Brevet FR2771251A1 — publié le 19990521

l L'invention se rapporte à un procédé de répartition d'une énergie électrique globale limitée sur au moins deux dissipateurs, par exemple sur les deux corps de chauffe d'un fer à repasser à génération5 extérieure de vapeur, chaque dissipateur étant alimenté par une source commune de tension par l'intermédiaire d'un organe électronique de commutation et ceux-ci étant branchés et débranchés (commande par tout ou rien) en une séquence rapide par un organe de commande de manière10 que les moyennes des courants circulant dans les au moins deux dissipateurs soient dans un rapport déterminé. L'invention se rapporte par ailleurs à une disposition pour la mise en oeuvre du procédé. La situation dans laquelle une énergie électrique globale limitée doit être répartie sur deux dissipateurs ou plus avec consommation d'énergie variant dans le temps apparaît par exemple dans un fer à repasser à générateur externe de vapeur d'eau, le premier dissipateur étant le corps de chauffe se20 trouvant dans le fer à repasser et le deuxième dissipateur étant le corps de chauffe du générateur externe de vapeur, dont celle-ci est dirigée sur le fer à repasser par un flexible. L'obligation de limiter l'énergie globale résulte dans ce cas par exemple de la charge maximale pouvant être imposée à la source de tension par laquelle le fer à repasser est alimenté, par exemple de la puissance connectée au réseau public d'alimentation. Les demandes en énergie du corps de chauffe du fer à repasser et de celui du générateur de30 vapeur sont fortement fonction de l'état de service momentané du fer et elles fluctuent fortement entre les deux corps de chauffe. Par exemple, la demande en énergie du corps de chauffe du fer à repasser peut représenter à un certain état de service 20% et la demande en énergie du corps de chauffe du générateur de vapeur peut représenter 80% de l'énergie globale disponible, tandis qu'à un autre état de service, ce rapport numérique est inversé. Pour obtenir une répartition variable optimale et rapide de l'énergie globale, les deux dissipateurs (corps de chauffe) sont montés en série avec un organe électronique de commutation (organe de commutation de puissance), par exemple avec un triac et ces deux organes de commutation sont branchés et débranchés (commande par tout ou rien) par un organe de commande dans le sens d'une répartition optimale de l'énergie en une séquence relativement rapide de manière qu'à chaque instant au maximum un seul organe de commutation soit passant. Dans certains cas déterminés d'utilisation, par exemple dans le cas mentionné ci-dessus d'un fer à repasser, lesdits organes électroniques de commutation se trouvent dans un environnement chaud, de sorte que se posent des problèmes de l'évacuation de la chaleur perdue non négligeable émise par un organe électronique20 de commutation branché de manière à être passant. La présente invention a pour objet d'éliminer le problème de la chaleur perdue, qui peut être difficile à évacuer et qui est générée par les organes électroniques de commutation dans un procédé du type tel que spécifié en préambule. L'invention a par ailleurs pour objet d'élaborer une disposition pour la mise en oeuvre du procédé. Selon une particularité essentielle du procédé tel que spécifié en préambule, pendant chaque intervalle de temps au cours duquel un dissipateur est branché sur la source de tension, ce branchement n'est provoqué qu'au début et à la fin de l'intervalle de temps par l'organe électronique de commande et, pendant le reste de l'intervalle de temps, il est effectué par un organe35 mécanique de commutation. Selon une autre particularité du procédé selon l'invention, l'un des au moins deux dissipateurs est branché à tout instant sur la source d'alimentation en tension.5 L'invention se rapporte également à une disposition de répartition d'une énergie électrique globale limitée sur au moins deux dissipateurs, par exemple sur les deux corps de chauffe d'un fer à repasser à génération extérieure de vapeur d'eau, chaque10 dissipateur étant raccordé à une source commune de tension par un organe électronique de commutation et ceux-ci pouvant être branchés et débranchés (commande par tout ou rien) en une séquence rapide par un organe de commande de manière que les moyennes des courants15 circulant dans les au moins deux dissipateurs soient dans un rapport déterminé; selon une particularité essentielle de l'invention, des organes mécaniques de commutation sont montés en parallèle avec les organes électroniques de commutation et lesdits organes électroniques et mécaniques de commutation peuvent être commandés de manière que pendant chaque intervalle de temps au cours duquel un dissipateur est branché sur la source de tension, ce branchement ne soit provoqué qu'au début et à la fin de l'intervalle de temps par l'organe25 électronique de commutation et pendant le reste de l'intervalle de temps, il soit effectué par un organe mécanique de commutation. Les organes électroniques de commutation peuvent être des triacs et les organes mécaniques de commutation peuvent être des contacts de relais. L'invention permet d'obtenir que pendant la majeure partie d'un intervalle de temps au cours duquel l'un des au moins deux dissipateurs est conducteur de courant, la génération de chaleur perdue par l'organe35 électronique correspondant de commutation est empêchée. Selon l'invention, l'organe électronique de commutation n'est passant qu'au début et à la fin de l'intervalle de temps, tandis que pendant le reste de cet intervalle, l'organe électronique de commutation est court-circuité par celui qui est mécanique. L'organe mécanique de5 commutation est de préférence un contact de relais, ce dernier étant commandé en conséquence par l'organe correspondant. En présence de deux dissipateurs, il est possible d'utiliser soit deux relais, dont chacun comprend un contact de travail, soit un unique relais10 équipé d'un contact inverseur qui court-circuite en alternance l'un ou l'autre des organes électroniques de commutation. L'utilisation exclusive de relais, en renonçant à des organes électroniques de commutation, est hors de question, car l'actionnement des contacts de relais provoquerait brièvement une interruption totale de la consommation d'énergie par les deux dissipateurs ou plus et ceci provoquerait dans le réseau d'alimentation des fluctuations de tension qui dépasseraient les valeurs20 admissibles des normes existantes de scintillation avec les fréquences relativement élevées de commutation dictées par l'organe de commande. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure i est un schéma d'un exemple d'une disposition selon l'invention et les figures 2 à 5 sont des graphiques illustrant l'état de service des organes électroniques et mécaniques de commutation en fonction du temps. Le schéma de principe à deux dissipateurs que représente la figure 1 peut être celui d'un fer à repasser à générateur extérieur de vapeur d'eau. Le corps de chauffe la sert au chauffage du fer et le corps35 de chauffe lb, à la production de vapeur d'eau dans le générateur correspondant. Un triac 2a, 2b raccorde chacun des deux corps de chauffe à une tension alternative L, N. Un contact a ainsi que b qui fait partie du relais A et d'autre part du relais B est monté en parallèle avec chaque triac. Un organe 5 comprenant5 un microprocesseur commande les triacs et les relais. La commande s'effectue essentiellement en fonction d'organes de mesure de la température de la semelle du fer à repasser et de celle du générateur de vapeur et aussi de manière qu'au moins l'un des deux dissipateurs10 soit branché à tout instant sur la source d'alimentation en tension. Les figures 2 à 5 illustrent en fonction du temps la répartition des courants individuels sur les deux triacs et les deux contacts de relais en admettant15 une répartition de l'énergie dans le rapport 60/40 sur les deux corps de chauffage la et lb. La figure 2 représente le courant i2a qui ne circule dans le triac la qu'au début et à la fin de l'intervalle correspondant de temps Ta au cours duquel20 le corps de chauffe la est conducteur. La figure 3 montre la manière dont le courant circule par le contact de relais a pendant la majeure partie de l'intervalle de temps Ta. Les figures 4 et 5 illustrent les conditions correspondantes existant pendant l'intervalle de temps Tb au cours duquel le corps de chauffe lb est conducteur. La résistance transitoire d'un contact de relais étant notablement inférieure à celle d'un organe électronique de commutation branché de manière à être passant, le problème de l'évacuation de la chaleur perdue de l'organe électronique de commutation est pratiquement éliminé. Dans le cas de l'utilisation d'un relais à contact inverseur, l'un des deux dissipateurs est toujours conducteur. En cas d'utilisation de relais séparés, dont chacun comprend un contact de travail, la commande peut aussi s'effectuer de manière que pendant des intervalles déterminés de temps, aucun des deux dissipateurs ou plus n'est conducteur.5 En principe, les organes électroniques de commutation, par exemple lorsqu'il s'agit de transistors unipolaires, peuvent aussi être commandés avec déphasage. Ceci n'entre toutefois pas en question pratiquement, car il en résulterait une complication10 technique et une commande par "paquets d'oscillations" permet un dosage suffisamment fin de la répartition de l'énergie. R E V E N D I C A T I O NS 1. Procédé de répartition d'une énergie électrique globale limitée sur au moins deux dissipateurs (la, lb), par exemple sur les deux corps de chauffe d'un fer à repasser à génération extérieure de vapeur, chaque dissipateur étant alimenté par une source commune de tension (L, N) par l'intermédiaire d'un organe électronique de commutation (2a, 2b) et ceux-ci étant branchés et débranchés (commande par tout ou rien) en une séquence rapide par un organe de commande (5) de manière que les moyennes des courants circulant dans les au moins deux dissipateurs soient dans un rapport déterminé, caractérisé en ce que pendant chaque intervalle de temps (Ta, Tb) au cours duquel un15 dissipateur (la, 2a) est branché sur la source de tension (L, N), ce branchement n'est provoqué par l'organe électronique de commutation (2a, 2b) qu'au début et à la fin de l'intervalle de temps (Ta, Tb) et, pendant le reste de l'intervalle de temps (Ta, Tb), il20 est effectué par un organe mécanique de commutation (a, b). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des au moins deux dissipateurs (2a, 2b) est branché à tout instant sur la source d'alimentation25 en tension (L, N). 3. Disposition de répartition d'une énergie électrique globale limitée sur au moins deux dissipateurs (la, lb), par exemple sur les deux corps de chauffe d'un fer à repasser à génération extérieure de30 vapeur, chaque dissipateur étant raccordé à une source commune de tension (L, N) par un organe électronique de commutation (2a, 2b) et ceux-ci pouvant être branchés et débranchés (commande par tout ou rien) en une séquence rapide par un organe de commande (5) de manière que les35 moyennes des courants circulant dans les au moins deux dissipateurs soient dans un rapport déterminé, caractérisée en ce que des organes mécaniques de commutation (a, b) sont montés en parallèle avec les organes électroniques de commutation (2a, 2b), en ce que5 lesdits organes électroniques et mécaniques de commutation peuvent être commandés de manière que pendant chaque intervalle de temps (Ta, Tb) au cours duquel un dissipateur (la, 2a) est branché sur la source de tension (L, N), ce branchement ne soit provoqué par10 l'organe électronique de commutation (2a, 2b) qu'au début et à la fin de l'intervalle de temps (Ta, Tb) et pendant le reste de l'intervalle de temps (Ta, Tb) il soit effectué par l'organe mécanique de commutation (a, b). 4. Disposition selon la revendication 3, caractérisée en ce que les organes électroniques de commutation (2a, 2b) sont des triacs. 5. Disposition selon l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que les organes mécaniques de commutation (a, b) sont des contacts de relais.