Brevet FR2766985A1 — publié le 19990205

Circui. de surveillance_ poujla commande d'un moteur I6tlei.qup epalieJzi.. SQç e a n.ji L'invention concerne un circuit de surveillance pour la commande d'un moteur électrique, en particulier d'un moteur de tambour à linge, une électronique de commande, en particulier un micro-ordinateur, réglant la vitesse de rotation du moteur par l'intermédiaire d'un élément de commutation électronique, en particulier un triac, monté en série avec le moteur sur le réseau d'alimentation, et la vitesse de rotation réelle étant interprétée par un organe de surveillance de vitesse de rotation. Un circuit de commande d'un moteur universel avec un élément de commutation électronique pour la commande à coupe de phase est décrit par le EP 0 165 864 Bl. Comme élément de commutation électronique il est prévu un triac, par l'intermédiaire duquel est commandée la vitesse de rotation du moteur. Dans ces circuits de commande un court- circuit du triac n'est pas exclu. L'état de la technique indique des solutions particulières pour le cas dans lequel un moteur universel d'un tambour à linge, commandé par un triac, accroît fortement sa vitesse de rotation à la suite d'un défaut du triac (court-circuit du triac). Une telle augmentation de la vitesse de rotation peut avoir pour conséquence des états dangereux. Par exemple de l'eau chaude peut être éjectée du compartiment à lessive. Du fait d'un balourd important du linge mouillé, s'appliquant à grande vitesse contre le tambour à linge, la machine à laver peut sauter, ce qui peut la détruire lorsque celle-ci est intégrée dans une rangée de meubles, ou mettre en danger des personnes. Ces états sont en particulier dangereux lorsqu'ils durent pendant un temps assez long ou se renouvellent constamment. Lors de la commande d'un moteur de tambour à linge il peut aussi se produire que l'électronique de commande, en particulier le microordinateur, ne reçoive pas de signal de vitesse de rotation de l'organe de surveillance de vitesse de rotation, bien que l'élément de commutation électronique soit commandé. Un tel défaut, généralement connu comme défaut de rupture de tachymètre, peut soit se produire parce que l'interrupteur de protection contre les sur-températures s'est ouvert, soit parce que le circuit de surveillance de la vitesse de rotation présente un défaut effectif. Un défaut effectif du circuit de surveillance de la vitesse de rotation est critique car du fait d'une vitesse de rotation incontrôlée du moteur, les états de fonctionnement dangereux peuvent à nouveau se présenter comme dans le cas d'un court-circuit du triac. L'invention a pour but de proposer un circuit de surveillance du type précité permettant d'obtenir de façon techniquement simple une surveillance différenciable de l'intervention de l'interrupteur de surtempérature et du défaut effectif du circuit de surveillance de la vitesse de rotation et permettant de constater en particulier un court- circuit de l'élément de commutation électronique et/ou de la surveillance de la vitesse de rotation et de les interpréter avant qu'ils ne se répercutent de manière dommageable. Suivant l'invention ce but est atteint en ce qu'une résistance parallèle est montée en parallèle au montage en série du moteur et d'un interrupteur, en ce que la résistance parallèle et l'élément de commutation électronique sont montés en série sur le réseau d'alimentation et en ce que le pôle de la résistance parallèle, situé sur l'élément de commutation électronique, est relié, par l'intermédiaire d'un circuit d'interprétation, à une entrée de surveillance de l'électronique de commande, en ce que le circuit d'interprétation est monté simultanément en parallèle à l'élément de commutation, dans le flux de courant, et en ce que l'électronique de commande interprète les trois états de tension, différents, survenant sur le pôle, afin de déterminer les états de défauts. Contrairement à l'état de la technique, qui consiste à prévoir une résistance de mesure du courant avec circuit d'interprétation suivant dans le circuit du moteur, ce qui est techniquement complexe, l'invention propose une voie nouvelle et techniquement optimale. Grâce à la résistance montée en parallèle au montage en série du moteur et de l'interrupteur entre les pôles de la tension d'alimentation en série avec l'élément de commutation électronique, ainsi que grâce à un circuit d'interprétation on obtient qu'à l'entrée de surveillance du micro-ordinateur ou du micro- contrôleur, se produisent des tensions caractéristiques, suivant que l'on est en présence d'un fonctionnement non perturbé ou d'un défaut, en particulier d'un court-circuit du triac et/ou d'un défaut de la détection de la vitesse de rotation. Les états de tension respectifs sont interprétés par le micro-ordinateur en vue de la détection des défauts, comme il ressort de la description faite ci-après. Une forme de réalisation de l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés. La figure 1 est un schéma-blocs d'une commande de moteur avec circuit d'interprétation et interrupteur, la figure 2 représente la commande de moteur avec circuit d'interprétation et disjoncteur, la figure 3 est une combinaison des circuits selon les figures 1 et 2, la figure 4 est un schéma-blocs d'une commande de moteur avec circuit d'interprétation numérique, les figures 5 et 6 représentent des courbes de tension relatives aux circuits respectivement de la figure 2 et de la figure 3, la figure 7 représente des courbes de tension relatives aux figures 1 à 3. Sur les figures 1 à 3, les mêmes références désignent les mêmes éléments. Un moteur 1, qui est par exemple un moteur universel avec enroulement inducteur et enroulement d'induit, sert à l'entraînement d'un tambour à linge d'une machine à laver ou d'un sèche-linge. La vitesse de rotation du moteur 1 est commandable au moyen d'un élément de commutation électronique, en particulier d'un triac 2, ou d'un élément de commutation électronique de même effet. Un interrupteur 3 sert à la mise en marche et à la mise à l'arrêt du moteur 1. Le montage en série du moteur 1, du triac 2 et de l'interrupteur 3 est relié au réseau de courant alternatif L, N. Un micro-ordinateur 4 ou un micro-contrôleur est prévu pour la régulation du moteur 1. Ces entrées et sorties ne sont représentées que dans la mesure o elles présentent un intérêt pour les exemples de réalisation. Le micro-ordinateur 4 présente une sortie 5 avec laquelle il commande le triac 2. En outre, par une sortie 6, il commande l'interrupteur 3, par exemple au moyen d'un relais. Pour la surveillance de la vitesse de rotation, au moteur 1 est relié un tachymètre 7, qui peut être de construction électromécanique ou électronique, par exemple un générateur de Hall et qui, par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation 8, envoie des signaux de vitesse de rotation réelle à une entrée 9 du micro-ordinateur 4. Parallèlement au montage en série du moteur 1 et de l'interrupteur 3 est montée une résistance parallèle 10, qui est montée en série avec le triac 2, sur le circuit de courant alternatif L, N. Le noeud 11, reliant la résistance parallèle 10 et le triac 2, est relié, par une résistance de limitation de courant 12, à l'entrée analogique 13 du micro- ordinateur 4. A celle-ci est raccordée aussi la prise d'un diviseur de tension fait de résistances 14, 15. A la résistance 14 est reliée une première source de tension de référence 22. A la résistance 15 est reliée une deuxième source de tension de référence 21. Les deux tensions de référence diffèrent par leurs valeurs. La source de tension de référence 22 est reliée aussi à une entrée 16 du micro- ordinateur 4. La source de tension de référence 21 est reliée aussi à une entrée 17 du micro-ordinateur. Les deux sources de tension de référence 21, 22 sont reliées au pôle neutre N du réseau de courant de alternatif. Les éléments 12, 14, 15, 21 et 22 forment ensemble un circuit d'interprétation analogique 23. La résistance 10 est de valeur sensiblement plus élevée que la résistance interne du moteur 1. La valeur de la résistance 12 est à peu près égale à celle de la résistance 10. Les résistances 14, 15 sont par exemple plus basses du facteur 100 que la valeur de la résistance 10 ou 12. La valeur de la source de tension de référence 21 est d'environ 0,5 V. La source de tension de référence 22 a par exemple une valeur de 4,5 V. Dans l'ensemble on peut obtenir les courbes de tension indiquées dans les cas décrits ci-après selon la figure 7b. Le circuit selon la figure 1 est prévu pour le cas d'une détection d'un court-circuit de l'élément de commutation électronique 2 (détection du court-circuit du triac). Le fonctionnement du circuit selon la figure 1 est la suivante: L'interrupteur 3 est ouvert par le micro-ordinateur 4, lorsque le triac 2 n'est pas commandé. Pour la mise en service du moteur 1, l'interrupteur 3 est fermé et le triac 2 est commandé par le micro-ordinateur 4, en fonction de la vitesse de rotation voulue. Lorsque le triac 2 n'est pas défectueux ni commandé et lorsque l'interrupteur 3 est ouvert, la tension UT2 diminue sur le triac 2, par suite du courant passant par le circuit d'interprétation 23 (fig. 7a), tension qui correspond à peu près à la moitié de la tension du secteur UN, avec les résistances dimensionnées comme indiqué ci-dessus. Lorsque le triac 2 n'est pas défectueux et lorsque l'interrupteur 3 est fermé, la tension UT1 s'applique au triac 2, lorsque ce dernier n'est pas commandé, donc lorsqu'il est fermé. La tension UT1 n'est que légèrement inférieure à la tension alternative du réseau UN (voir figure 7a), car la résistance 12 est de valeur très élevée par rapport à la résistance interne du moteur. Lorsque le triac 2 n'est pas défectueux et lorsque l'interrupteur 3 est fermé, la tension zéro UT0 du pôle N du réseau de courant alternatif s'applique au triac 2, lorsque ce dernier est commandé, c'est-à-dire lorsqu'il est conducteur. En cas de triac 2 défectueux, c'est-à-dire court- circuité, la tension UT0 s'applique toujours au noeud 11, indépendamment de l'état de l'interrupteur 3; et ce, contrairement à ce qui est indiqué ci-dessus, même lorsque le triac 2 n'est pas commandé. Des tensions analogiques UA1, UAO, UA2, correspondant aux tensions UT1, UT0 et UT2 citées (voir figure 7a) se produisent à l'entrée de surveillance 13 du micro-ordinateur 4 (voir figure 7b). Etant donné que lorsque l'interrupteur 3 est ouvert et le triac 2 non commandé, la tension UA2, survenant à l'entrée de surveillance 13 (triac 2 non défectueux), diffère nettement de la tension UAO (triac défectueux), le micro-ordinateur 4 peut interpréter ceci et éventuellement empêcher la fermeture de l'interrupteur 3. On obtient ainsi qu'avant même la fermeture de l'interrupteur 3, un éventuel court- circuit du triac est détecté et l'interrupteur 3 n'est pas fermé, donc le moteur 1 ne démarre pas, de sorte que sont évités des dommages qui pourraient survenir du fait d'un emballement non maîtrisable du moteur 1. Pour le constat des défauts, la mesure peut être exécutée plusieurs fois, l'interrupteur 3 n'étant plus fermé uniquement lorsque la mesure conduit plusieurs fois au même résultat. L'interprétation de la tension à l'entrée de surveillance 13 s'effectue de préférence pendant les extrêmes de la tension du secteur. La mesure peut toutefois s'effectuer aussi pour d'autres angles de phase que les extrêmes de la tension alternative du secteur. Il est possible de procéder aussi à la formation d'une valeur maximale à partir de différents résultats de mesure. Ceci peut être intéressant lorsqu'il faut s'attendre à un déphasage de la tension de mesure par rapport à la tension alternative du secteur. L'interprétation décrite ci-dessus offre une sécurité contre une mise en marche du moteur en cas de court-circuit du triac. En règle générale un court-circuit du triac ne se produira pour la première fois que si le moteur 1 tourne, donc si l'interrupteur 3 est fermé. D'après l'état de la technique ce cas peut être maîtrisé par interprétation du signal de vitesse de rotation s'appliquant à l'entrée 9. Si un court-circuit du triac se produit lorsque le moteur 1 tourne, la vitesse de rotation devient sensiblement supérieure à une vitesse de rotation de consigne, ce que détecte le micro-ordinateur 4. Une telle augmentation de la vitesse de rotation peut être exploitée pour l'ouverture immédiate de l'interrupteur 3, ce qui fait que le moteur 1 se met à l'arrêt et ne peut plus démarrer. La coupure du moteur 1 s'effectue dans ce cas certes rapidement, mais aussi lorsque l'augmentation de la vitesse de rotation est due à une autre cause - non dommageable - ou a été mal mesurée. Suivant l'état de la technique on choisit de préférence un temps de réaction plus lent, qui doit garantir une détection aussi sûre que possible des défauts. Pour exclure une telle erreur de réaction, en cas de réaction presque immédiate = temps de réponse plus court, en cas d'augmentation de la vitesse de rotation, la commande du triac 2, lorsque l'interrupteur 3 est fermé, est interrompue suivant l'invention pendant un temps bref, par exemple une onde pleine de la tension alternative du secteur, et pendant ce temps la tension diminuant sur le triac 2 est mesurée. S'il s'agit de la tension UT1 (voir figure 7a), c'est-à-dire si la tension UA1 s'applique à l'entrée de surveillance 13 (voir figure 7b), il n'y a pas court-circuit du triac et le moteur 1 peut continuer de fonctionner. Si en revanche la tension diminuant sur le triac 2 est la tension UT0, c'est-à-dire si à l'entrée de surveillance 13 on a la tension UA0, il y a court-circuit du triac et l'interrupteur 3 est ouvert, de sorte que le moteur 1 est mis à l'arrêt. Une autre possibilité ou une possibilité complémentaire consiste en ce que le micro-ordinateur 4 procède à l'interprétation de la vitesse de rotation, tant qu'il ne commande pas le triac 2 et que l'interrupteur 3 est fermé, donc lorsque le moteur 1 est à l'arrêt ou au moins ne tourne pas à grande vitesse. Si on mesure une vitesse de rotation non seulement très petite, le cas échéant plusieurs fois l'une après l'autre pour constater un défaut, ceci est un signe du court- circuit du triac et l'interrupteur 3 est ouvert. Le circuit selon la figure 2 est largement équivalent au circuit selon la figure 1. Mais l'interrupteur 3 n'est pas représenté. En supplément à la figure 1 il est montré sur la figure 2 un interrupteur de sur- température 18, qui est intégré au moteur 1 et qui réagit à sa température. L'interrupteur de sur-température 18 est par exemple un interrupteur Klixon, qui s'ouvre en cas de température anormalement élevée du moteur 1 et qui se ferme à nouveau lorsque la température du moteur a diminué à nouveau. Le circuit selon la figure 2 sert au cas dans lequel doit être détecté un défaut de rupture de tachymètre, donc un défaut pour lequel par suite d'un dérangement du tachymètre 7 ou du circuit d'adaptation 8, malgré un triac 2 commandé, il ne se produit aucun signal de vitesse de rotation à l'entrée 9, ce cas de défaut devant être distingué de l'état dans lequel l'interrupteur de sur- température 18 est ouvert, donc dans lequel malgré un triac 2 commandé, il ne se produit pas non plus de signal de vitesse de rotation à l'entrée 9. Cette distinction est avantageuse en ce que la non- apparition d'un signal de vitesse de rotation par suite d'une ouverture de l'interrupteur de sur-température est réversible et ne constitue pas un cas de service après-vente; en revanche la non- apparition du signal de vitesse de rotation par suite d'un défaut de rupture du tachymètre constitue un cas de service après-vente. Lorsqu'à son entrée 9 aucun signal de vitesse de rotation n'apparaît, c'est-à-dire lorsqu'apparaît le signal de vitesse de rotation zéro, le micro-ordinateur 4 mesure, à la suite d'une impulsion d'allumage I produite par celui- ci (voir figure 5, figure 6) pour le triac 2, la tension (UT3 ou UT4) diminuant sur le triac 2, à son entrée de surveillance 13, en tant que tension UA3 ou UA4 (voir figures. 5, 6). Si l'interrupteur de sur-température 18 est ouvert, il se produit alors la courbe de tension UT4 ou UA4 (voir figure 6), car par la résistance parallèle 10 ne s'écoule aucun courant de maintien suffisant pour la commande ou l'accrochage du triac (voir figure 6). Cette courbe de tension est nettement différente de la tension UA0 (voir figure 7b), ce que détecte le micro-ordinateur 4. Des mesures complémentaires sont exécutées, jusqu'à ce que l'interrupteur de sur-température 18 se ferme à nouveau, après abaissement de la température du moteur, après quoi le fonctionnement régulier est poursuivi. Si en revanche lorsque l'interrupteur de sur- température 18 est fermé, on est en présence d'un défaut de rupture du tachymètre dans le tachymètre 7 ou du circuit d'adaptation 8, tel qu'aucun signal de vitesse de rotation ne se produit à l'entrée 9, après l'impulsion d'allumage I il s'écoule un courant de maintien suffisant pour l'accrochage du triac 2, de sorte qu'il se produit sur le triac 2 la courbe de tension UT3 et donc à l'entrée de surveillance 13, la tension UA3, qui correspond à la tension UA0 de la figure 7b. Le micro-ordinateur 4 coupe ensuite le moteur 1, en ce qu'il ne continue pas de commander le triac 2 ou en ce qu'il ouvre l'interrupteur 3 éventuellement prévu. En variante à ceci, dans le cas des exemples de réalisation selon les figures 2 et 3, dans lesquels l'entrée de surveillance 13 est une entrée analogique, il peut être prévu le fonctionnement suivant, simplifiant la mesure: lorsque l'interrupteur de sur- température 18 est ouvert, l'interrupteur 3 éventuellement fermé (figures 1, 3) et le triac 2 non commandé, avec les résistances 10, 12, 14, 15 dimensionnées comme indiqué ci-dessus, il se produit à l'entrée de surveillance 13 la tension UA2 (voir figure 7b). Si tel est le cas, le micro-ordinateur 4 exécute des mesures renouvelées, jusqu'à ce que l'interrupteur de sur- température 18 se ferme à nouveau après refroidissement, après quoi la tension UA1 s'applique à nouveau et est mesurée. En cas d'interruption (défaut) dans le tachymètre 7 ou dans son circuit d'adaptation 8, si l'interrupteur 3 est éventuellement fermé et le triac 2 non commandé, il apparaît maintenant la tension UT1 ou la tension UA1 (voir figures 7a, 7b), dans ce cas, qui est un cas de service après-vente, le moteur 1 étant coupé. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 3, les circuits et les fonctions des exemples de réalisation selon la figure 1 et la figure 2 sont réunis, de sorte qu'une surveillance d'un court-circuit du triac ainsi qu'une surveillance d'un défaut de tachymètre par opposition à l'interrupteur de sur-température 18 ouvert, est possible. Pour le mode de fonctionnement il est renvoyé aux commentaires faits ci-dessus. L'exemple de réalisation selon la figure 1 concerne un cas d'utilisation dans lequel le micro-ordinateur 4 ne présente en tant qu'entrée de surveillance aucune entrée analogique, mais une entrée numérique 19. Le noeud 11 et la résistance parallèle 10 sont reliés à un circuit 20, qui contient essentiellement un redresseur pour la tension alternative et un comparateur réglé sur une valeur seuil et qui est monté en amont de l'entrée numérique 19. La résistance 12 n'est pas absolument nécessaire ici. Le point de référence 24 du circuit d'interprétation numérique est relié dans ce cas au pôle N. Le mode de fonctionnement correspond essentiellement à ce qui a été décrit précédemment. I1 REVENDICATIONS 1. Circuit de surveillance pour la commande d'un moteur électrique, en particulier d'un moteur de tambour à linge, une électronique de commande, en particulier un micro-ordinateur, réglant la vitesse de rotation du moteur par l'intermédiaire d'un élément de commutation électronique, en particulier un triac, monté en série avec le moteur sur le réseau d'alimentation, et la vitesse de rotation réelle étant interprétée par un organe de surveillance de vitesse de rotation, caractérisé en ce qu'une résistance parallèle (10) est montée en parallèle au montage en série du moteur (1) et d'un interrupteur (3, 18), en ce que la résistance parallèle (10) et l'élément de commutation électronique (2) sont montés en série sur le réseau d'alimentation (L, N) et en ce que le noeud (11) de la résistance parallèle (10), situé sur l'élément de commutation électronique (2), est relié, par l'intermédiaire d'un circuit d'interprétation (20, 23), à une entrée de surveillance (13, 19) de l'électronique de commande (4), en ce que le circuit d'interprétation est monté simultanément en parallèle à l'élément de commutation (2), dans le flux de courant (20, 23), et en ce que l'électronique de commande (4) interprète]les trois états de tension, différents, survenant sur le noeud (11), afin de déterminer les états de défauts. 2. Circuit de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre le noeud (11) et l'entrée de surveillance (13) est montée une résistance (12), et en ce qu'à l'entrée de surveillance (13) se trouve la prise d'un diviseur de tension (14, 15), qui est raccordé à des sources de tension de référence (21, 22). 3. Circuit de surveillance selon la revendication 2, caractérisé en ce que la résistance parallèle (10) est de valeur élevée par rapport à la résistance intérieure du moteur (1), et la résistance (12) est à peu près de valeur tout aussi élevée que la résistance parallèle (10) et les résistances (14, 15) du diviseur de tension sont de valeur inférieure à celle de la résistance parallèle (10), mais de valeur supérieure à celle du moteur (1). 4. Circuit de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée de surveillance est une entrée numérique (19) du microordinateur (4), en amont de laquelle est monté un circuit constitué essentiellement d'un redresseur et d'un comparateur, sur lequel se situe le noeud (11). 5. Circuit de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'interrupteur (3) est un interrupteur électro-mécanique, commandable par l'électronique de commande (4). 6. Circuit de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'interrupteur est un interrupteur à sur-température, qui s'ouvre en cas de température trop élevée du moteur (1) et se ferme lorsque la température redescend après une température trop élevée. 7. Circuit de surveillance selon l'une quelconques des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'électronique de commande (4) ne ferme pas l'interrupteur (3), dans le cas d'un court-circuit de l'élément de commutation électronique (2) dû à un défaut, lorsqu'il est ouvert, ou l'ouvre, lorsqu'il est fermé. 8. Circuit de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'électronique de commande (4) ne continue pas de commander l'élément de commutation électronique (2) ou ouvre l'interrupteur (3), lorsqu'il ne reçoit pas de signal de vitesse de rotation, au moyen d'une détection d'une vitesse de rotation (7, 8) à une entrée (9), bien que l'élément de commutation électronique (2) soit commandé.