Brevet FR2535569A1 — publié le 19840504

Montage de commutation de l'alimentation en puissance de récepteurs électriques. La présente invention concerne un montage de commuta- tion de l'alimentation en puissance de récepteurs électriques, notamment de dispositifs de chauffage de cuisinières électri- ques sur différents niveaux de puissance au moyen d'un commu- tateur rotatif de codage à bits de subdivision, donc 2 N posi- tions de commutation possibles actionnable manuellement,ainsi qu'un montage décodeur de commande de puissance qui fournit au récepteur une puissance sous forme cuantifiée en fonction de la position de commutation du commutateur de codage rotatif Dar l'intermédiaire d'un commutateur commandé. On connaît des montages de ce type - On peut ainsi trouver dans la DE-A 28 48 824 de la 1 l 5 Demanderesse un montage de réglage de puissance de récepteurs à résistance pure, dans lequel un commutateur rotatif de codage à 4 bits attaque un montage décodeur de réglage de puissance non représenté en détail En conséquence, il y a avec un com- mutateur rotatif de codage de ce type 24 = 16 positions de com- mutation différentes L'une de ces positions de commutation à laquelle correspond, de préférence, le code 0000, ne meut ce- pendant, dans le cas de ce commutateur de codage, être atteinte par rotation, mais en tirant le dispositif de manoeuvre du com- mutateur, et elle sert à déclencher un processus de cuisson. En outre, le commutateur rotatif de codage selon la DE-A-28 48 824 comporte sur l'axe de rotation une came de com- mande pouvant actionner des contacts de commutation'suiplémen- taires séparés géométriquement et électriquement des contacts de commutation de codage Ainsi, avec l'un de ces contacts de commutation, on branche et l'on coupe la totalité,de l'alimen- tation en énergie du récepteur à résistance mure et-éventuel- lement du montage décodeur de réglage de puissance, tandis que, de façon analogue, avec un autre contact de commutation, on branche un témoin indiquant que le récepteur est-en marche La position de commutation-du commutateur de codage dans laquelle les contacts de commutation séparés coupent la totalité de l'a- limentation en énergie ou le témoin ne se voit pas forcément rattacher son propre code du commutateur de codage rotatif. Dans le cas d'un dispositif de réglage de puissance selon la DE-A-28 48 824, on rattache à tous les niveaux d'ali- mentation en puissance du récepteur à résistance pure une po- sition du commutateur de codage rotatif à code déterminé, de sorte que, par exemple, même l'alimentation totale ne peut être effectuée qu'en attaquant le montage décodeur de réglage de puissance En cas de panne de ce montage de réglage décodeur, c'est donc tout le dispositif qui est hors de fonctionnement, du fait que le récepteur ne peut plus recevoir de puissance. Par contre, la présente invention a pour objet un mon- tage de commutation du réglage de puissance de récepteurs élec- triques, qui, tout en conservant les avantages de l'état actuel de la technique, puisse être utilisé au moins de façon limitée, même eh cas de panne des composants électroniques. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, le com- mutateur de codage présente une position supplémentaire compor- tant au moins un contact de commutation supplémentaire, par lequel le commutateur commandé puisse être attaqué, le montage décodeur de réglage de puissance étant shunté, de façon que le récepteur électrique dispose d'une puissance électrique prédé- terminée. Graâce à ce montage, on peut encore utiliser de façon judicieuse un récepteur électrique, de préférence le dispositif de chauffage d'une cuisinière électrique, même en cas de panne des composants essentiels de l'électronique de commande, jusqu'à ce qu'on effectue les réparations correspondantes, D'autres modes d'exécution avantageux sont possibles. Ainsi, dans la position de commutation supplémentaire du commutateur rotatif de codage, on fournit de préférence toute la puissance au récepteur électrique Ainsi par exemple, dans le cas d'un commutateur de codage à trois bits de subdivision, on peut assurer une alimentation partielle à huit niveaux dif- férents, tandis qu'on assure l'alimentation complète, comme neuvième niveau de puissance, dans la position de commutatiion supplémentaire Cela est également avantageux en particulier en ce qui concerne l'affiohage des différents niveaux de puissance au moyen d'une indication à un seul chiffre, car on utilise ainsi entièrement les dix variantes d'indicationnumériques possibles (O correspond à "arrêt", les positions de commuta- tion vont de I à 9). Dans la position de commutation supplémentaire, un contact de commutation supplémentaire est actionné Pour cela, on peut avantageusement placer une (autre) came de commande sur l'axe de rotation du commutateur rotatif de codage, qui actionne le contact de commutation sup Dlémentaire exclusive- ment dans la position supplémentaire On obtient alors une conformation de commutateur rotatif de codage courant parti- culièrement simple en utilisant un commutateur à cames dans lequel pour chaque bit, ainsi que pour le contact de commuta- tion supplémentaire, il est prévu une came de commahde propre. On peut en outre utiliser différents relais, tels que des relais monostables ou des relais bistables avec un montage de commande de relais électronique, en liaison avec le montage selon l'invention, de façon extrêmement simple Selon un mode d'exécution préféré de l'invention, on branche alors dans la position de commutation supplémentaire un relais bistable di- rectement, en shuntant le montage de commande du relais. On va décrire à présent l'invention avec davantage de détails, sur des exemples d'exécution non limitatifs, en re- gard du dessin annexé dont: la figure 1 représente schématiquement un exemple d'exé- cution de commutateur rotatif de codage comportant une posi- tion de commutation supplémentaire; la figure 2 est un schéma de principe du montage com- portant un commutateur-rotatif de codage selon la figure 1; la figure 3 représente un autre exemple d'exécution du montage dont le commutateur rotatif de codage est un com- mutateur à cames; la figure 4 représente un autre exemple d'exécution - utilisant un relais bistable. On a représenté schématiquement sur la figure 1 un com- mutateur rotatif de codage 1 qui comporte quatre structures de contact annulaires ou en forme d'arcs-de cercle disposées centralement Ces structures de contact sont balayées Dar une barrette de contact 3 fixée à un axe de rotation 2 placé au centre des structures de contact au moyen de contacts frot- teurs 4 reliés électriquement entre eux Les structures de con- tact comprennent ici un anneau de contact intérieur 5 qui as- sure l'amenée du courant Les trois structures de contact exté- rieures représentent les contacts de code 6 qui reçoivent par l'intermédiaire de la barrette 3 le courant amené par l'anneau de contact 5 suivant une séquence prédéterminée dépendant de la position de la barrette de contact 3 Les contacts de code 6 peuvent être subdivisés sur un angle de 360 en dix segments qui sont désignés par les chiffres I à IX et la désignation "arrêt" Dans le présent exemple d'exécution, les codes de lec- ture suivants correspondent aux secteurs I à VIII: I correspond au code 000 II correspond au code 100 III correspond au code 110 IV " " i l V " " " 101 VI " " " 001 o VII " " " 011 VIII " " " 010 La série des différents bits du code correspond ainsi à la prise en compte de la série des contacts de code 6 de l'in- térieur vers l'extérieur Ainsi,-"l" a été désigné si, dans le secteurconcerné, le contact de code 6 correspondant est relié électriquement par la barrette de contact 3 à-l'anneau de con- tact intérieur 5 Dans le secteur "arrêt", qui est placé entre les secteurs IX et I, les bornes 7 de l'anneau de contact 5 et des contacts de code 6 sont amenées vers l'extérieur Dans le secteur IX qui correspond la position de commutation supplé- mentaire (la position de commutation supplémentaire est égale- ment-désignée par la référence IX dans la suite), un contact de commutation supplémentaire 8 conformé en bande de contact se retrouve avec sa propre borne 9 isolée électriquement des autres structures de contact Le contact supplémentaire 8 est alimenté en courant par la barrette de contact 3 lorsqu'elle est dans le secteur IX, donc a rejoint en tournant la posi- tion de commutation supplémentaire IX Dans le présent exemple d'exécution, cette bande de contact est placée de façon a être contactée par le contact frotteur extrême 4 de la barrette de contact 3. Lorsque la barrette de contact 3 parvient en tournant dans le secteur "arrêt", dans le présent exemple d'exécution, le contact entre la barrette de contact 3 et les structures de contact n'est pas opérationnel, car dans cette position l'ali- mentation électrique globale de l'agencement de contact doit être coupée par exemple par un interrupteur non représenté pour des raisons de clarté, actionné par une came de commande fixée sur l'axe de rotation 2 I 1 est, bien entendu, possible de disposer les struc- tures de contact de façon à obtenir une autre suite de codes de lecture ou encore à augmenter le nombre de contacts de code 6 (par exemple, code à 4 bits), de façon qu'il y ait corréla- tivement davantage de positions de contact L'essentiel dans le cadre de l'invention, c'est qu'il y ait dans l'une des po- sitions de commutation du commutateur rotatif de codage uti- lisé une possibilité supplémentaire de fermeture d'un contact sortant séparément, ce qui est réalise dans le présent exemple d'exécution par le contact de commutation supplémentaire 8 en forme de bande de contact, en liaison avec la barrette de con tact 3, en tant que position de commutation supplémentaire IX. Cette position supplémentaire peut être insérée de façon quel- conque entre les autres positions mais elle doit l'être judi- cieusement de façon à s'ajuster en ce qui concerne sa fonction (étage de puissance) entre les fonctions (étages de puissance) correspondant aux positions voisines. Dans chacun des exemples d'exécution qui vont suivre, on part d'un commutateur rotatif de codage 1 à 3 bits de sub- division On peut obtenir ici aussi, bien entendu, un plus grand nombre de positions de commutation en utilisant des com- mutateurs rotatifs de codage 1 à subdivision plus poussée La figure 2 représente un schéma de principe-du montage de commu- tation selon l'invention avec un -commutateur rotatif de codage 1 représenté symboliquement, par exemple comme décrit en regard de la figure 1 Les contacts de codage 6 du commutateur rota- tif de codage 1 sont indiqués sur la figure 2 par des conjonc- teurs disjoncteurs ou interrupteur 10, 11 et 12, l'un de ces interrupteurs 10, 11, 12, par exemple l'interrupteur 12, com- portant un contact de commutation supplémentaire 13 réalisé en contact inverseur qui correspond à la bande de contact de la figure 1 Le commutateur rotatif de codage 1 attaque par l'in- termédiaire de trois lignes de commande 14; selon la combinai- son de position des interrupteurs 10, 11, 12, un montage déco- deur de réglage de puissance 15, les interrupteurs 10, 11, 12 reliant la ligne de commande respective 14 à une tension U qui peut être, aussi, par exemple, une tension de service UB du montage de réglage de puissance 15 Le montage 15 engendre à une sortie d'horloge 16 une tension de commande binaire pour un com- mutateurcomma Ende 17 Cette tension de comande consiste en une tension continue rythmée, par exemple la tension de service UB, le taux d'impulsions et éventuellement également la fréquence de cette tension de commande dépendant de la combinaison de signaux de code présents sur les lignes de commande 14 du montage décodeur de réglage de puissance 15 Le commutateur commandé 17 comprend dans cet exemple d'exécution de la figure 2 un relais monostable 18 dont les contacts de commutation i 9 branchent une tension d'alimentation, par exemple la tension secteur, sur un récep- teur électrique 21, en particulier sur un dispositif de chauf- fage de cuisinière électrique Par une ligne de commande di- recte 22, grace au contact inverseur supplémentaire 13 situé sur le commutateur rotatif de codage 1, le commutateur comman- dé 17, ici dans le présent exemple d'exécution un enroulement excitateur 20 du relais monostable 18, peut être relié direc- tement et en évitant le montage décodeur de réglage de puis- sance 15, à une tension de commande U appropriée, par exemple la tension de service UB du montage décodeur de réglage de puissance 15, de sorte que, dans la position de commutation supplémentaire IX du commutateur rotatif de codage 15 dans laquelle le contact inverseur supplémentaire 13 est relié à la tension de commande U, le relais monostable 18 est inter- connecté et le récepteur électrique 21 est branché sur sa 2-535569 tension d'alimentation par les contacts 19, Cette mesure per- met donc de brancher et débrancher le récepteur 21, même en cas de panne du montage décodeur de réglage de puissance 15, ce qui permet une utilisation au moins limitée du dispositif. Lorsque le récepteur électrique 21 com Prend plusieurs unités de puissance qui sont attaquées, par exemple, pour des raisons de redondance, par différents relais 18, la ligne de commande directe 22 peut aussi n'attaquer qu'une partie du re- lais 18, de façon qu'une partie seulement du récepteur élec- trique 21 soit alimentée en tension Dans la position de com- mutation supplémentaire IX du commutateur rotatif de codage 1, une partie seulement de la puissance du récepteur électrique 21 serait donc alors mise en service, la position de commuta- tion supplémentaire IX du commutateur rotatif de codage 1 pou- vant alors aussi être placée dans un autre secteur approprié. On peut utiliser avantageusement ce mode d'exécution du dis- positif selon l'invention pour des cuisinières électriques dans lesquelles un fonctionnement permanent à pleine puissance comporterait parfois'des risques pour l'utilisateur, La figure 3 représente un autre exemple d'exécution du montage-avec un commutateur rotatif de codage 1 représenté schématiquement qui est réalisé ici sous la forme d'un commu- tateur à cames courant comportant un axe de rotation 2 ', un bouton rotatif 23 relié par adhérence à l'axe de rotation 2 ' et quatre cames de commande 24 à 27 fixées sur l'axe de rota- tion 29, qui actionnent chacune un interrrupteur marche-arrêt, respectivement 28 à 31 Dans ce cas, trois des cames de com- mande 24 à 26 sont conformées de telle façon que les interrup- teurs 28 à 30 qu'elles actionnent produisent une configuration de bits dépendant de la position de commutation, donc alissent en contacts de code 6, configuration de bits qui attaque le montage décodeur de réglage de puissance par une tension U, par l'intermédiaire des lignes de commande 14, de la même fa- gon que dans lexemple d'exécution de la' figure 2 et qui cor- respond, par exemple, au code de lecture de la figure 1, La quatrième came de commande 27 actionne l'interrupteur 31 qui lui correspond dans la position de commutation supplémentaire IX du commutateur rotatif de codage 1, position IX à laquelle ne doit pas correspondre de configuration de bits Particulière. L'interrupteur 31 joue donc ici le rôle de contact de commu- tation 13 supplémentaire Dans cette position de commutation IX supplémentaire, comme dans l'exemple d'exécution de la fi- gure 2, le commutateur commandé 17 reçoit directement une ten- sion appropriée U, en évitant le montage décodeur de réglage de puissance 15 L'autre montage de la figure 3 correspond en- tièrement au montage de la figure 2 et on ne le décrira donc pas davantage. On peut, bien entendu, réaliser aussi le montage selon l'invention avec d'autres commutateurs rotatifs de codage réa- lisés corrélativement Ainsi par exemple, on peut utiliser des commutateurs cylindriques à configuration de contacts corres- pondante, ou encore des combinaisons entre les différents types de commutateurs, le code de lecture pour attaquer le montage décodeur de réglage de puissance 15 étant produit au moyen d'une confiauration de contact appropriêe et des contacts de lecture correspondants, tandis que, dans la position de commutation sup- plémentaire IX d'attaque directe du commutateur commandé 17 par la ligne de commande directe 22, on utilise un interrupteur qui est actionné par une came de commande appropriée. Bien entendu, on peut aussi combiner chacun des commu- tateurs rotatifs de codage avec d'autres commutateurs qui, dans une position de commutation "d'arrêt", coupent l'alimentation électrique d'ensemble, ou bien des témoins, etc. La figure 4 représente un troisième exemple d'exécution du montage selon l'invention, -o l'on n'a pas représenté com- plètement le commutateur de codage rotatif 1 et le montage dé- codeur de réglage de puissance 15 Du commutateur de codage 1, on n'a représenté que le contact de'commutation supplémentaire 13 mis en action dans la position de commutation supplémentaire IX sous la forme d'un interrupteur marche-arrêt (comme sur la figure 3), qui transmet éventuellement une tension U à la ligne de commande directe 22 Du montage décodeur 15, on n'a repré- senté que la sortie d'horloge 16 qui attaque le commutateur commandé 17 Le commutateur commandé 17 comprend un relais bipolaire bistable 18 ' au moyen des contacts de commutation 9 duquel le récepteur électrique 21 peut être branché sur une tensiond'alimentation Le relais bipolaire bistable 18 ' est attaqué par un montage de commande de relais 32 (par exemple selon la demande de brevet allemand P 31 30 242/4) qui engendre à partir du signal d'horloge binaire présent à la sortie d'hor- loge 16 du montage décodeur 15, à chaque variation du niveau du signal d'horloge des impulsions d'inversion appropriées pour le relais bipolaire bistable 18 '. En outre, les deux bornes de l'enroulement d'excitation du relais 18 ' sont reliées chacune par un condensateur 33, respectivement une résistance 34, à la ligne de commande directe 22 La résistance 34 est reliée à la borne de l'enroulement 20 qui est éventuellement à la masse Si l'on ferme alors le con- tact de commutation supplémentaire 13 en plaçant le commutateur de codage 1 dans la position de commutation supplémentaire IX on charge le condensateur 33 par la ligne de commande directe 22 et l'enroulement d'excitation 20 Par le courant de charge du condensateur 33, on enclenche le relais bipolaire bistable 18 ' Si l'on amène le commutateur de codage 1 de la position de commutation supplémentaire IX à une autre position de com- mutation, le contact de commutation supplémentaire 13 s'ouvre de nouveau et le condensateur 33 se décharge par l'enroulement d'excitation 20 du relais 18 ' et la résistance 34 Le courant de décharge du condensateur 33 ramène le relais bipolaire bis- table 18 ' dans la position d'arrêt Le montage de commande de relais 32 est donc également shunté dans cet exemple d'exécu-4 tion, dans la position de commutation supplémentaire IX Dans le cadre de l'invention, on peut aussi bien entendu, dans la position de commutation supplémentaire IX, envoyer au montage de commande 32, par la ligne de commande directe 22, la ten- sion U, pour pouvoir inverser ainsi le relais 18 ' Dans ce cas, dans la position de commutation supplémentaire IX, seul le montage décodeur de réglage de puissance- 15 est shunté, mais pas le montage de commande de relais 324 Cela est avan- tageux, par exemple, lorsque le montage 32 est intégré dans le relais 18 ' et que les bornes de l'enroulement d'excitation ne sont pas d'emblée accéssibles. REVENDICATIONS 1 Montage de commutation de l'alimentation en puis- sance de récepteurs électriques, notamment de dispositifs de chauffage de cuisinières électriques sur différents niveaux de puissance au moyen d'un commutateur rotatif de codage ac- tionnable manuellement à N bits de subdivision, donc 2 posi- tions de commutation possibles, ainsi qu'un montage de commande de puissance décodeur qui fournit au récepteur une puissance sous forme quantifiée en fonction de la-position de commuta- tion du commutateur rotatif de codage par l'intermédiaire d'un montage commandé, caractérisé en ce que le commutateur de co- dage ( 1) présente une position de commutation supplémentaire (IX) comportant au moins un contact de commutation supplémen- taire ( 8,13) par lequel le commutateur commandé ( 17) puisse être attaqué, le montage décodeur de réglage de puissance ( 151 étant shunté, de façon que le récepteur électrique ( 21) dis- pose d'une puissance électrique prédéterminée. 2 Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récepteur électrique de commutation supplémentaire IX du commutateur de codage ro- tatif ( 1), de la totalité de la puissance électrique. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisé en ce que le contact de commutation sup- plémentaire ( 8,13) est isolé électriquement des contacts de code 6 du commutateur rotatif de codage ( 1), de façon que, dans la position de commutation supplémentaire (IX), le com- mutateur commandé ( 17)puisse recevoir une tension U pouvant être engendrée séparément. 4 Montage selon l'une quelconque des revendications. l à 3, caractérisé en ce que l'un des contacts de code 6 du commutateur rotatif de codage ( 1) comporte un contact de com- mutation supplémentaire ( 13) réalisé sous la forme de contact inverseur, et en ce que celui-ci est enclenché dans la posi- tion de contact supplémentaire IX. 5 Montage selon l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce que le commutateur commandé ( 17) com- prend un relais ( 18, 18 ') dont l'enroulement d'excitation ( 20) est, dans la position de commutation supplémentaire(IX du commutateur de codage ( 1), branché au moyen d'une ligne de commande directe ( 22), au moins dans certains intervalles de temps, à une source de tension prévue pour cela. 6 Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le commutateur commandé ( 17) est un relais monostable ( 18) dont l'enroulement d'excitation est, dans la position de commutation supplémentaire,et relié en permanence au moyen de la ligne de commande directe ( 22) à une tension U, de préférence une tension de service UB du montage décodeur de réglage de puissance ( 15). 7 Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le commutateur commandé ( 17) com- prend un relais bipolaire bistable ( 18 '> et un montage de com- mande de relais ( 32) qui attaque l'enroulement d'excitation ( 20) du relais ( 18 '), une entrée du montage de commande de re- lais ( 32) étant reri-e en permanence, dans la position de com- mutation supplémentaire ( 22), par la ligne de commande directe ( 22), à une tension U prévue pour cela. 8 Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le commutateur commandé ( 17) com- prend un relais bipolaire bistable ( 18 ') et un montage de-com- mande de relais ( 32) qui attaque l'enroulement d'excitation ( 20) du relais ( 18 '), l'enroulement d'excitation ( O ZO) étant relié par une borne au moyen d'un condensateur ( 33) et par une autre borne au moyen d'une résistance ( 34) à la ligne de com- mande directe ( 22).