Brevet FR2518477A1 — publié le 19830624

L'invention concerne un dispositif de sécurité commandé par des trains d'impulsions générés indépendamment l'un de l'autre afin de faire passer un courant alternatif dans un enroulement uniquement tant que les trains d'impul- sions apparaissent dans une relation de phase prédéterminée l'un par rapport à l'autre et tant que les composants du dispositif de sécurité ne présentent pas de défauts. Dans la technologie de la signalisation ferro- viaire, il existe des exigences particulières de sécurité pour les dispositifs de commande, par exemple des moteurs d'aiguilles et pour l'alimentation des lampes des signaux lumineux Ces dispositifs doivent être réalisés de manière à ne pas fournir accidentellement du courant à la charge lorsqu'ils présentent un défaut Depuis longtemps, ces dispositifs de sécurité sont conçus pour comporter et uti- liser un type spécial de relais, à savoir un relais de signalisation à sécurité intrinsèque Ceci s'applique éga- lement aux enclenchements logiques commandant les disposi- tifs de sécurité Plus récemment, les enclenchements logi- ques ont été équipés d'une commande par ordinateur du type à sécurité intrinsèque Ces dispositifs de sécurité sont cependant eux-mêmes réalisés au moyen de relais Le brevet suédois N O 7801810-8, par exemple, décrit un dispositif de sécurité' connu dans lequel deux récepteurs sont destinés à recevoir un ordre, de même signification, d'un appareil central de commande et à effectuer une commutation combinée d'un dispositif commandant la circulation des trains et relié au dispositif de sécurité, les récepteurs d'ordres comportant des relais pour effectuer la commutation. L'invention a pour objet un dispositif éléctro- nique de sécurité, c'est-à-dire un dispositif de sécurité ne comportant pas de composants électromécaniques A cet effet, le dispositif selon l'invention comporte deux élé- ments de commutation équipés d'éldctrodes de commande destinées à recevoir chacun un train d'impulsions afin que les éléments de commutation soient alternativement conducteurs-et non conducteurs, les éléments de commutation étant dans un premier cas montés en série entre les deux pâles d'une source de tension continue, une extrémité de l'enroulement étant connectée au point de liaison entre les éléments de commutation tandis que l'autre extrémité de l'enroulement est connectée à la prise centrale de la source de courant continu, ou bien à-un point de poten- tiel stable par l'intermédiaire d'un condensateur, ou encore au point de liaison entre deux autres éléments analogues de commutation équipés d'électrodes de commande, chacun de ces autres éléments de commutation recevant également l'un des trains d'impulsions ou bien des versions déphasées de ces trains d'impulsions pour que les autres éléments de commutation soient alternativement conducteurs et non conducteurs, ou bien lesdits éléments de commutation étant dans un second cas reliés par l'un de leurs pôles à un pâle de la source de tension continue, les autres pôles des éléments de commutation étant reliés aux extrémités de l'enroulementqui possède une prise centrale reliée à l'autre pôle de la source de tension continue. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure la est un schéma d'une première forme de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention; lesúfigures lb et ld représentent les-signaux électriques apparaissant en différents points du dispositif de sécurité de la figure la; la figure:2 est un schéma d'une deuxième forme de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention; la figure 3 est un schéma d'une troisième forme de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention; la figure 4 a est un schéma d'une quatrième forme de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention; et les figures 4 b à 4 m montrent les courants circulant en différents points du dispositif de sécurité représenté sur la figure 4 a. La figure la représente une forme de réalisa- tion du dispositif de sécurité selon l'invention, compre- nant un pont de transistors monophasé avec une branche et un point neutre artificiel à potentiel stable Deux transistors Tl et T 2-sont montés en série dans la branche unique du pont, entre les deux pôles d'une source de ten- sion continue qui n'est pas représentée plus en détail. Le point de connexion entre les transistors Tl et T 2 est relié à une première extrémité d'un enroulement Ll cons- tituant le primaire d'un transformateur TR 1, une charge Bl étant connectée à l'enroulement secondaire L 2 du transformateur Dans la forme de réalisation représentée, la charge Bl est une lampe de signal pour la commande de la circulation des trains Un condensateur Cl est monté entre l'autre extrémité de l'enroulement primaire Li et le pôle négatif de la source de courant continu. Le dispositif de sécurité représenté sur la figure la est destiné à commander la lampe Bl de signal au moyen d'un courant alternatif en réponse à deux trains d' impulsions générés indépendamment l'un de l'autre, avec des phases qui apparaissent de façon alternée, ces trains d'impulsions étant appliqués chacun à l'une des bases ai et bl des transistors Ti et T 2, respectivement Les deux trains d'impulsions i ai et ibî, illustrés sur les figures lb et kc, respectivement, peuvent être générés, par exemple au moyen d'un ordinateur, à l'aide de deux programmes indépendants l'un de l'autre. Si les impulsions des deux trains apparaissent alternativement de la manière montrée sur les figures lb et lc, on obtient dans l'enroulement primaire Li du transformateur TR 1 un courant alternatif i L ayant l'aspect illustré sur la figure ld, o le point de connexion entre l'enroulement primaire Li et le condensateur Cl constitue le point neutre artificiel précité, qui peut également être une prise centrale de la source de tension 18477 continue Le courant illustré sur la figure id induit ainsi un courant identique, mais de sens opposé, dans l'enroulement secondaire L 2 du transformateur TR 1, ce dernier courant commandant la lampe Bl du signal afin qu'elle soit allumée tant que les impulsions des trains d'impulsions apparaissent de façon alternée et que les composants du dispositif de sécurité ne présentent pas de défauts. Par contre, si les trains d'impulsions appa- raissent dans des relations de phase telles que les transistors conduisent simultanément, ou si l'un des trains d'impulsions est abscent, ou encore si un composant quelconque devient défaillant, aucun courant alternatif ne circule dans l'enroulement primaire et, par conséquent, aucun courant n'est induit dans l'enroulement secondaire, de sorte que La lampe Bl du signal ne s'allume pas. Il n'est évidemment pas nécessaire que les deux trains d'impulsions apparaissent exactement dans la relation de phase illustrée sur les figures lb et lc. Le but primordial est que la relation de phase soit telle que les transistors conduisent alternativement. La figure 2 représente une forme de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention comprenant un pont de transistors monophasé à deux branches -Deux circuits série sont montés en parallèle entre les deux pôles d'une source de courant continu qui n'est pas représentée plus en détail Un transistor T 3 est monté en série avec un transistor T 4 dans un premier circuit série, tandis que l'autre circuit série comporte un transistor T 5 monté en série avec un transistor T 6 L'en- roulement primaire L 3 d'un transformateur TR 2 est monté entre les points de connexion des transistors des deux paires De même que dans la forme de réalisation montrée sur la figure la, une charge B 2, sous la forme d'une lampe de signalisation ferroviaire, est connectée aux bornes de l'enroulement secondaire L 4 du transformateur TR 2. La base du transistor T 6 est connectée à la base du transis- tor T 3 pour former une entrée commune a 2 De façon - correspondante, les bases des transistors T 5 et T 4 sont connectées pour former une seconde entrée commune b 2. L'entrée a 2 est destinée à recevoir un train d'impulsions du type illustré sur la figure lb, tandis que l'entrée b 2 est destinée à recevoir un train d'impulsions du type illustré sur la figure lc Un courant alternatif du type illustré sur la figure id est généré dans l'enroulement primaire L 3 du transformateur TR 2, ce courant alternatif induisant dans l'enroulement secondaire L 4 un courant induit qui provoque l'allumage de la lampe B 2 de signali- sation De même que dans la forme de réalisation de la figure la, la lampe B 2 du signal ne s'allume pas si, par exemple, les transistors T 3 et T 4 deviennent conducteurs en même temps, ou bien si l'un des trains d'impulsions manque ou encore si un composant quelconque devient défaillant. La figure 3 représente une troisième forme de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention, comprenant un pont monophasé à deux demi-branches et un transformateur à prise centrale Les collecteurs de deux transistors T 7 et T 8 sont connectés chacun à une extrémité de l'enroulement primaire L 5 d'un transformateur TR 3, tandis que les émetteurs des transistors sont connectés au pôle négatif d'une source de tension continue qui n'est pas représentée plus en détail et dont le pôle positif est relié à la prise centrale de l'enroulement primaire L 5. Une charge B 3, sous la forme d'une lampe de signalisation ferroviaire, est connectée aux bornes de l'enroulement secondaire L 6 du transformateur TR 3, de la même manière que sur les figures la et 2 Les bases a 3 et b 3 des transis- tors T 7 et T 8, respectivement, sont destinées chacune à recevoir un train d'impulsions des types montrés sur les figures lb et lc Un courant alternatif, ayant l'aspect illustré sur la figure ld, est ainsi induit dans l'enrou- lement secondaire L 6 pour provoquer l'allumage de la lampe B 3 du signal Cette dernière lampe ne s'allume évidemment pas si les transistors T 7 et T 8 deviennent conducteurs en même temps, ou s'il manque l'un des trains d'impulsions, ou encore si un composant quelconque devient défaillant. Dans toutes les formes de réalisation décrites jusqu'à présent, le's charges Bi, B 2 et B 3 peuvent également comprendre un pont redresseur, par exemple pour alimenter, le cas échéant, des appareils en courant continu qui est coupé, par mesure de sécurité, à l'aide du dispositif de sécurité selon l'invention. La figure 4 a représente une quatrième forme de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention, comprenant un-pont de transistors triphasé ayant une branche par phase Trois circuits série sont montés en parallèle entre les pôles positif et négatif d'une source de courant continu Le premier circuit série comprend un transistor T 9 en série avec un transistor-T 10, tandis que le deuxième circuit série comprend un transistor Tii en série avec un transistor T 12, et que le troisième circuit série comprend un transistor T 13 en série avec un transistor T 14 Le point de connexion entre les transis- tors T 9 et T 10 est relié a) à une première extrémité d'un enroulement de phase Lrs dont l'autre extrémité est connectée au point de connexion entre les transistors Tii et T 12, et b) à une première extrémité d'lun enroulement de phase Ltr dont l'autre extrémité est connectée au point de connexion entre les transistors T 13 et T 14 Ce dernier point de connexion est également relié à une extrémité d'un enroulement de phase Lst dont l'autre extrémité est reliée au point de connexion entre les transistors Tii et T 12. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 4 a, les enroulements de phase Lrs, Ltr et Lst sont montés en triangle Ces enroulements de phase, qui peuvent constituer les enroulements de phase d'un trans- formateur triphasé avec, facultativement, une charge ou un moteur triphasé, peuvent également être montés en étoile. Pour faire circuler un courant alternatif dans les enroulements de phase respectifs, les bases des transistors T 9-T 14 sont destinées à recevoir des trains d'impulsions ayant les formes montrées sur les figures 4 b à 4 g Un courant alternatif est ainsi mis en circula- tion dans les enroulements de phase Lrs, L 5 t et Ltr conformément à ce qui est montré sur les figures 4 k, 41 et 4 m, respectivement Les courants i r is et it sont montrés sur les figures 4 h, 4 i et 4 j. La forme de réalisation représentée sur la figure 4 a peut être utilisée pour la commande d'un moteur d'aiguille, par exemple. Dans les formes de réalisation représentées sur les figures la, 2, 3 et 4 a, le courant alternatif recherché n'est généré que tant que les trains d'impulsions de commande apparaissent de façon alternée et que les composants du dispositif de sécurité ne présentent pas de défaillance. Les formes de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention, représentées sur les figures la, 2, 3 et 4 a,sont constituées de transistors Il convient de souligner que des thyristors peuvent aussi bien être utilisés dans les formes de réalisation représentées. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif électrique de sécurité commandé par des trains d'impulsions (ia 11 ib:l) générés indépen- damment l'un de l'autre pour faire passer un courant al- ternatif (i L) dans un enroulement (Ll) uniquement tant que les impulsions des trains apparaissent de façon alter- née et que les composants du dispositif de sécurité ne présentent pas de défaillance, le dispositif étant caracté- risé en ce qu'il comporte deux éléments de commutation (Tl, T 2) comprenant des électrodes de commande (al, bl) destinées chacune à recevoir un train d'impulsions (ia 1 ' ibl) pour rendre alternativement les éléments de commuta- tion (Tl, T 2) conducteurs et non conducteurs, dispositif dans lequel, dans un premier cas, les éléments de commuta- tion sont montés en série entre les deux pôles d'une source de tension continue, une première extrémité de l'enroulement étant connectée au point de liaison entre les-éléments de commutation et l'autre extrémité de l'en- roulement étant connectée soit-à la prise centrale de la source de courant continu, soit à un point de potentiel stable par l'intermédiaire d'un'condensateur (figure-1), soit au point de liaison entre deux autres éléments iden- tiques de commutation (figures 2 et 4 a) comprenant des électrodes de commande destinées chacune, également, à recevoir l'un desdits trains dtimpulsions (figure 2) ou des versions déphasées de ces trains d'impulsions (figure 4 a) pour rendre alternativement lesdits deux autres éléments de commutation conducteurs et non conducteurs ou bien, dans un second cas, les éléments de commutation sont reliés par l'un de leurs pôles à un pôle de la source de tension continue tandis que les autres pôles des élé- ments de commutation sont reliés chacun à une extrémité de l'enroulement qui possède une prise centrale (figure 3) connectée à l'autre pôle de la source de tension continue. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enroulement (Li) est l'enroulement primaire d'un transformateur (TR 1) aux bornes de l'enrou- lement secondaire (L 2) duquel une charge (Bi) est connectée. 3 Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la charge (Bi) est une lampe de signal ferroviaire. 4 Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la charge (Bi) est un pont redresseur. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'enroulement est l'enroulement de phase d'un moteur polyphasé.