Brevet FR2489384A1 — publié le 19820305

La présente invention concerne un dispositif de suppression de balourd important dans une centrifugeuse. Elle concerne plus particulièrement le domaine de leélectrornénager et celui du lave linge. Les machines centrifugeuses comportent un moteur, par exemple à alimentaticn électrique, un arbre, et fixé à cet arbre, une charge donnee que l'on désire faire tourner autour de cet axe. C'est Se cas de machines à laver ménagères, lave linge et essoreuses. Les vitesses de rotation atteintes peuvent être très importantes, de 100 à 3000 tours par minute. Quand la charge liée a l'arbre de rotation conserve une distribution uniforme, le moteur ne subit aucune contrainte, de même que le bâti soutenant l'ensemble de la machine tournante. Par contre, si la charge se repartit mal, les zones de concentration élevée constituent un balourd. Comme la contrainte subie par -l'arbre est proportionnelle au produit du carré de la vitesse de rotation par le rayon moyen de la charge, les efforts peuvent occasionner, selon le degré de gravité, des bruits, des vibrations ou de#s fractures de pièces. Dans le domaine des machines à laver, le cycle de fonctionnement comprend sans intervention de l'utilisateur, au moins une phase lavage et une phase essorage avec des périodes d'attente (remplissage d'eau, versements de détersifs ou d'adoucisseurs d'eau, chauffage, etc ...). C'est au cours de l'essorage que la charge de linge placée par exemple dans un tambour tournant sur l'arbre moteur autour de son axe de symétrie atteint de hautes vitesses de rotation. Si la charge se distribue mal, il en résulte un grand vacarme, des soubresauts de la machine qui peut même subir des avaries par choc sur les murs de la salle où elle est située ou même des chocs de la cuve mobile sur les parois intérieures de l'habillage du lave linge. Pour remédier à ces inconvénients de fonctionnement, il a été proposé différentes solutions mécaniques sous forme d'amortisseurs divers ou de régulateurs à boules. Ces solutions mécaniques sont peu efficaces. Elles limitent le bruit mais entraînent cependant une usure de la machine. La présente invention, un dispositif de suppression de balourd à partir d'un seuil déterminé dans une centrifugeuse, apporte remède à ces problèmes. En effet, elle comporte dans le circuit d'alimentation du moteur qui comporte classiquement un asservissement de vitesse par action sur l'alimentation du moteur, des moyens de détection des irrégularités de la vitesse de rotation du moteur. qui commandent des moyens d'interruption de la ligne d'alimentation du moteur. Un exemple particulier dlapplication de l'invention est decrit ci-après à l'aide des dessins annexés qui sont: la figure 1: un schéma de montage du dispositif, la figure 2 : un diagramme des tensions au cours d'une utilisation, la figure 3 : un diagramme des tensions dans un montage sans suppression de balourd, les figures 4a et b : deux diagrammes de fonctionnement du moteur. L'exemple choisi est un lave linge. Classiquement, l'utilisateur dispose d'un programmateur qui permet d'automatiser le fonctionnement. Les différentes phases du lavage sont fournies par le programmateur. Un asservissement de vitesse permet en particulier de monter progressivement la vitesse de rotation du moteur aux valeurs prévues. La technologie employée est celle du tout électrique, La figure 1 représente ainsi le moteur électrique 3 connecté à la ligne d'alimentation 12 en série avec un organe de puissance 7. Si le moteur est un moteur dit moteur universel, l'organe de puissance est un thyristor ou un triac. Si le moteur est un moteur à ferrite, l'organe de puissance est un transistor de puissance. Dans l'exemple choisi, le moteur 3 est un moteur universel, l'organe de puissance 7, un triac qui est passant par application d'une tension sur son électrode de commande et bloqué par annulation du courant qui le traverse. On dit que l'onde de puissance a été découpée. La puissance moyenne amenée au moteur sera donc proportionnelle au temps de conduction (temps où le triac est passant). La vitesse de rotation du moteur 3 est aussi fonction de la puissance moyenne amenee. Le rôle de l'asservissement de vitesse 2 est de fournir une tension de consigne pour commander l'ouverture du triac 7 grâce à un circuit de commande 6. La boucle d'asservissement de vitesse 2 comprend une génératrice tachymétrique 40 qui fournit un signal proportionnel à la vitesse de rotation du moteur 3 auquel elle est couplée et un comparateur 4 de tension qui reçoit la consigne du programmateur 5. Cet ensemble 2 est un dispositif classique de l'art antérieur. Le dispositif de suppression de balourd 1, ajouté selon l'invention à la boucle d'asservissement de vitesse 5 comprend un organe de mesure 8 du courant traversant le moteur 3. Ce courant est aussi fonction de la vitesse de rotation. Quand le moteur 3 tourne, par exemple à vitesse et à couple constants, le courant qui le traverse est un courant de forme régulière. Mais si le moteur est embrayé sur une charge variable, comme c'est le cas d'un tambour plein de linge trempé, le balourd crée par le répartition non uniforme de la charge autour de l'axe de rotation va entraîner une variation de vitesse, donc une variation de courant, qui mesurée permet de déclencher le dispositif de suppression de balourd. Le comparateur 10, compare alors la modulation du courant mesuré à une fonction de consigne fournit par le circuit de contrôle 11.Le signal issu du comparateur 10 est alors envoyé à un circuit limiteur 13 relié au circuit de commande 6 du triac 7. L'organe de mesure du courant 8 traversant le moteur électrique 3 peut être une simple résistance connectée par exemple entre l'organe de puissance 7 et l'une des polarités de la ligne 12. Le point de mesure est alors la connexion entre l'organe de puissance 7 et la résistance elle-même. L'organe de mesure 8 peut aussi être un potentiomètre, ce qui permet d'adapter le signal de mesure du courant au détecteur de modulation 9. A la figure 2, la sinusoïde 20 représente la tension d'alimen tation du moteur 3 et la sinusolde interrompue (14-18) représente la tension découpée par le triac 7. Les courbes 21 et 22 représentent la fonction de consigne fournie par le circuit de contrôle 11. Cette fonction est la représentation de la vitesse de rotation désirée. La tension hachée (14-18) comporte un premier pic 14. Ce pic fournit une puissance au moteur 3 qui correspond à la vitesse de rotation désirée. Le pic suivant 15 dépasse la tension de contrôle 22 à cause d'un balourd. Le dispositif I entre en action et coupe l'alimentation par le limiteur 13 qui agit sur le circuit de commande 6 du triac 7. La vitesse de rotation du moteur 3 va diminuer avec une certaine décélération. La charge de linge va donc recevoir une force centrifuge moins grande ce qui permetta au linge de se redistribuer dans le tambour. Au bout d'un certain nombre d'alternances de la tension d'alimentation 20, (4 sur le diagramme de la figure 2) le circuit de commande 6 relance les ordres de commande du triac 7. Les pics 16 à 17 sont convenables. Si le linge est bien distribué, le moteur 3 peut continuer alors son fonctionnement. Sinon à l'alternance 18, le balourd crée une nouvelle variation de la vitesse de rotation du moteur 3 et une nouvelle action du dispositif de suppression de balourd 1. Si après n tentatives de ce genre, le dispositif 1 détecte encore des anomalies dans la charge l'utilisateur est prévenu par une signalisation, comme un voyant, que sa charge est anormale et qu'il doit la modifier (par exemple pièce lourde,comme une trop grande quantité de laine, etc.) et la machine est arrêtée. A la figure 3, la sinusoïde 20 de la tension d'alimentation 12 du moteur 3, la fonction de consigne 21, 22 et les enveloppes de modulation 23, 24 de la sinusotde hachée 19 ont été représentées. La sinusolde hachée 19 par le fonctionnement du triac 7, commandé par le circuit de commande 6, déclenché ou bien par la boucle d'asservissement de vitesse 2 ou bien par le dispositif de suppression de balourd 1, comporte donc des pics. Les enveloppes de modulation 23, 24 sont des tensions unipolaires crées par le détecteur de modulation 9 pour indiquer les maximas de puissance par période de l'alimentation. Elles devraient se confondre avec les deux courbes 21, 22 de la fonction de consigne fournie par le circuit de contrôle 11.Quand la modulation est identique à la fonction de contrôle le fonctionne ment du moteur électrique 3 est correct et le dispositif suppresseur de balourd 1 est inactif. Si la modulation stécarte d'une certaine valeur de la fonction de consigne, le comparateur 10 déclenche la suppression de balourd. Le circuit limiteur 11 peut être un circuit disjoncteur par exemple un transistor polarisé en commutation déclenchée par le signal de sortie du comparateur 10. Le disjoncteur 11 étant déclenché, les temps de transit des différents composants permettent de réaliser la temporisation entre le déclenchement du dispositif suppresseur de balourd et la reprise du moteur 3. La figure 4 permet de décrire l'utilisation du dispositif suppresseur de balourd 1 dans un programme de lave linge. Les différentes phases ont été représentées sur la figure 4. De o à 1 on distingue, aux arrêts dûs aux remplissages divers et chauffages près, une montée en vitesse N jusqu'à SOt/min puis un palier de lavage de ul à 02 une rampe d'essorage de 02 à 03 suivie d'un palier d'essorage. A la figure 4b, on a représenté le fonctionnement d'un programme avec une machine équipée du dispositif selon l'invention. On remarque, à une échelle contractée, un programme déroulé jusqu'au palier d'essorage où à la phase Qq, un balourd a été détecté. On recommence le programme, à la temporisation près, le linge ayant été redistribué par la décélération. A chaque tentative 26, 27 de mise en vitesse, la machine peut comporter un dispositif connu en soi, dit inverseur de sens de rotation du moteur 3 pour permettre un déroulage de la charge tournante. On réalise ainsi plusieurs inversions de rotation du tambour à petite vitesse. Ce dispositif permet de réaliser plus complètement une redistribution de celle-ci, si cela est possible. De plus un compteur modulo N où N est la capacité du compteur, prédéterminée par le constructeur, permet de fixer le nombre de tentatives, par exemple deux ou trois. En effet, il peut arriver que la charge comporte un corps peu volumineux mais très dense une fois mouillé. Elle ne pourra donc jamais se distribuer d'une manière acceptable. La machine sera donc bloquée par ce compteur qui peut commander un relais de coupure de l'alimentation 12 du moteur 3 et une signalisation qui indique à l'utilisateur qu'il doits changer sa charge par exemple en supprimant les corps peu volumineux mais denses. Ces dispositifs, (compteur, relais, visualisation) n'ont pas été représentés. Le compteur peut être connecté sur la sortie du comparateur 10.La sortie du compteur peut être connectée au relais qui actionne un interrupteur placé sur la ligne 12 d'alimentation. La sortie du compteur est aussi reliée, par exemple, à une diode électroluminescente du type LED à travers ou non une bascule pour clignotement. La signalisation peut aussi bien comporter un avertisseur sonore, explicatif ou non, ou bien un afficheur de message. Le compteur est remis à zéro par l'utilisateur en remettant en marche le moteur par l'interrupteur général de "marche-arrêt" ou un bouton spécial de relance du programme de fonctionnement. D'autre part, la détection de balourd peut se faire à des vitesses de rotation très différentes selon la sensibilité de la chaîne de détection. Si le balourd est faible à cause d'une faible vitesse de rotation et que pour des raisons particulières il soit nécessaire de la détecter quand même, il suffit de disposer d'éléments très précis qui déclenchent sur des différences très faibles entre la modulation et la fonction de consigne. La détection de balourd aura alors lieu dès la phase 91 82 de la figure 4a. D'autres variantes selon l'invention peuvent être proposées. En particulier, au niveau du disjoncteur 11 qui peut être un circuit seulement limiteur qui permettrait d'influer sur le circuit de commande 6 par exemple en fixant l'angle de conduction du triac 7 dans une position telle que cela réduisit l'effet du balourd. Ainsi si le balourd crée une augmentation du courant détecté, le circuit limiteur commanderait un retard sur l'angle de phase ou une avance pour une diminution du courant. Dans tous les cas la correction a lieu sur l'alternance suivant l'alternance où le balourd est détecté. L'invention trouve son application dans les lave linge. Mais elle est tout à fait adaptée à toutes sortes de centrifugeuses utilisées pour séparer des éléments dans un mélange inhomogène ou hétérogène. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suppression de balourd (1) dans une centrifugeuse qui comporte notamment une alimentation (12) d'un moteur (3) muni d'un asservissement de vitesse (2) sur l'alimentation (12), le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'interruption temporaire (6, 7, 13) de l'alimentation (12) commandés par des moyens de détection (8 - 11) des irrégularités de la vitesse de rotation du moteur (3) qui surveillent l'état de l'alimentation (12) du moteur (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, le moteur (3) recevant une onde de puissance découpée par l'asservissement de vitesse (2), caractérisé en ce que ses moyens de détection comportent un organe de mesure (8) de l'onde de puissance découpée, un détecteur de modulation (9) de l'onde de puissance, un comparateur (10) de la modulation de l'onde de puissance à une fonction de consigne fournie par un organe de contrôle (11), le signal de sortie du comparateur (10) étant fourni à un circuit limiteur (13) relié à un circuit de commande (6) d'un organe de puissance (7) de l'alimentation (12) du moteur (3). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur (3) est un moteur électrique alimenté à travers une ligne électrique (12). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur électrique (3) est un moteur universel et en ce que l'organe de puissance (7) est un triac ou un thyristor. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur électrique (3) est un moteur à ferrite et en ce que l'organe de puissance (7) est un transistor de puissance. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de mesure de l'onde de puissance (8) est une résistance électrique. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la résistance électrique (8) est un potentiomètre, la borne de sortie de mesure du courant étant connectée au point variable du potentiomètre. 8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le circuit limiteur (13) est un disjoncteur. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le disjoncteur (13) est un transistor polarisé en commutation. 10. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le détecteur de modulation (9) est un générateur d'enveloppe des maximas d'amplitude de l'onde de puissance. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le générateur (9) est un générateur à deux tensions de sorties, l'une de l'enveloppe des maximas positifs (23) de l'onde de puissance alternative l'autre de l'enveloppe des maximas négatifs (24). 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, ca ractérisé en ce qu'il comporte aussi un compteur de capacité prédéterminé qui déclenche une signalisation en cas de mise en action du dispositif (1) un nombre de fois égal à la capacité prédéterminée du compteur pour indiquer à l'utilisateur une charge anormale. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la signalisation comporte un voyant du genre diode électroluminescente (LED). 14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le compteur de capacité prédéterminée bloque le fonctionnement moteur (3) et est remis à zéro par l'utilisateur. 15. Machine comportant un dispositif selon l'une des revendications précédentes. 16. Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'elle comporte un inverseur du sens de rotation du moteur (3) pour permettre un défoulage de la charge à chaque tentative (26, 27) de rotation rapide. 17. Lave linge à tambour tournant, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de suppression de balourd (I) selon l'une des revendications précédentes.