Brevet FR3074313A1 — publié le 20190531

SYSTÈME DE POMPE ÉLECTRIQUE AVEC SYSTÈME DE CONFIGURATION DE LOGICIEL La présente invention concerne un système de pompe centrifuge avec un moteur électrique. De nos jours, les pompes de circulation pour les appareils domestiques sont actionnées par une carte électronique sur laquelle est chargé un logiciel qui régule leur fonctionnement. Pendant la production, le logiciel est configuré pour des fonctionnalités qui se rapportent à la définition du produit. Normalement, des éléments supplémentaires sont insérés dans le produit afin de permettre la configuration du produit lors du fonctionnement. Ces techniques traditionnelles présentent des aspects qui peuvent être améliorés. De manière générale, des points de contact sont ajoutés au produit et sont dédiés à cette fonction de configuration du logiciel. On ajoute ainsi des contraintes sur la production du produit, contraintes qui peuvent dans certains cas être difficiles à gérer comme, par exemple, pour des produits intégrés dans des enceintes ayant un niveau de protection IP élevé. De plus, il devient nécessaire de disposer d'un chariot de contact supplémentaire, 20 ce qui complique mécaniquement la structure de la chaîne de production et nécessite une maintenance périodique du fait de l'usure normale des parties mécaniques en question. D'autres solutions techniques pour la configuration du logiciel consistent à utiliser le même connecteur que la borne d'alimentation électrique, mais nécessitent des composants électroniques supplémentaires sur la carte électronique du produit afin de décoder le signal. 25 Les techniques décrites précédemment augmentent le coût et la taille du produit, ce qui le rend moins attrayant sur le marché. Le but de la présente invention est de fournir un système de pompe électrique qui permette d'améliorer l'art antérieur selon un ou plusieurs des aspects susmentionnés. A cette fin, un objectif de la présente invention est de fournir un système de 30 pompe électrique qui puisse être facilement et rapidement configuré sur la chaîne de production. Un autre objectif de l'invention est de fournir un système de pompe électrique qui peut être configuré en effectuant un accès via le connecteur de la borne d'alimentation 2 électrique sans recourir à un quelconque type de composant supplémentaire sur la carte électronique. Un autre objectif encore de la présente invention est de fournir un système de pompe électrique sur la carte électronique duquel plusieurs configurations de logiciel 5 fonctionnelles sont chargées et peuvent être facilement choisies et réglées pendant les tests en fonction des exigences. Un autre objectif encore de la présente invention est de surmonter les inconvénients de l'art antérieur d'une manière différente des quelconques solutions existantes. Un autre objectif de l'invention est de fournir un système de pompe électrique 10 d'une grande fiabilité, qui est facile à mettre en oeuvre et possède un faible coût. Ce but et ces objectifs, entre autres, qui apparaîtront clairement par la suite, sont atteints grâce à un système de pompe électrique centrifuge comprenant, à une extrémité, une région humide, qui est définie par une volute et comprend une roue, un moteur électrique qui est adjacent et connecté à ladite roue et, en face dudit moteur, à l'autre extrémité de la pompe, 15 un boîtier qui contient une carte électronique alimentée par une borne, caractérisé en ce qu'il peut être configuré via ladite borne d'alimentation électrique. Selon des caractéristiques préférentielles : - ladite carte électronique comprend un redresseur de courant, qui est connecté électriquement au niveau d'une extrémité à la borne et, au niveau de l'autre extrémité, à un condensateur de filtrage, ledit condensateur étant à son tour connecté à un microprocesseur ; - ledit boîtier possède une extension sensiblement cylindrique et est fermé à une extrémité libre par un couvercle ; - le système comprend un manchon à espace d'air qui est constitué par une section transversale en forme de corps tubulaire et possède une extrémité avec flanc, en face de ladite roue, et une extrémité tubulaire dans laquelle la section transversale devient plus étroite par rapport à la section transversale du corps et le diamètre est inférieur au diamètre du corps ; - ledit manchon à espace d'air possède un axe longitudinal, coïncidant avec l'axe longitudinal du corps de pompe, qui coïncide avec l'axe de rotation d'un rotor et de la roue ; - ledit moteur électrique et ledit boîtier s'étendent le long d'un même axe, qui coïncide avec l'axe de rotation du rotor et de la roue ; - un stator dudit moteur électrique est fermé extérieurement par une enceinte, ladite enceinte étant en forme de coupelle dont une base est proche de l'extrémité libre de ladite extrémité tubulaire dudit manchon à espace d'air ; 3 - ladite base comprend un trou qui est conçu pour permettre l'accès à la région humide et, partiellement, audit stator, et une ouverture qui est conçue pour l'insertion de bornes du moteur électrique qui sont connectées à la carte électronique. L'invention a encore pour objet la configuration d'un logiciel d'un système de 5 pompe électrique selon l'invention, qui consiste à: - connecter la borne d'un appareil de configuration à la borne d'alimentation électrique de la pompe électrique ; - envoyer un courant basse tension qui est en CC mais n'est pas constant en fonction d'une séquence de tensions qui correspond à une configuration de logiciel à définir ; 10 - redresser sans altération ladite tension CC à l'aide d'un redresseur ; - filtrer, sans altération, le signal de tension dans la sortie depuis ledit redresseur à l'aide d'un condensateur de filtrage ; - mesurer et décoder le signal qui provient dudit condensateur par le biais d'un microprocesseur ; 15 - choisir dans une mémoire une configuration qui correspond aux informations décodées et la régler pour toute la durée de vie de la pompe électrique. L'étape de configuration du logiciel peut être précédée par une étape initiale dans laquelle un courant basse tension est appliqué en fonction d'une séquence de démarrage 20 prédéfinie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré, mais non exclusif, du système de pompe électrique selon l'invention, qui est illustré uniquement à des 25 fins d'exemple non limitatif dans les dessins joints en annexe, où : - La figure 1 représente une vue en coupe d'un système de pompe électrique selon l'invention ; - La figure 2 représente un agencement fonctionnel de l'étape de réglage du logiciel. 30 S'agissant des dessins, le système de pompe électrique est de manière générale désigné par le numéro de référence 10. Le système de pompe électrique centrifuge 10 comprend, à une extrémité, un boîtier électrique 13, qui contient une carte électronique 14 pour commander et alimenter le moteur électrique 11. 4 Une borne 69 pour l'alimentation électrique de la pompe électrique s'étend depuis la carte électronique 14. Le boîtier électrique 13 possède une extension essentiellement cylindrique et est fermé à son extrémité libre par un couvercle 15. 5 Dans d'autres modes de réalisation du système de pompe électrique, la carte électronique 13 peut être conçue différemment. Le système de pompe électrique centrifuge 10 comprend, à l'autre extrémité, une région humide 51 qui comporte des conduits d'aspiration 63 et des conduits de refoulement 62 et une volute, et une roue 52, entièrement classique, immergée dans cette région humide. 10 La roue 52 est fixée sur un arbre 17 d'un moteur électrique 11 qui comprend un stator 12 et un rotor 18. Le moteur électrique 11 est par exemple sans balais et utilise des aimants permanents. Le système de pompe électrique centrifuge 10 comprend un manchon à espace 15 d'air 53. Le manchon à espace d'air 53 est constitué par une section transversale en forme de corps tubulaire 55 et possède une extrémité avec flanc 54, en face de la roue 52, et une extrémité tubulaire 56 dans laquelle la section transversale devient plus étroite par rapport à la section transversale du corps 55 et le diamètre est inférieur au diamètre du corps 55. 20 Le manchon à espace d'air 53 possède un axe longitudinal X, coïncidant avec l'axe longitudinal du corps de pompe, qui coïncide avec l'axe de rotation du rotor 18 et de la roue 52. Dans d'autres modes de réalisation du système de pompe électrique, l'axe longitudinal du manchon à espace d'air 53 peut ne pas coïncider avec l'axe longitudinal du 25 corps de pompe. Le moteur électrique 11 et le boîtier électrique 13 s'étendent le long d'un même axe X, qui coïncide avec l'axe de rotation du rotor 18 et de la roue 52. Le stator 12 du moteur électrique 11 est fermé extérieurement par une enceinte 61. L'enceinte 61 est en forme de coupelle dont la base 67 est proche de l'extrémité 30 libre de l'extrémité tubulaire 56 du manchon à espace d'air 53. L'axe longitudinal de l'enceinte coïncide avec l'axe longitudinal X du corps de pompe. La base 67 comprend un trou 66 qui est conçu pour permettre l'accès à la région humide 51 et, partiellement, au stator 12. 5 En outre, la base 67 comprend une ouverture 68 qui est conçue pour l'insertion de bornes du moteur électrique 11 qui sont connectées à la carte électronique 14. L'enceinte 61 est en contact avec le boîtier électrique 13. L'enceinte 61 comprend, à son extrémité opposée de l'extrémité de contact avec 5 le boîtier électrique 13, une languette périmétrique annulaire 31 qui comprend une pluralité de trous traversants, non représentés dans les dessins, qui sont conçus pour l'insertion de vis, également non représentées dans les dessins, afin de fixer l'enceinte 61 au corps de la volute. L'enceinte 61 est par exemple faite d'acier inoxydable. L'enceinte 61 et le boîtier électrique 13 sont connectés et rendus intégraux par le 10 biais d'un élément intermédiaire 16. L'élément intermédiaire 16 est un élément de connexion et/ou de couverture et possède une forme tubulaire. Le boîtier électrique 13 et l'enceinte 61 pour recevoir le stator 12 ont réciproquement des surfaces de contact complémentaires. 15 L'élément intermédiaire 16 comporte des composants qui sont conçus pour être complémentaires, sur un côté, aux composants du boîtier électrique 13 et, sur l'autre côté, aux composants de l'enceinte 61 pour recevoir le stator 12, formant ainsi des couplages à verrouillage réciproque par interférence. Une ou plusieurs premières broches axiales 28 s'étendent depuis le boîtier 20 électrique 13, et sont conçues pour être insérées dans les trous traversants correspondants sur la surface de l'enceinte 61 du stator 12 en contact avec le boîtier électrique 13. Ces broches sont conçues pour connecter le boîtier 13 à l'enceinte 61 du stator 12 et faciliter l'assemblage de la pompe électrique 10. De manière similaire, le boîtier 13 comprend une ou plusieurs secondes broches 25 30 qui s'étendent dans le boîtier 13 et dans la direction du couvercle 15, et dont les pointes sont conçues pour être insérées dans des trous correspondants sur la surface du couvercle 15 qui est orientée vers l'intérieur du boîtier 13. Les broches sont conçues pour connecter le boîtier 13 et le couvercle 15, et pour faciliter l'assemblage de la pompe électrique 10. 30 Le boîtier 13 comprend, à l'intérieur, un corps tubulaire 65 avec un axe longitudinal qui coïncide avec l'axe X. Le corps tubulaire 65 s'étend depuis le couvercle 15 du boîtier électrique 13 jusqu'à l'extrémité libre de l'extrémité tubulaire 56 du manchon à espace d'air 53. Au niveau de la section transversale du corps tubulaire 65, la carte 6 électronique 14 et le couvercle 15 présentent tous deux un trou traversant 36 dont l'axe longitudinal coïncide avec l'axe X. Dans certains autres modes de réalisation du système de pompe électrique, l'axe longitudinal du trou peut ne pas coïncider avec l'axe X, mais être parallèle à celui-ci. 5 Le trou traversant 36 et le corps tubulaire 65 sont conçus pour l'insertion d'un bouchon 35 avec une extrémité insérée dans l'extrémité libre de l'extrémité tubulaire 56 du manchon à espace d'air 53. La forme et les dimensions du corps tubulaire 65 et du trou 36 du couvercle 15 sont telles qu'elles assurent une interférence et une isolation de la carte électronique 14 par 10 rapport à la région humide 51, même dans le cas où le bouchon 35 est ouvert. En particulier, le bouchon 35 possède, à une extrémité, une forme 43 qui est conçue pour être insérée dans le trou qui définit l'extrémité libre de l'extrémité tubulaire 56 du manchon à espace d'air 53, agissant ainsi comme une séparation et, à l'autre extrémité, une tête 40 qui est conçue pour être facilement accessible par l'utilisateur. Le bouchon 35 15 comprend une extension cylindrique et sa longueur est telle que la surface externe de la tête 40 se situe à un niveau proche de celui du couvercle 15 du boîtier 13 dans la configuration fermée. La forme 43 comprend un élément d'extrémité de type disque 47 qui se poursuit dans le trou, connecté à la région humide 51, avec un élément fileté 42 qui est conçu pour définir le serrage du bouchon 35 dans le trou à filetage complémentaire. Les dimensions de l'élément 20 de type disque 47 sont égales ou comparables à celles de la tête 40. La tête 40 est de type disque et comprend une encoche qui est conçue pour l'insertion d'une tête de tournevis afin de permettre des opérations de dévissage et de vissage. Le joint entre le manchon à espace d'air 53 et le bouchon 35 est assuré par un joint torique traditionnel 37, et le joint entre l'enceinte 61, le manchon à espace d'air 53 et le 25 boîtier électrique 13 est assuré par un joint traditionnel 38. Des éléments de connexion électrique d'étendent depuis la carte électronique 14 et sont conçus pour connecter le stator 12 à la carte 14. De cette manière, la carte 14 peut alimenter et commander le moteur électrique. A l'extérieur du manchon à espace d'air 53, dans la section transversale en forme 30 de corps tubulaire 55, se trouve le stator 12 du moteur électrique. A l'intérieur du manchon à espace d'air 53, dans la section transversale en forme de corps tubulaire 55 et au niveau du stator 12, le rotor 18 est inséré et est fixé à l'arbre 17 qui peut tourner dans le manchon à espace d'air 53. 7 L'arbre 17 est supporté à une extrémité, en étant reçu dans l'extrémité 56 du manchon à espace d'air 53, par un premier palier 57, et à l'extrémité opposée proche de l'extrémité avec flanc 54 du manchon à espace d'air 53, par un second palier 58 d'un plus grand diamètre que le premier. 5 Le manchon à espace d'air 53 se présente sous forme d'une seule pièce d'acier inoxydable moulé, et les sièges de réception des paliers 57 et 58, de diamètres différents, sont obtenus par usinage afin d'éliminer les bavures. Le second palier 58 est supporté par un élément annulaire 59 qui agit comme un épaulement de butée. 10 Le manchon à espace d'air 53 est fermé par un élément de fixation annulaire 60, entourant le second palier 58, entièrement inséré dans le manchon à espace d'air 53 à proximité de l'extrémité avec flanc 54. L'élément annulaire 60 est par exemple fait de laiton. Une des particularités de l'invention relève du procédé de configuration de la 15 pompe électrique, qui comprend une mémoire dans la carte électronique 14 sur laquelle différentes configurations de fonctionnement du logiciel sont chargées. Le contrôleur de la pompe est programmé dans le dernier poste de la chaîne de production. La pompe électrique 10 est assemblée et finie, mais doit être programmée pour 20 son fonctionnement correct en choisissant et en ajustant la configuration de fonctionnement correcte du logiciel parmi ceux chargés dans la mémoire, en fonction du type de produit que l'on souhaite définir. Si, par exemple, une pompe a été assemblée et doit avoir une tête de 8 m, alors un microprocesseur, présent dans la carte électronique 14, choisit dans la mémoire la 25 configuration de logiciel correspondant à l'utilisation correcte de la pompe électrique 10 avec de telles caractéristiques et la règle pour toute la durée de vie de la pompe électrique 10. L'appareil de test est capable d'alimenter la carte à la fois avec le courant alternatif utilisé par la pompe électrique, par exemple 230 V, et avec une tension qui est en courant continu mais n'est pas constante. La tension CC non constante doit être configurable, 30 dans le cas de l'exemple, dans une plage de 30 V à 90 V. La pompe électrique 10 reçoit une configuration par le biais d'une séquence de tensions prédéfinies. La séquence de tensions appliquées doit être croissante, et les niveaux de tension possibles qui peuvent être appliqués sont tous les niveaux entre 30 V et 90 V qui sont des multiples de 10 V avec une excursion de tension maximale égale à 30 V. 8 La période d'application de la tension variable est de 50 ms ±lms. L'opération de configuration est représentée schématiquement dans la figure 2, qui indique certains éléments de la carte 14 et se présente comme suit. La carte électronique 14 comprend un redresseur de courant 71, qui est connecté, 5 à une extrémité, à la borne 69 et, à l'autre extrémité, à un condensateur de filtrage 72. Le condensateur 72 est à son tour connecté à un microprocesseur 73. La borne de l'appareil de configuration, non représentée dans les figures, est connectée à la borne d'alimentation électrique 69 de la pompe électrique 10, représentée dans la figure 1, qui s'étend depuis la carte électronique 14. 10 Ensuite, un courant basse tension qui est en CC mais n'est pas constant est envoyé dans la direction de la flèche 74 vers le redresseur de courant 71. On entend par "basse tension" une tension de moins de 100 V. Le redresseur 71 est conçu pour convertir la tension alternative en tension CC. Pendant la configuration du logiciel, le redresseur 71 redresse la tension CC sans 15 l'affecter. Une fois redressé, le courant circule vers le condensateur de filtrage 72, dans la direction de la flèche 75. Le condensateur 72 est conçu pour filtrer le signal de tension de sortie en le maintenant constant pour l'alimentation électrique, mais en le transmettant sans altération 20 pour l'opération de configuration. Le courant atteint ainsi le microprocesseur 73 dans la direction de la flèche 76. Le microprocesseur 73 est conçu pour mesurer et décoder le signal de tension, définissant, suite à la séquence reçue, la configuration correcte du logiciel pour l'utilisation normale de la pompe électrique. 25 Pour l'alimentation électrique, le microprocesseur 73 mesure une tension CC presque constante et l'interprète simplement comme alimentation électrique. Pour la configuration, en revanche, le microprocesseur 73 mesure une tension CC irrégulière, qui augmente progressivement, et l'interprète comme un signal de configuration. Pour la configuration, une séquence de démarrage durant 200 ms est initialement 30 appliquée, en fonction du tableau ci-dessous : Temps [ms] 0 50 100 150 Tension [V] 30 40 40 50 définie. 9 On applique ensuite une séquence qui dépend de la configuration devant être La séquence de configuration se compose par exemple de huit intervalles de temps. 5 Les séquences possibles ne font jamais qu'augmenter progressivement la tension, et de cette manière, il n'est pas nécessaire d'attendre une quelconque décharge de la ligne CC. Dans le cas de l'exemple, il existe cent soixante-quatre séquences possibles. Chaque séquence est décrite par un nombre hexadécimal, dans lequel chaque deux bits représente une valeur de tension entre 60 V et 90 V. Le nombre binaire 00 correspond à 10 60 V et le nombre binaire 11 correspond à 90 V. Les deux bits de poids fort, c'est-à-dire les bits les plus à gauche du nombre binaire qui décrit la séquence, représentent la première tension appliquée. Les deux bits de poids faible, c'est-à-dire les bits les plus à droite du nombre binaire qui décrit la séquence, représentent la dernière tension appliquée. Par exemple, le nombre hexadécimal 01BF, équivalent au nombre binaire 15 0000000110111111, correspond à la séquence, en volts, 60 60 60 70 80 90 90 90. Une fois la séquence de configuration terminée, la pompe électrique 10 est alimentée par la tension alternative en vue de l'utilisation, par exemple 230 V, et le test démarre. Il convient de noter que la présente invention concerne un système de pompe 20 électrique, sur la carte électronique duquel une pluralité de configurations de logiciels de fonctionnement est stockée et peut être facilement choisie et définie pendant le test en fonction des exigences. Dans la pratique, on a remarqué que l'invention permet d'atteindre pleinement le but et les objectifs en offrant un système de pompe électrique centrifuge comprenant, à une 25 extrémité, une région humide, qui est définie par une volute et comprend une roue, un moteur électrique qui est adjacent et connecté à la roue et, en face du moteur, à l'autre extrémité de la pompe, un boîtier qui contient une carte électronique alimentée par une borne, caractérisée en ce qu'elle peut être configurée via ladite borne d'alimentation électrique. Cette invention, telle que conçue, reste sujette à de nombreuses modifications et 30 variations qui sont toutes couvertes par la portée des revendications jointes en annexe. De plus, toutes les pièces peuvent être remplacées par d'autres éléments techniquement équivalents. 10 Dans la pratique, les matériaux employés, dans la mesure où ils sont compatibles avec l'utilisation spécifique, et les éventuelles dimensions et formes, peuvent être quelconques en fonction des exigences et de l'art REVENDICATIONS1. Système de pompe électrique centrifuge (10), comprenant, à une extrémité, une région humide (51), qui est définie par une volute et comprend une roue (52), un moteur électrique (11) qui est adjacent et connecté à ladite roue et, en face dudit moteur, à l'autre extrémité de la pompe, un boîtier (13) qui contient une carte électronique (14) alimentée par une borne (69), caractérisé en ce qu'il peut être configuré via ladite borne d'alimentation électrique (69). 2. Système de pompe électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite carte électronique comprend un redresseur de courant (71), qui est connecté électriquement au niveau d'une extrémité à la borne (69) et, au niveau de l'autre extrémité, à un condensateur de filtrage (72), ledit condensateur (72) étant à son tour connecté à un microprocesseur (73). 3. Système de pompe électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit boîtier (13) possède une extension sensiblement cylindrique et est fermé à une extrémité libre par un couvercle (15). 4. Système de pompe électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon à espace d'air (53) qui est constitué par une section transversale en forme de corps tubulaire (55) et possède une extrémité avec flanc (54), en face de ladite roue (52), et une extrémité tubulaire (56) dans laquelle la section transversale devient plus étroite par rapport à la section transversale du corps (55) et le diamètre est inférieur au diamètre du corps (55). 5. Système de pompe électrique (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit manchon à espace d'air (53) possède un axe longitudinal (X), coïncidant avec l'axe longitudinal du corps de pompe, qui coïncide avec l'axe de rotation d'un rotor (18) et de la roue (52). 6. Système de pompe électrique (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moteur électrique (11) et ledit boîtier (13) s'étendent le long d'un même axe (X), qui coïncide avec l'axe de rotation du rotor (18) et de la roue (52). 7. Système de pompe électrique (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un stator (12) dudit moteur électrique (11) est fermé extérieurement par une enceinte (61), ladite enceinte (61) étant en forme de coupelle dont une base (67) est proche de l'extrémité libre de ladite extrémité tubulaire (56) dudit manchon à espace d'air (53). 12 8. Système de pompe électrique (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite base (67) comprend un trou (66) qui est conçu pour permettre l'accès à la région humide (51) et, partiellement, audit stator (12), et une ouverture (68) qui est conçue pour 5 l'insertion de bornes du moteur électrique (11) qui sont connectées à la carte électronique (14). 9. Configuration de logiciel d'un système de pompe électrique (10) selon la revendication 1, qui consiste à: - connecter la borne d'un appareil de configuration à la borne d'alimentation 10 électrique (69) de la pompe électrique (10) ; - envoyer un courant basse tension qui est en CC mais n'est pas constant en fonction d'une séquence de tensions qui correspond à une configuration de logiciel à définir ; - redresser sans altération ladite tension CC à l'aide d'un redresseur (71) ; - filtrer, sans altération, le signal de tension dans la sortie depuis ledit redresseur 15 (71) à l'aide d'un condensateur de filtrage (72) ; - mesurer et décoder le signal qui provient dudit condensateur (72) par le biais d'un microprocesseur (73) ; - choisir dans une mémoire une configuration qui correspond aux informations décodées et la régler pour toute la durée de vie de la pompe électrique (10). 20 10. Configuration de logiciel d'un système de pompe électrique (10) selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'étape de configuration du logiciel est précédée par une étape initiale dans laquelle un courant basse tension est appliqué en fonction d'une séquence de démarrage prédéfinie.