Brevet FR2685829A1 — publié le 19930702

L'invention a pour objet un dispositif d'arrêt d'un moteur asynchrone monophasé comprenant un condensateur de déphasage pour l'obtention d'un champ tournant, dis- positif arrêtant le moteur lorsque la charge sur le mo- teur atteint une valeur déterminée et comprenant à cet effet un circuit délivrant une tension continue homo- thétique de la tension aux bornes du condensateur de déphasage du moteur, un circuit délivrant au moins une tension de référence et un circuit comparateur compa- rant ces deux tensions et délivrant un signal d'arrêt lorsque la tension continue homothétique devient égale ou inférieure à la tension de référence. Un tel dispositif est décrit dans le brevet FR 2 649 260 au nom du demandeur Il tire parti des observations faites que la tension aux bornes du condensateur de déphasage varie avec la vitesse du moteur pour stopper le moteur lorsque la tension aux bornes du condensateur de déphasage tombe en dessous d'une certaine valeur correspondant à une chute de la vitesse du moteur en raison d'une surcharge Dans ce dispositif, la tension de référence est constituée, soit d'une tension constante, soit, pour s'affranchir des fluctuations de la tension du réseau d'alimentation, d'une tension asservie à ce réseau. On a toutefois constaté que la tension aux bornes du condensateur de déphasage fluctue également avec la température ambiante C'est ainsi que si le moteur est chaud, comme par exemple après un usage intensif, la tension aux bornes du condensateur de déphasage augmente pour un couple identique A l'inverse, lorsque le moteur est froid, par exemple en hiver, la tension aux bornes du condensateur de déphasage est plus basse. Pour une valeur déterminée de la tension de référence, l'écart entre cette valeur et la valeur de la tension homothétique appliquée au comparateur s'accroit ou s'amenuise selon la température et peut même devenir négatif Un accroissement de l'écart signifie une diminution de la sensibilité et il faudra donc appli- quer un effort résistant beaucoup plus important sur le moteur pour obtenir son arrêt, ce qui peut être source d'accidents Une diminution de l'écart signifie une augmentation de la sensibilité qui peut être telle qu'un rien peut provoquer l'arrêt du moteur Si l'écart devient négatif, le moteur ne peut plus fonctionner. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, c'est-à-dire de maintenir la sensibilité du dispositif d'arrêt au niveau choisi et, a fortiori, d'empêcher l'apparition d'un écart négatif. A cet effet, le dispositif d'arrêt selon l'invention est caractérisé en ce que le circuit délivrant une ten- sion de référence est asservi à la tension aux bornes du condensateur de déphasage et en ce que le dispositif d'arrêt comprend en outre un circuit de maintien de la tension de référence disposé entre le circuit délivrant la tension de référence et l'entrée de référence du circuit comparateur, ce circuit de maintien maintenant au moins temporairement la tension de référence maxima- le atteinte lorsque la tension aux bornes du condensa- teur de déphasage décroît. Le maintien de la tension de référence peut être réali- sé simplement au moyen d'un condensateur et d'une diode antiretour. Ce condensateur continue de se charger aussi longtemps que la tension aux bornes du condensateur de déphasage augmente L'écart entre la tension homothétique et la tension de référence reste donc constant aussi long- temps que la tension aux bornes du condensateur de déphasage ne diminue pas, diminution qui correspond généralement à une augmentation de la charge Le con- densateur du circuit de maintien restant chargé, le dispositif d'arrêt réagit lorsque la tension homothé- tique tombe à la valeur de la tension maintenue par le circuit de maintien. Le circuit de maintien comporte en outre, de préféren- ce, une diode autorisant la décharge du condensateur de maintien lorsque la tension homothétique délivrée dis- paraît, de manière à éviter un blocage de la diode an- tiretour lors d'un prochain démarrage du moteur à froid. Le dispositif selon l'invention permet par ailleurs de s'affranchir des fluctuations générées par la disper- sion des caractéristiques du condensateur, des caracté- ristiques du bobinage des moteurs et de l'effet de vieillissement de ces composants. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois modes d'exécution du dispositif selon l'invention. La figure 1 représente le schéma électrique d'un pre- mier mode d'exécution. La figure 2 représente le schéma partiel d'un deuxième mode d'exécution. La figure 3 représente le schéma partiel d'un troisième mode d'exécution. Le schéma représenté à la figure 1 est analogue au schéma représenté à la figure 1 du brevet FR 2 649 260 et reprend tels quels la plupart des circuits composant ce schéma Ceux-ci ne seront donc pas décrits en dé- tail, mais on se référera au brevet FR 2 649 260 Rap- pelons brièvement que le schéma représente un moteur asynchrone monophasé 1 équipé de deux enroulements Bt et B 2 correspondant respectivement à deux sens de rota- tion du moteur et d'un condensateur de déphasage Ci, branché en permanence, en série avec l'enroulement au- xiliaire du moteur et assurant l'obtention d'un champ tournant Ce moteur est alimenté par le réseau indiqué par les lettres P et N Aux bornes du condensateur Cl est branché un circuit 2 délivrant une tension continue homothétique de la tension aux bornes du condensateur Ci Cette tension continue homothétique est appliquée à un circuit comparateur 3 auquel est également appliquée une tension continue de référence fournie par un cir- cuit 4 Le moteur est commandé par un circuit de com- mande 6 à travers un circuit 7 de gestion des commandes émanant des circuits 3 et 6 et d'un circuit interface 8 Les circuits 2, 3, 6, 7 et 8 sont identiques aux circuits de la figure 1 du brevet FR 2 649 260 et leurs composants sont désignés par les mêmes références. Le circuit 4 délivrant la tension de référence est constitué d'un diviseur de tension formé de trois ré- sistances R 5, RS et R 6 branchées entre le point commun 54 du condensateur de filtrage C 2 et du diviseur de tension R 3, R 4 du circuit de tension homothétique 2 et la terre, la résistance RS étant constituée d'un poten- tiomètre sur le curseur duquel est prise la tension de référence Au circuit 4 délivrant la tension de réfé- rence est associé un circuit 5 de maintien de la ten- sion de référence Ce circuit est constitué d'un con- densateur CM chargé à la tension de référence à travers une diode antiretour DM ayant pour fonction d'empêcher le condensateur CM de se décharger à travers les résis- tances des diviseurs de tension, et relié à la borne d'entrée E 2 du comparateur de tensions C Ti La borne du condensateur CM opposée à la terre est en outre reliée au point 54 à travers une diode de décharge DD. La sortie Si du circuit de tension homothétique 2 est reliée à la première entrée El du comparateur de ten- sions CT 1 comme dans l'art antérieur Par contre, la tension continue d'alimentation +Vcc du comparateur CT 1 est également prise au point 54. Lorsque le moteur 1 est alimenté, une tension apparaît aux bornes du condensateur de déphasage Ci et une ten- sion homothétique apparaît aux points 54 et Si Au point 53 apparaît la tension de référence qui charge le condensateur CM à travers la diode DM La tension en 54 est beaucoup plus élevée que la tension en 53 de telle sorte que la diode DD reste bloquée et que la tension en 54 n'influe pas sur le potentiel du condensateur CM. Le condensateur CM se charge rapidement à la tension de référence et si cette tension de référence augmente avec la tension homothétique, c'est-à-dire avec la ten- sion aux bornes du condensateur de déphasage Cl, la charge du condensateur CM augmente jusqu'à atteindre une valeur maximale correspondant à la valeur maximale atteinte par la tension aux bornes du condensateur Cl. D'autre part, dès que la tension en Si appliquée à l'entrée El du comparateur CT 1 est supérieure à la ten- sion du condensateur CM appliquée à l'entrée E 2 du com- parateur, la sortie du comparateur est activée en con- séquence pour provoquer l'alimentation du moteur comme décrit dans l'art antérieur. Si la charge du moteur 1 augmente, la tension aux bor- nes de son condensateur Ci décroît et la tension homo- thétique en Si décroît également Le condensateur CM reste toutefois chargé à la tension maxi étant donné qu'il ne peut pas se décharger à travers la diode DM ni à travers la diode DD la tension en 53 restant infé- rieure à la tension 54. Si la charge du moteur continue d'augmenter, la tension en Si (El) continue de diminuer alors que la tension en E 2 reste constante Lorsque la tension en El devient inférieure à la tension en E 2, la sortie du comparateur CT 1 est activée en conséquence pour provoquer l'inter- ruption de l'alimentation du moteur Lorsque le moteur n'est plus alimenté, son condensateur Ci se décharge dans le circuit, la tension à ses bornes tombe à zéro et il en est de même de la tension en 54 La diode DD devient alors conductrice et le condensateur CM peut se décharger à travers cette diode dans le circuit. Si le moteur est alors remis sous tension, le condensa- teur CM se recharge à la tension de référence Celle-ci étant homothétique de la tension en Si, quelque soit la valeur initiale de cette dernière, un écart de tension sensiblement identique réapparaît entre Si et 53 La sensibilité du dispositif est donc maintenue. Le potentiomètre RS permet de régler l'écart entre la tension homothétique délivrée en Si et la tension déli- vrée par le circuit de tension de référence, écart qui détermine la sensibilité du dispositif d'arrêt. Le deuxième mode d'exécution, partiellement représenté à la figure 2, diffère du premier mode d'exécution en ce que le potentiomètre de réglage de la sensiblité RS est inséré dans le diviseur de tension du circuit 2 délivrant la tension homothétique de la tension aux bornes du condensateur Cl, au lieu de faire partie du diviseur de tension du circuit 4 Le réglage de la sensibilité du dispositif se fait donc par le réglage de la tension homothétique. Le dispositif selon la troisième forme d'exécution, partiellement représenté à la figure 3, se distingue de la première forme d'exécution en ce qu'il comprend un diviseur de tension commun aux circuits 2 et 4, divi- seur de tension constitué des résistances R 5 et R 6 et du potentiomètre RS, la tension de référence étant pri- se entre le résistance R 5 et le potentiomètre RS, tan- dis que la tension homothétique est prise sur le cur- seur du potentiomètre RS Ainsi, comme dans la deuxième forme d'exécution, l'écart entre la tension homothéti- que et la tension de référence est ajusté au moyen de la tension homothétique appliquée à l'entrée El du comparateur. En plus des avantages mentionnés dans l'introduction, le dispositif d'arrêt selon l'invention présente les avantages supplémentaires suivants: Le montage est de type universel, car quel que soit le moteur utilisé et la charge dans l'utilisation envisa- gée, la tension de référence est toujours une tension image de la charge appliquée et non, comme dans l'art antérieur, une tension image d'une charge fixée pour l'utilisation envisagée du dispositif. Une exécution unique satisfait tous les besoins, quelle que soit l'utilisation. Un autre avantage réside dans le fait que le moteur peut être utilisé à son couple maxi. Un autre avantage encore réside dans le fait que lorsque la charge diminue au cours d'un même cycle, ce qui est fréquemment le cas des portes de garages basculantes et des volets roulants, la sensibilité reste la même. Exemple de valeurs pour le circuit selon la figure 2: R 2: 100 KQ R 3: 4,7 KQ R 4:6,8 KQ R 5:5,6 KQ R 6:4,7 KQ CM: 22 p F REVENDICATIONS 1 Dispositif d'arrêt d'un moteur asynchrone monophasé ( 1) comprenant un condensateur de déphasage (Cl) pour l'obtention d'un champ tournant, arrêtant le moteur lorsque la charge sur le moteur atteint une valeur déterminée et comprenant à cet effet un circuit ( 2) délivrant une tension continue homothétique de la tension aux bornes du condensateur de déphasage (Ci) du moteur, un circuit ( 4) délivrant au moins une tension de référence et un circuit comparateur ( 3) comparant ces deux tensions et délivrant un signal d'arrêt lorsque la tension continue homothétique devient égale ou inférieure à la tension de référence, caractérisé en ce que le circuit ( 4) délivrant une tension de référence est asservi à la tension aux bornes du condensateur de déphasage (Ci) et en ce que le dispositif d'arrêt comprend en outre un circuit ( 5) de maintien de la tension de référence disposé entre le circuit ( 4) délivrant la tension de référence et l'entrée de référence (E 2) du circuit comparateur, ce circuit de maintien maintenant au moins temporairement la tension de référence maximale atteinte lorsque la tension aux bornes du condensateur de déphasage décroît. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit ( 5) de maintien de la tension de référence comprend un condensateur (CM) se chargeant à la tension de référence et des moyens pour maintenir le condensateur chargé. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir la charge du condensateur (CM) du circuit de maintien de la tension de référence sont constitués d'une diode (DM) branchée entre ___ ____ le circuit ( 4) délivrant la tension de référence et ledit condensateur (CM). 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit ( 5) de maintien de la tension de référence comprend en outre une diode (DD) autorisant la décharge du condensateur (CM) du circuit de maintien lorsque ladite tension continue homothétique délivrée disparaît. Dispositif selon la revendication 4, comprenant un potentiomètre de réglage de sa sensibilité, caractérisé en ce que le potentiomètre de réglage (RS) est disposé dans le circuit ( 2) délivrant une tension homothétique de la tension aux bornes du condensateur de déphasage. 6 Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le circuit ( 4) délivrant une tension de référence est constituée d'un diviseur de tension comprenant un potentiomètre (RS) de réglage de la sensibilité du dispositif, caractérisé en ce que ladite tension homothétique est prise sur le potentiomètre (RS) du diviseur de tension.