Brevet FR2851117A1 — publié le 20040813

Four pour la cuisson d'aliments La présente invention est relative aux fours pour la cuisson d'aliments. Plus particulièrement, l'invention concerne un four pour la cuisson d'aliments comprenant une enceinte comprenant une atmosphère de cuisson et destinée à recevoir et à chauffer les aliments, ce four comprenant - une turbine, pour brasser l'atmosphère de cuisson, 10 - un moteur électrique pour entraîner la turbine en rotation alternativement dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire, ce moteur comportant un bobinage principal, et - des premiers moyens de commutation adaptés pour 15 inverser le sens de rotation du moteur électrique. Ce type de four est connu notamment des documents US 4 671 250 et EP-A-1 107 650. Plus particulièrement, le document EP-A-1 107 650 décrit un exemple d'un tel four, dans lequel le moteur 20 électrique est alimenté par un courant continu et les premiers moyens de commutation permettent d'inverser le sens du courant dans le moteur. En inversant le sens du courant alimentant le moteur, on inverse le sens de rotation de la turbine. Dans les fours pour la cuisson d'aliments, afin de répartir le mieux possible la chaleur dans l'enceinte destinée à recevoir et à chauffer les aliments, il est courant d'inverser assez fréquemment le sens de rotation de la turbine (toutes les deux à quatre minutes environ). 30 Pendant l'inversion de sens, la chauffe doit être interrompue afin d'éviter l'accumulation de chaleur au sommet de l'enceinte. Le fait d'inverser cette rotation ralentit la cuisson. Donc, il est souhaitable de changer de sens de rotation de la turbine le plus vite possible. Cependant, dans ce type de four, l'inversion du sens de rotation de la turbine est contrariée par l'inertie de la turbine et le faible couple des moteurs dont sont équipés 5 ces fours. Sans système de freinage, l'ensemble constitué du moteur et de la turbine est très long à s'arrêter et à repartir en sens inverse. Il existe des moteurs équipés de freins électromécaniques, mais ils sont coteux et nécessitent une maintenance importante due à l'usure des 10 mâchoires de frein. La présente invention a notamment pour but de freiner et d'inverser la rotation de la turbine en un temps le plus court possible, sans avoir les inconvénients liés aux freins électromécaniques. A cet effet, on prévoit selon l'invention, un four qui, outre les caractéristiques déjà mentionnées, est caractérisé par le fait: - que le bobinage principal est alimenté par une source de courant électrique alternatif, et - qu'il comprend en outre des deuxièmes moyens de commutation adaptés pour déconnecter le bobinage principal de la source de courant alternatif, pendant une phase de freinage, durant les demi-alternances négatives du courant électrique alternatif. Grâce à ces dispositions, on alimente le bobinage principal avec un courant redressé qui freine le moteur. On arrête ainsi plus rapidement le moteur avant d'en inverser la rotation. Dans des modes de réalisation préférés de 30 l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - les deuxièmes moyens de commutation sont adaptés pour déconnecter de la source de courant alternatif, pendant la phase de freinage, le bobinage principal durant les demialternances négatives et une partie des demi- alternances positives du courant électrique alternatif; on peut ainsi graduer la puissance nécessaire au freinage du moteur; - les deuxièmes moyens de commutation sont adaptés pour connecter à la source de courant alternatif, pendant une phase d'entraînement, le bobinage principal durant les demi-alternances positives et au moins une partie des demialternances négatives du courant électrique alternatif; il 10 est ainsi éventuellement possible de graduer la vitesse du moteur pendant son redémarrage en sens inverse; - le moteur comporte un bobinage secondaire et les premiers moyens de commutation sont adaptés pour inverser le sens du courant respectivement dans les bobinages principal 15 et secondaire avant la phase de freinage; on obtient ainsi une meilleure efficacité du freinage et par conséquent un temps de freinage encore plus court; et - les deuxièmes moyens de commutation sont adaptés pour déconnecter le bobinage principal, de la source de 20 courant alternatif, pendant une phase de repos immédiatement consécutive à la phase de freinage; cette disposition permet d'éviter que le moteur ne reparte, après arrêt, dans le même sens de rotation qu'avant la phase de freinage. Selon un autre aspect l'invention concerne un 25 procédé de contrôle de cuisson d'aliments dans un four, dans lequel - on brasse l'atmosphère de cuisson dans le four grâce à une turbine entraînée par un moteur électrique ayant un bobinage principal, - on inverse, à l'aide de premiers moyens de commutation, le sens de rotation du moteur électrique, pour entraîner la turbine en rotation alternativement dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire, caractérisé par le fait - qu'on alimente le bobinage principal avec une source de courant alternatif, et - qu'on déconnecte de la source de courant 5 alternatif, pendant une phase de freinage, le bobinage principal durant les demi-alternances négatives du courant électrique alternatif. Dans des modes de mise en oeuvre du procédé selon de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à 10 l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - on déconnecte le bobinage principal, de la source de courant alternatif, pendant la phase de freinage, durant les demi-alternances négatives et une partie des demialternances positives du courant alternatif; - on connecte le bobinage principal, à la source de courant alternatif, pendant une phase d'entraînement, durant les demi-alternances positives et au moins une partie des demi-alternances négatives du courant électrique alternatif; - on inverse le sens du courant respectivement dans le bobinage principal et un bobinage secondaire avant la phase de freinage; et - on déconnecte le bobinage principal, de la source de courant alternatif, pendant une phase de repos 25 immédiatement consécutive à la phase de freinage. L'invention sera également mieux comprise à l'aide des dessins, sur lesquels: - la figure 1 représente schématiquement en coupe, dans un plan vertical perpendiculaire à la paroi de fond et 30 coupant cette paroi de fond sensiblement par le milieu, un mode de réalisation d'un four conforme à la présente invention; - la figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation d'un circuit d'alimentation électrique des moteurs entraînant les turbines du four représenté sur la figure 1; - la figure 3 représente schématiquement une période 5 du courant destiné à alimenter les circuits primaires des moteurs entraînant les turbines du four représenté sur la figure 1; et - la figure 4 représente un cycle de fonctionnement des premiers et deuxièmes moyens de commutation permettant 10 de gérer l'alimentation des moteurs entraînant les turbines du four représenté sur la figure 1. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention 15 apparaîtront à la lecture de la description d'un de ses modes de réalisation décrits cidessous en relation avec les figures 1 à 4. Selon ce mode de réalisation, représenté sur la figure 1, le four 1 selon l'invention comprend une enceinte 20 2 (ou moufle), fermée par une porte 3 destinée à l'introduction des aliments à chauffer et/ou à cuire dans l'enceinte 2. L'enceinte 2 a une forme sensiblement parallélépipédique avec une paroi de fond 4, opposée à la 25 porte 3, ainsi que deux parois latérales verticales, une sole 5 et une vote 6. Les parois latérales sont adaptées pour recevoir vingt plateaux 7 sur lesquels peuvent être répartis les aliments à chauffer et/ou à cuire. Le four 1 comporte, sur sa paroi de fond 4, deux dispositifs de chauffe 8 circulaires respectivement autour d'axes horizontaux X et X' perpendiculaires à la paroi de fond 4. Les dispositifs de chauffe 8 comportent, dans l'exemple de mode de réalisation présenté ici, des résistances électriques. Deux turbines 9 sont montées rotatives chacune respectivement autour des axes X et X'. Chaque turbine 9 est 5 constituée d'un disque 10 centré sur l'un des axes X et X'. En périphérie du disque 10, chaque turbine 9 comporte une pluralité de pales 11 régulièrement angulairement réparties autour de l'un des axes X et X'. Ces pales 11 sont par exemple constituées de lamelles rectangulaires planes 10 s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire au disque 10 et passant par l'un des axes X et X'. Cette symétrie par rapport à un axe X ou X' permet de faire tourner les pales 11 dans les sens horaire et anti-horaire, de manière équivalente. Chaque pale 11 est liée d'une part, au disque 10 par un premier bord 12 et, d'autre part, à une couronne 13 par un deuxième bord 14. La couronne 13 est circulaire, avec un diamètre externe sensiblement égal à celui du disque 10. Elle est centrée sur l'axe X ou X' correspondant. Elle 20 s'étend dans un plan parallèle au disque 10. Le disque 10 a un diamètre sensiblement inférieur à celui du cercle sur lequel s'étend chaque dispositif de chauffe 8. Chaque turbine 9 est entraînée par un moteur M ou 25 M', par l'intermédiaire d'un arbre 15 s'étendant selon l'axe X ou X'. Chaque moteur M ou M', est par exemple un moteur monophasé à quatre pôles d'une puissance de 250 watts. Comme représenté sur la figure 2, chaque moteur M ou 30 M' comporte un bobinage principal 16 et un bobinage secondaire 17. Les moteurs M et M' sont alimentés en courant alternatif à partir d'une source de courant 19, via un circuit d'alimentation 20. Des condensateurs 21 permettent de déphaser les bobinages secondaires 17 par rapport aux bobinages principaux 16 des moteurs monophasés M et M'. Pour des moteurs de 250 watts, leur valeur est par exemple d'une dizaine de microfarads. Des résistances 22 déchargent les condensateurs 21 après coupure de l'alimentation des moteurs M et M' pour une éventuelle opération de maintenance. Ces résistances 22 font par exemple 470 kilos Ohms. Chaque moteur M ou MI est commandé par des premiers Ki, des deuxièmes K2 et des troisièmes K3 moyens de commutation. Les premiers moyens de commutation Ki sont par exemple constitués d'un relais électromécanique. Ils permettent d'inverser le sens du courant dans le bobinage 15 principal 16 par rapport au sens du courant dans le bobinage secondaire 17. Les deuxièmes moyens de commutation K2 sont par exemple constitués d'un relais électronique de puissance intercalé dans le circuit d'alimentation 20 des moteurs M et 20 M'. Ce relais est du type dit asynchrone. Les troisièmes moyens de commutation K3 sont par exemple constitués d'un relais. Ce relais interface le circuit d'alimentation 20 des moteurs M et M' avec l'électronique de pilotage (non représentée). Ce relais 25 commande les premiers moyens de commutation Kl de chaque moteur M ou M'. Les deuxièmes K2 et troisièmes K3 moyens de commutation sont implantés par exemple sur une carte relais 18. Les deuxièmes moyens de commande K2 sont gérés par l'électronique de pilotage à partir du zéro de tension (point Z sur la figure 3 représentant les alternances positives P et négatives N du courant sinusodal injecté dans le circuit d'alimentation 20 des moteurs M et M') . Le zéro de tension Z est détecté par l'électronique de pilotage. L'électronique de pilotage commande les deuxièmes 5 moyens de commutation K2, à partir du zéro de tension Z, pour connecter les moteurs M et M' à la source de courant 19 pendant seulement les demi-alternances positives P et même seulement qu'une partie de ces demi-alternances P (zones hachurées sur la figure 3), afin de graduer la puissance 10 nécessaire au freinage des moteurs M et M'. De cette manière, le courant alimentant les moteurs M et M' pendant les phases de freinage (notées F sur la figure 4) est un courant redressé. Réciproquement, pour alimenter les moteurs M et M', 15 pendant des phases d'entraînement E des moteurs M et M', les deuxièmes moyens de commutation K2 peuvent être commandés par l'électronique de pilotage, toujours à partir du zéro de tension Z, pour connecter les moteurs M et M' à la source de courant 19 pendant toutes les demi-alternances positives P 20 et au moins une partie des demi-alternances négatives N, ceci afin de graduer la vitesse des moteurs M et M'. Pour obtenir une meilleure efficacité du freinage, avant d'injecter le courant redressé à l'aide des deuxièmes moyens de commutation K2, on peut inverser le sens des 25 moteurs M et M'. Cette inversion est réalisée en inversant le sens du courant dans le bobinage principal 16 par rapport au bobinage secondaire 17 des moteurs M et M', par l'intermédiaire des premiers moyens de commutation Kl. Afin d'éviter que les moteurs M et M' ne repartent, 30 après freinage, sans avoir changé de sens de rotation, les deuxièmes moyens de commutation K2 sont remis à zéro pendant une phase de repos R, par exemple de deux secondes, à la fin des phases de freinage F et avant les phases d'entraînement E pendant lesquelles on relance les moteurs M et M' à la vitesse souhaitée. La figure 4 représente un cycle de fonctionnement des premiers Kl et deuxièmes K2 moyens de commutation. Les premiers moyens de commutation Kl peuvent prendre deux configurations symbolisées par les états 0 et 1 sur la courbe du haut de la figure 4. L'état 0 correspondant au sens horaire et l'état 1 au sens anti-horaire. Sur la courbe du bas de la figure 4, on a représenté 10 par un état 0, l'état dans lequel les deuxièmes moyens de commutation K2 déconnectent les moteurs M et M' de la source de courant 19 et par un état 1, l'état dans lequel les deuxièmes moyens de commutation K2 connectent les moteurs M et M' à la source de courant 19 pendant la totalité de 15 chaque période du cycle du courant alternatif d'alimentation de ces moteurs M et M'. Un état intermédiaire entre les états 0 et 1 correspond aux phases de freinage F. Il est obtenu, comme indiqué ci-dessus, en ne connectant les moteurs M et M' à la source de courant 19 que pendant une 20 partie des demi-alternances positives P, par l'intermédiaire des deuxièmes moyens de commutation K2. Cet état peut prendre n'importe quelle valeur entre 0 et 1 de manière à graduer la puissance fournie aux moteurs M et M', pendant les phases de freinage F. REVENDICATIONS 1. Four pour la cuisson d'aliments comprenant une enceinte (2) comprenant une atmosphère de cuisson et 5 destinée à recevoir et à chauffer les aliments, ce four comprenant: - une turbine (9), pour brasser l'atmosphère de cuisson, - un moteur électrique (M,M') pour entraîner la 10 turbine (9) en rotation alternativement dans le sens horaire et dans le sens antihoraire, ce moteur (M,M') comportant un bobinage principal (16), et - des premiers moyens de commutation (Ki) adaptés pour inverser le sens de rotation du moteur électrique 15 (M,M'), caractérisé par le fait - que le bobinage principal (16) est alimenté par une source (19) de courant électrique alternatif, et - qu'il comprend en outre des deuxièmes moyens de 20 commutation (K2) adaptés pour déconnecter le bobinage principal (16) de la source (19) de courant alternatif, pendant une phase de freinage (F), durant les demialternances négatives (N) du courant électrique alternatif. 2. Four selon la revendication 1, dans lequel les 25 deuxièmes moyens de commutation (K2) sont adaptés pour déconnecter de la source (19) de courant alternatif, pendant la phase de freinage (F), le bobinage principal (16) durant les demi-alternances négatives (N) et une partie des demialternances positives (P) du courant électrique alternatif. 30 3. Four selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les deuxièmes moyens de commutation (K2) sont adaptés pour connecter à la source (19) de courant alternatif, pendant une phase d'entraînement (E), le bobinage principal (16) durant les demi-alternances positives (P) et au moins une partie des demi-alternances négatives (N) du courant électrique alternatif. 4. Four selon l'une des revendications précédentes, 5 dans lequel le moteur (M,M') comporte un bobinage secondaire (17) et les premiers moyens de commutation (Ki) sont adaptés pour inverser le sens du courant respectivement dans les bobinages principal (16) et secondaire (17) avant la phase de freinage (F). 5. Four selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les deuxièmes moyens de commutation (K2) sont adaptés pour déconnecter le bobinage principal (16), de la source (19) de courant alternatif, pendant une phase de repos (R) immédiatement consécutive à la phase de freinage 15 (F). 6. Procédé de contrôle de cuisson d'aliments dans un four (1), dans lequel: - on brasse l'atmosphère de cuisson dans le four (1) grâce à une turbine (9) entraînée par un moteur électrique 20 (M,M1) ayant un bobinage principal (16), - on inverse, à l'aide de premiers moyens de commutation (Kl), le sens de rotation du moteur électrique (MM1), pour entraîner la turbine (9) en rotation alternativement dans le sens horaire et dans le sens anti25 horaire, caractérisé par le fait - qu'on alimente le bobinage principal (16) avec une source (19) de courant alternatif, et - qu'on déconnecte de la source (19) de courant 30 alternatif, pendant une phase de freinage (F), le bobinage principal (16) durant les demi- alternances négatives (N) du courant électrique alternatif. 7. Procédé selon la revendication 6, on déconnecte le bobinage principal (16), de la source (19) de courant alternatif, pendant la phase de freinage (F), durant les demi-alternances négatives (N) et une partie des demialternances positives (P) du courant électrique alternatif. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel on connecte le bobinage principal (16), à la source (19) de courant alternatif, pendant une phase d'entraînement (E), durant les demialternances positives (P) et au moins une partie des demi-alternances négatives 10 (N) du courant électrique alternatif. 9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel le moteur (M,M') comporte un bobinage secondaire (17) et on inverse le sens du courant respectivement dans le bobinage principal (16) et dans un bobinage secondaire (17) 15 avant la phase de freinage (F). 10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel on déconnecte le bobinage principal (16), de la source (19) de courant alternatif, pendant une phase de repos (R) immédiatement consécutive à la phase de freinage 20 (F).