Brevet FR2588579A1 — publié le 19870417

! DISPOSITIF DE COMMANDE DU MOTEUR D'ENTRAINEMENT DU TAMBOUR D'UN LAVE-LINGE L'invention est relative à un dispositif de commande du fonctionnement du moteur d'entrainement du tambour d'un lave- linge. Un lave-linge automatique comporte habituellement un tam- bour perforé contenant le linge et tournant à l'intérieur d'une cuve dans laquelle est introduite l'eau de lavage ou de rinçage. Au cours du lavage le tambour, qui est entrainé par un moteur électrique, tourne à une vitesse déterminée, en général de l'ordre de tours par minute, alternativement dans un sens et dans un autre, les périodes de rotation étant séparées par des périodes de repos. Lors de la vidange de la cuve on fait souvent tourner le tambour à une vitesse supérieure afin d'effectuer un essorage du linge de courte durée. Lorsque la vitesse de rotation du tambour pour l'essorage est élevée il est nécessaire d'augmenter progressivement cette vitesse afin de répartir le linge de façon uniforme dans le tambour pour éviter les balourds générateurs, à grande vitesse, de vibrations dangereuses pour la machine. Toutes ces opérations sont commandées par un dispositif de commande. Un tel dispositif est le plus souvent un programmateur électro- mécanique avec des cames agissant sur des interrupteurs dont I'état, ouvert ou fermé, détermine la vitesse de rotation du tambour. Un exemple d'un tel dispositif est décrit dans le brevet français n 83 08826. Dans cet exemple la vitesse du moteur d'entrainement du tambour est déterminée par l'angle de phase d'allumage, à chaque période d'un signal alternatif (celui du secteur d'alimentation), d'un interrupteur statique, tel qu'un triac, en série avec le moteur. Cet angle de phase est engendré par un circuit présentant des entrées sensibles aux états des interrupteurs du programmateur électro- mécanique. Un programmateur électromécanique est d'une réalisation re- lativement complexe et onéreuse en raison du grand nombre d'inter- rupteurs et de camnes qu'il faut prévoir. Ainsi dans le programmateur décrit dans le brevet mentionné ci-dessus on fait appel à sept interrupteurs pour -commander le fonctionnement du moteur d'en- trainement du tambour lors de l'essorage. L'invention vise à réduire le nombre de tels interrupteurs du programmateur électromécanique qu'il est nécessaire de mettre en oeuvre pour commander le fonctionnement du lave-linge. Elle est caractérisée en ce qu'au programmateur électroméca- nique est associé un microprocesseur commandant des séquences de fonctionnement du moteur d'entrainement du tambour en fonction de l'état de l'un des interrupteurs du programmateur électro- mécanique. Ainsi le nombre d'interrupteurs du programmateur élec- tromécanique peut être réduit car les diverses vitesses de rotation du moteur sont déterminées par le microprocesseur. Il est certes connu de prévoir un microprocesseur pour com- mander le fonctionnement du moteur d'entrainement du tambour d'un lavelinge. Mais dans ces dispositifs connus le microprocesseur n'est pas associé à un programmateur électromécanique, et, dans ce cas, après une coupure de l'alimentation en énergie électrique de la machine l'état d'avancement du programme de lavage ne peut être conservé en mémoire. Au contraire avec l'invention le degré d'exé- cution du programme est conservé en mémoire par la position de la came ou des cames du programmateur électromécanique. Dans une réalisation le programmateur électromécanique ne comporte que deux interrupteurs dont le premier est fermé (ou ouvert) lors des phases de lavage et de rinçage et dont le second est fermé (ou ouvert) lors des phases de vidange de la cuve après le rinçage et lors des phases d'essorage. Dans cette réalisation, o l'on prévoit un interrupteur du pro- grammateur électromécanique qui est fermé (ou ouvert), d'une part, lors des phases de vidange de la cuve après les rinçages, et d'autre part, lors des phases d'essorage, le microprocesseur commande de façon identique le fonctionnement du moteur dans ces deux situa- tions. Ces situations diffèrent par la durée de fermeture (ouverture) de l'interrupteur électromécanique: lors de la vidange après chaque rinçage, la commande est interrompue, par ouverture (ou fermeture) de l'interrupteur du programmateur électromécanique, apres un temps au bout duquel peut se produire un (ou plusieurs) essorage(s) de courte durée. Il est également possible d'interrompre la séquence avant que n'intervienne un essorage. Pour l'essorage final l'inter- rupteur est fermé (ouvert) pendant un temps sensiblement plus long et, de préférence, lors de la dernière phase de l'essorage la vitesse de rotation du tambour est plus élevée que lors des essorages de courtes durées. Lors du rétablissement, après coupure, de l'alimentation en énergie électrique de la machine, si ledit interrupteur (électromé- canique) de commande de vidange et essorage est fermé, cette opération est reprise à son début. L'invention concerne, selon un autre de ses aspects, un disposi- tif pour la commande du moteur d'entrainement du tambour d'un lave-linge permettant, lors de l'essorage, une augmentation progres- sive de la vitesse depuis une valeur moyennement élevée, par exemple 500 tours par minute pour le tambour, jusqu'à une valeur plus élevée, par exemple 800 tours par minute, la vitesse augmen- tant à un rythme modéré de l'ordre de 50 tours par minute en 20 secondes. On a constaté qu'avec cette accélération angulaire les contraintes qui s'exercent sur le tambour à vitesse d'essorage sont limitées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî- tront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma montrant, de façon simplifiée, un dispositif conforme à l'invention et le moteur d'entrainement du tambour d'un lave-linge, et la figure 2 est un diagramme d'une séquence de rotation du tambour du lave-linge lors de la vidange de la cuve et de l'essorage. Dans i'exemple le moteur électrique d'entrainement du tam- bour du lave-linge est du type universel avec un enroulement de stator 10 en série avec l'enroulement de rotor 11. Ce moteur est également en série avec un triac 12 d'une commande par contrôle de phase. Une borne 101 du stator 10 est reliée à une première borne 13 du secteur d'alimentation en courant alternatif 220 volts 50 hertz par l'intermédiaire d'un interrupteur 14. Cette même borne 101 du stator 10 est connectée à une borne 111 de l'enroulement de rotor 11 par l'intermédiaire d'un autre interrupteur 15. La borne opposée 112 de l'enroulement 11 de rotor est reliée à la seconde borne 16 du secteur par l'intermédiaire du triac 12. Par ailleurs la seconde borne 102 de l'enroulement 10 de stator est reliée à la premiere borne 111 de l'enroulement Il par l'intermédiaire d'un interrupteur 17 et à la borne 13 du secteur par l'intermédiaire d'un autre interrupteur 18. De façon en soi connue pour que le moteur tourne dans un premier sens de rotation les interrupteurs 15 et 18 sont fermés alors que les interrupteurs 14 et 17 sont ouverts et, réciproquement, pour que le moteur tourne en sens inverse ce sont les interrupteurs 14 et 17 qui sont fermés et les interrupteurs 15 et 18 ouverts. Le triac 12 est commandé de façon qu'à chaque période du signal alternatif d'alimentation il ne soit conducteur que pendant un temps qui est fonction de la vitesse désirée de rotation du moteur, et donc de la vitesse du tambour du lave-linge. Cette commande du triac 12 est effectuée selon l'invention, grâce à un dispositif qui comporte, d'une part, un microprocesseur et, d'autre part, un programmateur électromécanique du type à came(s) et interrupteurs 21 et 22. Un programmateur électromé- canique à came(s) étant d'une constitution classique il n'est pas utile de le représenter en détail. On indiquera seulement qu'en général un tel programmateur comporte un micromoteur électrique synchrone entrainant un réducteur qui entraine lui-même une ou plusieurs cames. Selon la position angulaire de la came ou des cames les interrupteurs 21 et 22 sont ouverts ou fermés. Ces positions angulaires dépendent de l'état d'avancement du programme. L'interrupteur 2I permet d'appliquer, lorsqu'il est fermé, un signal sur une première entrée 201 du microprocesseur 20. L'inter- rupteur 22 applique également, lorsqu'il est fermé, un signal sur une seconde entrée 202 du microprocesseur 20. Une autre entrée 203 du microprocesseur 20 reçoit un autre signal par l'intermédiaire d'un potentiomètre 24. Par ailleurs, une génératrice tachymétrique 25 entraînée par le rotor du moteur universel délivre un signal représentatif de la vitesse de rotation du moteur,.et donc de la vitesse du tambour, sur une entrée 204 du microprocesseur 20. Une sortie 26 du microprocesseur 20 est reliée à la gachette 27 du triac 12 par l'intermédiaire d'un circuit interface 28. Comme indiqué ci-dessus, la sortie 26 du microprocesseur 20 commande, à chaque période du signal alternatif, l'angle de phase d'allumage, c'est-àdire l'instant de fermeture du triac 12, en fonction de la vitesse de rotation désirée. Cette vitesse désirée est en mémoire du microprocesseur 20. Elle est comparée, également par le microprocesseur, à la vitesse réelle, grâce au signal fourni par la génératrice tachymétrique 25, et ainsi l'angle de phase est ajusté en fonction de la différence entre la vitesse de consigne et la vitesse réelle, c'est-à-dire en fonction d'un signal d'erreur; on a donc affaire à une régulation. La vitesse de consigne dépend également, lors de l'essorage, de la position du potentiomètre 24. L'interrupteur 21 est fermé lors des phases principales des opérations de prélavage, lavage et rinçage, quand la cuve est pleine d'eau. Dans ce cas la commande est telle que le tambour tourne à une vitesse d'environ 50 tours/minute d'abord dans un sens puis dans l'autre, ces périodes de rotation étant séparées par des périodes de repos. L'inversion du sens de rotation est réalisée par la commande, grâce au programmateur électromécanique, des interrupteurs 14, 15, 17 et 18. L'interrupteur 22 est fermé lors de certaines périodes de vidange de la cuve, à savoir après chaque rinçage, et lors de phases d'essorage final. Lorsque cet interrupteur 22 est fermé le microprocesseur 20 commande la rotation du tambour selon la séquence représentée sur la figure 2 qui est un diagramme sur lequel on a porté le temps en abscisses et les vitesses de rotation du tambour, exprimées en tours/minute, en ordonnées. La vitesse est tout d'abord portée à 50 tours/minute environ (segment 30 sur la figure 2); ensuite - segment 31 - la vitesse est augmentée de façon plus lente jusqu'à 110 tours/minute environ. Cette rampe 31 permet de répartir convenablement le linge dans le tambour afin d'éviter les balourds. Cette vitesse de rotation de 110 tours/minute (qui est légèrement inférieure à la vitesse à partir de laquelle commencent à se produire les résonances de la machine) est ensuite maintenue (segment 32) pendant un temps de l'ordre de 70 secondes. Puis, environ 93 secondes après le début de la séquence, la vitesse est augmentée brusquement jusqu'à 500 tours/minute. Cette vitesse de 500 tours/minute est maintenue pendant environ 3 secondes (impulsion 33) puis est diminuée brusque- ment à 110 tours/minute. La rotation à cette dernière vitesse est maintenue (palier 34) pendant 20 secondes environ. Au bout de ces 20 secondes on applique de nouveau une "impulsion" d'essorage 35, c'est-àdire que le tambour tourne de nouveau à 500 tours/minute pendant trois secondes. Après cette impulsion 35 le moteur tourne de nouveau selon le palier 36 à la vitesse de 110 tours/minute pendant vingt secondes. Au bout de 183 secondes (après le début de la séquence) la vitesse est portée rapidement à 500 tours/minute puis augmente progressivement (rampe 37) de 500 à 800 tours/minute. La séquence se termine par un palier 38 de rotation à 800 tours/minute dont la durée variable est imposée par le program- mateur électromécanique, c'est-à-dire par la durée de fermeture de l'interrupteur 22. Après certaines périodes de rinçage l'interrupteur 22 est fermé pendant un temps inférieur à 93 secondes, des essorages n'étant pas nécessaires après ces périodes. Après d'autres rinçages l'interrupteur 22 est fermé pendant un temps de l'ordre de 170 secondes afin de mettre en oeuvre des essorages 33 et 35 de courte durée. La nécessité de telles impulsions d'essorage provient du fait que le mélange d'eau et de produit lessiviel expulsé du linge et qui traverse la paroi du tambour forme dans la cuve, après une période d'essorage de l'ordre de quelques secondes, d'une part de la mousse risquant de désamorcer la pompe de vidange, d'autre part un anneau liquide tournant entre le tambour et la cuve qui n'est pas évacué par cette pompe de vidange. Ainsi la durée des impulsions 33 et 35 est choisie à une valeur suffisamment faible pour que ne se forme pas la mousse et l'anneau liquide. Au cours de l'essorage final l'interrupteur 22 est fermé pen- dant cinq à dix minutes environ. La rampe 37 est telle que la vitesse augmente à un taux de 50 tours/minute en vingt secondes environ. On a constaté que cette rampe permet de limiter les contraintes mécaniques résultant de la rotation à vitesse élevée lors de l'essorage. Les vitesses de rotation lors des impulsions 33 et 35 et lors du dernier palier 38 sont réglables en fonction du signal appliqué sur l'entrée 203 du microprocesseur 20. Un avantage de l'invention est que le programmateur électro- mécanique est considérablement simplifié. En particulier il ne comporte pas de cames à rotation rapide comme il serait nécessaire pour imposer les impulsions d'essorage 33, 35 en l'absence du microprocesseur 20. Le microprocesseur 20 peut être programmé pour détecter les balourds, par exemple en fonction de la valeur du signal d'erreur de la régulation, et pour, à la fin de chaque rampe 31 ou 37, ramener la vitesse de rotation du tambour à 50 tours/minute en cas de détection de balourds afin de répartir de nouveau de façon régulière le linge dans ce tambour. Il est à noter que le temps au bout duquel le tambour tourne à 800 tours/minute est d'une valeur élevée, de l'ordre de cinq minutes. Cette durée peut être prohibitive pour certaines applications, par R exemple pour le contrôle du bon fonctionnement de la machine à l'issue de sa fabrication. Pour remédier à cet inconvénient, dans une réalisation, la vitesse est augmentée directement à 800 tours/minute, par exemple en manoeuvrant suivant deux ou trois courses complètes le potentiomètre 24, ce qui confère alors un ordre d'augmentation directe de 800 tours/minute au microprocesseur 20. Le microprocesseur 20 comporte des entrées supplémentaires 205, 206, etc.. . permettant la connexion de l'interrupteur 22 pour des séquences différentes de celle représentée sur la figure 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la commande du moteur (10, 11) d'entrai- nement du tambour d'un lave-linge, caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, un programmateur électromécanique à cames agissant sur l'état d'interrupteurs (21, 22), et d'autre part, un microproces- seur (20) dont au moins une entrée (20, 202) est sensible à l'état, ouvert ou fermé, d'un interrupteur (21, 22) du programmateur élec- tromécanique, ce microprocesseur imposant une séquence (figure 2) de variation de vitesse du moteur pour un état déterminé de l'interrupteur (21, 22). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un interrupteur (22) du programmateur électromécanique connecté à l'entrée (202) du microprocesseur (20) est fermé (ou ouvert) lors de certaines phases de vidange de la cuve et lors des phases d'essorage. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la séquence imposée au moteur lorsqu'est fermé (ou ouvert) ledit interrupteur (22) du programmateur électromécanique comporte une rotation à une vitesse légèrement inférieure à celle pour laquelle commencent & se produire les vibrations de résonance de la machi- ne, au moins une impulsion d'essorage (33, 35), une rotation (34, 36) à ladite vitesse inférieure à celle pour laquelle commencent à se produire les vibrations de résonance et un essorage (37, 38) de longue durée. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'interrupteur (22) connecté à l'entrée (202) du microprocesseur (20) est ouvert (fermé) avant que ne se produise l'impulsion d'essorage (33) lors de périodes de vidange de la cuve après rinçage et est fermé (ouvert) pendant un temps suffisant après d'autres rinçages pour que se produise l'impulsion d'essorage (33) mais non l'essorage de longue durée (37, 38). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la séquence impose deux impulsions d'essorage (33, 35) succes- sives séparées par une rotation (34) à vitesse légèrement inférieure à celle pour laquelle commencent à se produire les vibrations de résonance. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la séquence de commande est telle que lors de l'essorage final la vitesse augmente brusquement jusqu'à une valeur égale à la vitesse atteinte lors de l'impulsion d'essorage puis augmente progressivement (37) jusqu'à une valeur supérieure (38). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'augmentation progressive de vitesse de rotation du tambour est de l'ordre de 50 tours/minute pour chaque période de vingt secondes. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le microprocesseur (20) comporte une seconde entrée (20 1) à laquelle est connecté un autre inter- rupteur (21) du composant électromécanique, le microprocesseur (20) commandant une rotation du tambour à vitesse constante lorsque cet autre interrupteur (21) est fermé (ou ouvert), ce dernier n'intervenant que lors des phases de prélavage, lavage ou rinçage proprement dits. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le microprocesseur comporte une troisième entrée (203) sur laquelle est appliqué un signal de consigne de vitesse d'essorage. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le signal appliqué sur la troisième entrée (203) du microprocesseur (20) est un signal analogique fourni par un potentiomètre (24). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un actionnement selon une séquence prédéterminée du potentio- mètre (24) provoque la modification de la séquence de montée en vitesse pour que le tambour atteigne en peu de temps la vitesse maximum d'essorage. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le microprocesseur comporte une entrée (204) sur laquelle est appliqué un signal représentant la vitesse de rotation du tambour, le microprocesseur comparant cette I1 vitesse réelle à la vitesse de consigne en mémoire pour réguler la vitesse de rotation. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que, lorsque le signal d'erreur de la régulation dépasse une. valeur prédéterminée lors d'une séquence d'augmentation de la vitesse, la vitesse est ramenée à une valeur inférieure pour recommencer l'augmentation. 14. Lave-linge comportant un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur d'entrainement du tambour est du type universel et est en série avec un interrupteur commandé (12) dont l'électrode de commande (27) reçoit un signal représentant le signal de la sortie (26) du micro- processeur (20).