FR2502655A1 - Procede et appareil de commande d'une machine a laver le linge - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES MACHINES A LAVER. ELLE SE RAPPORTE A UNE MACHINE A LAVER DANS LAQUELLE UN AGITATEUR 7 SE DEPLACE ALTERNATIVEMENT DANS UNE CUVE 2. CELLE-CI PEUT TOURNER A GRANDE VITESSE. LES OPERATIONS SONT TOUTES COMMANDEES PAR UN MEME MOTEUR 15 QUI PEUT FONCTIONNER A DIVERSES VITESSES. CELLES-CI PEUVENT ETRE CHOISIES PAR L'UTILISATEUR LORS DU FREINAGE, ET L'ENERGIE DU MOTEUR PEUT ETRE RECUPEREE OU PEUT ETRE DISSIPEE DANS UNE RESISTANCE AFIN QUE LE FREINAGE SOIT ASSURE RAPIDEMENT. APPLICATION AUX MACHINES A LAVER LE LINGE.

Description

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La présente invention concerne un procédé et un appareil de commande de machine à laver le linge, ainsi qu'une machine à laver le linge ayant un tel appareil de

commande, la machine étant du type à agitateur, c'est-

à-dire dans lequel une cuve rotative est montée dans un

récipient et un agitateur est monté dans la cuve, l'agi-

tateur, lorsqu'il est utilisé en phase d'agitation,tour-

nant dans une plage d'angles Je rotation d'abord dans un sens puis dans l'autre, alors que, dans une phase de rotation, la cuve tourne de façon continue dans un même

sens pendant un certain temps.

L'invention concerne un procédé et un appareil de commande d'une telle machine, ainsi qu'une telle machine ayant un appareil de commande qui donne à l'utilisateur

des possibilités de sélection.

Plus précisément, l'invention concerne un procédé de commande d'une machine à laver le linge du type décrit, comprenant, pendant la phase d'agitation, l'utilisation

d'un moteur électrique relié à l'agitateur par une trans-

mission destinée à réduire la vitesse afin que l'agitateur tourne d'abord dans un sens puis dans l'autre si bien qu'il

présente des rotations angulaires dans les deux sens, et, pen-

dant la phase de rotation, la connexion du moteur à la cuve afin que celle-ci tourne de façon continue dans un même

sens, à une vitesse plus grande.

L'invention concerne aussi un appareil de commande d'une machine à laver le linge, comprenant un arbre sur lequel est monté un agitateur, un arbre creux d'entraînement en rotation, coaxial à l'arbre de l'agitateur, une cuve tournante montée sur l'arbre de rotation et dans laquelle l'agitateur est disposé, un moteur électrique ayant un arbre d'entraînement, une transmission de réduction de vitesse reliant l'arbre d'entraînement à l'arbre de l'agitateur afin que la rotation de l'arbre d'entraînement dans un sens

ou dans l'autre provoque la rotation de l'arbre de l'agita-

teur dans le même sens que l'arbre d'entraînement, un dis-

positif à déplacement libre limité monté entre l'arbre de rotation afin que le premier puisse tourner dans l'un ou l'autre sens sans provoquer une rotation réelle de l'arbre de rotation, et un dispositif d'alimentation électrique et de commande qui transmet au moteur un courant de manière que, pendant la phase d'agitation, le moteur tourne cyclique-

ment d'abord dans un premier sens puis dans l'autre, l'agi-

tateur oscillant alors sans provoquer de déplacement réel de la cuve par rapport à une position fixe et, dans une phase de rotation, le moteur tourne de façon-continue, le déplacement libre du dernier dispositif cité de rotation étant compensé et la cuve tournant à sa vitesse normale de rotation, le dispositif d'alimentation électrique et de commande réglant l'énergie transmise au moteur afin que la vitesse de rotation soit égale à 10 fois au moins la

vitesse maximale d'agitation fixée par le moteur.

L'invention concerne aussi une machine à laver

le linge ayant un appareil de commande du type précité.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre,

faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe verticale schématique partielle d'une machine à laver le linge réalisée selon l'invention;

la figure 1A est une coupe d'un détail d'une va-

riante d'un dispositif à déplacement libre limité; la figure 2 est une coupe d'un détail suivant la ligne II-II de la figure 1; et

la figure 3 est un schéma électrique de l'alimen-

tation électrique et de la commande d'un moteur incorporé

à la machine à laver le linge de la figure 1.

Les dessins représentent sous forme schématique une machine 1 à laver le linge, du type à axe vertical et à chargement par le haut, ayant un récipient externe (non représenté) et une cuve rotative ou panier interne 2 de logement du linge, perforé de manière connue. Cette cuve est montée sur un arbre 3 d'entraînement en rotation par l'intermédiaire de paliers 4 et 5 afin qu'elle puisse tourner I9 librement. Un agitateur 7 qui peut tourner indépendamment

est monté sur une-broche 8 coaxiale à l'organe ou axe 3.

La broche 8 est entraînée par l'intermédiaire d'un mandrin

9 monté dans-un organe 10 ayant une ouverture conique re-

poussé par un boulon 11, par l'intermédiaire d'une poulie 12, d'une courroie 13 et d'une autre poulie 14 montée sur

l'arbre 16 d'un moteur électrique 15. La réduction de vi-

tesse est comprise entre 8/1 et 20/1, et elle est de préfé-

rence de 14/1, ou elle correspond aux caractéristiques du moteur. Le moteur électrique est par exemple un moteur "Thomson-Brandt" du type 19/70/45 qui est un moteur continu à aimants permanents qui fonctionne sur une large plage de vitesses, par exemple entre une vitesse proche de 0 et

17 000tr/min.

Un accouplement à déplacement libre limité est monté entre la poulie 12 d'une part et d'autre part l'arbre 3 et ainsi la cuve 2, ce dispositif comprenant par exemple un axe 20 parallèle à l'axe longitudinal de la broche 8

mais décalé par rapport à celui-ci. L'axe 20 porte de pré-

férence un amortisseur élastique 21, par exemple de caout-

chouc. Un bras 22 est fixé par exemple par un étrier fileté 23 à l'arbre 3, le rayon du bras 22 étant supérieur à la distance comprise entre celuici et le centre de l'arbre 3. Cette disposition est telle que, en mode d'agitation, l'axe 20 peut tourner de près de 2n radians sans déplacer le bras 22 mais, en mode de rotation, l'amortisseur 21 porté

par l'axe 20 vient au contact du bras 22 et entraîne celui-

ci et en conséquence la cuve autour de l'arbre 8 lorsque le moteur 15 tourne de façon continue comme décrit dans

la suite du présent mémoire.

Lorsque l'agitateur doit tourner sur plus de 2n radians, l'arrangement de la figure 1A peut être utilisé, celui-ci comprenant la tige 20 qui est au contact d'un bras intermédiaire 60, le bras 22 portant un axe supplémentaire 61. Le bras 60 est monté librement sur l'arbre creux et l'axe 20 peut donc tourner de 4n radians sans déplacement

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du bras 22. Cet arrangement à déplacement libre limité peut

être répété le cas échéant.

L'agitateur 7, la cuve 2 et le récipient associé sont montés élastiquemeht de toute manière commode, comme décrit par exemple dans le brevet de Nouvelle-Zélande n0 194 730, dans un coffret tel que représenté dans le brevet de Nouvelle-Zélande no 189 708, et l'équilibrage du linge lors de la rotation est facilité par disposition d'un tube

annulaire 24 rempli en partie de liquide et ayant dés cloi-

sons transversales (non représentées) qui limitent le dépla-

cement du liquide. En outre, plusieurs masses 59 d'équili-

brage, deux de préférence sont articulées sur l'arbre 8 et, lors du fonctionnement, elles prennent des positions

dans lequelles le déséquilibre est réduit.

La cuve peut tourner à grande vitesse, de manière bien connue, habituellement à plus de 1000 tr/min afin qu'elle extraie le fluide du linge (c'est-à-dire qu'elle essore) et l'agitateur change cycliquement de sens lors du lavage du linge. Comme il est souhaitable que la rotation de la cuve soit freinée lors d'une ouverture du couvercle, en cas de coupure de l'alimentation, par exemple à la suite d'une panne, un dispositif destiné à transformer l'énergie cinétique des éléments mobiles en énergie électrique et

à absorber cette énergie, de préférence à l'aide d'une ré-

sistance, c'est-à-dire un frein électrique, est avantageuse-

ment utilisé, et un dispositif règle le courant de freinage

à une vitesse particulière de rotation à des valeurs déter-

minées qui peuvent dépendre de la vitesse de rotation. Lors du fonctionnement, l'agitateur tourne alternativement, de préférence de moins de 2Â radians, bien qu'une plus grande plage de déplacements soit possible, afin qu'il lave le linge, et la rotation de la cuve peut être provoquée lors

de la rotation libre de l'agitateur entre des limites dé-

terminées, d'une manière telle que la poursuite de la rota-

tion de l'agitateurdans un sens ou dans l'autre provoque la rotation de la cuve dans le même sens par coopération

de l'amortisseur 21 avec le bras 22.

Un circuit d'alimentation électrique et de comman-

de de moteur est avantageusement utilisé à cet effet, et il remplit les fonctions qui sont nécessaires, d'abord le réglage de la vitesse du moteur à l'une de plusieurs valeurs choisies qui sont pratiquement indépendantes de la charge du moteur dans une plage déterminée de charges, ensuite

le réglage de l'accélération et de la décélération ordon-

nées et de l'inversion du sens de rotation du moteur, puis le réglage du freinage à partir de la vitesse de rotation à grande vitesse ou d'une autre vitesse, en présence de la tension d'alimentation principale ou non, ce freinage

étant déclenché soit extérieurement par ouverture du couver-

cle du tambour, soit intérieurement par disparition de l'éner-

gie d'alimentation, et enfin le réglage du passage ordonné

d'un mode demandé de fonctionnement, par exemple l'agita-

tion à un autre par exemple l'essorage, par exemple à la

demande d'un programmateur mécanique ou d'un microproces-

seur et comme le nécessite le fonctionnement convenable

de l'ensemble électromécanique d'entraînement.

On considère maintenant un circuit destiné à remplir

ces fonctions.

Comme l'indique la figure 3, le moteur 15 qui doit être réglé est, comme indiqué un moteur réversible à courant continu dont la vitesse peut être réglée par réglage de la tension continue moyenne appliquée au moteur et dont le sens peut être inversé par changement de la polarité de la tension appliquée, le moteur étant par exemple un

moteur continu à collecteur à aimants permanents. Le cir-

cuit reçoit l'énergie d'une alimentation alternative à 240 V et 50 Hz par exemple, entre phase et neutre, reliée

par l'intermédiaire d'un circuit redresseur à deux alter-

nances 26' et d'un condensateur tampon 25 à deux rails d'ali-

mentation continue A et B, ce dernier constituant une ligne commune d'alimentation à 0 V (OV). Une alimentation 26 à

basse tension est en partie un convertisseur alternatif-

continu, et en partie un convertisseur continu-continu.

Le moteur 15 est placé au centre d'un pont d'inversion et d'un circuit de sélection d'un trajet de circulation de courant, comprenant par exemple un réseau de dispositifs

de commutation, comprenant par exemple des relais de com-

mutation ayant des contacts mobiles commandés magnétique-

ment et des contacts fixes 30, 31, 32 et 33, en présence

de diodes 34, 35, 36 et 37.

Ainsi, le moteur peut être entraîné dans un sens par un courant circulant dans le rail A, la diode 34, le contact 30, le moteur 15, le contact 33, la diode 37, le commutateur 38 de modulation de puissance, une résistance

39 de détection de courant et la ligne commune OV. Le mo-

teur peut être entraîné en sens opposé par circulation du courant dans la diode 35, le contact 32, le moteur 15,

le contact 31, la diode 36, le commutateur 38 et la résis-

tance 39.

Le commutateur 38 est du type à modulation de puis-

sance qui, par exemple, peut être un transistor bipolaire ou à effet de champ de puissance, un thyristor à blocage

par un signal de gâchette ou un autre dispositif analogue.

Le commutateur 38 est utilisé pour la modulation de l'ap-

plication de la tension d'alimentation au moteur 15; par exemple, si le commutateur 38 conduit pendant la moitié du temps, le moteur 15 reçoit du circuit 38' une tension

d'excitation qui équivaut à 50 % de la tension d'alimenta-

tion. Si le commutateur 38 conduit pendant 5 % du temps, le moteur 15 reçoit une tension d'excitation qui équivaut à 5 % environ de la tension d'excitation. La période totale de commutation peut être de l'ordre de 100 gs environ par

exemple.

D'autres dispositifs compris dans le circuit sont

cités dans la description qui suit du fonctionnement du

circuit et d'un exemple de cycle de commutation, indiqué

sous une forme simplifiée.

Par exemple, les contacts 30 et 33 sont fermés,

si les commutateurs ne sont pas déjà dans cette configura-

tion, un court temps avant la mise à l'état conducteur du

commutateur 38. Lorsque celui-ci a été mis à l'état conduc-

teur, le courant augmente dans la boucle du circuit du mo-

teur, passant par la diode 34, le contact 30, le moteur , le contact 33, la diode 37, le commutateur 38 et la

résistance 39. Le courant d'excitation est déterminé es-

sentiellement d'abord par le courant circulant dans la boucle comprenant la diode 34, le contact 30, le moteur 15, le contact 32, les diodes 37 et 44 au moment de la mise à l'état

conducteur, puis des valeurs de l'inductance et de la résis-

tance associées au moteur 15, puis de la force contre-élec-

tromotrice du moteur et enfin de la tension d'alimentation de la ligne commune A par rapport à l'autre ligne commune D. Un organe 40 de commande, recevant des signaux de l'utilisateur par l'intermédiaire d'un circuit 40' de couplage, est relié aux bobinages des relais et au circuit 29 d'excitation afin qu'il commande le fonctionnement des

contacts 30 et 33 ainsi que, par l'intermédiaire d'un cir-

cuit 41 de sélection de vitesse demandée et d'un régula-

teur 42 de commutation, le commutateur 38.

Le courant du moteur est échantillonné par le cir-

cuit 43 de limitation de ce courant, monté aux bornes d'un

élément de détection du courant, de préférence la résis-

tance 39. L'information sur le courant parvient au régula-

teur 42 de commutation, par exemple sous forme d'un circuit intégré, qui peut être utilisé pour l'interruption de la

conduction du commutateur 38 lorsque la résistance 39 dé-

tecte une intensité excessive. L'opération peut être ré-

alisée de la manière connue pour les circuits régulateurs

de tension ou de vitesse du moteur. Ainsir le courant maxi-

mal dans la résistance 39 est limité. Si le courant n'est pas excessif, la fin de la période de coliduction est réglée par le régulateur 42 en coopération avec l'organe 40 de commande, à un temps de conduction, exprimé en pourcentage du cycle, qui convient à l'obtention de la vitesse voulue de rotation du moteur 15. Lors de l'arrêt de la conduction, l'inductance associée au moteur 15 a tendance à continuer à faire circuler le courant et à provoquer une augmentation de la tension dans la ligne B, jusqu'à des niveaux qui peuvent être nuisibles si des précautions ne sont pas prises. En conséquence, une diode 44 permet au courant de continuer

à circuler dans la boucle comprenant la diode 34, le con-

tact 30, le moteur 15, le contact 33 et les diodes 37 et

44. La fonction principale du condensateur 45 et de la ré-

sistance 46 est le réglage de la plage de fonctionnement en toute sécurité, par exemple normalement utilisée pour la commutation des charges inductives par des transistors

bipolaires.

Ainsi, la tension efficace d'excitation du moteur est réglée d'après le pourcentage des temps de conduction et de non conduction du commutateur 38, commandés par le

régulateur 42 qui fait partie d'un circuit formant une com-

mande par réaction, un amplificateur d'erreur et un modula-

teur, par exemple du type utilisé pour le réglage par commu-

tation., de la vitesse du moteur. Un tel circuit nécessite une information d'entrée sous forme d'une vitesse demandée

et d'une vitesse réelle, et il transmet un courant analogi-

que à un point C de sommation d'un amplificateur d'erreur.

L'information sur la vitesse du moteur est tirée indirectement afin que le coat des composants soit réduit au minimum, et d'une manière qui ne nécessite ni tachymètre ni générateur d'impulsions de vitesse. Si l'on considère

que le moteur équivaut à un circuit comprenant une résis-

tance R et une source d'une force contre-électromotrice E montées en série, la vitesse peut être déterminée comme étant proportionnelle à E qui est la tension efficace V aux bornes du moteur, réduite de la chute de tension R.1, I étant l'intensité du courant dans le moteur. La vitesse

est ainsi proportionnelle à V-RI.

Le terme contenant l'intensité I est obtenu à l'aide

d'un circuit 47 de réaction de courant qui est essentielle-

ment un circuit de maintien de valeur de crête qui note l'impulsion apparaissant aux bornes de la résistance 39 pendant le temps de conduction du commutateur 38 et qui est destiné à le transformer en un courant d'échelle continue représentatif du facteur RI et qui est transmis au point

C de sommation.

Le terme V est obtenu par l'intermédiaire d'un

circuit 47' de réaction de tension, par mesure de la ten-

sion aux bornes du moteur qui, avec une précision suffi- sante, est la tension entre les lignes B et A. On utilise le fait que la tension mesurée dans la ligne B est une forme

d'onde commutée et non une tension continue de régime perma-.

nent, pour la transformation de la forme d'onde en un cou-

rant d'impulsions. La longueur de ces impulsions dépend du temps de conduction du commutateur 38 et l'amplitude

dépend de la valeur instantanée de la tension d'alimenta-

tion au rail A. Ce train d'impulsions parvient au point C de sommation et il est intégré afin qu'il forme une valeur

analogique de la tension du moteur.

Le circuit peut être réalisé pour toute polarité d'alimentation, avec modification convenable des composants polarisés, tels que les diodes, les transistors et analogue

mais dans la description qui suit, on considère que l'ali-

mentation est positive par rapport à la ligne commune D.

La description du fonctionnement du circuit suppose aussi

que la chute de tension dans les diodes est nulle dans le

sens direct.

Le circuit 41 de sélection de vitesse demandée est réalisé de manière connue pour la sélection de la vitesse voulue du moteur cui est transformée et transmise au point C de sommation, à partir du circuit 41, sous forme de la

valeur analogique actuelle de la vitesse voulue. L'utili-

sation des signaux analogiques actuels de vitesse voulue, de la tension aux bornes du moteur et de l'intensité du courant dans le moteur, après transmission au point C de sommation permet la formation d'impulsions d'excitation

dans les lignes E et F et dans le circuit associé d'exci-

tation, permettant la commande du commutateur 38 et ainsi le réglage par réaction en boucle fermée de la vitesse du moteur. L'organe 40 de commande et le régulateur 42 de commutation ont d'autres fonctions telles que

{a) la terminaison ou la suppression des impul-

sions d'excitation en cas de courant excessif,

(b> le réglage et la commande successive des con-

tacts 30 à 33 de commutation et du commutateur 38, comme le nécessitent les opérations d'agitation, de rotation rapide et de freinage, (c) le réglage séquentiel des contacts 30, 33 et

38, comme le nécessitent les opérations de freinage.

On considère ces fonctions et les transitions entre

les différentes opérations.

(a) Le circuit 43 qui limite le courant du moteur

et qui peut être à base de circuits connus, forme une infor-

mation sur l'intensité du courant du moteur à partir des

impulsions de tension aux bornes de la résistance 39, trans-

met un facteur d'échelle convenable, assure éventuellement un filtrage passe-bas et transmet l'information au régulateur

42, au moment qui convient à la terminaison ou à la suppres-

sion des impulsions d'excitation, comme dans le cas des circuits régulateurs connus par commutation. La sélection du facteur d'échelle peut être réalisée de toute manière

convenable en fonction de l'application.

(b) La disposition des diodes 34 et 37 et la com-

mande séquentielle des contacts 30 et 33 et du commutateur 38 permettent la sélection du sens du moteur ou du freinage, et participent à la commutation convenable des courants

d'induction et à la suppression de courts-circuits.

(c) On considère maintenant la fonction de freinage.

Le dispositif de freinage comprend des parties de circuit décrites jusqu'à présent, avec l'addition d'un

trajet de circulation d'un courant de résistance relative-

ment faible, comprenant une diode 50, et d'un trajet de circulation d'un courant ayant une résistance relativement élevée, comprenant une résistance 51. Le freinage à partir d'un mode à réglage de vitesse, est réalisé de la manière suivante. Un circuit 52 de détection d'arrêt du moteur est

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monté dans le trajet commun au circuit de freinage de ré-

sistance relativement faible comprenant la diode 50 et au

trajet de freinage de résistance relativement élevée com-

prenant la résistance 51, et au circuit détecteur 52 si bien qu'il conduit un courant de freinage a tout moment pendant le mode de freinage. Un signal est transmis par

le circuit 52 à l'organe 40 de commande à la fin du frei-

nage, et cet organe 40 peut régler le circuit de sélection du trajet de circulation du courant et du pont inverseur

pour d'autres modes de fonctionnement, par exemple l'agi-

tation. En mode de freinage, les contacts 31 et 33 sont fermés. Le commutateur 38 est mis à l'état conducteur et le courant augmente à une vitesse déterminée par la force contre-électromotrice du moteur 15 et les inductances et résistances du circuit dans la boucle comprenant le contact 31, la diode 36, le commutateur 38, la résistance 39, la

diode 50, le circuit 52, le contact 33 et le moteur 15.

En mode de freinage, le commutateur 38 commute à des fré-

quences analogues à celles qui sont utilisées en mode de

réglage de vitesse. Les impulsions sont tirées du régula-

teur 42 qui règle la vitesse mais celui-ci est réglé au temps maximal de conduction par l'organe 40, de même que le circuit 41 de sélection de vitesse demandée. Dès qu'un courant suffisant de freinage circule, la terminaison ou suppression des impulsions, à l'aide des mêmes circuits qu'en mode à vitesse réglée, est utilisée pour le réglage

d'un courant maintenu de freinage ayant une intensité choi-

sie à l'aide du circuit 43 de limitation du courant du mo-

teur, sous la commande de l'organe 40.

Lorsque le commutateur 38 cesse de conduire, le courant change de circuit. Des éléments anti-parasites et de filtrage 45 et 46 modifient le cas échéant les formes d'onde afin que le circuit ait un fonctionnement sûr et satisfaisant. Après l'arrêt de la conduction, le courant circule dans une boucle comprenant le moteur 15, le contact

31, la diode 36, la résistance 51, le circuit 52 et le con-

tact 33. Pendant cette conduction, la force contre-électro-

motrice du moteur 15 est utilisée pour l'accumulation d'é-

nergie dans l'inductance de ce moteur. A l'arrêt de la con-

duction, la vitesse de variation du courant dans l'inductan-

ce fait apparaître une tension qui fait circuler un courant

dans le nouveau circuit et dissipe ainsi l'énergie essen-

tiellement dans la résistance 51. Celle-ci peut être telle

que la tension à ses bornes a une valeur commode, par exem-

ple un peu inférieure à la tension normale d'alimentation.

Comme le commutateur 38 est commandé afin qu'il cesse de conduire à une intensité déterminée et que le courant est transmis par la résistance 51 qui a une valeur déterminée, une tension constante peut apparaître, pendant la période de non-conduction, aux bornes d'une résistance fixe unique

de dissipation d'énergie indépendamment de la force contre-

électromotrice du moteur, pourvu uniquement que cette force contreélectromotrice soit suffisante pour qu'elle fasse apparaître le courant limite nécessaire dans le trajet de freinage do résistance relativement faible comprenant la

diode 50, pendant la conduction.

On peut ainsi obtenir un freinage du moteur par un courant réglé, indépendamment de la vitesse du moteur, par exemple jusqu'à 5 ou 10 % de la vitesse maximale et X l'aide d'une seule résistance de freinage ayant une valeur fixe. Le courant peut être réglé en fonction de la vitesse

ou au cours du temps à l'aide du circuit 43 et lorsque l'or-

gane 40 le commande, à l'aide de dispositifs connus, ou

il peut être simplement maintenu à une valeur constante.

Il est souhaitable qu'une fonction de freinage de sécurité fonctionne selon que la tension d'alimentation est présente ou non et les caractéristiques de freinage peuvent être obtenues sans tension d'alimentation jusqu'à ce que le moteur cesse de tourner ou au moins ne tourne

que lentement, par exemple à 10 % de la vitesse maximale.

Cette caractéristique est obtenue par transmission du courant provenant de la source de tension élevée, au point B pendant le freinage, au condensateur accumulateur

par l'intermédiaire de la diode 44, et ainsi à l'alimenta-

tion 26 qui constitue en partie un convertisseur continu-

continu et transmet de l'énergie à basse tension aux cir-

cuits de commande, et, comme la force contre-électromotrice est utilisée pour la création de la tension élevée précitée pendant le freinage, l'alimentation 26 ne présente aucune chute notable de la tension d'entrée tant que le moteur n'est pas presque fixe, même en l'absence de la tension

d'alimentation du réseau.

Le freinage est réglé jusqu'à une faible vitesse, même en l'absence du courant du réseau, grâce au maintien de la faible tension provenant des circuits de commande et parce que le courant de freinage ne dépend que de la présence de la force contre-électromotrice et non de celle

de la tension d'alimentation.

L'énergie normale d'excitation du moteur est trans-

* mise par redressement du courant alternatif du réseau par le pont 26' de diodes. Le condensateur 25 assure un lissage

et la résistance 27 règle les appels de courant. Le conden-

sateur 25 et la résistance 27 peuvent avoir des valeurs permettant le réglage des courants harmoniques circulant

dans les lignes de l'alimentation du réseau. Dans des appli-

cations plus générales, d'autres alimentations, par exemple

la batterie d'accumulateurs, peuvent être utilisées.

Dans le cas d'une alimentation par batterie d'accu-

mulateurs ou autre pouvant accumuler toute l'énergie de

braquage, la résistance 51 peut être supprimée et le frei-

nage peut assurer la régénération d'énergie, car l'énergie de freinage est renvoyée à la batterie d'accumulateurs par l'intermédiaire de la diode 44. L'addition de composants supplémentaires formant un circuit correspondant au circuit existant de freinage de résistance relativement grande, comprenant la résistance 51, et raccordé symétriquement de l'autre côté du moteur, permet le freinage dans les deux

sens de rotation. Le freinage par régénération et bidi- rectionnel sont des caractéristiques rendant possible l'uti-

lisation du circuit dans les véhicules ou avec un organe

de commande d'excitation d'application universelle.

L'appareillage fait tourner le moteur à des vi-

tesses d'inversion pouvant atteindre toute faible limite nécessaire et les vitesses de rotation ne sont limitées que par des critères mécaniques et les caractéristiques du moteur. Cependant, en pratique, des paramètres tels que par exemple l'inversion cyclique des relais 29 dans le cas d'un agitateur et d'une cuve tournante d'une machine à laver, permettent l'inversion du sens du moteur par exemple à une

vitesse relativement faible de l'ordre de 14 tr/min au ma-

ximum donnant une action d'agitation dans la cuve, et don-

nant aussi une rotation à grande vitesse; par exemple, lors-

que le moteur tourne à 17 000 tr/min et lorsque la réduction de vitesse est de 14/1 entre les poulies 14 et 12, la vitesse de rotation de la cuve est d'environ 1200 tr/min dans un sens de rotation de l'agitateur et de la cuve, dans une opération d'essorage destinée à chasser l'eau et l'humidité par exemple de linge placé dans la cuve. Ainsi, le rapport

des vitesses du moteur entre les phases d'essorage et d'agi-

tation peut être supérieur à 10/1 et de préférence de l'ordre

de 15/1 en pratique.

En outre, en cas par exemple de disparition de

la tension d'alimentation ou lorsque l'alimentation prin-

cipale est déconnectée, la force contre-électromotrice du moteur peut être utilisée afin que les circuits de commande continuent à être alimentés jusqu'à ce que la rotation de

la cuve ait atteint une vitesse relativement faible.

Ainsi, selon un mode de réalisation

avantageux de l'invention, une machine à laver d'axe verti-

cal peut être réalisée et construite avec un petit nombre d'éléments mobiles, et à un coût potentiellement réduit

par rapport au coût pouvant être obtenu jusqu'à présent.

En outre, l'invention présente d'autres avantages et carac-

téristiques qui sont notamment les suivants:

1. Le circuit à contact de relais est un disposi-

tif d'inversion de moteur continu de faible coût lorsqu'il est combiné à un dispositif à semi-conducteur tel qu'un N

commutateur de puissance.

2. Un régulateur classique de commutation sous forme d'un circuit intégré est utilisé comme élément de commande. 3. La limite du courant est fixée par utilisation de ce régulateur sous forme d'un circuit intégré, pendant

la phase de réglage de vitesse.

4. Le réglage de la vitesse est obtenu par obtention

du rapport nécessaire des temps de conduction et de non-

conduction, d'après le courant moyen dans le moteur, la résistance du moteur, la tension moyenne d'excitation du

moteur et une tension constante connue.

5. La réaction de tension est assurée par des com-

posants semi-conducteurs à faible tension.

6. Le cas échéant, un démarrage progressif est

obtenu afin qu'il évite les chocs mécaniques, par utili-

sation des caractéristiques classiques des régulateurs à

commutation à circuit intégré.

7. L'utilisation de l'inductance et de la force contre-électromotrice du moteur permet la création d'une tension constante appliquée à une résistance de freinage,

à la place de l'utilisation d'une seule force contre-électro-

motrice proportionnelle à la vitesse. L'utilisation d'une

seule résistance de freinage est aussi avantageuse.

8. Le circuit utilise la force contre-électromo-

trice et une impulsion inductive pour le maintien du fonc-

tionnement de l'alimentation à basse tension par l'intermé-

diaire du régulateur de commutation si bien que le freinage peut être réalisé même après disparition du courant de

l'alimentation principale.

9. Le même régulateur à circuit intégré et le même transistor de commutation sont utilisés pour le réglage de la vitesse avec échantillonnage du courant de freinage dans la résistance de mesure de courant et régulation du

courant de freinage le cas échéant.

10. Une demande de vitesse nulle est utilisée afin que le courant dans les contacts et relais diminuent pendant le changement de sens ou de mode afin que des arcs ne se

forment pas entre les contacts.

11. Le circuit de commande référencé par rapport

au signal négatif de sortie du redresseur en pont est uti-

lisé si bien que les-circuits de pilotage du transistor

de commutation et de détection de courant sont simplifiés.

12. Le circuit permet l'utilisation d'une période fixe entre les mouvements d'agitation afin que l'agitateur

s'arrête, si bien que l'énergie électrique n'est pas gas-

pillée lors du freinage du moteur par inversion, et l'éner-

gie initialement accumulée est pleinement utilisée, le cas

échéant et suivant la charge.

13. Une seule diode à semi-conducteur est montée

aux bornes de l'ensemble du circuit de commutation.

14. La limite de l'intensité du courant peut être différente d'une part dans les modes d'agitation, et de

rotation avec freinage, et d'autre part lors de l'accélé-

ration à la vitesse d'essorage, à la limite de l'intensité

du courant d'essorage.

15. Le courant de freinage a une variation optimale compte tenu de la variation du courant en fonction de la vitesse. 16. La commutation de la tension du réseau permet

l'utilisation de programmateurs, de commutateurs et de con-

tacts classiques.

17. L'organe 40 de commande peut être utilisé pour la variation de la vitesse du moteur pendant la période de la course de l'agitateur si bien que la variation de vitesse de l'agitateur au cours du temps peut être adaptée à toute configuration voulue afin que l'efficacité du lavage

soit optimale.

18. L'organe 40 de commande peut être utilisé afin

que l'utilisateur dispose de plusieurs combinaisons de varia-

tions de vitesse de l'agitateur et de vitesses d'inversion de l'agitateur qu'il peut choisir pour obtenir une plage

utile de lavages correspondant à des conditions différentes.

19. L'organe 40 de commande peut être utilisé afin que l'utilisateur puisse choisir plusieurs vitesses d'essorage, la valeur de ces vitesses et des accélérations jusqu'à ces vitesses pouvant être réglée au cours de la fabrication afin qu'elles correspondent à des machines à laver différentes et/ou à des caractéristiques voulues dif- férentes.

Claims (49)

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande d'une machine à laver le linge, caractérisé en ce qu'il comprend l'utilisation, au cours d'une phase d'agitation, d'un moteur électrique (15) relié à un agitateur (7) par une transmission de réduction de vitesse, afin que l'agitateur tourne d'abord dans un premier sens puis dans l'autre, l'agitateur tournant dans chaque sens d'un angle inférieur à 2tf radians, et, au cours d'une phase de rotation, la connexion du moteur (15) à une cuve (2) de la machine afin que celle-ci tourne de façon

continue dans un même sens, à une vitesse élevée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend la limitation de l'angle de rotation de

l'agitateur (7) à moins de 2ffradians.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce qu'il comprend l'utilisation d'un rap-

port de vitessesdu moteur (15) supérieur à 10/1 entre la

vitesse de rotation et la vitesse maximale d'agitation.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le rapport des vitesses

du moteur est inférieur à 15/1.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la commande cyclique de relais destinée à faire commuter des contacts (30-33) qui transmettent l'énergie au moteur (15) afin que celui-ci change de sens de rotation pendant la phase d'agitation.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend l'interruption de la circulation du courant dans les contacts de commutation (30-33) avant que

la commutation soit effectuée, et la restriction de l'in-

tensité du courant après la commutation.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend le freinage du moteur (15) par transformation de l'énergie cinétique de pièces mobiles en énergie électrique et par absorption

de celle-ci.

19-

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend l'absorption de cette énergie par

connexion des bornes du moteur (15) à une résistance (51).

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend le réglage de la transmission de la force contre-électromotrice du moteur (15) à la résistance (51) afin qu'une tension constante soit appliquée à la

résistance jusqu'à de faibles vitesses du moteur.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications

7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend la limitation de la vitesse de création d'énergie électrique pendant le freinage.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications

7 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend l'utilisation de

la force contre-électromotrice du moteur (15) pour la trans-

mission au circuit de commande d'une partie nécessaire de

son énergie électrique pendant le freinage..

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications

7 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend la transmission

du courant de freinage soit dans un premier trajet de cir-

culation de courant de résistance relativement faible, à partir d'une borne du moteur (15), ce trajet de résistance relativement faible comprenant le commutateur de régulation d'énergie, soit par un second trajet de circulation d'un courant, ayant une résistance relativement élevée et partant de cette borne, et d'un trajet de circulation d'un courant commun formé entre l'autre borne du moteur et les trajets de résistances relativement faible et relativement élevée,

le trajet commun comprenant un commutateur en pont, le cou-

rant étant créé en cours d'utilisation par la force contre-

électromotrice du moteur (15), le courant créé par cette -force contreélectromotrice représentant l'accumulation d'énergie dans les inductances du circuit, principalement

dans le moteur (15), le procédé comprenant aussi la trans-

mission à un condensateur (25) accumulateur d'une tension

créée aux bornes du trajet d'un courant ayant une résis-

tance relativement élevée et l'utilisation de l'énergie conservée dans le condensateur-accumulateur afin qu'il transmette de l'énergie au composant du circuit, de façon pratiquement indépendante de la tension d'alimentation

et pratiquement indépendante de la force contre-électromo-

trice, jusqu'à ce que celle-ci ait diminué jusqu'à une

tension très faible. -

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend le contrôle

du courant du moteur et la commande du dispositif de com-

mutation (38) afin que ce courant soit limité à une valeur

inférièure à une valeur prédéterminée.

14. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend le réglage de la tension d'excitation du moteur par réglage des temps de non conduction du commutateur (38) de modulation de puissance par rapport à une information d'entrée dépendant de la vitesse demandée et de la vitesse réelle dumoteur (15).

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé

en ce qu'il comprend la transmission de l'information re-

lative à la vitesse du moteur par mesure de la-tension ef-

ficace V aux bornes du moteur, par mesure du courant I à l'aide de la chute de tension dans une résistance R, dans le moteur (15), la tension VRI étant représentative de la

vitesse du moteur.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé

en ce qu'il comprend la mesure du courant I par détermina-

tion de la tension aux bornes d'une résistance (39) dans laquelle circule le courant I.

17. Appareil de commande d'une machine à laver le linge, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre (8) sur

lequel est monté un agitateur (7), un arbre creux (3) d'en-

traInement en rotation, coaxial à l'arbre de l'agitateur, une cuve tournante (2) montée sur l'arbre de rotation et dans laquelle l'agitateur est monté, un moteur électrique (15) ayant un arbre d'entraînement (16), une transmission (12-14) destinée à réduire la vitesse et reliant l'arbre

d'entraînement à l'arbre de l'agitateur afin que la rota-

tion de l'arbre d'entraînement dans un sens ou dans l'autre provoque la rotation de l'arbre de l'agitateur dans le même sens que l'arbre d'entraînement, un dispositif à déplacement libre limité (20-23) monté entre l'abre de l'agitateur et l'arbre de rotation, permettant la rotation de l'arbre de l'agitateur dans un sens ou dans l'autre sans rotation

réelle de l'arbre de rotation, et un dispositif d'alimen-

tation électrique et de commande transmettant au moteur un courant tel que, dans la phase d'agitation, le moteur (15) tourne cycliquement d'abord dans un premier sens puis dans

l'autre et provoque l'oscillation de l'agitateur sans pro-

voquer un déplacement réel de la cuve à partir d'une posi-

tion fixe, et, dans une phase de rotation, le moteur tourne

de façon continue si bien que le déplacement libre déter-

miné par le dispositif à déplacement libre limité est com-

pensé et la cuve tourne à une vitesse élevée de rotation, le dispositif d'alimentation électrique et de commande réglant l'énergie transmise au moteur de manière que la

vitesse de rotation soit au moins égale à dix fois la vi-

tesse maximale d'agitation fixée par le moteur.

18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que le dispositif à déplacement libre limité comprend une broche (20) placée à une certaine distance du centre longitudinal de l'arbre (3) de l'agitateur, la broche étant destinée à être entraînée par le moteur, et un bras (22) ayant une longueur supérieure à la distance séparant la broche du centre de l'arbre, ce bras étant fixé à l'arbre de rotation (8) et étant destiné à être entraîné par l'axe

lorsque l'appareil est en mode de rotation.

19. Appareil selon l'une des revendications 17 et 18,

caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux masses

d'équilibrage (59) articulées sur l'arbre de rotation (8).

20. Appareil selon l'une quelconque des revendications

17 à 19, caractérisé en ce que la transmission qui réduit la vitesse comporte une courroie (13) et un arrangement à poulies<12, 14) ayant un rapport de changement de vitesse

compris entre 8/1 et 20/1.

21. Appareil selon la revendication 20, caractérisé en ce que le rapport de changement de vitesses est de

l'ordre de 14/1.

22. Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 17 à 21, caractérisé en ce que le, dispositif d'ali-

mentation électrique et de commande comprend des commuta-

teurs (30-33) commandés par un relais et des diodes (34,

37) destinées à commander l'inversion du sens de fonction-

nement du moteur pendant la phase d'agitation.

23. Appareil selon la revendication 22, caractérisé en ce que les relais sont commandés cycliquement par un

organe de commande (40).

24. Appareil selon l'une des revendications 22 et

23, caractérisé en ce qu'un dispositif de commutation interrompt la circulation du courant dans les contacts

de commutation du relais avant que la commutation com-

mence et déclenche la circulation du courant dans les

-contacts après que la commutation a été effectuée.

25. Appareil selon la revendication 24, caractérisé

en ce que le dispositif de commutation comprend un commuta-

teur de modulation d'énergie.

26. Appareil selon l'une quelconque des revendications

17 à 25, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de freinage comprenant un dispositif d'absorption d'énergie et un dispositif destiné à relier celui-ci à des bornes du moteur afin que l'énergie électrique provenant de celui-ci

soit absorbée.

27. Appareil selon la revendication 26, caractérisé en ce que le dispositif de freinage comprend un premier trajet de résistance relativement faible, partant de l'une des bornes du moteur, ce trajet comprenant le commutateur

de régulation d'énergie (38), et un second trajet de résis-

tance relativement grande, partant de la même borne, un trajet de courant commun étant formé entre l'autre borne du

moteur (15) et les trajets de résistance relativement éle-

vée et relativement faible, ce trajet de courant commun comprenant le commutateur en pont, les trajets de courant transmettant le courant créé lors du fonctionnement par

la force contre-électromotrice du moteur, ce courant repré-

sentant l'accumulation d'énergie dans les inductances du circuit et principalement dans le moteur (15), le circuit

de commande comprenant en outre un condensateur accumula-

teur (25) qui reçoit le courant créé par la chute de ten-

sion dans le trajet de résistance élevée, et une alimenta-

tion associée au condensateur accumulateur et destinée à

transmettre de l'énergie aux composants de façon pratique-

ment indépendante de la tension d'alimentation et de la force contreélectromotrice créée jusqu'à ce que cette force contre-électromotrice ait diminué à une valeur très faible.

28. Appareil selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comporte une résistance (51) reliée au moteur

pendant le freinage et qui évacue l'énergie de freinage.

29. Appareil selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de réglage de la tension appliquée à ladite résistance (51) à une valeur pratiquement prédéterminée, jusqu'à ce que le freinage soit presque terminé.

30. Appareil selon l'une quelconque des revendications

27 à 29, caractérisé en ce que le même régulateur à circuit intégré (42) et le même transistor de commutation (38) sont

utilisés pour le réglage de vitesse, pendant l'échantil-

lonnage du courant de freinage circulant dans la résistance (39) de mesure de courant et dans la régulation du courant

de freinage à la valeur nécessaire.

31. Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 27 à 30, caractérisé en ce qu'il comprend un dispo-

sitif destiné à limiter la vitesse de création d'énergie

électrique au cours du freinage.

32. Appareil selon l'une quelconque des revendications

17 à 31, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à limiter le courant consommé par le moteur (15)

afin qu'il ne dépasse pas des limites prédéterminées.

33. Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 17 à 32, caractérisé en ce qu'il comporte un dis-

positif de réglage de l'excitation du moteur par commande d'uncommutateur (38) de modulation d'énergie permettant l'ajustement de la vitesse du moteur.

34. Appareil selon la revendication 33, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de vitesse comprend un dispositif destiné à former une tension dont le rapport des temps de présence auxtemps d'absence dépend du courant moyen, de la résistance et du potentiel moyen d'excitation

du moteur, ainsi que d'une tension constante connue.

35. Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 17 à 34, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit

mettant en oeuvre l'inductance et la force contre-électro-

motrice du moteur pour la création d'une tension constante destinée à être appliquée aux bornes d'une résistance de

freinage (51), à la place d'une simple force contre-

électromotrice proportionnelle à la vitesse.

36. Appareil selon l'une quelconque des revendications

17 à 35, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit met-

tant en oeuvre la force contre-électromotrice et le courant

temporaire créé par induction pour l'entretien d'une ali-

mentation à basse tension par l'intermédiaire d'un régula-

teur de commutation (42) de manière que le freinage puisse

être complet même après disparition de l'alimentation prin-

cipale.

37. Appareil selon la revendication 36, caractérisé en ce qu'il comprend une diode qui règle la tension créée

par le courant temporaire d'induction.

38. Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 17 à 37, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit

permettant l'utilisation d'un signal représentant une vi-

tesse demandée nulle pour la réduction du courant circulant dans les contacts d'un relais, en cas de changement de sens ou de mode afin que des arcs ne se forment pas entre des contacts.

39. Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 17 à 38, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit tel que le circuit de commande, référencé par rapport à

une sortie négative d'un redresseur en pont (26'), simpli-

fie les circuits d'excitation du transistor de commutation (38) et la détection du courant.

40. Appareil selon l'une quelconque des revendications

17 à 39, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit fixant une période déterminée entre les mouvements d'agitation

afin que l'agitateur (7) puisse d'arrêter et que de l'éner-

gie électrique ne soit pas dissipée au démarrage du moteur, si bien que l'énergie initialement accumulée est pleinement

utilisée le cas échéant, suivant la charge.

41. Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 17 à 40, caractérisé en ce que des composants à semi-

conducteurs à basse tension forment un circuit de réaction

de la tension d'excitation.

42. Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 17 à 41, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de réglage du courant circulant dans le moteur (15) afin que celui-ci subisse une accélération positive ou négative voulue.

43. Appareil selon la revendication 42, caractérisé en ce que le circuit de réglage du courant circulant dans le moteur (15) fixe des limites différentes du courant en cas d'agitation et de freinage à partir du mode de rotation rapide et pour l'accélération à la vitesse de rotation, à

une limite de courant de rotation.

44. Appareil selon l'une des revendications 42 et

43, caractérisé en ce que le circuit de réglage du courant dans le moteur (15) transmet le courant de freinage avec une valeur maximale correspondant à un profil de variation

du courant avec la vitesse.

45. Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 17 à 44, caractérisé en ce que le dispositif de com-

mande comporte un organe de commande (40) destiné à faire

varier la vitesse du moteur (15) pendant la période corres-

pondant à la course d'un agitateur (7), de manière que la 2 6 variation soit adaptée à une configuration voulue rendant

optimale l'efficacité du lavage.

46. Appareil selon la revendication 45, caractérisé en ce que l'organe de commande (40) est programmé afin que l'utilisateur dispose de plusieurs combinaisons de varia- tion de vitesse de l'agitateur et de vitesse d'inversion

de l'agitateur afin qu'il dispose d'une plage utile de con-

ditions de lavage correspondant à divers critères.

47. Appareil selon l'une des revendications 45 et 46,

caractérisé en ce que l'organe de commande (40) est pro-

grammé afin qu'il permette à l'utilisateur de choisir parmi plusieurs vitesses de rotation rapides, et les valeurs de ces vitesses et des accélérations jusqu'à ces vitesses peuvent être fixées pendant la fabrication afin qu'elles correspondent à diverses machines à laver ou à diverses

caractéristiques voulues.

48. Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 17 à 47, caractérisé en ce que la commutation de la tension du réseau est commandée manuellement ou par des commutateurs temporisés commandant les séquences voulues

de fonctionnement.

49. Machine à laver le linge, caractérisée en ce qu'elle comprend un appareil selon l'une quelconque des

revendications 17 à 48.