Brevet FR2926171A1 — publié le 20090710

CIRCUIT DE DEMARRAGE POUR MOTEUR C.A. MONOPHASE DESCRIPTION L'invention concerne un circuit de démarrage pour un moteur, et particulièrement un circuit de démarrage pour un moteur C.A. (Courant Alternatif) monophasé. Des moteurs C.A. monophasés sont largement utilisés dans des appareils ménagers et dans des domaines comme des réfrigérateurs, des congélateurs, des machines à laver, des sèche-linges, des ventilateurs, des pompes et bien lo d'autres. Dans un moteur C.A. triphasé, après sa mise sous tension, un bobinage de stator génère un champ magnétique rotatif et amène un rotor à tourner. Les moteurs C.A. monophasés conventionnels ne peuvent générer qu'un champ magnétique avec une force et des polarités alternatives au lieu d'un champ magnétique rotatif. En l'occurrence, un moteur C.A. monophasé ne peut pas se ts démarrer tout seul. Pour résoudre le problème susmentionné, un moteur C.A. monophasé avec un rotor à cage d'écureuil et un stator enroulé ayant une paire de bobinages (un bobinage principal en tant que bobinage de fonctionnement et un bobinage auxiliaire en tant que bobinage de démarrage) est utilisé, et le bobinage de 20 démarrage est connecté à un commutateur centrifuge. Au démarrage, une tension C.A. est fournie au bobinage principal et au bobinage de démarrage. Après que la vitesse atteint 70 à 85 % d'une vitesse synchrone, le commutateur centrifuge arrête le bobinage de démarrage et le bobinage principal continue de fonctionner. La différence de phase entre le 25 courant du bobinage de démarrage et le courant du bobinage principal est d'environ 90 degrés, et le stator génère un champ magnétique rotatif dans les entrefers. Néanmoins, les contacts mécaniques dans le commutateur centrifuge génèrent souvent des étincelles électriques, ce qui réduit la durée de vie et la fiabilité du commutateur centrifuge. En outre, le commutateur centrifuge est généralement disposé dans le moteur, ce qui accroît le coût et la taille du moteur. II reste donc de nombreuses opportunités d'améliorations. A la vue des problèmes susmentionnés, un objectif de l'invention consiste à proposer un circuit de démarrage pour un moteur C.A. monophasé d'une grande fiabilité, d'une longue durée de vie, d'une structure de circuit simple, d'un faible coût et d'une petite taille. Pour atteindre les objectifs susmentionnés, selon un mode de réalisation de l'invention, il est proposé un circuit de démarrage pour un moteur C.A. monophasé, comprenant un bobinage principal, un circuit de détection, un circuit to de redressement et de filtrage, un circuit de déclenchement, un circuit de commutation et un bobinage de démarrage. Dans une classe de ce mode de réalisation, le circuit de détection est connecté en série au bobinage principal pour transformer les paramètres de courant de celui-ci en signaux de détection. 15 Dans une autre classe de ce mode de réalisation, le circuit de commutation est connecté en série au bobinage de démarrage. Dans une autre classe de ce mode de réalisation, le circuit de redressement et de filtrage traite les signaux de détection et transfère les signaux détectés traités au circuit de déclenchement. 20 Dans une autre classe de ce mode de réalisation, le circuit de déclenchement active ou désactive le circuit de commutation en fonction des signaux de détection de manière à mettre le bobinage de démarrage sous tension ou hors tension. Dans une autre classe de ce mode de réalisation, le circuit de 25 déclenchement comprend un contrôleur comprenant un photoelectric siliconcontrolled rectifier (SCR) (redresseur régulateur silicium photoélectrique) bidirectionnel. Dans une autre classe de ce mode de réalisation, le circuit de détection comprend une résistance non inductrice. Dans une autre classe de ce mode de réalisation, la plage de résistance de la résistance non inductrice est entre 20 mû (milli-ohms) et 100 mn. Dans une autre classe de ce mode de réalisation, le circuit de commutation comprend un thyristor à triode bidirectionnel. Dans une autre classe de ce mode de réalisation, le circuit de commutation comprend en outre une varistance connectée en parallèle au thyristor à triode bidirectionnel. Dans une autre classe de ce mode de réalisation, un dispositif transition polarité est connecté à une extrémité d'entrée d'énergie du bobinage de io démarrage. Dans une autre classe de ce mode de réalisation, le circuit de redressement et de filtrage (3) comprend une diode Dl et une paire de condensateurs Cl et C2. Les avantages de l'invention comprennent : 15 Le circuit de l'invention est simple ; Puisqu'il n'est pas utilisé de contact conventionnel, il n'y a pas de limitation de la fréquence de commutation ; Une solution viable, de longue durée de vie, de petite taille et de faible coût est fournie ; 20 La varistance et le thyristor à triode bidirectionnel absorbent toute haute tension appliquée au thyristor triode bidirectionnel BG et protègent ainsi le thyristor à triode bidirectionnel BG ; Le dispositif à transition de polarité permet de changer de manière pratique les polarités de la tension de contrôle appliquée au bobinage de 25 démarrage ; La rotation vers l'avant ou vers l'arrière du moteur n'est pas contrôlée par le bobinage de démarrage, mais par les polarités de la tension de contrôle ; et Différentes valeurs de résistance du circuit de détection peuvent être obtenues en fonction d'une intensité nominale du moteur et d'un temps de commutation du bobinage de démarrage, ce qui simplifie le circuit et réduit le coût. Une description détaillée va être fournie ci-après en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est un schéma de principe d'un circuit de démarrage pour un moteur C.A. monophasé selon un mode de réalisation de l'invention ; et La figure 2 est un schéma d'un circuit de démarrage pour un moteur C.A. io monophasé selon un mode de réalisation de l'invention. Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, le circuit de démarrage pour un moteur C.A. monophasé comprend un bobinage principal 1, un circuit de détection 2, un circuit de redressement et de filtrage 3, un circuit de déclenchement 4, un circuit de commutation 5 et un circuit de démarrage 6. 15 Le circuit de détection 2 est connecté en série au bobinage principal 1 pour transformer des paramètres de courant de celui-ci en signaux de détection. Dans ce mode de réalisation, le circuit de détection 2 est une résistance non inductrice RI, et une plage de résistance de la résistance non inductrice RI est entre 20 mû et 100 mû. 20 Le circuit de commutation 5 est connecté en série au bobinage de démarrage 6, et comprend un thyristor à triode bidirectionnel BG et une varistance R5 connectée en parallèle au thyristor à triode bidirectionnel BG. Le circuit de redressement et de filtrage 3 traite les signaux de détection et transfère les signaux de détection traités au circuit de déclenchement 4, et 25 comprend une diode D1 et une paire de condensateurs Cl et C2. Le circuit de déclenchement 4 active ou désactive le circuit de commutation 5 en fonction des signaux de détection, de manière à mettre le bobinage de démarrage 6 sous tension ou hors tension, et comprend un contrôleur photoelectric silicon controlled rectifier (SCR) (redresseur régulateur silicium photoélectrique) bidirectionnel ICI et une pluralité de résistances R2, R3 et R4. Un dispositif à transition de polarité est connecté à une extrémité d'entrée d'énergie du bobinage de démarrage 6. Dans ce mode de réalisation, le dispositif à transition de polarité est un commutateur de transfert K, et le mouvement vers le haut et vers le bas du commutateur de transfert K met en oeuvre la transition de polarité de l'extrémité d'entrée d'énergie du bobinage de démarrage 6. Le principe de fonctionnement du circuit de démarrage selon un mode de réalisation de l'invention va être décrit ci-après. to Une extrémité du bobinage principal 1 est connectée à une extrémité W-Bk, et l'autre extrémité de celui-ci est connectée à une extrémité BU. Après que le bobinage principal 1 est démarré, le courant traversant le bobinage principal 1 diminue et la voltage drop (chute de potentiel) générée par la résistance non inductrice RI diminue. 15 Au début du processus de démarrage, la voltage drop (chute de potentiel) générée par la résistance non inductrice RI entraîne le circuit de déclenchement 4 via le circuit de redressement et de filtrage 3. Le circuit de déclenchement 4 commute sur un thyristor à triode bidirectionnel BG du circuit de commutation 5, le bobinage de démarrage 6 fonctionne et le rotor tourne. 20 Lorsque la vitesse du rotor atteint 70 à 85 % de la vitesse synchrone, le courant traversant le bobinage principal 1 diminue et ainsi la voltage drop (chute de potentiel) générée par la résistance non inductrice RI diminue de sorte qu'elle ne peut pas entraîner le circuit de déclenchement 4 via le circuit de redressement et de filtrage 3. Le circuit de déclenchement 4 arrête ensuite le thyristor à triode 25 bidirectionnel BG du circuit de commutation 5 et le bobinage de démarrage 6 cesse de fonctionner. Si la direction de rotation du moteur doit être changée, il suffit d'inverser une polarité de la tension appliquée par le dispositif de transition de polarité au bobinage de démarrage 6 et il n'est pas nécessaire de changer une polarité de la tension appliquée par le bobinage principal 1, ce qui rend le fonctionnement simple et pratique. Bien que des modes de réalisation particuliers de l'invention aient été représentés et décrits, il sera évident à l'homme du métier que des changements et des modifications peuvent être apportés sans se départir de l'invention dans ses aspects plus larges et le but des revendications annexées est donc de couvrir l'ensemble de tels changements et modifications conformes à l'esprit et au périmètre de l'invention. REVENDICATIONS : 1. Circuit de démarrage pour un moteur C.A. monophasé, comprenant un bobinage principal (1) ; un circuit de détection (2) ; un circuit de redressement et de filtrage (3) ; un circuit de déclenchement (4) ; un circuit de commutation (5) ; et un bobinage de démarrage (6) ; io dans lequel ledit circuit de détection est connecté en série au dit bobinage principal pour transformer des paramètres de courant en signaux détectés ; ledit circuit de commutation est connecté en série au dit bobinage 15 de démarrage ; ledit circuit de redressement et de filtrage traite lesdits signaux détectés et transfère les signaux détectés traités au dit circuit de déclenchement ; et ledit circuit de déclenchement active ou désactive ledit circuit de 20 commutation en fonction desdits signaux détectés de manière à mettre ledit bobinage de démarrage sous tension ou hors tension. 2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel ledit circuit de déclenchement (4) comprend essentiellement un contrôleur comprenant un redresseur 25 commandé au silicium photoélectrique bidirectionnel. 3. Circuit selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit circuit de détection (2) comprend une résistance non inductrice. 30 4. Circuit selon la revendication 3, dans lequel la plage de résistance de ladite résistance non inductrice est entre 20 mû et 100 mû. 15 5. Circuit selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit circuit de déclenchement (4) comprend essentiellement un contrôleur comprenant un redresseur commandé au silicium photoélectrique bidirectionnel. 6. Circuit selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit circuit de commutation (5) comprend un thyristor à triode bidirectionnel. 7. Circuit selon la revendication 6, dans lequel ledit circuit de commutation (5) comprend en outre une varistance connectée en parallèle audit io thyristor à triode bidirectionnel. 8. Circuit selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel un dispositif à transition de polarité est connecté à une extrémité d'entrée d'énergie dudit bobinage de démarrage (6). 9. Circuit selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel ledit circuit de redressement et de filtrage (3) comprend une diode et une paire de condensateurs.