Brevet FR2683958A1 — publié le 19930521

Le présent système d'invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau rentrant comme dispositif de protection électronique de surplus, pilotage et maintenance de commande de charge d'appareils de régulation à commande PID. Une source d'alimentation régulée ou non, ainsi que les circuits qu'elle alimente peuvent ventre l'objet de diverses . agréassions : surcharges, courts-circuits, surtensions permanentes ou impulsionnelles, échauffement anormal etc.... Ainsi, pour assurer la fiabilité des matériels st éviter les pannes répétitives bien connues, car le réseau de distribution électrique d'une entreprise industrielle est souvent le siège de surtensions à caractère impulsionnel de faible durée ( quelques centaines de microsecondes à quelques millisecondes ) et suffisent à perturber la jonction interne d'un montage déjà très coûteux suite à de très forte amplitude. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte en éffet selon les caractéristiques, une protection électronique (1) contre la propagation des surtensions transitoires par les lignes de distribution électrique ( commutation des organes de manoeuvre, parasites, inductions, foudre, surcharges, contacts accidentels ). La figure 1 représente le dispositif selon l'invention ainsi que sa mise en conception sous la forme d'un prototype s'avérant opérationnel ceci; après plusieurs mois d'études éxpérimentales sur banc d'éssai sous la dénomination PROTECT. 2811 . La figure 2 représente le montage synoptique du dispositif. En référence à ces dessins, le dispositif comporte de plus un étage sécréteur de tension réseau (2) phase/neutre/terre sous contrôle d'un bip sonore et visuel à comparateur haute et basse tension à temps de ré- ponse inférieur à 50 nanosecondes (3). Un système de disjonction électronique à couplage purement capacitif mémorisable par remise automatique de la tension secteur (4) assure, la coupure éffective des deux phases secteur en cas de défauts quelconques, ainsi que toutes manipulations imprudentes. Un programmateur à commande temporisable (5) assure la mise en fonction de commande de charge : triacs, thyristors, relais statiques, électromécaniques par sélection d'ouverture manuelle ou automatique mémorisable d'un signal de sortie provenant d'un régulateur afin de pouvoir commuter un four, une électrovanne, une pompe électropneumatique ou un groupe servomoteur (6). Dans le cas d'une surchauffe éventuelle anormale au sein du dispositif, le système est pourvu d'une ventilation automatique (7) à tem pérature d'enclenchement programmable. Un module de mise en fonction du dispositif d'alimentation géné- rale permet par programmation journalière ou hebdomadaire l'ouverture et la fermeture de la tension du réseau. Eventuellement la prévision d'un convertisseur statique au sein du dispositif n'est pas à exclure par remise de tension d'alimentation de sauvegarde dès coupure temporaire du réseau de distribution électrique. Le dispositif de commande de sortie de charge permet de commuter ici par l'aide d'un relais statique une charge comprise de 10 à 45 Ampères pour 240 Volts éfficaces 15 à 30 Ampères pour 115 Volts éfficaces. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné sous la mise en forme d'un Rack ( coffret ) à la protection de pilotage des régulateurs de commande à composante électronique. L'alimentation se compose 10) d'un filtre secteur passe-bas dont la fréquence de coupure haute est de 50 Hertzs permet ainsi une atténuation éfficace contre toutes interfé- rences provoqué par le réseau secteur ainsi que les tensions indésira- bles crées par ltéquipement même ( parasitages électromagnétiques ). De plus, un écrêteur de surtension permet de raboter'le signal de haute ou basse fréquence et d'égaliser ainsi une certaine tension max ou des signaux d'amplitudes différentes que l'on veut ramener à un seul niveau pour tous à une seule tension dès que les amplitudes du signal dépassent ce niveau. Ici, trois VDR montées en parallèle sur phase neutre, phase phase, phase terre permettent de bloquer toutes crêtes de tensions supérieures à 250 Volts avec en surplus deux fusibles de 10 Ampères qui évitent ainsi le retour du déclenchement d'un disjoncteur différentiel permettant de court circuiter les VDR ceci après réarmement du courant secteur. ex: une surtension supérieure à 250 Volts survenue ou une surintensité supérieure à 6,5 KA ( Kilos/Ampères ) durant une perturbation orageuse. Un comparateur de tension secteur surveille le bon comportement de la ten sion réseau par visualisation optique d'une LED tricolore ceci, après ré glage de plage de bande ddterminée ( rapport de tension ): bip sonore ou visualisation rouge > à 237 Volts éfficaces verte 198 à 236 Volts éfficaces jaunet à 198 Volts efficaces 20) Disjoncteur électronique de charge permet de protéger par ajustement de bande comprise entre 0,045 et 4,5 A l'entrée d'alimentation d'un appareil de régulation ou autres contre les surintensités transitoires provenant du réseau ou d'une négligence suite à une mauvaise commutation ceci, par coupure éffective des deux phases secteur. Le système est équipé d'une bascule de mémorisation R/S afin de maintenir l'ouverture de fonction après retour du courant en cas de cou pure temporaire du réseau ( remise en marche automatique ).De plus un poussoir test permet à tout moment de vérifier manuellement le bon fonc tionnement du dispositif par visualisation de deux LEDS ( marche ou dé faut ). Toutes surintensités dépassent la plage préalablement réglée éffectue spontanément la coupure des deux phases du secteur. En plus, un découplage en aval évite ainsi toutes manipulations imprudentes. 30) Programmateur électronique de commande de sortie de charge permet de valider électroniquement la sortie d'un signal logique ou ana logique provenant d'un régulateur ceci, manuellement ou automatiquement par mémorisation d'un codage temporisable autorisant ainsi 11 ouverture ou la fermeture du fonctionnement de commande en envoyant à travers une résistance un signal de tension positive sans le moindre délai prévu ( fermeture ou ouverture d'un relais RED à commutation pratiquement nulle ) pouvant mettre en état de fonctionnement triacs, relais statiques, élec trovannes, pneumatiques, servomoteurs, etc.... Ici en ce qui nous concerne, la sortie de commande de charge s'éffectue par relais statique : pouvoir de commutation rapide pratiquement pas d'interférences transitoires amorçage du relais au zéro de la tension alternative d'alimentation ré duisant ainsi considérablement les parasites isolation galvanique ( électrique ) par optocoupleur entre circuit de commande et circuit de puissance fonctionnant ainsi à trains d'ondes par nombre entier de demi-périodes. 40) Thermostat électronique de ventilation afin de dissiper toutes surchauffes des composants électroniques en vo lume clos. L'appareil est pourvu d'un système de ventilation thermoré glable pour permettre de dissiper vers l'éxtérieur les calories en sur plus. L'alimentation de ce dispositif s'éffectue par un redressement par sim ple alternance de faible consommation inférieure à 3 Watts pourvue d'une hystérésis du montage afin d'éviter un changement de sens de rotation du moteur à l'aide d'une résistance montée en parallèle sur le comparateur. La mesure de la température s'éffectue à l'aide d'une CTN capteur de tem pérature suivie d'un pont de résistances réglables traitant ainsi le si gnal fourni en un signal de commande par l'aide d'un OP monté en compa rateur qui permet d'attaquer ainsi la gâchette d'un triac ( mise en mar che ou arrêt du moteur ). Le critère du parasitage de l'amorçage du triac se résout grâce au branchement en parallèle sur l'écrêteur filtre secteur le réglage du thermostat de température d'enclenchement et déclenchement du ventilateur s'éffectue par visualisation d'une LED et par réglage de fourchette de température comprise entre 200C à 1800C. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné sous la mise en forme d'un Rack ( coffret ) à la protection de pilotage des régula teurs à composante électronique. REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant de piloter en toute protection un appareil de régulation électronique caractérisé en ce qu'il comporte un étage (1) filtre secteur contre toutes interférences électromagnétiques provenant d'un réseau de distribution à caractère industriel ainsi que les tensions indésirahles crées par l'équipement même. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que un second étage (2) écrêteur de surtension rabote un signal de haute ou basse fréquence permettant ainsi de bloquer les crêtes et d'égaliser ainsi une certaine tension maximale ou des signaux d'amplitudes différentes lors d'une perturbation parasite. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que un comparateur de tension (3) évalue les amplitudes du signal excédant ce niveau et ordonne ainsi le bon comportement de la tension du réseau par visualisation optique et sonore d'une plage de bande bien déterminée au préalable. 4) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 et 3 caractérisé en ce que un disjoncteur électronique à commande mémorisable (4) permet de protéger par ajustement préalable de bande l'entrée principale de l'alimentation secteur d'un appareil de régulation ou autres, contre des éffets transitoires ou une négligence suite à une mauvaise manipulation. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que enfin, un programmateur électronique de commande (5) de sortie de charge permet seulement de valider le signal provenant du régulateur jusqu'au relais statique ceci par mémorisation ou non d'un codage temporisable autorisant ainsi l'ouverture et la fermeture du dispositif de commande générale (6). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que une ventilation électronique thermoréglable (7) autorise l'évacuation de la température excessive dans le cas d'une surchauffe de la composante interne en ramenant à nouveau la température dans les conditions requises.