Brevet FR2496136A1 — publié le 19820618

"MACHINE A LAVER A TAMBOUR ROTATIF MUNIE D'UN DISPOSITIF DETECTEUR DE BALOURD" La présente invention concerne une machine a laver a tambour rotatif munie d'un dispositif détecteur de balourd, ledit tambour étant entrainé par un moteur alimenté depuis le secteur en courant continu pulsé par découpage de phase au moyen d'un pont de redressement comportant deux diodes et deux thyristors dont les gâchettes sont connectées à un circuit d2 commande et de régulation de vitesse de rotation. La fonctironessorage des machine a laver le linge a évolué vers une tendance a utiliser des vitesses de rotation du tambour de plus en plus élevées afin d'expulser le maximum d'eau du dernier rinçage, tout au moins pour les textiles dont les fibres supportent un pareil traitement. Toutefois, ceci suppose que la masse de linge a essorer soit a peu près également répartie sur la périphérie du tambour, faute de quoi le balourd qui en résulte soumet la machine a des contraintes mécaniques telles qu'elles risquent a la limite de provoquer le bris de certains de ses éléments. Pour pallier cette éventualité, on a développé des machines munies d'un dispositif détecteur des vibrations dues au balourd, et qui interdit le passage en fonction "essorage" tant que ces vibrations subsistent ; le brevet fran çais 1 590 374 décrit une machine a laver munie d'un tel dispositif constitué, soit par un transducteur électroméca- nique, soit par un aoeéléromètre piézo-électrique. Si le but "protection de la machine" est atteint, on peut penser que, pour certaines conditions de chargement le balourd se manifeste en permanence et qu'ainsi la fonction "essorage" ne pourra etre effectuée. Un progrès important a été accompli par le développement de machines dites a départ essorage cuve pleine" dans lesquelles le tambour est mis progressivement en rotation rapide au moment ot démarre le pompe de vidange du dernier rinçage ; de ce fait, le linge se répartit a peu près également sur la périphérie du tambour. On a constaté que ce système permettait d'atteindre sans précautions particulières des vitesses de rotation du tambour voisines de 600 t/m ; toutefois, cette vitesse n'est pas suffisante pour assurer un "super-essorage" effectué entre 800 et 1100 t/m, vitesse pour lesquelles un balourd, même léger, constitue de nouveau un danger pour la machine. L'invention est basée sur la considération que, toutes choses égales par ailleurs, l'existence d'un balourd se traduit par une réduction de la vitesse théorique programmée du tambour ; ceci s'explique par le fait que le balourd entrain un surcrott de charge au moteur d'entraInemtent du tambour dont le couple est réduit aux fortes vitesses de rotation. Selon l'invention, la machine à laver a tambour rotatif munie d'un dispositif détecteur de balourd, ledit tambour étant entrainé par un moteur alimenté depuis le secteur en courant continu pulsé par découpage de phase au moyen d'un pont de redressement comportant deux diodes, et deux thyristors dont les gâchettes sont connectées a la sortie d'un circuit de commande et de régulation de vitesse de rotation, est notamment remarquable en ce qu'elle comporte un circuit comparateur dont les entrées sont respectivement couplées à une borne du moteur et a une source de tension de référence, et dont la sortie est connectée par une résistance a une borne de commande de vitesse de rotation du circuit de commande et de régulation. Avantageusement le couplage entre la borne du moteur et la première entrée du circuit comparateur, est effectuée par la première entrée d'un amplificateur #ifférentiel dont la seconde entrée est connectée a une source de tension continue reflétant les fluctuations de la tension du secteur. En présence d'un balourd du tambour de la machine, le comparateur détecte une différence entre la vitesse de rotation réelle du moteur et la vitesse théorique en fonction "essorage" et interdit alors le passage à la vitesse supérieure correspondant a la fonction "super-essorage". Ce résultat est obtenu par des moyens purement électroniques excluant tout capteur électro-mécanique, et en utilisant comme grandeur de consigne la force électromotrice développée par le moteur pendant les portions d'alternances où ce dernier n'est pas alimenté ; cette FEM étant déjà exploitée par le circuit de commande et de régulation du moteur, la structure du dispositif selon l'invention s'en trouve fort simplifiée et ne grève que très peu le coût dudit circuit de commande. Par ailleurs, si l'existence d'un balourd interdit le passage en fonction "super-essorage", le linge bénéficie malgré tout d'un essorage normal, ce qui constitue un avantage certain par rapport au système connu précité pour lequel cette dernière fonction peut ne pas étre effectuée. La description qui va suivre en regard des schémas an nexés, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente le schéma synoptique d'une machine à laver le linge incorporant le dispositif selon l'invention. La figure 2 représente le schéma de principe du dispositif selon l'invention. La figure 3 représente le schéma d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur le schéma de la figure 1, réduit a l'essentiel, les bornes 1 et 2 du secteur sont reliées à un bloc 3 d'alimentation et de régulation, la première a travers un thermoplongeur 4 et la seconde directement : les sorties du bloc 3 sont raccordées par un inverseur de sens de rotation 5 a un moteur à aimants permanents 6 d'entraînement du tambour de la machine à laver. Un dispositif programmateur 7 comporte des entrées reliées à un capteur de température 8 et à des capteurs de niveaux d'eau 9a et 9b, des sorties "cadence" et "vitesse de rotation" réliées au bloc d'alimentation 3, des sorties de commande d'électro-vannes 10a et lob, une sortie de commande de l'inverseur 5 et une sortie de commande d'un interrupteur 11 disposé en série avec un moteur 12 d'entraînement de pompe de vidange. Selon l'invention, un dispositif détecteur de balourd 13 comporte une entrée de force électromotrice connectée au bloc d'alimentation 3 et une sortie reliée à une entrée de commande de vitesse du moteur dudit bloc 3. Sur le schéma synoptique de la figure 1, réduit à l'essentiel, le programmateur 7 reçoit des ordres relatifs au programme de lavage désiré et actionne en conséquence les différents organes fonctionnels de la machine en liaison avec les informations fournies par les capteurs. Le programmateur 7 peut être, soit du type classique a positionnement manuel, soit hybride à positionnement automatique, soit encore purement électronique à commande par microprocesseur, le dispositif selon l'invention s'adaptant à ces différentes conceptions de machines à laver. Le bloc d'alimentation et de régulation 3 redresse le courant du secteur et impose -au moteur 6 la vitesse de rotation déterminée par la position du programmateur 7 ; en fonction "essorage" le dispositif 13 selon l'invention détecte éventuellement sur son entrée une information de balourd consistant en une insuffisance de tension par rapport à la vitesse théorique programmée, et délivre alors un signal qui interdit au moteur 6 de passer en régime de superessorage. Sur la figure 2, dont les références sont communes avec celles de la figure 1, le moteur 6 est disposé dans la diagonale d'un pont de redressement comportant deux iodes 14 et 15, et deux thyristors 16 et 17, les cathodes réunies de ces derniers étant reliées à une masse 18. Pour simplifier le schéma, l'inverseur de sens de rotation 5 de la figure 1 n'a pas été représenté. Les anodes réunies des diodes 14 et 15 sont reliées à l'entrée d'un circuit 19 régulateur de vitesse de rotation dont la sortie est couplée aux gâchettes réunies des thyristors 16 et 17 ; au circuit 19 est branché un interrupteur 20 de commande des vitesses de rotation "lavage" ou essorage". L'entrée positive d'un circuit comparateur 21 est reliée aux anodes réunies des diodes 14 et 15, tandis que l'entrée négative est connectée à une source 22 de tension de référence par rapport à la masse 18. La sortie du comparateur 21 est reliée par une résistance 23 à une entrée 24 de commande de vitesse du circuit 19, ladite entrée étant par ailleurs connectée à la masse 18 par une autre résistance 25. Sur la figure 2, les fonctions du bloc 3 de la figure 1 sont accomplies par le pont 14, 15, 16, 17 et par le circuit de régulation 19, tandis que le dispositif 13 selon l'invention est constitué par le comparateur 21, la source 22 et la résistance 23. Le fonctionnement du circuit régulateur 19 de la figure 2 est bien connu : l'angle d'ouverture des thyristors 16 et 17 est modifié de façon a maintenir sensiblement constante la vitesse de rotation en dépit des variations de couple résistant, la grandeur de réglage étant la tension de force électromotrice développée par le moteur lorsque les thyristors sont bloqués, tension qui est proportionnelle à la vitesse. L'interrupteur 20, actionné par le programmateur 7 (fig. 1) permet d'imposer au moteur, soit une vitesse lente (lavage), soit une vitesse rapide (essorage). Le dispositif détecteur de balourd selon l'invention fonctionne de la façon suivante : lorsque l'interrupteur 20 est sur la position "essorage", l'entrée positive du comparateur 21 reçoit une tension de force électromotrice dont la valeur dépend de la vitesse de rotation effectivement atteinte par le moteur 6 ; en l'absence de balourd, cette tension dépasse le seuil fixé par la source 22 et le comparateur bascule, sa sortie est alors portée au potentiel de la masse 18, ce qui shunte la résistance 25 par la résistance 23, abaissant ainsi la tension à l'entrée de commande 24 et autorisant le circuit 19 à porter la vitesse du moteur 6 en régime de super-essorage. Inversement, l'existence d'un balourd réduit la force électromotrice en freinant le tambour, ce qui interdit le basculement du comparateur 21 ; la sortie de ce dernier étant isolée de la masse, la résistance 23 est "en l'air", et la tension du pont 24 reste élevée, ce qui interdit le passage du moteur à une vitesse supérieure ; en ajustant la valeur de la tension de référence 22, on peut ainsi choisir le seuil de vitesse critique au-delà duquel le passage en régime de super-essorage risquerait d'endommager la machine. On peut remarquer que le fonctionnement du dispositif selon l'invention serait impossible si le régulateur 19 maintenait une vitesse de moteur rigoureusement fixe en compensant complètement l'augmentation de couple résistant du au balourd ; de par le principe même du régulateur, la très forte valeur de la force électromotrice de régulation aux vitesses élevées ne permet pas de compenser aussi complètement les variations de charge qu'aux faibles vitesses de rotation, ce qui ne présente d'ailleurs aucun inccnvénient eu égard au faible couple résistant normalement présent en fonction essorage". Sur la figure 3, dont les références sont communes avec celles des figures 1 et 2, les anodes de deux diodes 26 et 27 sont branchées sur les entrées alternatives du pont 14, 151 16, 17, les cathodes réunies desdites diodes étant reliées par une résistance 28 à la cathode d'une diode zéner 29 dont l'anode est connectée au plus moteur relié à la masse 18. Les émetteurs de deux transistors 30 et 31, le premier de type PNP et le second de type SPIN, sont reliés l'un à la cathode de la diode zéner 29 par une résistance 32, et l'autre aux gâchettes réunies des thyristors 16 et 17 par une résistance 33 ; les bases et collecteurs connectés tête- bêche des transistors 30 et 31 sont reliés, les uns par la résistance 25 à la masse 18 et par une résistance ajustable 34 à la cathode de la diode zéner 29, et les autres par une résistance 35 à la borne positive du moteur 6 reliée à la masse 18. L'émetteur du transistor 30 est par ailleurs relié à la cathode d'une diode zéner 36 dont l'anode est connectée par deux résistances en série 37 et 38 à la borne négative du moteur 6, un condensateur intégrateur 39 étant par ailleurs disposé entre la borne positive du moteur et ledit émetteur ; l'interrupteur 20 de commande des vitesses lavage et "essorage" est disposé aux bornes de la résistance 37. L'anode d'une première diode de redressement 40 est branchée à la borne secteur 1 tandis que la cathode est connectée par une résistance 41 à la cathode d'une diode zéner 42 dont l'anode est reliée à la masse, le point commun à la résistance et à la diode zéner, découplé à la masse par un condensateur de filtrage 43, constituant un conducteur 44 de tension positive. La cathode d'une seconde diode de redressement 45 est également reliée à la borne 1 du secteur, l'anode étant réunie à la masse par un pont de résistances 46, 47 dont le point commun est découplé par un condensateur de filtrage 48. L'entrée positive d'un amplificateur opérationnel 49 est reliée, d'une part à un pont de résistances 50, 51 disposé entre la borne négative du moteur 6 et la masse 18, et d'autre part au conducteur positif 44 par une résistance 52 ; l'entrée négative de l'amplificateur 49 est réunie, d'une part au pont de résistances 46, 47 par une résistance 53, et d'autre part à sa propre sortie par une résistance de contre-réaction 54. La sortie de l'amplificateur 49 est reliée, d'une part au conducteur 44 par une résistance 55, et d'autre part à l'entrée positive du compa#rateur 21 par un filtre en Tr cons titué par une résistance 56 et deux condensateurs 57 et 58 l'entrée positive du comparateur 21 est rétro-couplée à sa propre sortie par une résistance 59, ledit comparateur, ainsi que l'amplificateur 49 étant alimentés en énergie entre le conducteur positif 44 et la masse 18. L'entrée négative du comparateur 21 est reliée au curseur d'un potentiomètre 60 disposé entre le conducteur 44 et la masse. La partie supérieure du schéma de la figure 3 constitue le circuit de commande et de régulation de vitesse du moteur 6, tandis que la partie inférieure constitue le dispositif de détection de balourd selon l'invention. Le fonctionnement de la partie de commande et régulation est bien connu : les thyristors 16 et 17 constituent avec les diodes 14 et 15 un pont de redressement alimentant le moteur 6 par une tension continue pulsée formée de portions d'arches de sinusoldes dont la durée varie en fonction inverse du retard à l'amorçage des thyristors par rapport à l'origne desdites arches ; le-rôle du thermo-plongeur 4 consiste à limiter le courant de crête circulant dans l'induit du moteur, l'énergie ainsi dissipée par effet Joule étant récupérée pendant le cycle de lavage de la machine. Les gâchettes des thyristors 16 et 17 sont commandées par le générateur d'impulsions constitué par les deux transistors 30 et 31 de types complémentaires montés tête-bêche assimilables à un transistor tétrode dont le déclenchement est provoqué pour un rapport déterminé entre la tension d' émetteur du transistor 30 et la tension appliquée aux collecteurs et bases réunis des transistors 30 et 31. La paire de transistors 30, 31 est alimentée depuis le groupe de diodes 26, 27 en tension positive pulsée écrêtée par la diode zéner 29, ladite tension n'étant bien entendu présente que pendant les périodes de blocage des thyristors 16 et 17. La grandeur de consigne utilisée pour la régulation est la tension de force électromotrice d'induit développée par le moteur 6 fonctionnant en génératrice pendant les intervalles de temps où les thyristors 16 et 17 sont bloqués cette tension étant pratiquement proportionnelle à la vitesse de rotation, l'absence de celle-ci au démarrage fait que le déclenchement de la paire de transistors 30, 31 intervient très tôt après le début de chaque alternance du secteur et le moteur est pratiquement alimenté en pleine onde. Au fur et à mesure que le moteur accélère la force électromotrice croît sur l'anode de la diode zéner 36 et dès que le seuil d'amorçage de cette dernière est atteint, la tension de régulation partiellement intégrée par le condensateur 39 est appliquée sur l'émetteur du transistor 30, le rendant plus négatif et retardant ainsi le déclenchement ; a ce moment, la régulation devient effective, toute variation de la FEM modifiant le sens de déclenchement des transistors 30, 31 dans un sens tel qu'il tende à compenser lesdites variations, et par conséquent à maintenir constante la vitesse du moteur qui, par ailleurs peut être ajustée en jouant sur la valeur de la chaîne de résistances 37, 38 ; lorsque l'interrupteur 20 est fermé, la valeur de la résistance 38 fixe la vitesse en fonction lavage, tandis que la valeur de la somme des résistances 37 et 38 lorsque 1'interrupteur 20 est ouvert détermine la vitesse en fonction "essorage". La vitesse peut également être ajustée en jouant sur la valeur de la résistance 34, ce qui modifie, en liaison avec la résistance 25, la tension de polarisation de base du transistor 31. Au moment de l'ouverture de l'interrupteur 20 (fonction "essorage"), la sortie du comparateur 21 est isolée de la masse, la résistance 23 est "en l'air", et la tension de polarisation de base du transistor 31 est élevée ; lorsque la vitesse de rotation en fonction "essorage" est stabilisée, la tension à l'entrée positive du comparateur 21 dépasse ou non celle de l'entrée négative, fixée par le potentiomètre 60, selon qu'il y a absence ou présence de balourd ; dans le premier cas, le comparateur 21 bascule, le pied de la résistance 23 est mis a la masse, la tension positive de polarisation de base du transistor 31 diminue, ce qui permet au moteur 6 de passer en régime-de rotation "superessorage".Dans le second cas, le non basculement du comparateur 21 interdit évidemment le passage à une vitesse de rotation plus élevée. L'entrée positive du comparateur 21 ne reçoit pas directement la tension de FEM représentative de la vitesse de rotation du moteur, mais un signal provenant de la sortie de l'amplificateur 49, ce dernier permettant au dispositif selon l'invention de fonctionner indépendamment des variations de la tension du secteur. En effet, en fonction "essorage" les variations de tension du secteur provoquent des variations correspondantes de la vitesse du moteur 6, et partant de la FEN ; dens le cas d'une tension secteur inférieure à la tension nominale, ccci risquerait d'interdire le passage en "su1#r-cssoia#e" même en l'absence de balourd, tandis qulinversement pour une tension secteur supérieure, ce passage en super-essorage pourrait être anormalement autorisé. Dans ce but, l'entrée positive de l'amplificateur 49 reçoit la tension de FEN issue de la borne négative du moteur 6, tandis que l'entrée négative dudit amplificateur est reliée à une cellule de redressement de la tension du secteur qui "suit" les variations de celui-ci ; pendant la montée en vitesse en fonction "essorage" la tension de FCEM appliquée à l'entrée positive de l'amplificateur 49 est inférieure à celle de l'entrée négative de la tension du secteur, et la sortie dudit amplificateur reste à un niveau tel qu'il maintienne le comparateur 21 dans l'état interdisant le passage en régime de super-essorage. S'il y a présence d'un balourd, la valeur de tension de FCEM à l'entrée positive de l'amplificateur 49 ne dépassera pas la tension représentative du secteur fixée par le pont de résistances 46, 47 et l'état de verrouillage persistera. Inversement, en l'absence de balourd, la tension de FCEM devient supérieure à la tension redressée du secteur et la tension de sortie de l'amplificateur 49 croit jusqu'à atteindre le seuil de basculement du comparateur 21, faisant ainsi décroître la tension au point 24 pour autoriser le circuit regulateur à accroître la vitesse du moteur en régime de super-essorage. La tension de FCEM étant de nature impulsionnelle, la cellule R56 C57,C58 assure le filtrage de la tension de sortie de l'amplificateur 49 appliquée à l'entrée positive du comparateur 21. Le seuil de basculement du comparateur 21 est ajusté par le potentionmètre 60 qui permet de choisir la vitesse limite considérée comme dangereuse en cas de balourd ; il serait également possible de choisir cette vitesse limite en agissant sur le rapport des résistances 46, 47, mais le réglage ainsi obtenu n'aurait pas la précision de celui procuré par le potentiomètre 60 qui agit par "tout ou rien" sur le seuil du comparateur 21. - REVENDICATIONS 1.- Machine à laver à tambour rotatif munie d'un dispositif détecteur de balourd, ledit tambour étant entraîné par un moteur (6) alimenté depuis le secteur en courant continu pulsé par découpage de phase au moyen d'un pont de redressement comportant deux diodes (14, 15) et deux thyristors (16,17) dont les gâchettes sont connectées à un circuit (19) de commande et de régulation de vitesse de rotation, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit comparateur (21) dont les entrées sont respectivement cou plées à une borne du moteur (6) et à une source (22) de tension de référence, et dont la sortie est connectée par une résistance (23) à une borne (24) de commande de vitesse de rotation du circuit (19) de commande et de régulation. 2.- Machine à laver à tambour rotatif selon la revendication 1, caractérisée en ce que le couplage entre la borne du moteur (6) et la première entrée du circuit comparateur (21) est effectué par la première entrée d'un amplificateur différentiel (49) dont la seconde entrée est connectée à une source de tension continue reflétant les fluctuations de la tension du secteur. 3.- Machine à laver à tambour rotatif selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un filtre (R 56, C57,C58) est disposé entre la sortie de l'amplificateur différentiel et la première entrée du comparateur (21).