Brevet FR2662865A1 — publié le 19911206

La présente invention concerne un ensemble variateur de vitesse pour moteurs électriques, cet ensemble étant muni de moyens amovibles de raccordement. Selon des dispositions bien connues, un variateur de vitesse a pour objet d'assurer l'alimentation à tension et/ou fréquence variable d'un moteur électrique, et est inséré dans un circuit de distribution entre les dispositifs habituels de sectionnement, contacteurs de couplage et dispositifs de protection divers, d'une part, et le moteur d'autre part. L'alimentation électrique d'un tel variateur est effectuée par une source de courant continue, elle-même obtenue par exemple par redressement et filtrage d'une source alternative monophasée ou polyphasée Ainsi différents variateurs, alimentant différents moteurs, peuvent profiter d'une même source d'alimentation continuer chaque couple variateur-moteur pouvant avoir une fonctionalité propre. Dans tous les cas se pose le problème de l'alimentation amont (source continue) d'une pluralité de variateurs et celui de la liaison aval entre chaque variateur avec son moteur associé. Actuellement, les liaisons amont sont classiquement réalisées soit individuellement par des bornes de raccordement, soit par pontage à l'aide de barres ou barrettes conductrices entre ces mêmes borniers, reliant l'ensemble des variateurs d'un même groupe à la manière d'un bus Les liaisons aval sont quant à elles classiquement réalisées par câblage sur des borniers à vis. Ces techniques de raccordement actuellement utilisées sont cependant désavantageuses en ce qu'elles sont de nature à engendrer des temps d'arrêt substantiels lors d'opérations de maintenance des variateurs ou de remplacement de variateurs défectueux En effet il est nécessaire de procéder pour ces opérations à la déconnexion de l'ensemble des liaisons amont et aval, ce qui est fastidieux En outre, ces déconnexions nécessitent généralement un démontage préalable d'un capot ou analogue qui a notamment pour objet d'éviter tout contact accidentel avec les barrettes d'alimentation amont, généralement nues Les temps d'arrêt sont donc encore accrus. Par ailleurs, les systèmes de liaison connus induisent un risque d'erreur important lors de la reconnexion des liaisons en particulier du côté aval, ce qui d'une part est source d'une nouvelle perte de temps, et d'autre part risque de détériorer irrémédiablement le variateur ou le moteur associé. Il est à noter que les pertes de temps telles qu'indiquées ci-dessus sont à éviter à tout prix dans le cas o de tels couples variateur-moteur sont utilisés dans des chaines automatisées dans l'industrie, car elles signifient systématiquement une perte de productivité et de rentabilité. L'invention vise à pallier ces inconvénients de la technique antérieure et à proposer une nouvelle solution à ces problèmes, qui permette notamment de minimiser les pertes de temps lors des opérations de démontage- remontage d'un variateur impliquant la déconnexion de celui-ci puis sa reconnexion, tout en assurant une bonne protection contre le contact direct avec les barrettes nues et en supprimant complètement tout risque d'erreur de câblage lors des opérations de montage ou de remontage. Ainsi l'invention concerne un ensemble variateur de vitesse pour moteurs électriques, composé de plusieurs boîtiers de variateur disposés côte à côte, les boîtiers comportant plusieurs barres d'alimentation de puissance et d'interconnexion accessibles de l'extérieur et comportant des premiers moyens de raccordement associés dans chaque boîtier aux barres pour relier celles-ci à 3 - l'intérieur du boîtier, l'ensemble variateur comprenant des seconds moyens de raccordement pour des câbles reliés aux moteurs, caractérisé en ce qu'il comprend un bornier amovible comportant d'une part les seconds moyens de raccordement, d'autre part un premier connecteur relié électriquement aux seconds moyens de raccordement, le premier connecteur étant apte à coopérer de façon amovible avec un second connecteur, complémentaire, prévu à demeure sur le boîtier, et en ce que le bornier amovible comporte en outre un capot qui, lorsque les premier et second connecteurs coopèrent, est apte à recouvrir les barres et les premiers moyens de raccordement. Des aspects préférés, mais non limitatifs, de l'appareil selon la présente invention sont exposés ci- dessous: à chaque boîtier de variateur est associé un bornier amovible. le premier connecteur et le second connecteur comprennent des fiches mâles et femelles complémentaires. il est prévu en outre un moyen de fixation à vis du bornier amovible sur un boîtier de l'appareil. le bornier amovible présente un profil en forme générale de L, un logement de profil essentiellement identique étant prévu pour le bornier amovible dans un boîtier de variateur. ledit logement est prévu dans une région frontale supérieure du boîtier de variateur. le capot est constitué par un volet articulé sur le bornier amovible et apte à prendre une première position, masquant les barres et les premiers moyens de raccordement, et une seconde position, permettant d'accéder à ceux-ci. dans ce cas, si les barres présentent une orientation horizontale le long d'une face avant d'un boîtier de l'appareil, le volet est articulé autour d'un axe horizontal et présente une largeur sensiblement égale à la largeur des boîtiers. le moyen de fixation à vis est apte à empêcher le volet d'occuper sa première position lorsque la fixation du bornier amovible n'est pas assurée. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de face schématique-d'un ensemble variateur de vitesse conforme à la présente invention, la figure 2 est une vue en coupe partielle selon la ligne II-II d'un boîtier de l'ensemble de la figure 1, montrant un bornier débrochable équipant le boîtier, la figure 3 est une vue en coupe analogue à la figure 2, d'un bornier légèrement différent, la figure 4 est une vue en coupe illustrant une première variante de réalisation de l'invention, et la figure 5 est une vue en coupe illustrant une seconde variante de réalisation de l'invention. On indiquera tout d'abord que, d'une figure à l'autre, des éléments ou parties identiques ou similaires sont désignés par les mêmes numéros de référence. En référence tout d'abord aux figures 1 à 3, on a représenté un groupe de quatre variateurs électroniques montés côte à côte de façon classique sur deux rails 102 et 103, respectivement supérieur et inférieur, et associés chacun à un moteur du type à aimants permanents. Selon l'invention, chaque variateur est équipé, dans le présent exemple dans sa région frontale supérieure, d'un bornier amovible 200 muni d'un capot de protection, comme on le verra en détail plus loin. - L'alimentation en courant continu de chacun des variateurs du groupe s'effectue par une barre supérieure et une barre inférieure 106 (non représentées sur la figure 2) respectivement reliées aux pôles positif et négatif de la source (non illustrée) Chaque barre est reliée à l'appareil par l'intermédiaire d'un goujon métallique fileté 110 traversant un trou prévu en un emplacement approprié de chaque barre et d'un écrou associé 111, qui vient assurer la fixation mécanique de la barre considérée ainsi qu'une conduction électrique satisfaisante. En pratique, chaque barre conductrice 105, 106 peut être réalisée sous la forme d'une pluralité de barrettes de longueurs prédéterminées dont les pas entre les trous successifs sont bien déterminés Classiquement, un jeu réduit de barrettes, et une disposition judicieuse des éléments de connexion 110, 111, permet de faire face à toutes les situations occasionnées par des appareils de largeurs différentes. Des câbles 104 relient le variateur au moteur, en étant montés sur un bornier de câblage 107 prévu sur le bornier amovible 200 et comportant une pluralité de bornes à vis individuelles 107 a (en l'espèce quatre bornes à vis pour l'alimentation du moteur en triphasé + neutre) Comme le montre bien la figure 3, chaque borne à vis 107 a comprend classiquement une vis 107 b capable d'enserrer l'extrémité du câble 104 entre des éléments conducteurs 107 c Dans les modes de réalisation des figures 2 et 3, le bornier amovible 200 comporte un volet de face avant 210 articulé autour d'un axe A, présentement horizontal Ce volet est capable de prendre une position fermée, indiquée en traits pleins sur les figures 2 et 3, dans laquelle il vient recouvrir, sur toute la largeur du boîtier, les deux barres 105 et 106 d'alimentation en courant continu ainsi que les moyens de connexion 110, 111 associés à chacune de celles-ci On 6 - évite ainsi tout contact accidentel avec ces éléments lors de la manipulation des appareils Lorsque l'on souhaite accéder aux barres et à leurs moyens de connexion, on relève le volet 210, qui pivote autour de l'axe A (position en traits tiretés sur les figures 2 et 3). Avantageusement, le volet 210 peut recevoir sur sa face extérieure, en position fermée, des signes de repérage et/ou d'identification, par l'intermédiaire d'un porte-repères indiqué en 208 sur la figure 1. Comme le montrent bien les figures 2 et 3, le bornier amovible 200 et le boîtier 101 de l'appareil 100 comportent des connecteurs complémentaires qui sont assemblés entre eux lors de la mise en place du bornier sur le boîtier En l'espèce, le connecteur 211 comporte autant de fiches mâles 211 a que de bornes à vis 107 a, ces éléments étant disposés essentiellement dans un plan horizontal commun, et des éléments de liaison électrique 230 en métal, prévus dans des passages parallèles appropriés 200 a du bornier 200, respectivement associés à chaque paire d'une borne à vis et d'une fiche mâle, relient les bornes à vis 107 a à leur fiche mâle respective 211 a De façon complémentaire, le connecteur 113 prévu sur le boîtier 101 de l'appareil comporte une pluralité de fiches femelles 113 a, qui à l'intérieur de l'appareil sont reliées par exemple à des plots ou cosses 301 de sortie de la tension d'alimentation du moteur, prévues par exemple sur un circuit imprimé 300 (figure 3). On peut également noter à cet égard que les tiges conductrices 110 assurant la connexion avec les barres d'amenée du courant continu se prolongent en 110 a à l'intérieur du boîtier 101, et ces prolongements sont par exemple soudés sur le circuit imprimé 300. La fixation du bornier amovible 200 sur l'appareil est assurée non seulement par les fiches 211 a, 113 a, mais également de préférence par une vis 214 (figure 3) qui traverse un passage 215 formé dans le bornier amovible 200, passage au droit duquel, en position montée, se trouve un taraudage 115 formé dans le boîtier 101 Dans les exemples représentés, une cavité 215 a associée au passage 215 permet de recevoir la tête 214 a de la vis 214 lorsque celle-ci est serrée, de manière à permettre au volet de face avant 210 de prendre sa position fermée sans entrave. Il est à noter ici que le volet 210 peut être avantageusement utilisé comme poignée d'extraction lorsqu'il se trouve dans la position haute illustrée sur la figure 2. Le bornier amovible 200 permet de conserver, lorsque l'appareil est démonté à des fins d'entretien, de remplacement,, la mémoire du câblage du moteur Ainsi, lorsque le bornier est remis en place, il est garanti que le moteur est encore correctement câblé sur son variateur On annule ainsi les risques de détérioration du moteur et/ou du variateur qui ont classiquement pour origine de telles erreurs de câblage au montage ou au remontage L'autre avantage essentiel consiste en ce que le bornier 200 intègre en lui-même les moyens de protection requis pour éviter le contact direct avec les barres nues d'alimentation en courant continu et leurs moyens de connexion. On peut observer sur la figure 3 que le volet 210 comporte latéralement des flancs 210 a qui viennent dans le prolongement des flancs du boîtier associé 101, la région abritant les barres conductrices 105, 106 et les moyens de connexion 110, 111 étant ainsi sensiblement isolée de l'extérieur On remarque également dans ces flancs des encoches rectangulaires 210 b qui permettent d'éviter que lesdites barres 105, 106, faisant légèrement saillie, n'empêchent la fermeture complète du volet. 8 - On peut observer par ailleurs que le boîtier 101 de l'appareil présente à sa partie frontale supérieure un logement de même forme que celle du bornier 200, de manière à pouvoir recevoir ledit bornier tout en continuant à former un ensemble compact, essentiellement sans parties en saillie ou en retrait. On a représenté sur la figure 4 une première variante de l'invention Suivant cette variante, la vis 214 de fixation du bornier 200 est sollicitée vers l'extérieur par un ressort 216 Lorsque la vis est vissée, elle comprime le ressort et prend place normalement, sa tête 214 a étant située contre la face avant du bornier 200 En revanche, dès que la vis est dévissée, elle est inévitablement repoussée vers l'extérieur avec une extension maximale (dès qu'elle a quitté son taraudage 115 formé dans le boîtier 101), de telle sorte que, comme illustré, le volet 210 ne peut plus être normalement fermé. Cette variante de l'invention permet d'éviter que l'opérateur omette de confirmer par serrage de la vis 214 la fixation du bornier 200, par exemple lors d'un remplacement d'appareil, l'impossibilité de fermer normalement le volet signalant à celui-ci le défaut de fixation. Une autre variante de l'invention est exposée à la figure 5 Selon celle-ci, le volet 210 des figures 1 à 3 est remplacé par un capot, désigné par la même référence, mais qui est fixe par rapport au corps du bornier 200, et par exemple réalisé d'un seul tenant avec lui Dans ce cas, c'est en retirant le bornier 200 par séparation des connecteurs complémentaires 211 et 113 (après avoir desserré la vis 214) que l'on dégage le capot pour accéder aux barres d'alimentation et à leurs moyens de connexion, pour pouvoir alors effectuer leur démontage et libérer l'appareil concerné. 9 - Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites ci- dessus et représentées sur les dessins, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit En particulier, il apparaîtra clairement que le bornier 200 conforme à la présente invention peut prendre toute géométrie souhaitée et peut être placé en un emplacement tout à fait quelconque d'une face aisément accessible du boîtier de variateur. En outre, les moyens de connexion et de câblage décrits peuvent bien entendu être remplacés par tous autres moyens équivalents. - REVENDICATIONS 1 Ensemble variateur de vitesse pour moteurs électriques, composé de plusieurs boîtiers de variateur disposés côte à côte, les boîtiers comportant plusieurs barres d'alimentation de puissance et d'interconnexion accessibles de l'extérieur et comportant des premiers moyens de raccordement ( 110, 111) associés dans chaque boîtier aux barres pour relier celles-ci à l'intérieur du boîtier, l'ensemble variateur comprenant des seconds moyens de raccordement ( 107) pour des câbles ( 104) reliés aux moteurs, caractérisé en ce qu'il comprend un bornier amovible ( 200) comportant d'une part les seconds moyens de raccordement ( 107), d'autre part un premier connecteur ( 211) relié électriquement aux seconds moyens de raccordement, le premier connecteur étant apte à coopérer de façon amovible avec un second connecteur ( 113), complémentaire, prévu à demeure sur le boîtier, et en ce que le bornier amovible comporte en outre un capot ( 210) qui, lorsque les premier et second connecteurs coopèrent, est apte à recouvrir les barres et les premiers moyens de raccordement. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à chaque boîtier de variateur ( 101) est associé un bornier amovible ( 200). 3 Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier connecteur ( 211) et le second connecteur ( 113) comprennent des fiches mâles et femelles complémentaires ( 211 a, 113 a). 4 Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu en outre un moyen de fixation à vis ( 214) du bornier amovible sur un boîtier de variateur. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bornier amovible ( 200) présente un profil en forme générale de L, un logement de profil il - essentiellement identique étant prévu pour le bornier amovible dans un boîtier ( 101) de variateur. 6 Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit logement est prévu dans une région frontale supérieure du boîtier de variateur. 7 Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capot est constitué par un volet ( 210) articulé sur le bornier amovible et apte à prendre une première position, masquant les barres ( 105, 106) et les premiers moyens de raccordement ( 110, 111), et une seconde position, permettant d'accéder à ceux-ci. 8 Ensemble selon la revendication 7, dans lequel les barres ( 105, 106) présentent une orientation horizontale le long d'une face avant des boîtiers de variateur, caractérisé en ce que le volet ( 210) est articulé autour d'un axe (A) horizontal et présente une largeur sensiblement égale à la largeur des boîtiers. 9 Ensemble selon la revendication 7, elle-même dépendante de la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de fixation à vis ( 214, 216) est apte à empêcher le volet ( 210) d'occuper sa première position lorsque la fixation n'est pas assurée.