Brevet FR2885001A1 — publié le 20061027

L'invention est née d'un problème de fours professionnels grande cuisine, abordés plus loin, mais un problème qui ne concerne que l'alimentation de leurs résistances électriques de chauffage. Or, bien d'autres appareils sont équipés de résistances électriques, si bien que l'invention de la présente demande concerne en fait tout appareil électrique professionnel grande cuisine, comme donc, aussi à titre d'exemple, un tunnel de cuisson, une cellule de fumage, une friteuse, une machine à laver, etc.. Pour revenir aux fours, on connaît des fours à chauffage par convection, avec 1 o des résistances de chauffage et des ventilateurs de convection. On connaît aussi des fours à chauffage à la vapeur, avec, à l'extérieur de la cavité, un générateur de vapeur comprenant des résistances de chauffage ou, à l'intérieur de la cavité, des résistances de chauffage sur lesquelles on projette de l'eau pour produire la vapeur. On connaît aussi des fours mixtes ou combinés, à double chauffage par convection et à la vapeur, sans parler des fours permettant également un chauffage par micro-ondes. L'invention est également née d'une difficulté d'alimentation de ces résistances de chauffage. Les systèmes d'alimentation électrique en triphasé présente de nombreux avantages bien connus et ils se sont imposés depuis longtemps. Un réseau de distribution triphasé comprend des conducteurs de phase et, éventuellement, un conducteur neutre, dont on peut s'affranchir dans le cas d'un montage étoile équilibré, dans lequel les charges sont quasiment identiques. Le problème des réseaux triphasés est que la tension composée qu'ils présentent entre les conducteurs de phase pris deux à deux varie d'un pays à un autre. Il en est donc de même de la tension simple avec l'un des conducteurs de phase et le conducteur ou le point neutre flottant. Par exemple, en Europe, la tension composée d'un montage étoile est de 400 V correspondant à une tension simple de 231 V, aux Etats-Unis, les tensions composées sont de 480 V (tension simple de 277 V), 240 V ou 208 V, et, sur les bâtiments de la marine de 440 et 254 Volts. C'est donc pour les constructeurs un problème de coût et de délai d'approvisionnement et de stockage de résistances, qui, s'il n'était pas bien résolu, risquerait, du fait de puissances apparentes trop élevées, de faire disjoncter les installations et de provoquer des claquages des résistances. Ainsi, à titre d'exemple, si on considère une résistance R d'une puissance P de 100 W sous une tension U de 208 V, branchée dans un montage étoile américain (U = 277 V), la puissance apparente P' serait trop importante. Si on considère le courant I qui devrait traverser cette résistance, on peut écrire les relations suivantes: P= UI U=RI DoncR = U I soitR R P R = (208)2 1000 Dans la relation ci-dessus, on tire: U'2 P'= R P' =1000( 208)2 P' =1774V La puissance apparente est donc près du double de la puissance normale. On remarquera ici, finalement, que la portée de la demande peut s'étendre au-25 delà de la solution du problème des réseaux triphasés et que le problème de n'importe quel réseau monophasé ou polyphasé serait le même. U P/U U2 La demanderesse a donc cherché à résoudre le problème de maintenir constante la puissance apparente d'une résistance électrique d'un appareil professionnel grande cuisine, indépendamment de la tension, autrement dit d'adapter n'importe quelle tension à une résistance déterminée à puissance constante. C'est grâce à la commande actuelle particulière de ces résistances, par contacteurs statiques à commande électronique par microprocesseur que la demanderesse a eu l'idée de son invention. Ainsi l'invention concerne un appareil électrique professionnel grande cuisine comprenant des moyens de chauffage comportant au moins une résistance électrique de puissance nominale déterminée et reliée à la sortie d'un contacteur statique relié à des moyens de commande et destiné à être raccordé en entrée à un conducteur de phase d'un réseau électrique d'alimentation de la résistance de courant alternatif et sous une certaine tension, appareil caractérisé par le fait que les moyens de commande sont agencés pour commander le contacteur statique et couper le courant d'alimentation de la résistance de façon à maintenir la puissance apparente de la résistance sensiblement égale à sa puissance nominale. L'appareil de l'invention est donc un appareil à alimentation adaptative. On remarquera que la fréquence de coupure du courant dépendra des 25 conditions imposées par le producteur d'électricité, d'une part, et des spécifications particulières de la résistance, d'autre part. Dans une forme de réalisation préférée de l'appareil de l'invention, il comporte une pluralité de résistances de convection à trois brins montés en étoile et une pluralité de résistances de chaudière à trois brins montés en étoile, respectivement reliés à des contacteurs statiques dont un commun, par l'un de leurs brins, à toutes les résistances de convection et à toutes les résistances de chaudière. - 4 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante du circuit électrique d'un four professionnel grande cuisine en référence au dessin, en annexe, sur lequel - la figure 1 représente la portion de circuit des résistances de chauffage et - la figure 2 représente la portion de circuit d'alimentation et de contrôle. Le circuit représenté ici est celui d'un four combiné à double chauffage par convection et à la vapeur, de relativement grande taille, en l'occurrence un four à vingt niveaux répartis sur deux zones, l'une haute et l'autre basse. Chaque zone de chauffage (figure 1) comporte ici deux résistances de convection (1, 2) et (3, 4) à trois brins chacune, respectivement (11, 12, 13), (21, 22, 23), (31, 32, 33) et (41, 42, 43). La chaudière du four comporte quatre thermoplongeurs, c'est-à-dire quatre résistance de chaudière (5, 6, 7, 8) à trois brins chacune (51, 52, 53), (61, 62, 63), (71, 72, 73) et (81, 82, 83). Le four est ici alimenté en courant alternatif à partir de trois conducteurs de phase (91, 92, 93) d'un réseau triphasé 9. Les trois brins de chaque résistance sont montés en étoile, chacun entre un point neutre flottant, respectivement (10, 20, 30, 40, 50, 60, 80) et l'un des contacteurs statiques de deux groupes de trois contacteurs (101, 102, 103) et (201, 202, 203). Chaque contacteur statique du premier groupe 101-103 est relié, en sortie, à l'un des brins des quatre résistances de convection. Le contacteur 101 est également relié ici en sortie à l'un des brins des quatre résistances de chaudière. Les deux autres brins de chacune des quatre résistances de chaudière sont respectivement reliés à deux (202, 203) des contacteurs du deuxième groupe 201-203. En entrée, les contacteurs de chaque groupe sont reliés respectivement aux trois conducteurs de phase 91-93. Dans l'exemple considéré, le contacteur 101 du premier groupe est donc 5 commun aux résistances de convection et aux résistances de chaudière par l'un des brins. Le circuit d'alimentation et de contrôle (figure 2) comporte un poste de transformation 301, une carte d'alimentation 302, une carte de commande à microprocesseurs 303, des cartes de relais 304 et 305 et un pupitre de commande 306. N'ont pas été représentés sur le dessin les organes du four autres que ceux qui ont été introduits plus haut et qui n'ont aucun rôle, dans l'invention, comme les ventilateurs, l'éclairage, la hotte de ventilation, la pompe et, le cas échéant, les éléments de la partie micro-ondes du four. Le poste de transformation 301 est relié en entrée à deux conducteurs de phase fournissant une tension d'alimentation déterminée, dans l'exemple considéré de 208 Volts. Le poste de transformation a pour fonction de transformer cette tension en une tension, ici de 230 Volts. Entre l'entrée et le transformateur 307, se trouve un disjoncteur de protection 308 connecté au transformateur sur sa sortie OV et l'une des cinq autres sorties 309 correspondant aux diverses tensions d'alimentation possibles. La carte d'alimentation 302 est alimentée à partir de la sortie du transformateur 307 pour alimenter à son tour, et ici sous des tensions de 5, 24 et 230 Volts, par des câbles 310 et 311 et 312 à une pluralité de conducteurs, la carte de commande 303, les cartes de relais (304, 305), et les autres éléments évoqués plus haut. La carte de commande 303 est reliée au pupitre de commande 306, aux cartes de relais (304, 305) par des câbles de liaison (313, 314) ainsi qu'à un groupe de capteurs de température 315. Cette carte de commande 303 comporte ici un premier microprocesseur 316 de commande des relais et un deuxième microprocesseur 317 de gestion du pupitre 306. On remarquera que la carte de commande 303 peut également commander une carte de relais micro-ondes par un câble 318. En ce qui concerne les cartes de relais 304, 305, elles sont montées sur les deux groupes de contacteurs statiques 101-103 et 201-203 respectivement, les contacts électriques étant assurés par les circuits imprimés des cartes, d'une part, et des vis de serrage des contacteurs sur les cartes, d'autre part. Enfin, les relais des cartes (304, 305) sont destinés à distribuer les tensions d'alimentation aux différents éléments fonctionnels comme les pompes, les électrovannes et, naturellement, les contacteurs statiques. Les contacteurs statiques, ici à thyristor, sont contrôlés par le microprocesseur 316 pour couper l'alimentation en courant des brins des résistances de chauffage 1-8 de façon cyclique et pendant une partie des cycles pour maintenir leur puissance apparente constante. La puissance nominale étant connue et la puissance apparente pouvant être calculée selon les relations ci- dessus, l'Homme du métier saura développer l'organigramme logiciel et le programme de commande des contacteurs pour aboutir à cette alimentation adaptée. Le programme établi est stocké en mémoire implantée sur la carte de commande 303. Ce programme vise en fait à couper une partie des alternances du courant d'alimentation. Pour reprendre l'exemple considéré plus haut d'une résistance nominale de 1000 W sous 208 V, sous 277 V, la puissance apparente serait de 1774 W. Grâce à l'invention, on fait chuter cette puissance apparente de 43,6 %. Le programme de coupure de l'alimentation sera déterminé par les 30 caractéristiques des résistances et conditions imposées par les producteurs d'électricité. 2885001 -7 On peut envisager une commande et des réglages prédéterminés. On peut aussi prévoir des commandes adaptatives automatiques par mesure des différents paramètres, tension, courant, fréquence. REVENDICATIONS 1. Appareil électrique professionnel grande cuisine comprenant des moyens de chauffage comportant au moins une résistance électrique (1-8) de puissance nominale déterminée et reliée à la sortie d'un contacteur statique (101-103, 201-203) relié à des moyens de commande (303) et destiné à être raccordée en entrée à un conducteur de phase (91-93) d'un réseau électrique (9) d'alimentation de la résistance en courant alternatif et sous une certaine tension, appareil caractérisé par le fait que les moyens de commande (303) sont agencés pour commander le contacteur statique (101-103, 201-203) et couper le courant d'alimentation de la résistance de façon à maintenir la puissance apparente de la résistance (1-8) sensiblement égale à sa puissance nominale. 2. Appareil électrique selon la revendication 1, dans lequel il est prévu une pluralité de résistances de convection (1-4) à trois brins (11, 12, 13) montés en étoile et une pluralité de résistances de chaudière (58) à trois brins (51, 52, 53) montés en étoile, respectivement reliés à des contacteurs statiques (101-103, 201-203) dont un (101) commun, par l'un de leurs brins (11-41), à toutes les résistances de convection (1-4) et à toutes les résistances de chaudière (5-8). 3. Appareil selon la revendication 2, dans lequel les moyens de commande comprennent un microprocesseur (316) de commande de relais (304, 305) destinés à distribuer les tensions d'alimentation aux contacteurs statiques (101-103, 201-203). 4. Appareil selon la revendication 3, dans lequel le microprocesseur (316) est agencé pour couper l'alimentation en courant des résistances de chauffage (1-8) de façon cyclique et pendant une partie des cycles.