FR2606563A1 - Device for controlling the supply to an asynchronous motor in order to optimise the latter's braking - Google Patents

Device for controlling the supply to an asynchronous motor in order to optimise the latter's braking Download PDF

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Abstract

This device for controlling the supply to an asynchronous motor, adapted to operate as a self-starting generator for the braking thereof, by using at least one capacitor 8 connected to the terminals of at least one winding 1 of the motor when the voltage created by the residual rotor currents across the terminals of the said winding is at an optimal voltage level characteristic of the said motor, by way of at least one normally-closed contact 19, 20 of a relay and in which the coil 9 of the relay and the said motor are linked to the same supply network, is characterised in that it furthermore includes means 10 for phase-shifting the current flowing in the coil of the relay with respect to the voltage across the terminals of the coil and means 11 for cutting the supply to the latter when the current flowing in this coil passes through zero, the phase shift between the current and the voltage across the terminals of the relay coil 9 being determined so that the said at least one capacitor 8 is connected to the terminals of the said at least one winding 1 when the voltage across the terminals of the latter is at its optimal level.

Description

a présente invention concerne un dispositif de commande de 1. alimentation d'un moteur asynchrone, pour optimiser le freinage de celui-ci. The present invention relates to a device for controlling the supply of an asynchronous motor to optimize the braking thereof.

Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un dispositif de commande de l'alimentation d'un moteur adapté pour fonctionner en génératrice auto-amorcée pour son freinage, à la coupure de son alimentation, en utilisant au moins un condensateur connecté aux bornes d'au moins un enroulement du moteur. More particularly, the invention relates to a device for controlling the supply of a motor adapted to operate as a self-priming generator for its braking, when its supply is cut off, using at least one capacitor connected to the terminals d '' at least one motor winding.

On connait dans l'état de la technique un certain nombre de dispositifs de ce type, comportant des moyens de commande de l'excitation d'une bobine d'un relais. un contact à fermeture du relais. branché en parallèle sur les moyens d'excitation, pour autoalimenter ladite bobine, des moyens de commande de la coupure de l'alimentation de celle-ci. des contacts à fermeture du relais adaptés pour connecter ledit moteur à un réseau d'alimentation, au moins un contact à ouverture du relais adapté pour connecter ledit au moins un condensateur aux bornes dudit au moins un enroulement du moteur à la suite de la coupure de 1 alimentation de la bobine du relais et dans lequel ladite bobine et ledit moteur sont reliés au meme réseau d'alimentation. A number of devices of this type are known in the prior art, comprising means for controlling the excitation of a coil of a relay. a relay closing contact. connected in parallel to the excitation means, for self-supplying said coil, means for controlling the cut-off of the supply thereof. relay closing contacts adapted to connect said motor to a supply network, at least one relay opening contact adapted to connect said at least one capacitor to the terminals of said at least one motor winding following switching off 1 supply of the relay coil and in which said coil and said motor are connected to the same supply network.

Cependant, ces dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau des aléas de freinage qui sont dus au fait que le condensateur est connecté aux bornes de 1 enroulement de façon aléatoire. However, these devices have a certain number of drawbacks, in particular at the level of braking hazards which are due to the fact that the capacitor is connected to the terminals of 1 winding in a random manner.

Or, les Demanderesses ont constaté expérimentalement que ces aléas de freinage peuvent être supprimés si le condensateur est connecté aux bornes de l'enroulement du moteur au moment où la tension créée par les courants rotoriques résiduels, aux bornes dudit enroulement, est à un niveau de tension optimum caractéristique du moteur,
Le but de l'invention est donc de résoudre le problème mentionné précédemment, en proposant un dispositif qui supprime ces aléas et permette d'optimiser le freinage du moteur.However, the Applicants have found experimentally that these braking hazards can be eliminated if the capacitor is connected to the terminals of the motor winding at the moment when the voltage created by the residual rotor currents, at the terminals of said winding, is at a level of optimum voltage characteristic of the motor,
The object of the invention is therefore to solve the problem mentioned above, by proposing a device which eliminates these hazards and makes it possible to optimize the braking of the engine.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de déphasage du courant circulant dans la bobine du relais par rapport à la tension aux bornes de celle-ci et des moyens de coupure de 1 alimentation de celleci, à la suite d'un actionnement des moyens de commande de la coupure de l'alimentation de celle-ci, au passage par zéro de ce courant, le déphasage entre le courant et la tension aux bornes de la bobine de relais étant déterminé de manière que ledit au moins un condensateur soit connecté aux bornes dudit au moins un enroulement au moment où la tension aux bornes de celui-ci est à son niveau optimum. To this end, the subject of the invention is a control device of the type described above, characterized in that it further comprises means of phase shifting of the current flowing in the relay coil with respect to the voltage across the terminals of the latter and means for cutting off the supply thereof, following actuation of the means for controlling the interruption of the supply thereof, when this current crosses zero, the phase difference between the current and the voltage across the relay coil being determined so that said at least one capacitor is connected across said at least one winding when the voltage across it is at its optimum level.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé, qui représente un schéma d'un mode de réalisation d'un dispositif de commande selon l'invention. The invention will be better understood using the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawing, which represents a diagram of an embodiment of a control device according to the invention.

Ainsi qu'on peut le voir sur cette figure, un moteur asynchrone monophasé, représenté de façon schématique par une phase principale 1 et une phase auxiliaire 2, est relié à une source d'alimentation par l'intermédiaire de deux contacts à fermeture 3 et 4 d'un relais d'alimentation. Ce moteur comporte également des moyens de démarrage 5 constitués par exemple par un dispositif du type KLIXON comportant une bobine 6 reliée en série avec la phase principale du moteur et un contact à fermeture 7 en série avec un condensateur de démarrage 8 et la phase auxiliaire 2. As can be seen in this figure, a single-phase asynchronous motor, represented schematically by a main phase 1 and an auxiliary phase 2, is connected to a power source by means of two closing contacts 3 and 4 of a power relay. This motor also comprises starting means 5 constituted for example by a device of the KLIXON type comprising a coil 6 connected in series with the main phase of the motor and a closing contact 7 in series with a starting capacitor 8 and the auxiliary phase 2 .

Le fonctionnement d'un tel dispositif de démarrage étant connu en soi, on ne le décrira pas en détail. Le relais d'alimentation comporte également une bobine 9 connectée sur le même réseau d'alimentation que le moteur décrit précédemment.The operation of such a starting device being known per se, it will not be described in detail. The supply relay also includes a coil 9 connected to the same supply network as the motor described above.

Le dispositif d'alimentation selon l inven- tion comporte des moyens 10 de déphasage du courant circulant dans la bobine 9 par rapport à la tension aux bornes de celle-ci, des moyens 11 de coupure de l'alimentation de la bobine au passage par zéro du courant circulant dans celle-ci, des moyens 12 de commande de l'excitation de la bobine du relais, constitués par exemple par un bouton-poussoir à fermeture, et un contact 13 à fermeture du relais, branché en parallèle sur les moyens 12 d'excitation, pour auto-alimenter ladite bobine. Les moyens de coupure de l'alimentation de la bobine au passage par zéro du courant sont par exemple constitués par un triac 14 branché en série avec la bobine, la gachette de celui-ci étant reliée à une résistance de polarisation 15 et à des moyens 16 de commande de la coupure de l'alimentation de la bobine.Ces moyens sont par exemple constitués par un bouton-poussoir à ouverture. The supply device according to the invention comprises means 10 for phase shifting of the current flowing in the coil 9 with respect to the voltage across the latter, means 11 for cutting off the supply to the coil when passing through. zero of the current flowing therein, means 12 for controlling the excitation of the relay coil, constituted for example by a push-button with closing, and a contact 13 with closing of the relay, connected in parallel to the means 12 excitation, for self-feeding said coil. The means for cutting off the supply of the coil to the zero crossing of the current are for example constituted by a triac 14 connected in series with the coil, the trigger of the latter being connected to a bias resistor 15 and to means 16 for controlling the cut-off of the coil supply. These means are for example constituted by an opening push-button.

Les moyens de déphasage du courant circulant dans la bobine par rapport à la tension aux bornes de celle-ci sont quant à eux constitués par exemple par une résistance 17 aux bornes de laquelle est branché un contact à ouverture 18 du relais permettant de maintenir ces moyens de déphasage hors circuit lors de 1 excitation de la bobine afin que celle-ci reçoive la pleine tension lors de son excitation.  The phase shifting means of the current flowing in the coil with respect to the voltage across its terminals are, for example, constituted by a resistor 17 across which is connected an opening contact 18 of the relay enabling these means to be maintained phase shift out of circuit during 1 excitation of the coil so that it receives the full voltage during its excitation.

Le relais d'alimentation comporte également un contact à ouverture 19 connecté en parallèle aux bornes de la phase auxiliaire 2 et un autre contact à ouverture 20 connecté entre une borne du condensateur 8 et une borne de la phase principale 1, permettant de relier le condensateur aux bornes de la phase principale lors de la phase de freinage du moteur,
Il est également à noter qu'une résistance de décharge 21 est connectée en parallèle aux bornes du condensateur 8.The power relay also includes an opening contact 19 connected in parallel to the terminals of the auxiliary phase 2 and another opening contact 20 connected between a terminal of the capacitor 8 and a terminal of the main phase 1, making it possible to connect the capacitor at the terminals of the main phase during the engine braking phase,
It should also be noted that a discharge resistor 21 is connected in parallel to the terminals of the capacitor 8.

Ce condensateur constitue donc à la fois le condensateur de démarrage et le condensateur de freinage permettant de transformer le moteur en génératrice auto-amorcée à la coupure de son alimentation. Il va de soi que d'autres modes de réalisation sont possibles. This capacitor therefore constitutes both the starting capacitor and the braking capacitor making it possible to transform the motor into a self-priming generator when its power is cut off. It goes without saying that other embodiments are possible.

Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant. The operation of such a device is as follows.

Lorsqu'un utilisateur désire alimenter le moteur, il actionne le bouton-poussoir 12 d'excitation de la bobine et les contacts 3,4 et 13 se ferment tandis que les contacts 18,19 et 20 s'ouvrent. Durant la phase de démarrage le contact 7 du dispositif de démarrage 5 est également fermé de manière à alimenter la phase auxiliaire à travers le condensateur 8. Le contact 18 étant ouvert, les moyens de déphasage 10 assurent alors un déphasage du courant circulant dans la bobine 9 par rapport à la tension aux bornes de celle-ci et donc aux bornes de la phase principale du moteur. When a user wishes to power the motor, he actuates the push-button 12 for exciting the coil and the contacts 3, 4 and 13 close while the contacts 18, 19 and 20 open. During the start-up phase, the contact 7 of the start-up device 5 is also closed so as to supply the auxiliary phase through the capacitor 8. The contact 18 being open, the phase shift means 10 then ensure a phase shift of the current flowing in the coil 9 with respect to the voltage at the terminals thereof and therefore at the terminals of the main phase of the motor.

Lorsque l'utilisateur désire couper l'alimentation du moteur, il actionne les moyens 16 de commande de la coupure de l'alimentation de la bobine du relais et le triac 14 coupe l'alimentation de cette bobine au passage par zéro du courant dans celle-ci. When the user wishes to cut the power supply to the motor, he actuates the means 16 for controlling the cut-off of the supply to the coil of the relay and the triac 14 cuts the supply of this coil to the zero crossing of the current in that -this.

Le point de départ de la coupure de l'alinsentation de la bobine étant fixé par les moyens de coupure au passage par zéro du courant, il est donc possible en réglant le déphasage entre le courant circulant dans la bobine et la tension aux bornes de celle-ci et donc aux bornes du moteur, à une valeur déterminée, de régler l'instant de connexion du condensateur de freinage aux bornes de l'enroulement correspondant du moteur, à un moment déterminé et ceci de manière reproductible. The starting point of the cut-off of the coil alignment being fixed by the cut-off means at the zero crossing of the current, it is therefore possible by adjusting the phase difference between the current flowing in the coil and the voltage across that -this and therefore at the motor terminals, at a determined value, to adjust the instant of connection of the braking capacitor at the terminals of the corresponding winding of the motor, at a determined time and this in a reproducible manner.

Ainsi qu'il a éte mentionné précédemment, les Demanderesses ont constaté qu'en connectant le condensateur au moment où la tension créée par les courants rotoriques résiduels aux bornes de l'enroulement correspondant du moteur, est à un niveau de tension optimum caractéristique du moteur, on peut optimiser le freinage de celui-ci. Ce niveau de tension optimum dépendant des caractéristiques internes du moteur, l'optimisation est réalisée en agissant sur les moyens de déphasage jusqu'à ce que l'on obtienne le freinage désiré. Ainsi, la résistance 17 peut être réglable de manière à permettre le réglage du déphasage entre le courant et la tension aux bornes de la bobine du relais, et donc de l'instant de connexion du condensateur de freinage. As mentioned above, the Applicants have found that by connecting the capacitor at the moment when the voltage created by the residual rotor currents at the terminals of the corresponding winding of the motor is at an optimum voltage level characteristic of the motor , we can optimize its braking. This optimum voltage level depending on the internal characteristics of the motor, optimization is achieved by acting on the phase shift means until the desired braking is obtained. Thus, the resistor 17 can be adjustable so as to allow the adjustment of the phase difference between the current and the voltage across the terminals of the relay coil, and therefore of the instant of connection of the braking capacitor.

Il est également à noter que lors de ce réglage, il y a lieu de tenir compte du retard introduit par le relais et correspondant au temps s'écoulant entre la coupure de l'alimentation de la bobine et la commutation des contacts de ce relais. Ce retard permet par ailleurs de maintenir les moyens de déphasage hors-circuit lors de l'excitation de la bobine de relais.  It should also be noted that during this adjustment, account should be taken of the delay introduced by the relay and corresponding to the time elapsing between the interruption of the coil supply and the switching of the contacts of this relay. This delay also makes it possible to keep the phase shift means off-circuit when the relay coil is energized.

Il va de soi que bien que dans l'exemple décrit, les moyens de déphasage soient constitués par une résistance et que le moteur soit constitué par un moteur monophasé, d'autres modes de réalisation et des applications à d'autres types de moteurs sont possibles. Ainsi par exemple, ce dispositif de commande est applicable à la commande de l'alimentation d'un moteur asynchrone triphasé et d'autres modes de réalisation des moyens de déphasage et de freinage peuvent être utilisés.  It goes without saying that although in the example described, the phase shifting means are constituted by a resistor and the motor is constituted by a single-phase motor, other embodiments and applications to other types of motors are possible. Thus, for example, this control device is applicable to the control of the supply of a three-phase asynchronous motor and other embodiments of the phase shift and braking means can be used.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de l'alimentation d'un moteur asynchrone pour optimiser le freinage de celui-ci, ledit moteur étant adapté pour fonctionner en génératrice auto-amorcée pour spn freinage, à la coupure de son alimentation, en utilisant au moins un condensateur (8) connecté aux bornes d'au moins un enroulement (1) dudit moteur, au moment où la tension créée par les courants rotoriques résiduels, aux bornes dudit au moins un enroulement (1) est à un niveau de tension optimum caractéristique dudit moteur, ledit dispositif comportant des moyens (12) de commande de l'excitation d'une bobine (9) d'un relais, un contact à fermeture (13) du relais, branché en parallèle sur les moyens d'excitation (12), pour auto-alimenter ladite bobine (9), des moyens (16) de commande de la coupure de l'alimentation de celle-ci, des contacts (3,4) à fermeture du relais adaptés pour connecter ledit moteur à un réseau d'alimentation, au moins un contact à ouverture (19,20) du relais adapté pour connecter ledit au moins un condensateur (8) aux bornes dudit au moins un enroulement (1) du moteur, à la suite de la coupure de l'alimentation de la bobine (9) du relais et dans lequel ladite bobine et ledit moteur sont reliés au même réseau d'alimentation, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de déphasage (10) du courant circulant dans la bobine (9) du relais par rapport à la tension aux bornes de celle-ci et des moyens (11) de coupure de l'alimentation de celle-ci. à la suite d'un actionnement des moyens (16) de commande de la coupure, au passage par zéro de ce courant, le déphasage entre le courant et la tension aux bornes de la bobine (9) de relais étant déterminé de manière que ledit au moins un condensa teur (8) soit connecté aux bornes dudit au moins un enroulement (1) > au moment où la tension aux bornes de celui-ci est à son niveau optimum. 1. Device for controlling the supply of an asynchronous motor to optimize the braking thereof, said motor being adapted to operate as a self-priming generator for spn braking, when its supply is cut off, using at least one capacitor (8) connected to the terminals of at least one winding (1) of said motor, at the moment when the voltage created by the residual rotor currents, to the terminals of said at least one winding (1) is at an optimum voltage level characteristic of said motor, said device comprising means (12) for controlling the excitation of a coil (9) of a relay, a closing contact (13) of the relay, connected in parallel to the excitation means (12) , for self-supplying said coil (9), means (16) for controlling the cut-off of the supply of the latter, contacts (3,4) for closing the relay adapted to connect said motor to a network d power supply, at least one opening contact (19,20) of the relay suitable for connecting said at least one capacitor (8) at the terminals of said at least one winding (1) of the motor, following the interruption of the supply of the coil (9) of the relay and in which said coil and said motor are connected to the same supply network, characterized in that it further comprises means of phase shift (10) of the current flowing in the coil (9) of the relay with respect to the voltage at the terminals thereof and means ( 11) cutting off the power supply thereof. following actuation of the cut-off control means (16), when this current crosses zero, the phase difference between the current and the voltage across the relay coil (9) being determined so that said at least one capacitor (8) is connected across said at least one winding (1)> when the voltage across it is at its optimum level. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (11) de coupure de l'alimentation au passage par zéro du courant dans la bobine (9), comprennent un triac (14) dont la gachette est reliée aux moyens (16) de commande de la coupure de l'alimentation de celle-ci. 2. Device according to claim 1, characterized in that the means (11) for cutting off the power at zero crossing of the current in the coil (9), comprise a triac (14), the trigger of which is connected to the means ( 16) for controlling the cut off of the power supply thereof. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de déphasage (10) comprennent une résistance (17) connectée en série avec ladite bobine (9). 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that said phase shift means (10) comprise a resistor (17) connected in series with said coil (9). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite résistance est réglable de manière à permettre un réglage du déphasage. 4. Device according to claim 3, characterized in that said resistance is adjustable so as to allow adjustment of the phase shift. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (18) de court-circuitage des moyens de déphasage (17) lors de l'excitation de ladite bobine (9). 5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (18) for short-circuiting the phase shift means (17) during the excitation of said coil (9). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de court-circui tage comprennent un contact à ouverture (1 (18) du re- lais, connecté en parallèle sur les moyens de déphasage (17).  6. Device according to claim 5, characterized in that said short-circuiting means comprise an opening contact (1 (18) of the relay, connected in parallel with the phase-shifting means (17).
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