Brevet FR2510811A1 — publié le 19830204

Dispositif de Protection d'un moteur éi'ctriue contre les surintensités de courant L'invention concerne un dispositif de protection d'un moteur électrique contre les surintensités de courant, qui et pro pre à être monté en série dans le circuit d'alimentation du moteur pour ouvrir ce circuit lorsque l'intensité du du courant électrique fourni au moteur est supérieure à une valeur pr déterminée, comme il se produit par exemple dans le cas ot, le rotor du moteur est bloqué pour une raison quelconque, On connattt déjà un dispositif de ce type, appelé à Jouer le rôle d'un fusible de protection, qui comprend un conducteur en deux tronçons dont les extrémités en regard sont réunies par un bloc de matière conductrice fusible et dont les autres extrémités forment des branches de raccordement au circuit d'alimentation du moteur. Lorsque le dispositif est monté dans le circuit, ces branches de raccordement sont sollicitées élastiquement dans un sens créant une précontrainte, par exemple de torsion, dans le conducteur.Ainsi, lorsque l'intensité du courant passant dans le circuit est supérieure à une certaine valeur, l'échauffement du conducteur par effet Joule provoque la fusion du bloc de matière fusible réunissant les extrémités en regard des deux tronçons de conducteur et la précontrainte dans le dispositif résultant de son raccorde ment au circuit assure l'éloignement l'une de l'autre des extrémités qui viennent d'être libérées par le bloc de matière fusible et donc une coupure franche du circuit d'alimentation. On a constaté qu'à la précontrainte due au raccordement du dispositif s'ajoutait une contrainte résultant de la déformation par échauffement du conducteur et que les caractéristiques de fonctionnement du dispositif étaient dans une large mesure déterminées par la somme de la précontrainte de raccordement et de la contrainte d'échauffement.La précontrainte de raccordement dépend elle-mtme d'un certain nombre de facteurs liés aux opérations de montage et qu'il est impossible de contr8ler d'une manière précise. I1 se peut en effet que l'une des branches de raccordement du dispositif ait été tor due,accidentellement ; dans ces conditions, le raccordement du dispositif ne produit pas la précontrainte escomptée et le dispositif ne présente pas les caractéristiques de fonctionS nement prévues. L'invention a pour objet un dispositif de protection d'won moteur électrique contre les surintensités de courant, du type décrit plus haut, qui ne présente pas les inconvénients mentionnés et qui, de façon simple et économique, peut titre fabriqué en grande série tout en respectant des normes très précises relatives à ses caractéristiques de fonctionnement. L'invention propose à cet effet un dispositif du type mentionné plus haut, comprenant un conducteur en deux tronçons dont des premières extrémités en regard l'une de l'autre sont réunies par un bloc de matière conductrice fusible et dont des secondes extrémités forment deux branches de raccordement au circuit d'alimentation d'un moteur électrique, caractérisé en ce que les deux tronçons de conducteur sont soumis en permanence à une précontrainte tendant à les écarter l'un de l'autre, cette précontrainte étant indépendante du raccordement du dispositif au circuit et étant créée ou maintenue par l'immobilisation ou le blocage d'au moins une partie d'un tronçon de conducteur par rapport à au moins une partie de l'autre tronçon. Le dispositif selon l'invention, qui est propre à autre raccordé à un circuit par deux branches d'extrémités, présente ainsi en permanence une précontrainte de valeur déterminée qui est indépendante des efforts mécaniques que peuvent subir ces branches de raccordement et de la façon dont elles-sont reliées à un circuit électrique. Le montage du dispositif n'est donc pas susceptible de modifier les caractéristiques de fonctionnement de ce dispositif. Selon une autre caractéristique de l'invention, les tronçons de conducteur sont des enroulements hélicoSdaux de mQme sens d'un fil conducteur, axialement alignés et réunis bout à bout par la masse fusible, disposés autour d'un noyau cylindrique tel qu'une ferrite, et les extrémités extérieures de ces enroulements, formant les branches de raccordement au circuit, sont fixées en rotation et/ou en translation aux extrémités dudit noyau, Le dispositif selon l'invention peut ainsi former une inductance, par exemple d'antiparasitage, Dana la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels La figure t est une vue schématique en plan illustrant deux formes de réalisation d'un dispositif selon l'invention La figure 2 est une vue de droite du dispositif de la figure 1, lorsque celui-ci est ouvert. La figure 9 est une vue de gauche de ce dispositif. La figure 4 est une vue en plan d'une pièce de blocage utilisée dans la forme de réalisation de la figure 2. La figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4. La figure 6 est une vue en plan, semblable à la figure 1, mais pour une autre forme de réalisation de l'invention. La figure 7 est une vue de droite du dispositif de la figure 6, lorsque celui-ci est ouvert. La figure 8 est une vue de gauche du dispositif de la figure 6. La figure 9 est une vue en plan d' encore une autre forme de réalisation de l'invention, représentant le dispositif ouvert. La figure 10 est une vue correspondant à la figure 9 et représentant le dispositif fermé. Le dispositif selon l'invention eet plus particulLbrement destiné à outre monté en série dans le circuit d'alimentation d'un moteur électrique utilisable dans l'industrie automobile, par exemple dans une inatallation de chauffage et/ou de climatisation d'un habitacle de véhicule automobile. On se réfère maintenant aux figures 1 et 2 représentant une première forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention. DanB cette forme de réalisation, le dispositif comprend un élément électriquement conducteur 10 formé de deux tronçons il et 12 de fil éleotriquement conducteur enroulé hdlicoSdalement autour d'un noyau 15 de matière à propriétés magnétiques ou ferromagnétiques, par exemple de ferrite. Le fil formant les enroulements Il et 12 est par exemple un fil de cuivre sous gaine isolante. Chaque enroulement 11, 12 comprend une extrémité 14, 15 respectivement qui s'étend radialement par rapport au noyau cylindrique 13 et qui est propre à former une branche de raccordement à un circuit d'alimentation du moteur électrique. Les autres extrémités 16, 17 respectivement des enroulements 11, 12 forment également deux branches rectilignes s'étendant radialement par rapport au noyau 13, sensiblement à l'opposé des premières branches 14, 15. Les enroulements 11, 12 sont donc enfi 3 sur le noyau cylindrique 13 de façon à autre disposés sensiblement bout à bout comme représenté en figure 1, leurs branches 16 et 17 se trou- vant dans un mame plan transversal. Les ciiroulements 11, 12, avantageusement identiques l'un à l'autre, sont conçus de telle sorte que leurs branches 16, 17 soient écartées dun angle prédéterminé, à l'état libre ou sanE contrainte, lorsque leurs autres branches 14 et 15 sont sensiblement parallèles ct s'étendent du mame côté par rapport au noyau 13, comme repré- senté en figure 2. L'angle séparant les branches 16 et 17 est de l'ordre de 60o en figure 2, mais peut varier entre 30 et 900 environs Selon l'invention, les branches 14 et 15 des enroulements 11 et 12 sont immobilisées ou bloquées en rotation, au moins dans un sens approprié, autour de l'axe du noyau eylindrique 13, Dans la forme de réalisation représentée dans les figures 1 et 3, la branche 14 d'extrémité de l'enroulement 11 est immobi- lisée en rotation autour de l'axe du noyau 13 par collage comme indiqué en 18.De façon plus précise, un anneau de ma tiède adhésive 18 est déposé autour de la apire d'extrémité 19 de l'enroulement 11, entre celle-ci et la surface périphéri- que du noyau 13. Dans la forme de réalisation représentée aux figures 1 et 2, la branche d'extrémité 15 de l'enroulement 12 est immobilisée en rotation, dans le sens indiqué par la flèche 20 en figure 2, au moyen d'une pièce de butée 21 représentée en trait fan tdme dans les figures 1 et 2 et en trait plein dans les figures 4 et 5. Cette pièce de butée 21 comprend deux bras parallèles 22 re liés l'un à l'autre par une partie annulaire 23 à contour interne 24 circulaire ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre extérieur du noyau 13. Les branches 22 présentent des encoches 25 pour la disposition des branches d'une pince, que l'on utilise pour écarter l'une de l'autre les branches 22 par déformation élastique et placer la pièce 21 autour d'une extrémité du noyau 13. Xorssquton laisse les branches 22 se rapprocher l'une de l'autre, le contour circulaire 24 de la partie annulaire 23 vient enserrer étroitement le noyau 19 en bloquant ainsi la pièce 21 sur le noyau.De la partie annulaire 23 de la pièce 21 dépend une patte 26 repliée à angle droit par rapport au plan de la partie annulaire 23 et des branches 22. Cette patte 26 forme butée propre à coopérer avec la branche 15 de l'enroulement 12 afin d'empocher sa rotation dans le sens de la flèche 20 autour de l'axe du noyau 19. Lorsque les enroulements il et 12 sont disposés autour du noyau 13 de la façon représentée en figure 2 et que les bran ches 14 et 15 s1 étendent parallèlement l'une à l'autre en étant immobilisées en rotation, il suffit de rapprocher l'une de l'autre les extrémités 16 et 17 des enroulements et de les maintenir assemblées par un bloc de matière conductrice fusible 30 (figure 3) pour créer dans les enroulements une pre- contrainte permanente. Les extrémités ,6 et 17 sont maintenues rapprochées l'une de l'autre pendant que l'on amène sur ces extrémitésla matière fusible fondue et qu'on la laisse se solidifier. Le dispositif à l'état terminé, tel que représenté par exemple en figure 3, peut être raccordé de la façon souhaitée à un circuit d'alimentation de moteur électrique sans que le mode de raccordement puisse modifier ses caractéristiques de fonctionnement. son particulier, une déformation quelconque des branches de raccordement 14 et 15 n' aura aucune influence sur la précontrainte de torsion dans les enroulements 11 et 12 et ne pourra donc modifier les caractéristiques -de ionc- tionnement du dispositif. On se réfère maintenant aux figures 6 à 8 représentant une autre forme de réalisation de l'invention. Dans ces figures, le dispositif comprend deux enroulements 31 et 32 de fil électriquement conducteur, sensiblement identi ques aux enroulements 11 et 12 de la première forme de réali- sation, qui sont disposés autour d'use noyau cylindrique 3 de ferrite ou de matière analogue. Les enroulements 31 et 32, de même sens, comprennent chacun une branche d'extrémité 549 35 respectivement formant branche de raccordement à un circuit d'alimentation d'un moteur électrique.Les extrémités du noyau 33 préaentent chacune une fente diamétrale 41, 42 respectivement, les fentes 41 et 42 étant parallèles l'une à l'autre, dans lesquelles sont engagées et maintenues les bran ches d'extrémités 34, 35 des enroulements 31 et 32. Ees autres extrémités des enroulements 31 et 32 forment des branche 36, 37 respectivement s'étendant radialement par rapport au noyau 33, sensiblement à l'opposé des branches d'extr4mités 34, 35. Les branches 36, 37 se trouvent sensiblement dans un mime plan transversal et du mdme côté par rapport à l'axe du noyau cylindrique 33 et sont, à l'état libre ou sans précontrainte, écartées l'une de l'autre d'un angle de 600 environ, comme représenté en figure 7. Lorsque les branches 36 et 97 sont rapprochées l'une de l'autre et maintenues ensemble par un bloc de matière conductrice fusible 40, les branches 34 et 35 étant immobilisées en rotation par rapport au noyau 33, il apparatt une précontrainte dans les enroulements 31 et 32 tendant à séparer l'une de l'autre les branches 96 et 37. Dans cette forme de réalisation, les branches 54, 35 des enroulements sont immobilisées en rotation autour de l'axe du noyau cylindrique 33, dans les deux sens de rotation, et sont également immobilisées en translation parallèle à l'axe du noyau 33, dans le sens tendant à les rapprocher l'une de l'autre. liors que, dans le mode de réalisation des figures 6 à 8, les extrémités 96 et 37 des enroulements sont rapprochées l'une de l'autre par rotation autour de l'axe du noyau cylindrique 33, elles sont rapprochées par translation le long de l'axe de ce noyau dans la forme de réalisation des figures 9 et 10. Dans cette forme de réalisation, les branches d'extrémités 56 et 57 des enroulements 51 et 52 sont situées, à l'état libre, sensiblement dans un même plan diamétral du noyau 53 de ferrite ou analogue, mais sont distantes l'une de l'autre d'une distance appropriée (figure 9). Les branches d'extrémités opposées 54 et 55 de ces enroulements peuvent autre immobilisées dans des fentes diamétrales d' extrémité du noyau 53 comme dans le mode de réalisation des figures 6 à 8, ou simplement en appui sur les tranches d'extrémité 61 et 62 dudit noyau.En effet, le rapprochement des extrémités 56 et 57 de ces enroue lements et leur maintien par un bloc 60 ds matière conductrice fusible se font uniquement par translation le long de l'axe du noyau 53 et non par rotation autour de cet axe, de sorte qu'il n'est pas nécessaire que les extrémités opposées 54 et 55 des enroulements soient immobilisées en rotation. Un dispositif selon l'invention, monté en série dans le circuit d'alimentation d'un moteur électrique, est destiné à interrompre ce circuit quand il est parcouru par une surintensité de courant pendant une durée supérieure à une valeur limite prédéterminée, par exemple lorsque le rotor du moteur électrique est bloqué. L'invention permet de fabriquer un tel dispositif en grande série, en assurant que les caractéristiques de fonctionnement de ce dispositif soient parfaitement reproductibles et identiques d'un dispositif à l'autre lorsque ces derniers sont montés en place dans des circuits d'alimentation de moteur électrique. L'invention s'applique également à des dispositifs de protec- tion contre les surintensités ayant une configuration difé- rente de celle d'un enroulement hélicoïdal de fil electrique- ment conducteur autour d'un noyau de fe- rite ou analogue. Revendications 1. Dispositif de protection d'un moteur électrique contre les surintensités de courant, propre à autre monté en série dans le circuit d'alimentation du moteur et comprenant un conducteur en deux tronçons dont des premières extrémités en regard sont réunies par un bloc de matière conductrice fusible et dont les autres extrémités forment deux branches de raccordement audit circuit d'alimentation, caractérisé en ce que les deux tronçons de conducteur (11,12,31,32,51,52) sont soumis en permanence à une précontrainte tendant à les écarter l'une de l'autre, cette précontrainte étant indépendante duraccorw dement du dispositif au circuit et étant créée ou maintenue par l'immobilisation ou le blocage d'au moins une partie (16, 36,56) d'un tronçon par rapport à au moins une partie (17,37, 57) de l'autre tronçon. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite précontrainte a une valeur prédéterminée e 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les parties immobilisées de ces tronçons sont lesdites secondes extrémités des tronçons. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits tronçons de conducteur (11,12,31.32,51,52) sont des enroulements hélicordaux de mtme sens d'un fil conducteur, axialement alignés et réunis bout à bout, disposés autour d'un noyau cylindrique (13,33,53), et les extrémités (14,15,34,35,54,55) de ces enroulements, formant les branches de raccordement audit circuit, sont fixées en rotation et/ou en translation aux extrémités du noyau (13,33,53). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le noyau (13,33,53) est en matière à propriété magnétiques ou ferromagnétiques. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les branches de raccordement (15) des enroulements (12) sont immobilisées en rotation dans un sens autour de l'axe du noyau (13) chacune par une pièce de butée (21) rapportée sur l'extrémité du noyau. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite butée (21) est montée, par déformation élastique, à l'extrémité du noyau (13) et enserre fixement cette extrémité. 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les spires d'extrémité (19) des enroulements (11) dont dépendent les branches de raccordement (14) sont collées sur le noyau (13). 9. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ee que les branches de raccordement (34,35) sont introduites chacune dans une fente diamétrale (41,42) d'une extrémité du noyau (33). 10. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les branches de raccordement (54,55) sont appliquées con- tre les tranches d'extrémité (61,62) du noyau (53), la prd- contrainte du dispositif résultant d'un rapprochement par translation parallèlement à l'axe du noyau (53) des extrdmi- tés (56,57) en regard des enroulements (51,52).