Brevet FR2494054A1 — publié le 19820514

L'invention concerne les alimentations électriques, et plus particulièrement une alimentation destinée à fournir un potentiel électrostatique élevé pour charger des particules de matière de revêtement au moment de leur distribution afin d'atteindre des rendements de transfert élevés de l'appareil d'atomisation vers une cible à revêtir. L'invention concerne également un dispositif destiné à empêcher la mise en oeuvre d'un appareil de distribution de matière de revêtement électrostatique improprement mis à la masse ou non mis à la masse. Ce dispositif comprend un premier circuit destiné à être couplé à une alimentation trois fils mise à la masse. Le premier circuit comprend des moyens de commutation permettant de prélever de l'énergie à l'alimentation au moyen d'une source à haute tension électrostatique. Un second circuit commande les moyens de commutation et comprend un premier élément destiné à détecter la tension entre le fil actif et le fil de masse de la source trois fils et un second élément destiné à détecter la tension entre la masse et le neutre de la source. Le premier élément commute lorsque la tension entre le fil actif et la masse est supérieure à un premier niveau prédéterminé au-dessous duquel une connexion avec un conducteur de masse non à la masse devrait être indiquée. Le premier élément reste ensuite commuté jusqu'à ce que la tension entre le fil actif et la masse descende au-dessous d'un second niveau prédéterminé au-dessous duquel une coupure par rapport à la masse est indiquée. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est un schéma du circuit de l'alimen- tation selon l'invention, représentant également en perspective, avec arrachement partiel, un appareil auquel le circuit est associé. La figure représente une source d'alimentation en courant alternatif trois fils (actif, neutre et masse) de volts, comprenant un conducteur actif 20, un conducteur neutre 22 et un conducteur de masse 24. Le conducteur actif est généralement au potentiel de 115 volts par rapport au conducteur neutre 22 (qui est la masse du poste d'alimenta- tion) et également par rapport à la structure ou à la masse 24 dite "de terre". En général, de très faibles courants circulent entre le conducteur neutre 22 et le conducteur de masse 24, en raison de la différence de -potentiel pratiquement nulle entre ces deux conducteurs. Cependant, dans certaines conditions de dérangement, des courants élevés et parfois mortels peuvent circuler entre les conducteurs 22 et 24. Dans ces conditions, il est nécessaire et, en fait, essentiel d'isoler les conducteurs 22 et 24 l'un de l'autre afin de protéger le personnel qui commande l'équipement mis à la terre 24 et utilisant l'énergie transmise au moyen du conducteur actif 20 et du conducteur neutre 22. Le problème qui se pose généralement est que, dans de nombreuses applica- tions, une source trois fils 20, 22, 24 n'est pas utilisée pour des raisons d'économie ou parce qu'il n'a pas été prévu qu'une telle source soit utilisée avec un équipement exigeant une source trois fils ou encore pour toute autre raison. Selon l'invention, le dispositif 26 décrit ci- après empêche de façon absolue tout détournement de l'énergie provenant de la source 20, 22, 24 à moins que l'équipement utilisant l'énergie soit convenablement connecté en configu- ration trois fils à la source 20, 22, 24. Le dispositif 26 comporte des conducteurs ou connecteurs mâles 30, 32, 34 destinés à se brancher dans des connecteurs femelles placés par exemple, dans une prise murale et reliés aux conducteurs 20, 22, 24, respectivement. Un conducteur 30 est relié à une première borne d'une lampe 36 à néon dont l'autre borne est reliée par des résistances 38, 40, 42, 44 montées en série à une borne d'une lampe 46 à néon. L'autre borne de la lampe 46 est reliée au connecteur 32. La jonction des résistances 40, 42 est reliée au connecteur 34. L'anode d'une diode 48 est reliée à la jonction des résistances 38, 40 et la cathode de cette diode 48 est reliée au connecteur 34. L'anode d'une diode 50 est reliée à la jonction des résistances 42, 44 et sa cathode est reliée au connecteur 34. Les anodes de deux diodes électro- luminescentes 52, 54 sont reliées au connecteur 34 et leurs cathodes sont reliées aux anodes des diodes 48, 50, respecti- vement. Des phototransistors 56, 58 sont placés à proximité des diodes électroluminescentes 52, 54, respecti- vement, afin de recevoir des signaux lumineux de ces diodes. Les collecteurs des phototransistors 56, 58 sont reliés par des résistances de charge 60, 62, respectivement, à une source classique 64 d'alimentation en courant continu sous tension de 5 volts. Les émetteurs des phototransistors 56, 58 sont reliés au conducteur 34. Les collecteurs des photo- transistors 56, 58 sont reliés par des condensateurs respectifs 66, 68 au conducteur 34. Les collecteurs des phototransistors-56, 58 sont également reliés aux cathodes de diodes respectives 70, 72 dont les anodes sont reliées à la base d'un transistor 74, cette base étant également reliée par une résistance 76 à une source 64 d'alimentation. L'émetteur du transistor 74 est relié à l'anode d'une diode 78 de retour dont la cathode est reliée à la source 64 d'alimentation. Une bobine 80 de relais est montée en parallèle avec la diode 78 de retour. Le collecteur du transistor 74 est ramené à la source 64. Le courant passant dans la bobine 80 du relais commande la fermeture de bornes 82, 84 de ce relais, cette fermeture ayant pour effet de coupler le connecteur 30 à une source 126 de courant continu à basse tension. La source 126 de courant continu à basse tension comprend un élément 128 destiné à redresser la tension de secteur appliquée par l'intermédiaire du relais 80 et un élément 132 destiné à filtrer la tension de secteur redressée. Un circuit 140 d'oscillateur produit des signaux de commande sous l'action du courant continu à basse tension. Un redresseur 146 commandé au silicium est relié à l'oscillateur 140 et réagit aux signaux de commande afin de commuter à la fréquence du signal de commande. Le circuit anode-cathode du redresseur commandé 146 est monté en parallèle avec la source 126 de courant continu à basse tension. Un enroulement primaire basse tension 150a de transformateur est monté en parallèle avec le redresseur commandé 146. La commutation de ce dernier provoque l'induction de variations de tension dans l'enroulement 150a. Un enroulement secondaire 150b réagit aux variations de tension de l'enroulement 150a afin de produire des variations de tension amplifiées. Ces variations sont redressées par un multiplicateur 154 à haute tension relié à l'enroulement secondaire 150b. Le redresseur 128 comporte des diodes 168, 170 montées en opposition et en circuit doubleur de tension. Des condensateurs de filtrage 172, 174, montés en série, sont connectés aux bornes des diodes 168, 170 afin d'emmagasiner les variations de la tension de secteur redressée. La borne commune des condensateurs 172, 174 est reliée au connecteur 32. Le filtre 132 comprend une résistance 182. Une résistance 186 est montée entre la source 126 d'alimentation à basse tension et les autres éléments du circuit. L'oscillateur 140 comprend une résistance 190 et un condensateur 192 montés en série. Une première borne d'un redresseur bidirectionnel 194 du type "Diac" est connectée à la jonction de la résistance 190 et ducondensateur 192. Un circuit conformateur 198 est relié à l'autre borne du "Diac" 194. Le montage en série d'un condensateur 200 d'emmagasinage et de l'enroulement primaire 150a est également connecté aux bornes de la source 126 à basse tension par l'intermédiaire de la résistance 186. Le redresseur commandé au silicium 146 commute la tension aux bornes du condensateur 200 et de l'enroulement 150a en réponse au signal de commande sortant de l'oscillateur 140, aux bornes du circuit conformateur 198. Cette commutation engendre des variations de potentiel relativement faibles aux bornes de l'enroulement 150a. Les variations de tension appliquées à l'enrou- lement 150a sont transformées en variations de tension fortement amplifiées par l'ensemble des enroulements 150a et b. Le redresseur 154 est connecté aux bornes des deux enroulements afin de redresser ces variations de tension amplifiées. Le redresseur 154 de la forme de réalisation représentée comprend des diodes 204, 206, 208, 210, 212, 214 et des condensateurs d'emmagasinage 216, 218, 220, 222, 224, 226 en un montage typique de multiplicateur de tension par six. Une résistance 230 de fuite est montée entre la borne de sortie 232 du multiplicateur de tension et la borne commune 234 du redresseur 154. Une résistance chutrice 236 de valeur élevée, montée dans le corps d'un pistolet 238 de distribution de matière de revêtement, est connectée entre la borne 232 et l'électrode 240 d'extrémité du pistolet. Pour décrire le fonctionnement du circuit 26, on suppose d'abord que les connexions appropriées sont réalisées. Autrement dit, le conducteur 30 est relié au conducteur 20; le conducteur 32 est relié au conducteur 22; le conducteur 34 est relié au conducteur 24. Le conducteur 30 dans ces conditions est à une tension alternative d'environ volts (valeur efficace) par rapport aux deux conducteurs 32 et 34. Les lampes à néon telles que les lampes 36 et 46 exigent environ 70 volts pour commencer à conduire, mais restent à l'état conducteur à des tensions relativement plus faibles. Par conséquent, la tension aux bornes de la lampe 36 est suffisamment élevée pour allumer cette lampe 36 et provoquer une circulation du courant du conducteur 30 vers le conducteur 34, dans un premier sens, par les éléments 36, 38, 48, et du conducteur 34 au conducteur 30, dans l'autre sens, par les éléments 38, 36 et 52. Cependant, la différence de potentiel entre les conducteurs 34 et 32 ne doit pas être assez élevée pour allumer la lampe 46, de sorte qu'aucun courant ne doit circuler entre les conducteurs 32, 34. Dans ces conditions, la diode électroluminescente 52 émet de la lumière et le transistor 56 conduit pendant environ la moitié de chaque période de la tension alternative appliquée aux conducteurs 30, 32, 34, ce qui décharge le condensateur 66 et fait passer le courant de la source 64 dans les résistances , 76. Le courant continue de circuler par les résistances 60, 76 pendant la demi- période non conductrice au cours de laquelle le condensateur 66 se recharge à la tension de collecteur du transistor 56. On suppose à présent que le conducteur 22 est le conducteur actif et que le conducteur 20 est le conducteur neutre. Ceci peut se produire parfois pendant le câblage et n'affecte pas la présence d'une mise à la "terre" de la borne 34, de sorte que le circuit selon l'invention est conçu pour fonctionner convenablement aussi dans cette condition. La tension entre les conducteurs 32, 34 doit être suffisamment élevée pour allumer la lampe 46. Il ne doit pas exister une différence de potentiel suffisante entre les conducteurs 30, 34 pour allumer la lampe 36. Par conséquent, dans ces condi- tions, la diode électroluminescente 54 et le transistor 58 doivent conduire pendant environ la moitié de chaque période du courant alternatif. Ceci provoque une décharge du conden- sateur 68 et la circulation d'un courant dans les résistances 62, 76. Lorsque l'un ou l'autre des transistors 56 et 58 conduit afin de décharger l'un ou l'autre des condensateurs 66 et 68, respectivement, et de faire passer un certain courant par les résistances 76 et 60 ou 62, respectivement, la bobine 80 du relais est excitée et la puissance est transmise par les bornes 82, 84 et la source 126, 154 de haute tension électrostatique à l'électrode 240 d'extrémité du pistolet 238. Dans ces conditions, la matière de revêtement distribuée par le pistolet 238 vers la cible 244 mise à la masse se charge et l'efficacité élevée du recouvre- ment de la cible 244 est maintenue. Les éléments du pistolet 238 autres que le conducteur s'étendant de la borne 232 à l'électrode 240 d'extrémité en passant par la résistance 236, restent connectés à la masse par l'intermédiaire des conducteurs 34, 24. Par ailleurs, dans le cas o un opérateur décide d'ignorer la possibilité de mise à la masse du pistolet 238 par le circuit 26 en utilisant une fiche d'adaptation "fictive", comme montré en traits pointillés en 250, pour connecter les conducteurs 30, 20 et 32, 22 sans établir une mise à la masse convenable entre les conducteurs 34, 24, on obtient un résultat différent. En particulier, dans ces conditions, un signal alternatif de 115 volts (valeur efficace) est appliqué aux bornes du circuit comprenant les lampes 36, 46 et les résistances 38, 40, 42, 44. Cette tension est divisée de maniè-re à être appliquée par moitié (c'est-à-dire environ 58 volts) aux bornes de chacune des lampes 36 et 46. Par conséquent, les lampes 36, 46 restent bloquées et aucune des diodes électroluminescentes 52, 54 n'émet de la lumière. Les phototransistors 56, 58 restent bloqués; les condensateurs 66, 68 se chargent totalement et la base du transistor 74 s'élève à une tension suffisante, par l'intermédiaire de la résistance 76, pour que ce transistor 74 se bloque. Dans ces conditions, aucun courant ne circule dans la bobine 80 du relais et aucune tension n'est appliquée aux bornes 82, 84. Par conséquent, l'électrode 240 d'extrémité du pistolet 238 ne reçoit pas de potentiel élevé et aucune charge électrostatique de la matière de revêtement ne se produit dans ces conditions. L'opérateur est averti de cette absence de mise à la masse, car aucune des lampes 36, 46 ne s'allume. Il convient de noter que le circuit 26 fonctionne de cette manière quelle que soit la façon dont la connexion de masse du pistolet 238 par le conducteur 34 s'ouvre, que cette ouverture résulte d'une tentative volontaire de suppression de la mise à la masse, ou bien qu'elle se produise accidentellement. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'alimentation décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. ROEVENDICATIONS 1. Alimentation électrique pour appareil de distribution de matière de revêtement électrostatique conçue pour empêcher la charge de la matière de revêtement distribuée par cet appareil, caractérisée en ce qu'elle comporte des éléments (30, 32 et 34) destinés à être connectés à une alimentation trois fils à la masse (20, 22, 24), un générateur de tension électrostatique (126,154), des moyens de connexion du générateur à l'appareil de distribution, un premier circuit destiné à relier le générateur aux éléments destinés à réaliser une connexion avec l'alimentation trois fils, le premier circuit comprenant un premier commutateur, et un second circuit *destiné à détecter la tension entre le fil actif et le fil de masse de l'alimentation trois fils, le second circuit comprenant un second commutateur destiné à passer d'un premier état dans un second état en réponse à la détection d'une tension, entre le fil actif et le fil de masse, supérieure à une tension représentative de l'absence de mise à la masse d'une connexion d'un conducteur. 2. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le générateur comprend un multiplica- teur (168, 170) de tension. 3. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier commutateur comprend un relais électromagnétique (80). 4. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second commutateur comprend un élément (36 ou 46) à décharge. 5. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second circuit comprend un élément électroluminescent (52 ou 54). 6. Alimentation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le second circuit comprend un élément photosensible (56 ou 58) qui réagit à l'élément électro- luminescent afin d'actionner le premier commutateur. 7. Dispositif pour empêcher la charge électros- tatique d'un appareil de distribution d'une matière de revêtement mal mis à la masse ou non mis à la masse, caractérisé en ce qu'il comporte un premier circuit destiné à être connecté à une alimentation trois fils mise à la masse, (20, 22, 24), un générateur (126, 154) de tension électrostatique, des moyens de connexion du générateur au premier circuit, ce dernier comprenant un élément de commutation permettant le passage de l'énergie de l'alimenta- tion vers le générateur, et un second circuit destiné à commander l'élément de commutation et comprenant un premier élément destiné à détecter la tension entre le fil actif et le fil de masse de l'alimentation trois fils, ce premier élément commutant lorsque la tension entre le fil actif et le fil de masse dépasse un premier niveau prédéterminé indiquant l'absence de mise à la masse d'une connexion d'un conducteur de masse, ledit premier élément restant ensuite en position de commutation jusqu'à ce que la tension entre le fil actif et le fil de masse descende au-dessous d'un second niveau prédéterminé indiquant une coupure de la connexion de masse. 8. Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce que le premier élément de détection comprend une première lampe (36) à décharge. 9. Dispositif selon la revendication 8, caracté- risé en ce que le premier élément de détection comprend également une seconde lampe (46) à décharge. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les lampes sont des lampes au néon. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7, 8 et 9, caractérisé en ce que le second circuit comprend une diode électroluminescente (52 ou 54) et un phototransistor (56 ou 58).