Brevet FR2755548A1 — publié le 19980507

CIRCUIT D'ALIMENTATION D'UN MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE A PARTIR D'UNE SOURCE DE TENSION MONOPHASEE Un moteur asynchrone triphasé permet d'obtenir de grandes puissances. Il est souhaitable dans bien des cas, notamment lorsqu'il est destiné à un appareil pour le grand public, de l'alimenter à partir d'une source de tension monophasée telle que le secteur. La solution la plus généralement utilisée consiste à monter un condensateur entre deux lignes de phase. Cette solution est coûteuse dès que le moteur est grand et surtout est très encombrante. L'invention pallie ces inconvénients par un circuit d'alimentation moins coûteux et surtout moins encombrant, qui permet néanmoins d'alimenter un moteur asynchrone triphasé à partir du secteur. Le circuit est caractérisé par un interrupteur monté sur l'une des lignes de phase allant au moteur et par un dispositif de commande de l'interrupteur tel qu'il ouvre l'interrupteur chaque fois que la tension dans la ligne de phase s'annule et la ferme une seule fois entre deux annulations de la tension dans la ligne de phase. On crée ainsi une phase fictive sur l'une des lignes de phase, en sorte que le moteur voit à nouveau trois phases décalées. L'interrupteur peut être un triac ou un transistor à pont de diodes, et le dispositif de commande peut comprendre en parallèle à l'interrupteur un circuit à résistance et condensateur, tandis qu'un dispositif de décharge brusque du condensateur à une tension donnée est interposé entre lI'interrupteur et un point médian entre le condensateur et la résistance. Bien entendu, d'autres solutions de commande sont possibles. Ce circuit d'alimentation génère des harmoniques qui diminuent beaucoup le rendement du moteur. Mais cet inconvénient disparaît - 2 pratiquement lorsque le moteur est à rotor noyé ou lorsque le volume des joues rotoriques est inférieur au volume des barreaux de la cage rotorique, c'est-à-dire lorsque la résistance des joues est inférieure à la résistance des barreaux, étant entendu qu'il conviendrait de corriger ce rapport des volumes par la résistivité des matériaux s'ils n'étaient pas les mêmes. Or, des moteurs de ce genre sont précisément utilisés souvent dans les pompes de chauffage et de climatisation, dans les pompes de surpression, dans les ventilateurs, en sorte que, pour des moteurs asynchrones triphasés destinés à des appareils de ce genre, I'inconvénient mentionné précédemment n'existe pratiquement lo pas. Dans ces applications notamment, il est souvent prévu un variateur de fréquence dans le circuit d'alimentation qui transforme la tension monophasée du secteur en une tension triphasée. Bien que la fiabilité des convertisseurs et des régulations associées soit bonne, il arrive qu'il se produise une défaillance. Il importe, dans ce cas, de pouvoir assurer un fonctionnement même de moindre qualité. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le circuit comprend un convertisseur de fréquence transformant la tension monophasée en tension triphasée et des moyens destinés à mettre hors circuit le convertisseur de fréquence lorsqu'il est défaillant et à mettre alors en circuit l'interrupteur et le dispositif de commande, et vice versa. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la figure 1 illustre un circuit suivant l'invention; la figure 2 donne des courbes de variation de la tension en fonction du temps du circuit de la figure 1; les figures 3, 4 et 5 illustrent trois exemples d'interrupteurs électroniques; la figure 6 est une vue en coupe d'un type de moteur que le circuit d'alimentation alimente de préférence; et la figure 7 est une vue d'un circuit d'alimentation d'un moteur comprenant un convertisseur de fréquence. Le circuit représenté à la figure 1 permet d'alimenter un moteur 1 asynchrone triphasé à partir des bornes L1,L2 du secteur. Le circuit comporte une ligne de phase 3, une ligne de phase 4 et une ligne de phase 5. Sur la - 3 - ligne de phase 5 est monté un triac 6, la ligne de phase 5 rejoignant la ligne de phase 4 en un point 7. En parallèle au triac 6 est montée une résistance 8 et un condensateur 9 servant de dispositif de réglage de l'angle de phase. D'un point 10 intermédiaire entre la résistance 8 et le condensateur 9 part un conducteur 11 sur lequel est monté un diac 12 qui commande le triac 6. Le graphique du haut de la figure 2 représente la tension du secteur. Sur le deuxième graphique de la figure 2 ont été représentées deux impulsions 13 et 14 données par le diac 12 et qui font se fermer le triac 6 interrupteur en permettant le passage du courant. Ces impulsions ont lieu entre les points 15, 16 et 17 o la tension dans la ligne de phase 4 s'annule. On obtient ainsi dans la ligne de phase 5 la tension représentée dans le graphique du bas de la figure 2. Cela crée un déphasage suffisant pour créer une troisième ligne de phase permettant au moteur 1 de fonctionner. A la figure 3, le triac est remplacé par un couple de thyristors 18, 19 montés tête-bêche. A la figure 4, le triac est remplacé par un transistor 20 à pont de diodes 21, tandis qu'à la figure 5, le transistor 20 de la figure 4 est remplacé par un transistor 22 à effet de champ. Le moteur représenté à la figure 6 est un moteur à rotor 23 noyé qui est donc entouré d'une chemise 24 en sorte que l'entrefer 25 entre le rotor 23 et le stator 26 est assez grand pour permettre le passage de l'eau et diminue d'autant le couplage magnétique entre le rotor 23 et le stator 26. Les joues 27 rotoriques sont en cuivre, de même que les barreaux 28 de la cage rotorique. Le volume des joues rotoriques est inférieur au volume de l'ensemble des barreaux de la cage rotorique. A la figure 7, un moteur 30 asynchrone ayant trois lignes de phase 31, 32, 33 est alimenté par le secteur L1L2 par l'intermédiaire d'un convertisseur de fréquence 34 et des lignes 35, 36 et 37. Un commutateur 42 permet d'interrompre la liaison entre les lignes 31 et 35, 32 et 36, et 33 et 37 respectivement pour l'établir entre les lignes 31 et 38, 32 et 39, et 33 et 40, les lignes 38 et 39 contournant le convertisseur 34 de fréquence et aboutissant aux bornes L1,L2 du secteur. La ligne 40 est reliée à un triac 41 de la même façon que la ligne 5 est reliée au triac 6 à la figure 1 avec le même dispositif de commande. 4 2755548 REVENDICATIONS 1. Circuit d'alimentation d'un moteur asynchrone triphasé à partir d'une source (L1L2) de tension monophasée, caractérisé par un interrupteur (6) monté sur l'une des lignes (5) de phase allant au moteur et par un dispositif (8 à 10) de commande de l'interrupteur (6) tel qu'il ouvre l'interrupteur (6) chaque fois que la tension dans la ligne (5) de phase s'annule et le ferme une seule fois entre deux annulations de la tension dans la ligne (5) de phase. 2. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l0 l'interrupteur est un triac, un couple de thyristors ou un transistor à pont de diodes. 3. Circuit suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de commande comprend en parallèle à l'interrupteur (6) un circuit à résistance (8) et condensateur (9), tandis qu'un dispositif (12) de décharge brusque du condensateur (9) à une tension donnée est interposé entre l'interrupteur (6) et un point médian (10) entre le condensateur (9) et la résistance (8). 4. Circuit suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est associé à un moteur asynchrone triphasé dont le volume des joues rotoriques est inférieur au volume des barreaux de la cage rotorique et/ou à un moteur rotor noyé. 5. Circuit suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un convertisseur (34) de fréquence transformant la tension monophasée en tension triphasée et des moyens (42) destinés à mettre hors circuit le convertisseur (34) de fréquence lorsqu'il est défaillant et à mettre alors en circuit l'interrupteur (41) et le dispositif de commande.