plan technique. En effet, pendant l'utilisation de cette troisième allure, le moteur est également alimenté par le courant fortement pulsatoire correspondant au passage d'une demi- onde seulement sur deux. Cela conduit à une forte usure des moteurs à courant continu basse tension utilisés, usure qui a seulement été acceptée - pour éviter une dépense nettement plus élevée encore - dans les cas o un tel montage est admis. Ce montage provoque en effet des perturbations considérables dans le réseau d'alimentatioa électrique également, surtout lorsque l'appareil a une puissance électrique relativement élevée. Des puissances électriques élevées peuvent toutefois être atteintes également avec des appareils très petits, s'il y a un nombre suffisant de ces appareils simultanément en service dans des ménages voisins. Bien que les effets des dif- férents appareils se compensent souvent mutuellement, du fait que les fiches sont par hasard enfoncées tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre dans les prises, il subsiste un écart statistique par rapport à la compensation totale et l'influence de cet écart augmente avec le nombre des appareils. C'est pourquoi, dans de nombreux pays, des appareils utilisant un montage comme décrit ci-dessus et ayant une puissance absorbée élevée ne sont pas admis. De plus, les appareils doivent être antiparasités moyennant une dépense technique importante (condensateurs d'anti- parasitage). L'un des buts de l'invention est d'éviter une telle mesure sur l'objet de l'invention. 3 2498038 L'invention vise surtout à apporter un montage électrique du type indiqué au début mais par lequel la puissance du moteur soit adaptée automatiquement à celle de l'allure de chauffe utilisée, sans que cela demande un contact supplémentaire. Un autre but est de permettre, par deux résistances chauffantes conjuguées chacune à un contact de commutateur seulement, trois allures de fonctionnement, également pour ce qui concerne le moteur. Selon l'invention, une seconde prise est prévue sur la seconde résistance chauffante et est reliée parallèlement à la première prise au pont redresseur. De cette manière, le moteur à courant continu basse tension reçoit toujours une tension d'alimen- tation qui correspond à la puissance de chauffage totale de l'appareil, sans que cela exige un contact supplémentaire. La tension d'alimenta- tion pour le moteur correspond à la chute de tension sur les fractions des deux résistances chauffantes situées derrière les prises, la chute de tension étant déterminée par la résistance globale de ces fractions de résistance, conformément à la deuxième loi de Kirchhoff. Toutefois, cette chute de tension, comme la puissance de chauffage de l'appareil, dépend de la résistance de chauffage globale en service avant les prises, résistance globale qui est uniquement fonction de la position des deux contacts de commutateur. Si l'une seulement des résistances chauffantes est mise en service, la puissance de chauffage est faible et la chute de tension correspondant au potentiel d'alimentation du moteur est également faible. Si les deux résistances chauffantes sont enclenchées, la puissance de chauffage est grande et la chute de tension correspondant au potentiel d'alimentation du moteur est également élevée. Ainsi, le potentiel d'alimentation du moteur est adapté à la puissance de chauffage instantanée de l'appareil, sans que cela oblige à effectuer des commutations supplémentaires ou des opérations-analogues et sans que cela oblige à incorporer dans le montage des éléments susceptibles de s'user ou d'entraîner des dépenses supplémentaires. Contrairement A l'état de la technique, le montage électrique selon l'invention permet mêpe d'utiliser les deux résis- tances chauffantes séparément puisque l'alimentation du moteur est assurée dans chaque cas. Il devient de ce fait possible de donner 4 2498038 des valeurs différentes aux deux résistances chauffantes et d'appor- ter ainsi une solution à un autre problème à résoudre par l'inven- tion, à savoir la création d'une troisième allure sans utilisation d'éléments supplémentaires. En effet, on obtient de cette manière deux allures par l'emploi de l'une et de l'autre résistance chauffante seule, tandis que la troisième allure est obtenue par l'emploi des deux résistances en même temps. Dans les trois allures, la chute de tension correspondant au potentiel d'alimentation du moteur est directement proportionnelle à la puissance de chauffage totale de l'appareil, de sorte qu'on obtient sans aucune mesure supplémentaire une température de sortie d'air constante. du fait que la vitesse de rotation donc aussi le débit du ventilateur entraîné par le moteur dépendent directement de ladite chute de tension. Il est à souligner qu'il n'y a pas de fonctionnement à demi-onde, à aucune des trois allures, contrairement à ce qui est nécessaire dans l'état de la technique pour obtenir une troisième allure (ou même parfois une deuxième allure). Il va cependant de soi qu'un montage selon l'invention peut également être précédé d'une diode de blocage comme celle décrite dans ce qui précède. A condition d'accepter les inconvénients d'un fonctionnement à demi-onde, on pourrait ainsi obtenir directement le doublage des allures, c'est- à-dire six allures de fonctionnement en tout. Selon un mode de réalisation perfectionné et de construction simple, les deux résistances chauffantes se composent chacune de deux fractions de résistance montées en série et à la connexion électrique desquelles est accolée chaque fois la prise pour l'alimentation du moteur. Il n'est pas nécessaire de prévoir des bornes et des connexions spéciales pour les prises à l'extérieur des résistances chauffantes: les prises peuvent être formées directement, par exemple sur une platine pour le montage. On obtient une importante réduction de la dépense de construction lorsque les deux fractions de résistance montées parallèlement au pont redresseur à diodes sont constituées par un seul fil chauffant. Une telle réalisation est possible sans altérer le fonctionnement parce que ces deux fractions de résistance sont 2498038 toujours utilisées ensemble en montage parallèle. Comme leur rempla- cement par un seul fil chauffant diminue le nombre des éléments, l'appareil peut ainsi être fabriqué plus économiquement. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de deux exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 montre le schéma du montage selon un premier exemple de réalisation de l'invention; et - la figure 2 est un schéma d'un exemple de réali- sation perfectionné. La figure 1 montre deux bornes 1, 2 auxquelles peut être appliquée une tension alternative. La borne 1 est reliée par un conducteur à deux contacts de commutateur 3 et 4. L'autre côté du contact 3 est relié à la borne 2 à travers une résistance chauffante composée de deux fractions de résistance 5a et 5b qui sont branchées en série. De la même façon, l'autre côté du contact 4 est relié à la borne 2 & travers une seconde résistance chauffante composée de deux fractions de résistance 6a et 6b. Entre les fractions de résistance 5a et 5b se trouve une prise 8, tandis qu'une prise 7 est prévue entre les deux fractions de résistance 6a et 6b. Les deux prises 7 et 8 sont reliées entre elles et à une connexion d'alimentation pour un pont redresseur à diodes 10. La seconde connexion d'alimentation du pont 10 est reliée à la borne 2. Un moteur 11 à courant continu basse tension est branché sur les connexions de sortie du pont 10. Le fonctionnement obtenu avec ce montage est décrit ci-après. Lorsque le premier contact 3 est fermé, un courant circule de la borne l à travers la fraction de résistance chauffante 5a et à travers les fractions de résistance chauffante 5b et 6b vers la borne 2. Entre les prises 7, 8 et la borne 2 s'établit alors une chute de tension qui est appliquée comme potentiel d'alimentation pour le moteur Il au pont redresseur 10. La puissance de chauffage de l'appareil est fixée dans ce cas par la résistance des deux fractions de résistance 5b, 6b branchées en parallèle, conformément à la seconde loi de Kirchhoff, et par la fraction de résistance 6 2498038 chauffante. 5a qui est branchée en série avec elles. Le potentiel d'alimentation appliqué au pont à diodes 10 dépend du rapport entre la fraction de résistance 5a situéeentre les prises 7, 8 et la borne L et la résistance globale des fractions de résistance 5b, 6b situées entre les prises 7, 8 et la borne 2. La puissance absorbée par le moteur 11 à travers le pont 10 peut être considérée ici came négli- geable. Donc, globalement, la chute de tension déterminante pour l'alimentation du moteur 11 présente un rapport déterminé avec la résistance globale mise en service pour le chauffage par la fermeture du contact 3 et par suite avec la puissance de chauffage de l'appa- reil à ce moment. Lorsque, pour une autre allure de fonctionnement, le contact 4 est fermé également, la mise en service de la fraction de résistance 6a parallèlement à la fraction de résistance 5a entraîne une diminution de la résistance globale de l'appareil, de sorte que sa puissance de chauffage augmente en conséquence. Il en résulte également une élévation de la chute de tension entre les prises 7, 8 et la borne 2, puisque la résistance branchée entre elles reste la même, tandis que la résistance branchée entre les prises 7, 8 et la borne 1 a été diminuée par l'adjonction de la fraction de résistance 6a. Le potentiel d'alimentation du moteur 11 étant ainsi accru, la puissance de ce moteur est de ce fait adaptée directement à la puissance de chauffage plus élevée de l'appareil, sans que cela demande des mesures particulières, On obtient une troisième allure avec une puissance de chauffe différente si le contact 4 seul est fermé et si les fractions de résistance chauffante 5a et 6a ont des valeurs dif- férentes. Il s'établit alors une troisième résistance chauffante globale, déterminante pour la puissance de chauffage de l'appareil, à laquelle s'adapte de nouveau directement et automatiquement la chute de tension déterminante pour le moteur 1h entre les prises 7, 8 et la borne 2, puisque le changement de la résistance globale a seulement été effectué entre les prises 7, 8 et la borne 1. Le montage selon l'invention à seulement deux contacts 3, 4 fournit par conséquent, outre une position arrêt, trois allures avec des puissances de chauffage différentes et avec 7 2498038 adaptation automatique de la vitesse de rotation du moteur 11, donc aussi du débit du courant d'air, à la puissance de chauffage de l'appareil. On peut ainsi obtenir sans difficultés une température de sortie d'air constante. Une autre particularité très importante est que l'alimentation pour le moteur 11 est toujours à double alternance, ce qui assure une longue durée de service et permet d'éviter des éléments supplémentaires d'antiparasitage. La figure 2 représente un deuxième exemple de réali- sation de l'invention. Toutes les parties identiques à celles repré- sentées sur la figure 1 portent les mêmes références et ne seront pas décrites une nouvelle fois. La différence essentielle avec l'exemple de la figure 1 est que les fractions de résistance chauf- fante 5b et 6b ont été remplacées par une seule résistance chauf- fante 9. Entre les fractions de résistance 5a, 6a et 9, il suffit donc dans l'appareil d'une seule connexion électrique, formant en même temps la prise pour le pont à diodes 10. Le principe du fonctionnement est le même que pour l'exemple de la figure 1, o les deux fractions de résistance 5b et 6b étaient également utilisées conjointement. Le montage de la figure 2 crée donc de nouveau trois allures avec adaptation automa- tique de la vitesse de rotation du moteur en fonction des positions des deux contacts 3 et 4: chaque fois une allure par la fermeture d'un seul des contacts 3 et 4 et la troisième allure par la ferme- ture simultanée des contacts 3 et 4. Dans l'état de la technique, les contacts ne pouvaient pas être manoeuvrés séparément selon les désirs parce que le moteur était seulement alimenté par une branche de circuit, de sorte qu'il fallait toujours fermerd'abord le contact incorporé dans cette branche. 8 2498038 REVENDICATIONS 1. Montage électrique pour le fonctionnement à plu- sieurs allures d'au moins deux résistances chauffantes montées en parallèle et pouvant être mises en service séparément par la fer- meture d'un contact de commutateur, dont l'une présente une prise pour l'alimentation à travers un pont redresseur à diodes d'un moteur à courant continu basse tension, caractérisé en ce que la seconde résistance chauffante (6a, 6b) est pourvue d'une seconde prise (7) qui est connectée parallèlement à la première prise (8) au pont redresseur à diodes (10). 2. Montage électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux résistances chauffantes ont des valeurs différentes, au moins pour ce qui concerne leurs fractions (5a, 6a) montées entre l'une (1) des bornes d'alimenta- tion et les prises (7, 8). 3. Montage électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux résistances chauffantes se composent chacune de deux fractions (5a, 5b; 6a> 6b) branchées en série par une liaison formant ou sur laquelle est prévue la prise (7, 8). 4. Montage électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux fractions de résistance (5b, 6b) branchées parallèlement au pont redresseur à diodes (10) sont remplacées par un seul fil chauffant (9).