Brevet FR3016756A1 — publié le 20150724

DISPOSITIF EMPECHANT LA DETECTION DE FAUX COURT-CIRCUIT POUR UNE MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE CONTEXTE DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif empêchant la détection de faux court-circuit d'une machine électrique tournante destinée à générer de l'énergie électrique ou à réaliser une opération d'entraînement, qui empêche le dispositif de détecter de façon incorrecte une surintensité d'intervalle court comme un courant de court-circuit. Description de l'art connexe Dans la technique classique, lorsqu'un court- circuit a lieu dans une machine électrique tournante, la machine électrique tournante est arrêtée, ou une surintensité devient impossible. De plus, lorsqu'un court-circuit a lieu sur un élément de commutation ou une tôle d'acier stratifiée dans la machine électrique tournante, la machine électrique tournante est arrêtée, ou un courant d'excitation est limité. Bien que le court-circuit puisse être détecté précisément, même lorsqu'un court-circuit est momentanément provoqué par l'intrusion d'une poussière de coupe, il existe un problème selon lequel la machine électrique tournante est arrêtée de façon incorrecte. En outre, un dispositif de détection de court-circuit classique d'une machine électrique tournante est décrit dans le document de brevet 1 : Publication de brevet japonais N° 3485834 Il existe un problème selon lequel si une machine électrique tournante est arrêtée, la machine électrique tournante ne peut générer de l'énergie électrique de façon stable ou réaliser une opération d'entraînement même lorsqu'un court-circuit est provoqué dans un état où de la poussière de coupe est instantanément brûlée et perdue à un moment où la poussière de coupe est en contact avec un circuit à champ magnétique de la machine électrique tournante. Néanmoins, lorsqu'une poudre métallique, telle que de la poussière de coupe, pénètre dans la machine électrique tournante et qu'un court-circuit est provoqué, la durée de court-circuit est très courte, de sorte qu'il n'est pas nécessaire que la machine électrique tournante soit arrêtée, ou qu'une surintensité soit limitée. RESUME DE L'INVENTION La présente invention a été réalisée pour résoudre les problèmes susmentionnés, et un objectif de l'invention est de fournir un dispositif empêchant la détection de faux court-circuit dans une machine électrique tournante, qui empêche une détection de faux court-circuit provoqué par une poudre métallique telle que de la poussière de coupe. Un dispositif empêchant la détection de faux court-circuit dans une machine électrique tournante selon la présente invention comprend une bobine d'induit et un circuit à champ magnétique comprenant une bobine de champ magnétique, dans un état où une batterie est chargée en appliquant une tension continue, qui est obtenue en recevant un couple provenant d'une combustion interne de façon à générer et redresser de l'énergie électrique, à la batterie ; et la machine électrique tournante est entraînée en recevant de l'énergie électrique provenant de la batterie de façon à fournir un couple à la combustion interne ; et un courant est fourni à la bobine de champ magnétique dans le circuit à champ magnétique via des balais et des bagues collectrices en conformité avec la tension continue, qui est obtenue en chargeant la batterie ou en redressant l'énergie électrique générée par la machine électrique tournante ; dans lequel un détecteur de courant, qui détecte le courant fourni au circuit à champ magnétique, est prévu de façon à détecter une surintensité supérieure ou égale à une valeur prédéterminée, et un fonctionnement normal de la machine électrique tournante continue lorsqu'une durée de la surintensité est plus courte qu'un temps admissible prédéterminé. Avantageusement le temps admissible prédéterminé est plus court que 0,1 ms. Selon le dispositif empêchant la détection de faux court-circuit de la machine électrique tournante de la présente invention, il est admis qu'une surintensité passe à travers le circuit à champ magnétique pendant un temps plus court qu'un temps prédéterminé, moyennant quoi on peut empêcher qu'un court-circuit de balai, qui est provoqué par une intrusion de poudre métallique, soit détecté inutilement, et on peut empêcher que la machine électrique tournante ne soit arrêtée inutilement. La surintensité passe à travers le circuit à champ magnétique pendant un temps plus court que le temps prédéterminé, de sorte que cela empêche une surchauffe du circuit à champ magnétique, et que l'on puisse empêcher que le court-circuit soit détecté inutilement. Les objectifs, caractéristiques, aspects et avantages précédents, ainsi que d'autres de la présente invention, ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée de la présente invention lorsqu'elle sera prise conjointement avec les dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue en coupe illustrant une machine électrique tournante dans laquelle un appareil empêchant la détection de faux court-circuit selon le mode de réalisation 1 de la présente invention est appliqué ; et La figure 2 est un organigramme illustrant un 20 déroulement de détection de court-circuit d'un circuit à champ magnétique selon le mode de réalisation 1 de la présente invention. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES Mode de réalisation 1 25 La figure 1 est une vue en coupe illustrant une machine électrique tournante, dans laquelle un dispositif empêchant la détection de faux court-circuit est appliqué, selon le mode de réalisation 1 de la présente invention. Dans la figure 1, la machine électrique tournante comprend une unité de logement comprenant une console avant 1 et une console arrière 2, un stator 3 comprenant un enroulement d'induit 3a, et un rotor 4 comprenant un arbre 5 et une bobine de champ magnétique 6. Le stator 3 est enserré par chaque portion d'extrémité de la console avant 1 et la console arrière 2 de façon à être fixé, et le rotor 4 est agencé à l'intérieur du stator 3. L'arbre 5 du rotor 4 est supporté par un palier avant 7a et un palier arrière 7b dans l'unité de logement, et le rotor 4 peut être mis en rotation coaxialement par rapport au stator 3. Des ventilateurs de refroidissement 8 sont montés sur les deux surfaces d'extrémité du rotor 4 de façon à aspirer de l'air extérieur et éjecter l'air dans la direction d'une ligne en tirets. Une poulie 9 est disposée au niveau d'une portion d'extrémité extérieure de la console avant 1 de l'arbre 5, et la poulie 9 est reliée à une combustion interne (non illustrée) grâce à une courroie ou similaire de façon à être mise en rotation avec la combustion interne. Des bagues collectrices 10 sont montées au niveau d'un côté arrière de l'arbre 5, et une paire de balais 11, qui sont en contact avec les bagues collectrices 10, sont agencés dans un porte- balai 12. Du courant continu alimente la bobine de champ magnétique 6 via les balais 11 et les bagues collectrices 10. En outre, la référence « 2a » indique une portion de montage de capteur de détection de position de pôle magnétique de la console arrière 2. La machine électrique tournante reçoit un couple provenant de la combustion interne via la poulie 9 de façon à générer de l'énergie électrique, et une tension continue, qui est obtenue en redressant l'énergie électrique grâce à un redresseur, est appliquée à une batterie de façon à charger la batterie. De plus, la machine électrique tournante est entraînée en recevant l'énergie électrique provenant de la batterie, et le couple est fourni à la combustion interne via la poulie 9. Un courant alimente la bobine de champ magnétique 6 dans un circuit à champ magnétique via les balais 11 et les bagues collectrices 10 en conformité avec la tension continue, qui est obtenue en chargeant la batterie ou en redressant l'énergie électrique générée par la machine électrique tournante, moyennant quoi la machine électrique tournante génère l'énergie électrique ou réalise une opération d'entraînement. En d'autres termes, lorsque la machine électrique tournante génère l'énergie électrique ou réalise l'opération d'entraînement, le courant alimente la bobine de champ magnétique 6 via les balais 11 et les bagues collectrices 10 en conformité avec la tension continue, qui est obtenue en chargeant la batterie ou en redressant l'énergie électrique générée par la machine électrique tournante, et le rotor 4 est aimanté et mis en rotation, moyennant quoi la machine électrique tournante génère l'énergie électrique ou réalise l'opération d'entraînement. Lorsque la machine électrique tournante génère l'énergie électrique ou réalise l'opération d'entraînement et qu'un court-circuit est provoqué 30 entre les bagues collectrices 10 ou les balais 11 lors d'un contact entre la poudre métallique, telle que la poussière de coupe, et la bague collectrice 10, un courant important passe momentanément à travers la bobine de champ magnétique 6. Néanmoins, lorsque la poudre métallique, telle que la poussière de coupe, est mise en contact avec les bagues collectrices 10, la poudre métallique est brûlée et perdue en un temps court. Lorsque la poudre métallique susmentionnée est mise en contact avec les bagues collectrices 10, une surintensité passe en un temps court de sorte qu'une spécification de contrôle, dans laquelle le passage de la surintensité est permis pendant que la poudre métallique est brûlée, est appliquée. Lorsqu'un courant de champ magnétique est supérieur ou égal à, par exemple, une valeur assignée (ou supérieure ou égale à 120 % de la valeur assignée), le courant de champ magnétique est défini comme une surintensité. De plus, lorsqu'une durée de la surintensité est plus courte que, par exemple, 0,1 ms, la poudre métallique n'est pas détectée comme un corps étranger (une vis qui provoque un accident), et la machine électrique tournante n'est pas arrêtée. Ainsi, la machine électrique tournante peut être exploitée de façon stable. L'exploitation de la machine électrique tournante est commandée par logiciel, moyennant quoi il n'est pas nécessaire qu'un dispositif, tel qu'un disjoncteur à retard par surintensité, soit installé, et un coût de la machine électrique tournante est supprimé. Du fait que la poussière de coupe soit brûlée, par 30 exemple, en moins de 0,1 ms, lorsqu'un court-circuit est provoqué par la poussière de coupe entre les bagues collectrices 10, la poussière de coupe n'est pas jugée comme étant le corps étranger même si une surintensité passe pendant moins de 0,1 ms. Néanmoins, lors de l'intrusion d'une vis ou similaire, la poussière de coupe n'est pas brûlée en ce temps court, de sorte que la vis est détectée comme le corps étranger. Ainsi, même lorsque la poussière de coupe apparaît entre les bagues collectrices 10 pendant que la machine électrique tournante est en rotation et que le court- circuit est provoqué entre les bagues collectrices 10, il est possible que la machine électrique tournante soit exploitée de façon stable sans arrêter la machine électrique tournante. En outre, le temps court varie en conformité avec une configuration de la machine électrique tournante ou une température ambiante. La poussière de coupe est brûlée en moins de 0,1 ms, de sorte que la machine électrique tournante est commandée en conformité avec l'organigramme suivant. La figure 2 est un organigramme illustrant un déroulement de détection de court-circuit d'un circuit à champ magnétique selon le mode de réalisation 1 de la présente invention. Un déroulement des opérations, auquel un courant de champ magnétique du circuit à champ magnétique est détecté par un détecteur de courant, est lancé (à l'étape S1). Lorsque le détecteur de courant détecte une surintensité qui est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée (par exemple, si le courant de champ magnétique est supérieur ou égal à 40A et que le jugement est « oui » à l'étape S2), le déroulement des opérations passe à l'étape S3. De plus, lorsqu'une durée de la surintensité est supérieure ou égale à un temps admissible prédéterminé (par exemple, la durée est supérieure ou égale à 0,1 ms et le jugement est « oui » à l'étape S3), un processus de détection d'un corps étranger (par exemple, une vis) est réalisé (à l'étape S4), puis, la machine électrique tournante est arrêtée immédiatement, ou le courant de champ magnétique est immédiatement limité. En outre, le détecteur de courant pour le courant de champ magnétique peut être formé, par exemple, par une configuration dans laquelle une résistance de dérivation est insérée dans le circuit à champ magnétique, et les deux tensions d'extrémité de la résistance de dérivation sont détectées. La surintensité peut être détectée en comparant une valeur de courant, qui est détectée par le détecteur de courant, à la valeur de courant prédéterminée par logiciel informatique. Par ailleurs, lorsque la valeur de courant, qui est détectée par le détecteur de courant, est inférieure à une valeur prédéterminée (le courant de champ magnétique est de 40 A et le jugement est « non » à l'étape S2), le déroulement des opérations retourne à nouveau à l'étape S2. De plus, lorsque le détecteur de courant détecte une surintensité, qui est supérieure ou égale à la valeur prédéterminée, à l'étape S2 (le jugement est « oui » à l'étape S2), le déroulement des opérations passe à l'étape S3, et lorsqu'une durée de la surintensité est plus courte qu'un temps admissible prédéterminé (le jugement est « non » à l'étape S3), on juge qu'une poudre métallique telle que de la poussière de coupe est détectée, et le déroulement des opérations retourne à l'étape S2, puis, un fonctionnement normal de la machine électrique tournante continue. Du fait que la spécification de contrôle soit déterminée comme décrit ci-dessus, même si de la 5 poussière de coupe entre en contact avec les bagues collectrices 10, et si une surintensité passe en un temps qui est plus court que le temps admissible prédéterminé (0,1 ms), la poussière de coupe n'est pas détectée comme le corps étranger, et la machine 10 électrique tournante génère normalement de l'énergie électrique ou réalise une opération d'entraînement. Lorsque la machine électrique tournante fonctionne comme décrit ci-dessus, la machine électrique tournante peut générer de façon continue et stable de l'énergie 15 électrique ou réaliser une opération d'entraînement sans arrêter la machine électrique tournante. De plus, un dispositif destiné à empêcher une surintensité n'est pas exploité, de sorte que la machine électrique tournante peut générer de façon stable l'énergie 20 électrique ou réaliser l'opération d'entraînement. La surintensité passe pendant un temps court, de sorte que la machine électrique tournante peut générer en continu l'énergie électrique ou réaliser l'opération d'entraînement sans surchauffe de la bobine de champ 25 magnétique 6. Ainsi, la machine électrique tournante peut générer de façon stable l'énergie électrique ou réaliser l'opération d'entraînement pendant qu'une bobine protectrice de la bobine de champ magnétique 6 est protégée. 30 Dans une technique classique, afin d'empêcher une surchauffe de la bobine de champ magnétique, la machine électrique tournante est arrêtée lorsqu'une surintensité passe à travers la bobine de champ magnétique, ou afin de protéger contre une surintensité, un dispositif de limitation de courant est monté. Néanmoins, il est admis que la surintensité passe à travers le circuit à champ magnétique pendant un temps plus court qu'un temps prédéterminé, moyennant quoi on peut empêcher qu'un court-circuit de balai, qui est provoqué par l'intrusion d'une poudre métallique, soit détecté inutilement, et on peut empêcher que la machine électrique tournante ne soit arrêtée inutilement. De plus, un dispositif destiné à limiter une surintensité n'est pas nécessaire, de sorte que le coût de la machine électrique tournante puisse diminuer. La surintensité passe à travers le circuit à champ magnétique pendant un temps plus court que le temps prédéterminé, de sorte que l'on peut empêcher une surchauffe du circuit à champ magnétique. Mode de réalisation 2 Dans le mode de réalisation 1, il y a un cas où la poussière de coupe est provoquée par des abrasions des balais 11 et des bagues collectrices 10 en conformité avec la rotation du rotor 4, et la poussière de coupe est mise en contact avec les balais 11 ou les bagues collectrices 10, moyennant quoi un court-circuit est provoqué entre les balais 11 ou les bagues collectrices 10, ou une mise à la masse défectueuse est provoquée au niveau des balais 11 ou des bagues collectrices 10. Dans un cas tel que celui du mode de réalisation 2, il est admissible qu'une surintensité passe en un temps approximatif (approximativement 0,1 ms) pendant lequel la poussière de coupe est brûlée. De plus, dans le mode de réalisation 2, bien que de minuscules poussières de coupe, qui sont provoquées 5 par le travail de coupe, soient mises en contact avec les balais 11 ou les bagues collectrices 10, et qu'un court-circuit soit provoqué entre les balais 11 ou les bagues collectrices 10, ou qu'une mise à la masse défectueuse soit provoquée au niveau des balais 11 ou 10 des bagues collectrices 10, il est admis qu'une surintensité passe pendant un temps plus court qu'un temps prédéterminé (approximativement 0,1 ms) pendant lequel la poussière de coupe est brûlée. Comme décrit ci-dessus, il est admis que la 15 surintensité passe à travers un circuit à champ magnétique (bobine de champ magnétique) pendant un temps plus court que le temps prédéterminé, moyennant quoi une détection inutile pour un court-circuit de balai, qui est provoqué par la mise en contact de la 20 poussière de coupe, qui est créée à partir des bagues collectrices 10, avec les balais 11 ou les bagues collectrices 10, et par la génération d'un court- circuit entre les balais 11 ou les bagues collectrices 10, peut être évitée, et de plus, on peut 25 empêcher que la machine électrique tournante soit arrêtée inutilement. Un courant important passe à travers la bobine de champ magnétique 6 pendant un temps court, de sorte que l'on peut empêcher une surchauffe de la bobine de champ magnétique 6. 30 En outre, dans la portée de la présente invention, il est possible que chacun des modes de réalisation soit librement combiné, ou que chacun des modes de réalisation soit modifié ou omis de façon adaptée. REVENDICATIONS1. Dispositif empêchant la détection de faux court-circuit d'une machine électrique tournante caractérisée en ce qu'il comprend une bobine d'induit et un circuit à champ magnétique comprenant une bobine de champ magnétique (6), dans un état où une batterie est chargée en appliquant une tension continue, qui est obtenue en recevant un couple provenant d'une combustion interne de façon à générer et redresser l'énergie électrique, à la batterie ; et la machine électrique tournante est entraînée en recevant l'énergie électrique provenant de la batterie de façon à fournir un couple à la combustion interne ; et un courant est fourni à la bobine de champ magnétique (6) dans le circuit à champ magnétique via des balais (11) et des bagues collectrices (10) en conformité avec la tension continue, qui est obtenue en chargeant la batterie ou en redressant l'énergie électrique générée par la machine électrique tournante ; dans lequel un détecteur de courant, qui détecte le courant fourni au circuit à champ magnétique, est prévu de façon à détecter une surintensité supérieure ou égale à une valeur prédéterminée, et un fonctionnement normal de la machine électrique tournante continue lorsqu'une durée de la surintensité est plus courte qu'un temps admissible prédéterminé. 2. Dispositif empêchant la détection de faux court-circuit pour une machine électrique tournanteselon la revendication 1, dans lequel le temps admissible prédéterminé est plus court que 0,1 ms.