Brevet FR2744294A1 — publié le 19970801

La présente invention se rapporte a un relais électronique de protection multifonctions comportant des capteurs de courant montés en série sur des lignes d'alimentation en courant alternatif d'une charge telle qu'un moteur électrique polyphasé. Il existe des relais électroniques de protection à microprocesseur du type de celui que décrit le brevet EP 0214025. Ce type de relais peut assurer des fonctions de détection ou protection dans les cas suivants: surcharges thermiques, dépassement de température, déséquilibre et absence de phases, inversion de phases, défaut d'isolement à la terre, surcouple- blocage, marche à vide. Des capteurs situés sur chacune des phases d'alimentation fournissent au relais des signaux représentatifs des courants de phases. A partir de ces signaux, le relais peut calculer l'échauffement des enroulements et du moteur, déceler des anomalies de phases, etc. Il est équipé de relais de sortie indépendants qui permettent d'exploiter les informations d'alarme ou de défaut. La visualisation de l'état thermique du moteur et des défauts s'effectue au moyen de voyants situés en face avant ou par un module de visualisation à distance. Ces relais sont montés dans un boîtier banalisé nécessitant un câblage interne. La présente invention a pour but de fournir un agencement de relais électronique évitant les câblages internes et facilitant la construction. Conformément à l'invention, le relais est caractérisé par le fait qu'il comporte, à l'arrière de son boîtier, une carte de puissance associée aux capteurs de courant et connectée par des connecteurs à des cartes électroniques enfichables portant des bomrniers latéraux qui débouchent dans des ouvertures latérales du boîtier et, à l'avant du boîtier, une carte de dialogue et communication se connectant à au moins une des cartes enfichables. Selon une caractéristique, les cartes enfichables se montent dans le boîtier perpendiculairement à la carte de puissance, la carte de visualisation et communication se montant perpendiculairement aux cartes enfichables et se connectant à la carte disposée au centre. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma synoptique du relais électronique selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perpective du relais; 2 2744294 - la figure 3 est une vue en perspective éclatée du relais; - la figure 4 est une vue de l'arrière de la carte de puissance. Le relais électronique représenté par les dessins comporte des bornes L1, L2, L3 reliées à des lignes d'alimentation en courant alternatif et des bornes T1, T2, T3 reliées à une charge, par exemple à un moteur M. Des bornes E et S peuvent être reliées à une sonde PTC du type capteur de température permettant le contrôle thermique du moteur. Le boîtier repéré 1 dans son ensemble se compose d'un socle arrière 11 susceptible d'être fixé par l'arrière sur un support (rail par exemple), d'un coffret 12 venant se monter sur le socle 11 et d'un capot de face avant 13. Il contient une carte de puissance C1, une carte d'entrée C2, une carte de traitement C3, une carte de sortie C4 et une carte de dialogue et communication C5. La carte de puissance C1 se loge à l'arrière, dans le socle 11 du boîtier et reçoit toutes les entrées analogiques (courants des trois phases, entrée sonde PTC, entrées d'un tore homopolaire) et rend ces entrées analogiques compatibles avec les entrées du microcontrôleur. Elle est équipée d'un bomier B4 permettant de raccorder des entrées analogiques (entrée homopolaire, sonde PTC) et elle réalise l'interconnexion avec les autres cartes du relais par l'intermédiaire de connecteurs débrochables B5, B6, B7, B8. Elle est équipée de capteurs de courant ou transformateurs 11, 12, 13 qui sont montés respectivement entre des bornes L1 et T1, L2 et T2, L3 et T3. Ces bornes se montent dans le socle 1 1 en face d'ouvertures permettant le passage de fils extérieurs. La carte de puissance C1 peut comporter, à côté des bornes L1, L2, L3, des bornes supplémentaires adaptés à des calibres d'intensités différents. Pour des raisons de simplicité des dessins seules les bornes L1, L2, L3 ont été représentées. La carte d'entrée C2 se loge dans la partie supérieure du boîtier et reçoit toutes les entrées logiques et rend ces entrées logiques compatibles avec les entrées logiques du microcontrôleur. Elle est équipée, à l'arrière, d'un connecteur débrochable la connectant en B5 à la carte de puissance C1 et à l'avant d'un bornier B1 permettant d'assurer la connexion de ces entrées logiques avec l'environnement extérieur. Elle porte la connectique et l'isolement des circuits de la visualisation. Elle comporte un circuit de communication lui permettant de communiquer à distance, par l'intermédiaire du bornier B1, avec des moyens de visualisation disposés à distance de l'appareil. La carte de traitement C3 se loge dans la partie centrale du boîtier, entre les deux autres cartes C2 et C4 et est équipée d'un microcontrôleur. Elle reçoit toutes les entrées logiques et analogiques et gère les sorties. Elle est équipée, à l'arrière, d'un 3 2744294 connecteur débrochable la connectant en B6, B8 à la carte de puissance C1 et, à l'avant, d'un connecteur débrochable B3 assurant la connexion avec la carte de dialogue et de communication C5. La carte d'alimentation et de sortie C4 se loge à la partie inférieure du boîtier et est équipée de relais de sortie et de l'alimentation auxiliaire. Elle est équipée, à l'arrière, d'un connecteur débrochable la connectant en B7 à la carte de puissance Cl et, à l'avant, d'un bomier B2 assurant la connexion des sorties et de l'alimentation avec l'extérieur. Elle pilote par des relais de sortie une sortie de signalisation signalant le déclenchement en cas de surcharge thermique, une sortie d'alarme signalant si l'état thermique a atteint une valeur de seuil préétablie, et des sorties de commande des moteurs qui permettent de piloter des contacteurs tels que KM1. La carte de dialogue et de communication C5 se loge à l'avant du boîtier et est équipée des composants assurant le dialogue machine et la liaison série. Elle est connectée à la carte de traitement C3 par un connecteur débrochable B3. Elle porte un connecteur série 51 destiné à la communication avec un bus ou un ordinateur, un composant de visualisation 52 permettant d'afficher la cause d'un déclenchement, un premier organe de réglage 53 permettant de régler le courant nominal moteur, un second organe de réglage 54 permettant de régler le courant nominal moteur (la somme des réglages de 53 et 54 permettant de déterminer le courant nominal moteur), un organe 55 de réglage de la classe de déclenchement du moteur, un bouton 56 permettant un déclenchement de l'appareil (test) et un bouton de réarmement 57. Les cartes C2, C3, C4 sont des cartes enfichables se montant dans le boîtier (dans lequel elles sont guidées par des glissières) de manière à s'étendre perpendiculairement à la carte de puissance C1. La carte de dialogue et communication C5 se monte en face avant, parallèlement à la carte de puissance C1. Les bomrniers latéraux B1 et B2 s'étendent parallèlement à la face arrière du boîtier et débouchent à l'extérieur dans des ouvertures latérales 14 du boîtier. Le bomier B4 débouche également à l'extérieur par une ouverture du boîtier. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. 4 2744294 REVENDICATIONS 1.Relais électronique comportant des capteurs de courant (11, 12, 13) montés, entre des bornes (L1, T1, L2, T2, L3, T3), en série sur des lignes d'alimentation en courant alternatif d'une charge (M), caractérisé par le fait qu'il comporte, à l'arrière de son boîtier (1), une carte de puissance (C1) associée aux capteurs de courant (11, 12, 13) et connectée par des connecteurs à des cartes électroniques enfichables (C2, C3, C4) portant des bomrniers latéraux (B1 et B2) qui débouchent dans des ouvertures latérales du boîtier et, à l'avant du boîtier, une carte de dialogue et communication (C5) se connectant à au moins une des cartes enfichables (C3). 2. Relais électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les cartes enfichables (C2, C3, C4) se montent dans le boîtier perpendiculairement à la carte de puissance (C1), la carte de dialogue et communication (C5) se montant perpendiculairement aux cartes enfichables (C2, C3, C4) et se connectant à la carte disposée au centre (C3). 3. Relais électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le boîtier (1) se compose d'un socle arrière (11) susceptible d'être fixé à un support, d'un coffret (12) venant se monter sur le socle (11) et d'un capot de face avant (13). 4. Relais électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la première carte enfichable (C2) montée latéralement et équipée d'un bomrnier (B1) est une carte d'entrées logiques. 5. Relais électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la seconde carte enfichable (C4) montée latéralement et équipée d'un bornier (B2) est une carte de sorties. 6. Relais électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la carte enfichable (C3) montée entre les deux autres cartes (C2, C4) est la carte de traitement équipée d'un microcontrôleur. 7. Relais électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la carte de dialogue et communication (C5) disposée à l'avant est connectée par un connecteur débrochable (B3) à la carte de traitement (C3) et présente un connecteur de communication (51) pour un bus ou un ordinateur.