Brevet FR2623012A1 — publié le 19890512

La présente invention concerne un disjoncteur à circuit de déclenchement statique avec réglace automatique du circuit. Il est de pratique courante dans l'industrie des disjoncteurs en boîtier moulé de procéder à l'étalonnage individuel de chaque ensemblé de déclenchement magnétique et thermique à l'intérieur même du disjoncteur lors de sa fabrication. Les disjoncteurs qui ne répondent pas à la caractéristique de réponse spécifiée font l'objet d'une opé- ration supplémentaire d'étalonnage. Le nouvel étalonnage, effectué la plupart du temps de façon manuelle, a un effet sur le rendement global de la production des disjoncteurs. Il faut également procéder à un étalonnage des disjoncteurs à circuit de déclenchement statique qui contiennent les circuits électroniques de déclenchement. On effectue cet étalonnage sur un équipement d'essai informa- tisé dans lequel le réglage des circuits est obtenu automa- tiquement en réponse à des déterminations informatisées. Les sources principales d'erreur dans les ensembles électro- niques de déclenchement sont les transformateurs de courant -2 - 2623012 et les circuits de conversion analogique/numérique. Une autre source d'erreur réside dans les résistances de réglage du gain qu'on utilise avec les amplificateurs opérationnels que contient le réseau de traitement du signal se trouvant dans le circuit de déclenchement. Comme la caractéristique de transfert de chaque module de l'ensemble de déclenchement doit satisfaire les conditions de la spécification établie par les normes industrielles, on doit employer extérieure- ment un certain moyen de réglage desdites résistances sans empêcher le montage automatique du module pendant les stades finals d'assemblage. On trouve un exemple d'ensemble électronique de déclenchement pour disjoncteur à déclenchement statique dans le brevet des Etats-Unis n' 4 589 052. La plupart des compo- sants du circuit sont situés sur un circuit intégre qui pourrait également comprendre un processeur numérique. On incorporera ici ce brevet à titre de référence. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 550 360 décrit un moyen pour régler des circuits ne comportant aucun processeur numérique. L'un des objets de la présente invention est de proposer un moyen pour le réglage automatique des résis- tances d'établissement du gain afin d'étalonner un ensemble électronique de déclenchement du type employant un circuit logique numérique sans processeur numérique. Un ensemble électronique de declenchement permet- tant un étalonnage automatique est fourni par un réseau résistif interconnecté par des liaisons fusibles. Un ordina- teur de test dans une connexion de réaction avec l'ensemble de déclenchement fournit une détermination précise des liai- sons qui doivent être rompues pour conférer la réponse requise. Un bouchon amovible d'évaluation permet l'ajustage du régime en ampères du disjoncteur en même temps que la sélection des options en matière d'actionnement en cas de surcharge. - 3 - 2623012 La présente invention sera bien comprise à la lec- ture de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique du circuit d'un ensemble électronique de déclenchement employant un circuit de réglage selon la présente invention; la figure 2 est une représentation schématique du circuit de réglage utilisé avec le circuit de l'ensemble de déclenchement de la figure 1; et la figure 3 est un organigramme représentant les étapes du procédé utilisé pour étalonner le circuit de l'ensemble de déclenchement de la figure 1. En figure 1, on a représenté un ensemble électro- nique de déclenchement dans lequel des transformateurs 23-25 d'échantillonnage du courant sont disposés sur les phases séparées A, B, C d'un bus d'alimentation triphasé. Les transformateurs comportent des enroulements primaires 11-13, des noyaux 14-16 et des enroulements secondaires 17-19. Des varistors 20-22 en rétal-oxyde sont disposés aux bornes de chaque enroulement secondaire afin de protéger les transfor- mateurs de courant contre les pointes de tension. Des redresseurs en pont 26, 27, 28 sont montés entre les trans- formateurs de courant et le bouchon d'évaluation 33 au moyen de trois conducteurs individuels 30-32 et d'un conducteur séparé 29, qui comprend le bus positif. Les redresseurs sont également connectés à des broches P12-P14 d'un processeur de signal 50 à circuits intégrés au moyen de conducteurs 53-55 afin de fournir les entrées de signaux. Les signaux d'entrée sont appliqués à des broches P1-P3 du bouchon d'évaluation afin de produire des signaux représentatifs de tension aux bornes de trois résistances de charges R1-R3, une résistance étant prévue pour chaque phase, et de là par une connexion commune par un conducteur 38 à une broche P6 qui est connec- tee au bus négatif de référence 40 par un conducteur 39, - 4 - 2623012 comme cela est indiqué. Le module 33 du bouchon d'évaluation est connecté de manière amovible à l'ensemble de déclenche- ment au moyen de connecteurs à broches P1-P6 de sorte qu'on peut choisir les diverses valeurs des résistances R1-R3 pour régler le régime en ampères du disjoncteur. Pouvant égale- ment être choisies dans le bouchon d'évaluation, il y a les diverses options de déclenchement du disjoncteur telles qu'un temps de déclenchement long, un temps court, et un déclenchement instantané, grâce à l'agencement sélectif des bornes 34, 35 et des connecteurs 36 et 37. On décrira ci dessous en détail le moyen de sélection de ces options. Il suffit pour le moment de remarquer que le bouchon d'évaluation est relié de manière amovible aux broches Plot Pli du processeur de signaux via des conducteurs 51, 52. La connexion à la masse entre le bus négatif 40 et le proces- seur de signaux est réalisée au moyen de broches P15, P16 et de conducteurs 56, 57. Le réseau 59 de déclenchement instan- tané comprenant des commutateurs S1-S3 est connecté au bus négatif par un conducteur 58 et au processeur de signaux au moyen de broches P17-Pi9. Une tension de référence est four- nie au processeur de signaux à une broche P20 qui est reliée à un conducteur 60 par une connexion commune avec la cathode d'une diode de référence D3 à intervalle de bandes et à une résistance R13 de polarisation de référence. Le signal de déclenchement sortant du processeur de signaux est transmis par une broche P21 à un transistor à effet de champ 63, qui agit en commutateur de non déclenchement pour le relais de déclenchement 64 du disjoncteur, ce relais comprenant une bobine 65 et une diode D4. Un résonateur 66 en céramique monté entre des broches P22, P23 fournit la référence d'horloge pour le processeur de signaux. Le code d'actionnement produit par le processeur a une broche P24 est appliqué à une broche P30 o il est mis à la disposition de l'équipement de test automatique. Des résistances R14, R15 de polarisation de l'alimentation sont montées entre le - 2623012 bus positif et le processeur de signaux à des broches P25, P26 et fournissent la polarisation des circuits du proces- seur de signaux. La tension d'alimentation appliquée au pro- cesseur de signaux est commandée par un transistor à effet de champ 45, fonctionnant en régulateur de commutation en dérivation placé entre le bus positif 29 et le bus à la masse 40. La commande de la grille de transistor à effet de champ 45 est fournie via une connexion 47 à partir d'une broche P28 du circuit intégré 50 de traitement de signaux. Des broches de test P7, P8 permettent l'essai sur place de la réponse en déclenchement du processeur de signaux et appliquent l'entrée de test à la broche P27 du processeur par un conducteur 49 et relient le bus positif à une diode D2. Une diode D1 avec des condensateurs de filtrage C1 et C2 et une résistance R12 éliminent la fréquence de bruit indé- sirable du bus positif avant sa connexion au processeur de signaux. Les condensateurs Cl et C2 fournissent également la source d'énergie pour la commande de la bobine 65 du dispo- sitif d'actionnement pendant un déclenchement. Des résis- tances de charge R4-R6 reviennent aux redresseurs en pont par les conducteurs 30-32 et au bus négatif par un conduc- teur 42 de manière à présenter la valeur nominale la plus basse des résistances au processeur de signaux lorsque le bouchon d'évaluation 33, avec les résistances élevées de charge R1-R3 connectées, est débranché du circuit. Le cir- cuit de réglage 43 est relié électriquement au processeur de signaux par un conducteur 48 à une broche P29 et au bus positif par une résistance Rll et un conducteur 44. Le but du circuit de réglage est de permettre l'étalonnage de la réponse de captage du processeur de signaux en choisissant les résistances de réglage R8-RO10 montées en parallèle avec la résistance de base R7. Cela s'effectue commodément au moyen de liaisons fusibles sélectionnables L1-L3 qui sont connectées entre des broches P31-P36. L'étalonnage précis du processeur de signaux au moyen du circuit de réglage consti- - 6 - 2623012 tue une caractéristique importante de la présente invention. On trouvera les composants du processeur de signaux 50 dans la plaquette à circuit intégré décrite dans le brevet des Etats-Unis n 4 589 052 cité ci-dessus, et on se reportera à ce brevet pour obtenir une bonne description des composants spécifiques des circuits concernés. Le fonctionnement d'un circuit de réglage pour le choix des caractéristiques d'actionnement d'un ensemble de déclenchement d'un disjonc- teur par la sélection de résistances pondérées en binaire afin de fournir une logique d'étalonnage au circuit de i J' l'ensemble de déclenchement fait l'objet d'une demande anté- rieure de brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 760 224. Alors que cette demande décrit la sélection des réglages de la réponse de déclenchement d'un disjoncteur, la présente invention traite de l'étalonnage des souscircuits d'actionnement que renferme le circuit du processeur de signaux de l'ensemble de déclenchement. TABLEAU I VALEURS BINAIRES VALEUR DES RESISTANCES % VARIATION 1 1 1 957 -4,30 1 1 0 969 -3,10 1 0 1 980 -2,00 1 0 0 993 -0,70 0 1 1 1005 0,50 0 1 0 1018 1,80 0 0 1 1031 3,10 0 0 0 1045 4,50 En liaison maintenant tant avec la figure 2 qui est une représentation à grande échelle du circuit de réglage 43 à l'intérieur du circuit de l'ensemble de déclen- chement de la figure 1, qu'avec le tableau I qui indique les valeurs pondérées binaires des résistances de réglage incor- porées dans le circuit de réglage, on peut déterminer - 7 -2623012 l'étalonnage effectif pour les signaux d'actionnement pour le processeur de signaux. La valeur résultante des résis- tances, mesurée entre les points de référence A, B, qui est entrée dans le circuit du processeur en parallèle avec la résistance Rll, est indiquée dans le tableau I sous la réfé- rence "valeur des résistances".. Chaque résistance de réglage R8-R10 se voit affectée une valeur binaire prédéterminée comme cela est indiqué et la variation en pourcentage par rapport à la valeur prédéterminée est établie pour chaque valeur de résistance comme cela est indiqué. Les liaisons fusibles L1, L3 permettent l'insertion ou la suppression de la combinaison binaire des résistances de réglage par apport de chaleur de manière à faire fondre la combinaison sélec- tionnee des liaisons et par conséquent éliminer les resis- tances associées de réglage qui sont en série avec elles. Dès que le circuit 10 de l'ensemble de déclenche- ment a été assemblé, comme décrit en figure 1, et avant le branchement aux transformateurs de courant 23-25 de cet ensemble, une tension en courant continu de faible valeur, de l'ordre de 50 à 60 millivolts, est appliquée au conduc- teur 30 pour fournir une entrée au processeur de signaux par les broches P12-Pl4. La valeur d'actionnement (binaire 1 ou binaire 0) est alors lue à une broche P30 et une comparaison est effectuée avec une valeur de référence mise en mémoire afin de déterminer si la valeur de la tension d'entrée appliquée à la broche P30 est suffisante pour que l'ensemble de déclenchement entre cette valeur d'actionnement. Le signal d'entrée est augmenté jusqu'à ce que la valeur reçue à la broche P30 indique qu'on a atteint la valeur d'actionnement. Une comparaison est faite entre le signal d'entrée aux broches P12-P14 et une valeur nominale d'actionnement 1X afin de déterminer la variation en % du réseau de résis- tances par rapport à une valeur ideale de référence. Sur un équipement automatisé d'assemblage, l'application du signal de test et l'analyse de la valeur d'actionnement résultante - 8 - 2623012 sont effectuées dans un ordinateur sépare, désigné ci-après par "ordinateur de test" tel que le modèle IBM PC type AT, dans lequel l'information indiquée dans le tableau I est stockée dans une mémoire morte agissant en table de "consul- tation". Dès que la détermination est faite quant au nombre de liaisons à éliminer, un contrôleur programmable tel que le modèle de ia série dite SIGNA, fabriqué par la société Summation Systems, est activé afin d'appliquer sélectivement un potentiel aux broches sélectionnées parmi les broches P31-P36 pour faire fondre les liaisons, ou, en variante, un laser à haute puissance est mis en marche et dirigé vers les liaisons spécifiques afin d'en provoquer la fusion sous l'effet du rayonnement à haute température. Le programme d'étalonnage que renferme l'ordinateur de test est indiqué dans l'organigramme de la figure 3 et fonctionne de la manière suivante. Un signal de test est applique à la phase A (67) et une détermination est effectuée du fait que le code d'actionnement est passé au niveau haut (68) et, si ce n'est pas le cas, le signal de test est incrémenté d'une quantité discrète (69). Si le code est au niveau haut, la différence entre le signal de test et une réponse pré-éta- lonnée est déterminée (70), la différence est numérisée, une correction est obtenue à partir des tables de consultation (71) et la configuration appropriée des liaisons est obtenue (72). Un ensemble auxiliaire d'alimentation est alors mis en oeuvre et appliqué de manière à faire fondre les liaisons fusibles prédéterminées (73) et la réponse d'actionnement est retestee pour confirmation (74). La procédure de confir- mation est alors répétée pour la phase B et pour la phase C afin de confirmer que les variances entre les trois phases se trouvent à l'intérieur de tolérances acceptables. Pour les valeurs indiquées en figure 2 et avec les valeurs appropriées des résistances données dans le tableau I, la valeur requise de la résistance entre les points de référence A, B est 1 000 ohms. Pour une valeur donnée de la - 9 - 2623012 résistance R7, si l'on suppose que la résistance mesurée entre A et B est 1 045 ohms, l'erreur est de 4,50 %. La table de consultation indique les valeurs binaires 0, 1, 1, pour une erreur minimum de 0,50 %, d'o la détermination du fait que la liaison fusible Li doit être ouverte. L'alimentation auxiliaire (non représentée) de l'ordinateur de test est alors activée entre les bornes P31, P34 et une tension suffisante est appliquée pour faire fondre la liai- son fusible L1 et par conséquent éliminer effectivement la résistance R8 du réseau de réglage. TABLEAU II CONNECTEURS OPTIONS 36, 37 connectés Temps de déclenchement de longue durée Temps de déclenchement de courte durée Déclenchement instantané 36 non connecté Temps de déclenchement de courte durée 37 connecté Déclenchement instantané 36 connecté Déclenchement instantané 37 non connecté 36, 37 non connectés Déclenchement à la mise sous ten- sion Comme on l'a décrit plus haut, le bouchon d'évaluation 33 permet multifonctionnellement la sélection des résistances R1-R3 pour le réglage du régime en ampères du disjoncteur ainsi que le choix des diverses options de déclenchement. En liaison avec le tableau II, on voit que quatre options possibles de déclenchement peuvent être obte- - o10 - 2623012 nues en utilisant seulement deux connecteurs 36, 37. L'utilisateur pourra par conséquent choisir une quelconque ou la totalité des options possibles en enlevant soit l'un des connecteurs soit les deux selon l'option choisie pour la fonction de déclenchement. On vient de montrer qu'on peut obtenir une réponse d'actionnement précise dans un disjoncteur avec un programme d'étalonnage qui implique un circuit de réglage ajustable, ce programme étant exécuté rapidement sur un équipement automatique de test sans dépenses supplémentaires. On a éga- lement décrit un bouchon amovible d'évaluation capable de fournir la sélection d'options de déclenchement ainsi que le calibrage en ampères du disjoncteur. - 11 - REVENDICATIONS 1. Procédé d'étalonnage d'un ensemble électro- nique de déclenchement de disjoncteur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: appliquer un signal de test à l'ensemble de déclenchement (10) et lire une première réponse de sortie sur une valeur d'actionnement; comparer cette première réponse de sortie à une valeur prédéterminée d'actionnement et déterminer une D première valeur de différence; comparer cette première valeur de différence à des valeurs de résistance prédéterminées, pondérées et binaires, afin de fournir une première valeur de résistance d'étalonnage; et ajuster un réseau de résistances (R-R) à ajuster nrseudrsitne(R-10) i' intérieur ce l'enserule de déclenchement pour fournir à cet ensemble la première valeur de résistance d'étalonnage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il compreno les étapes consistant à: D réappliquer le signal de test à l'ensemble de déclenchement et lire une seconde sortie sur la valeur od'actionnement; et comparer la seconde sortie à une seconde valeur prédéterminée d'actionnement afin de déternminer une seconde valeur ce différence inférieure à la première valeur de différence. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à augmenter conti- nuellement le signal de test jusqu'à l'obtention de la D première réponse d'actionnement. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à: disposer le réseau de résistances sous forme d'une multituae de résistances d'ajustage électriquement en parallèle avec une résistance de base (R7) par l'inter- - 12 - médiaire d'une multitude correspondante de liaisons fusibles (L1 - L3). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape d'ajustement du réseau de résistances comprend l'étape consistant à: faire fondre une combinaison prédéterminée des liaisons fusibles afin ae fournir la première valeur de résistance d'étalonnage. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de fusion des liaisons fusibles comprend le chauffage par résistance électrique. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de fusion des liaisons fusibles comprend le chauffage par laser optique. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étapes de comparaison ae la première réponse sur la valeur d'actionnement et oe comparaison de la valeur de différence comprennent des tables de consultation dans un processeur numérique.