FR2745127A1 - Dispositif de pilotage automatique d'un groupe electrogene - Google Patents
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Abstract
Dispositif de pilotage automatique d'un groupe électrogène (2) comprenant un moteur thermique (20), un alternateur (21) et des organes périphériques (22, 23, 24). Il comprend, dans un boîtier (1), un circuit électronique de gestion (12) permettant le contrôle de la séquence des phases du réseau électrique (3) et de la sortie de l'alternateur (21), et de la tension correspondant à chacune desdites phases, grâce à deux circuits de détection (42, 42'); le contrôle de signaux générés par un ou plusieurs capteurs (13) permettant de contrôler le fonctionnement du moteur thermique (20); la commande d'un actionneur de sélection (4) d'une des sources de puissance reliées à l'entrée du boîtier (1); la commande des procédures de démarrage ou d'arrêt du groupe électrogène (2) avec répétitivité des procédures de démarrage en cas de non démarrage immédiat; et le contrôle de signaux extérieurs représentatifs d'une demande de marche ou d'arrêt forcé du groupe électrogène (2).
Description
La présente invention a pour objet un dispositif de pilotage automatique d'un groupe électrogène et plus particulièrement des procédures de démarrage et d'arrêt d'un tel groupe de façon qu'il puisse suppléer automatiquement à un réseau électrique, notamment triphasé.
Les groupes électrogènes sont fréquemment utilisés pour relayer le réseau électrique lors de coupures de courant et comprennent généralement un moteur thermique du type moteur à essence ou moteur diesel, entraînant une génératrice de courant alternatif ou alternateur et des organes périphériques tels que démarreur, bougies de préchauffage, allumeur, décompresseur ou autres, ledit moteur étant démarré manuellement à l'aide d'une manivelle ou par assistance d'un démarreur électrique alimenté par une batterie d'accumulateurs.
La mise en fonction du démarreur électrique est réalisée soit directement par l'opérateur, soit automatiquement à l'aide d'un circuit de détection de la coupure du secteur, et d'un circuit de commande du démarreur conçu pour n exécuter qu'une seule operation de démarrage.
Toutefois pour arriver au niveau requis de fiabilité du démarrage du moteur, ces dispositifs de démarrage automatique de groupes électrogènes comportent des démarreurs et des batteries surdimensionnés, ce qui engendre un coût de fabrication élevé. De plus dans le cas de groupes électrogènes comprenant un moteur diesel il est nécessaire de prévoir une phase de préchauffage importante ce qui rallonge inutilement le délai moyen de mise en route. Enfin les groupes électrogènes doivent être installés dans des locaux abrités du froid et de l'humidité.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de pilotage d'un groupe électrogène, facile et rapide à installer sur le réseau électrique et assurant automatiquement, lors d'une coupure ou d'un défaut du réseau électrique, le démarrage dudit groupe électrogène, relayant ledit réseau, puis son arrêt ultérieur, et palliant aux aléas d'un démarrage à froid.
Le dispositif de pilotage selon l'invention est destiné notamment à relayer un réseau triphasé et il se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend, dans un boîtier un circuit électronique de gestion comportant d'une part des moyens électroniques permettant:
- le contrôle de la séquence des phases du reseau electrique et de la sortie de l'alternateur, et de la tension correspondant à chacune desdites phases, grâce à deux circuits de détection disposés entre le circuit de gestion et le réseau ou la sortie de l'alternateur;
- le contrôle de signaux générés par un ou plusieurs capteurs permettant notamment de contrôler des paramètres lies au fonctionnement du moteur thermique;;
- la commande d'un actionneur de sélection d'une des sources de puissance (réseau electrique ou sortie de l'alternateur), reliées à l'entrée du boîtier, et de connexion de la source sélectionnée à la sortie du boîtier où est connecté le réseau à alimenter;
- la commande automatique des procédures de démarrage ou d'arrêt du groupe électrogène, incluant la répetitivité desdites procédures en cas de non démarrage immédiat; en pilotant séquentiellement l'actionneur de selection de la source et les organes périphériques du groupe électrogène;
- le contrôle de signaux extérieurs représentatifs d'une demande de marche ou d'arrêt forcé du groupe électrogène;
et d'autre part des moyens électroniques d'ajustement des durées des différentes étapes des procédures de démarrage et d'arrêt; des moyens électroniques permettant de fixer le nombre maximal de tentatives de démarrage; une unité électrique de production et de maîtrise de l'énergie nécessaire au maintien en charge de la batterie d'accumulateurs; et en ce que ledit boîtier comprend des moyens permettant l'adaptation du dispositif au type de groupe électrogène à piloter et une interface d'utilisation.
- le contrôle de la séquence des phases du reseau electrique et de la sortie de l'alternateur, et de la tension correspondant à chacune desdites phases, grâce à deux circuits de détection disposés entre le circuit de gestion et le réseau ou la sortie de l'alternateur;
- le contrôle de signaux générés par un ou plusieurs capteurs permettant notamment de contrôler des paramètres lies au fonctionnement du moteur thermique;;
- la commande d'un actionneur de sélection d'une des sources de puissance (réseau electrique ou sortie de l'alternateur), reliées à l'entrée du boîtier, et de connexion de la source sélectionnée à la sortie du boîtier où est connecté le réseau à alimenter;
- la commande automatique des procédures de démarrage ou d'arrêt du groupe électrogène, incluant la répetitivité desdites procédures en cas de non démarrage immédiat; en pilotant séquentiellement l'actionneur de selection de la source et les organes périphériques du groupe électrogène;
- le contrôle de signaux extérieurs représentatifs d'une demande de marche ou d'arrêt forcé du groupe électrogène;
et d'autre part des moyens électroniques d'ajustement des durées des différentes étapes des procédures de démarrage et d'arrêt; des moyens électroniques permettant de fixer le nombre maximal de tentatives de démarrage; une unité électrique de production et de maîtrise de l'énergie nécessaire au maintien en charge de la batterie d'accumulateurs; et en ce que ledit boîtier comprend des moyens permettant l'adaptation du dispositif au type de groupe électrogène à piloter et une interface d'utilisation.
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention le circuit électronique de gestion est réalisé en logique câblée à portes et bascules électroniques.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention l'ensemble circuit de gestion et circuits de detection est réalisé à partir d'un microprocesseur.
Selon une caractéristique du dispositif selon l'invention, l'interface d'utilisation comprend un commutateur à trois positions dont deux positions correspondent à l'arrêt et à la marche forcée du groupe électrogène, et une position correspond au fonctionnement automatique du dispositif; des indicateurs lumineux indiquant l'état de différents paramètres liés au fonctionnement du groupe électrogène; des moyens de réglage tels que des potentiomètres permettant d'agir sur les moyens électroniques d'ajustement des durées des différentes étapes des procédures de démarrage et d'arrêt; un sélecteur relié aux moyens électroniques permettant de fixer le nombre maximal de tentative de démarrage.
L'interface d'utilisation peut également comprendre un totalisateur horaire de la durée de fonctionnement du groupe électrogène, un indicateur d'état de charge de la batterie de démarrage, et un avertisseur sonore de préavis.
Les avantages et les caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, étant entendu que cette description ne présente aucun caractère limitatif vis à vis de l'invention.
Dans le dessin annexé
- la figure 1 représente le diagramme synoptique du dispositif de gestion d'un groupe électrogène ainsi que les organes conventionnels de protection électrique.
- la figure 1 représente le diagramme synoptique du dispositif de gestion d'un groupe électrogène ainsi que les organes conventionnels de protection électrique.
- la figure 2 représente une vue schématique en perspective du boîtier du dispositif de la figure 1.
- la figure 3 représente une vue schématique en perspective des éléments contenus dans le boitier de ce même dispositif.
- la figure 4a représente le schéma de l'actionneur de sélection de la source de puissance.
- la figure 4b représente le schéma des moyens électroniques d'ajustement des durées des différentes étapes des procédures de démarrage et d'arrêt.
- la figure 4c represente le schéma des moyens électroniques permettant de limiter les répétitions des tentatives de demarrage à une valeur prédêfinie par l'utilisateur grâce au sélecteur de l'interface d'utilisation.
- la figure 5 représente l'actionneur de sélection dans un autre mode de réalisation.
Si on se réfère à la figure 1 on peut voir un groupe électrogène 2 constitué d'un moteur thermique 20 du type moteur diesel entraînant un alternateur triphasé 21, d'une batterie d'accumulateurs 25, d'un démarreur 22, un dispositif de préchauffage 23, d'une bobine de maintien 24 de l'électro-aimant fermant la soupape de decompression, et d'un capteur de défaut 13 du moteur 20.
Le dispositif de pilotage du groupe électrogène 2 comprend un boîtier 1 renfermant un actionneur de sélection 4 de la source de puissance (réseau électrique triphasé 3 ou sortie de l'alternateur 21) comportant deux contacteurs 40 et 40', relié à une sortie 15 desservant le réseau à alimenter; deux circuits de détection 42 et 42' de la séquence des phases et des niveaux de tension correspondant à chacune des phases du réseau 3 ou de la sortie de l'alternateur 21, le circuit de détection 42 étant connecté au réseau 3 et le circuit de détection 42' à la sortie de l'alternateur 21; deux entrées logiques 100 reliées à une télécommande 101 permettant de lancer les procédures de démarrage ou d'arrêt du groupe électrogène 2; des relais de puissance 510, 511 et 512; un circuit électrique 10 de maintien en charge de la batterie 25, une interface utilisateur 9, et un circuit électronique de gestion 12.
Le circuit de gestion 12 est relié électriquement aux circuits de détection 42 et 42', aux contacteurs 40 et 40' de l'actionneur de sélection 4 par l'intermédiaire de relais respectivement 403 et 403', aux différents organes périphériques 22, 23 et 24 du groupe électrogène 2 par l'intermédiaire des relais 510,511 et 512, à une batterie 25 reliée au démarreur 22 du groupe électrogène 2 et au circuit de maintien en charge 10, au capteur de défaut 13, et aux deux entrées 100 reliées à la télécommande 101. Le circuit de gestion 12 est également relié à deux disjoncteurs 7 et 7' connectés au reseau électrique 3 et à la sortie de l'alternateur 21 par l'intermédiaire d'un déclencheur 70 permettant de provoquer le déclenchement simultané des deux disjoncteurs 7 et 7'.
On peut voir également un relais différentiel 71 relié au circuit de gestion 12 et destiné à surveiller les deux sources de puissance 3 et 21 par son tore unique 710.
Ainsi, un défaut d'isolement produira un déclenchement des deux disjoncteurs 7 et 7' évitant tout risque de réinjection de tension dans un circuit qui a déjà révélé une défaillance.
Les deux entrées logiques 100 correspondant à la marche forcée et à l'arrêt forcé du groupe électrogène 2 permettent de raccorder également des programmateurs horaires sur lesquels l'utilisateur pourra définir les plages de fonctionnement autorisé du groupe électrogène ou bien définir une périodicité des sessions de marche forcée.
Le circuit de gestion 12 comporte des moyens électroniques assurant les fonctions suivantes:
- contrôle de la séquence des trois phases du réseau électrique 3 et de la sortie de l'alternateur 21 du groupe électrogène 2 et des tensions de chacune des phases par l'intermédiaire des circuits de détection 42 et 42';
- commande automatique des procédures de démarrage et d'arrêt du groupe électrogène 2, incluant la répêtitivité desdites procédures en cas de démarrage ou d'arrêt non immédiat, en pilotant séquentiellement l'actionneur de sélection 4 de la source et les organes périphériques 22,23 et 24;
- interprétation d'ordres éventuels de marche ou d'arrêt forcé provenant de la télécommande 101 ou d'un commutateur 98, représenté sur la figure 2;;
- sélection de la source de puissance en agissant sur les contacteurs 40 et 40' de l'actionneur de sélection 4;
- contrôle des signaux provenant du capteur de défaut 13 destine notamment à détecter un défaut éventuel du fonctionnement du moteur thermique 20, et déclenchement de la procédure d'arrêt d'urgence en cas de défaut détecté.
- contrôle de la séquence des trois phases du réseau électrique 3 et de la sortie de l'alternateur 21 du groupe électrogène 2 et des tensions de chacune des phases par l'intermédiaire des circuits de détection 42 et 42';
- commande automatique des procédures de démarrage et d'arrêt du groupe électrogène 2, incluant la répêtitivité desdites procédures en cas de démarrage ou d'arrêt non immédiat, en pilotant séquentiellement l'actionneur de sélection 4 de la source et les organes périphériques 22,23 et 24;
- interprétation d'ordres éventuels de marche ou d'arrêt forcé provenant de la télécommande 101 ou d'un commutateur 98, représenté sur la figure 2;;
- sélection de la source de puissance en agissant sur les contacteurs 40 et 40' de l'actionneur de sélection 4;
- contrôle des signaux provenant du capteur de défaut 13 destine notamment à détecter un défaut éventuel du fonctionnement du moteur thermique 20, et déclenchement de la procédure d'arrêt d'urgence en cas de défaut détecté.
- pilotage d'un relais 513 permettant de retransmettre l'information de "défaut" vers un dispositif extérieur 102, tel qu'un avertisseur sonore ou automate.
Le circuit de détection 42 est conçus de manière à ce que la défaillance du niveau de tension d'une seule des 3 phases provoque le changement du niveau logique de la sortie dudit circuit, ce changement étant alors interprété par le circuit de gestion 12 qui commande la procédure de demarrage du groupe électrogène 2.
Le circuit de détection 42' permet de déclencher l'arrêt d'urgence lors d'une défaillance d'une des phases de la sortie de l'alternateur 21. Ce circuit permet également d'attester de la réussite ou de l'échec de chaque tentative de démarrage du groupe électrogène.
Ces deux circuits de détection 42 et 42' réalisent également un contrôle de la séquence des phases et préviennent ainsi le risque d'inversion brutale du sens de rotation des phases lors du basculement de l'actionneur de sélection 4 de la source de puissance. Un tel risque est en effet présent lors de la première mise en route d'une installation ou après toute intervention sur le câblage électrique.
Le circuit de gestion 12 est préférentiellement réalisé en logique câblée à portes et bascules électroniques.
Dans le cas où l'on utilise plusieurs capteurs de défauts 13, ceux-ci sont alors montés en série et reliés à une entrée unique 120 correspondante du circuit de gestion 12.
Si on se réfère maintenant à la figure 2 on peut voir que la face avant du boîtier 1 comporte l'interface utilisateur 9 alors que sa face arrière permet sa fixation sur un rail 8.
L'interface utilisateur 9 comprend des diodes électroluminescentes 90 signalant l'état d'avancement de la procédure de démarrage ou d'arrêt du groupe électrogène 2 et des résistances variables 91 pour le réglage de la durée de chacune desdites phases; un totalisateur horaire 92 de fonctionnement du groupe électrogène 2; un sélecteur 93 du nombre de tentatives de démarrage du groupe électrogène 2, une diode électroluminescente 94 permettant de visualiser l'éventuel état de défaut du groupe électrogène tel qu'une baisse de la pression d'huile ou qu'une température excessive, ainsi qu'une diode 95 pour le contrôle de la tension du réseau 3 et une diode 96 pour le contrôle de la tension à la sortie de l'alternateur 21; un indicateur 97 d'état de charge de la batterie 25, visible sur la figure 1; un avertisseur sonore 99 du démarrage ou de l'arrêt du groupe électrogène 2, et un commutateur 98 à trois positions, une position commandant l'arrêt du groupe électrogène 2, une position comandant la mise en marche du groupe électrogène 2 et une position pour la mise en fonction automatique.
Le boitier 1 peut également comprendre des cavaliers de configuration, non représentes, en fonction du type du moteur 20 d'entrainement utilisé et la nature des organes périphériques dont il est pourvu.
Si on se réfère aux figures 3 et 1 on peut voir que le boîtier I comporte trois cartes électroniques 11, 5 et 6 formant un U, la carte électronique 5 formant la base du U étant parallèle à la face avant du boîtier 1 qui comporte l'interface d'utilisation 9. En outre les trois cartes 11,5 et 6 entourent des contacteurs 40 et 40' de l'actionneur de sélection 4, dont seul le contacteur 40 est visible sur la figure 3.
La carte électronique 11 supporte les circuits de détection 42 et 42' et les relais 403 et 403' contrôlant l'alimentation des bobines 401 et 401', visibles sur la figure 4a, des deux contacteurs 40 et 40', et le déclencheur 70 des disjoncteur 7 et 7'.
La carte électronique 6 comprend le circuit 10 de maintien en charge de la batterie 25 d'alimentation, et les relais 510,511,512 et 513.
Le relais 510 commande le démarreur 22 du groupe électrogène 2 et, éventuellement, la bobine d'appel d'un électro-aimant fermant la soupape de décompression du moteur thermique 20.
Le relais 511 commande, suivant le positionnement d'un des cavaliers de configuration, les bougies de préchauffage 23 ou un électro-aimant de volet dit "starter".
Le relais 512 commande la bobine de maintien de l'électro-aimant fermant la soupape de décompression.
La troisième carte électronique 5 est raccordée par des connecteurs rapides, non représentés, aux deux cartes ll et 6 et comprend le circuit de gestion 12 qui comporte les circuits logiques d'exécution des procédures de démarrage ou d'arrêt du groupe électrogène 2 ainsi que les différents éléments 90 à 99 de l'interface utilisateur 9.
Les câbles entrant 14 comprennent trois groupes de câbles, le premier 140 correspondant aux quatre fils du réseau électrique triphasé 3, trois fils de phase et un fil facultatif pour le neutre, le deuxième groupe 141 correspondant aux quatre fils provenant de la sortie de l'alternateur 21 du groupe électrogène 2, et le troisième groupe 142 correspondant aux commandes extérieurs de la mise en marche et en arrét forcé du groupe électrogène 2 au moyen de la télécommande 101.
Les câbles sortant 15 comprennent deux groupes de câbles, le premier 150 correspondant aux entrées de fils des groupes 140 ou 141 suivant la sélection effectuee par le circuit de sélection 4 sous contrôle du circuit de gestion 12, le deuxième groupe 151 correspondant aux câbles reliant les différents relais de puissance nécessaires au démarrage du moteur thermique 20 du groupe électrogène 2.
Si on se réfère maintenant à la figure 4a on peut voir que le circuit de sélection 4 de la source de puissance comprend une paire de contacteurs 40 et 40' assemblés avec un interverrouillage mecanique contenu dans un boitier 41 interdisant l'enclenchement simultané des deux contacteurs tétrapolaires 40 et 40' dont les bornes d'entrée 400 et 400' sont reliées respectivement au réseau électrique 3 et à la sortie de l'alternateur 21 du groupe électrogène 2 alors que les bornes de sortie 401 et 401' sont regroupees phase à phase. Les bobines 402 et 402' des deux contacteurs 40 et 40' sont câblées avec un interverrouillage électrique réalisé grâce à deux contacts 410 et 410', normalement fermés, intégrés dans le boîtier 41 contenant 1 'interverrouillage mécanique.
Le sequencement des procédures de démarrage et d'arrêt d'un groupe électrogène 2 peut être le suivant:
Procédure de démarrage:
- préchauffage, temporisation pouvant être consacrée au préavis de démarrage dans le cas des moteurs sans préchauffage
- préavis de démarrage avec maintien éventuel du préchauffage, ou commande du volet de bridage d'admission d'air du moteur 20 pouvant être prolongée au delà de la mise en charge électrique de l'alternateur 21;
- démarreur;
- délai avant test du niveau de tension correct à la sortie de l'alternateur 21;
- délai avant un nouvel essai si le test est négatif;
- délai de stabilisation du régime du groupe électrogène 2, si le test est positif;.
Procédure de démarrage:
- préchauffage, temporisation pouvant être consacrée au préavis de démarrage dans le cas des moteurs sans préchauffage
- préavis de démarrage avec maintien éventuel du préchauffage, ou commande du volet de bridage d'admission d'air du moteur 20 pouvant être prolongée au delà de la mise en charge électrique de l'alternateur 21;
- démarreur;
- délai avant test du niveau de tension correct à la sortie de l'alternateur 21;
- délai avant un nouvel essai si le test est négatif;
- délai de stabilisation du régime du groupe électrogène 2, si le test est positif;.
Procédure d'arrêt:
- Préavis d'arrêt automatique du groupe
- calage du moteur thermique
Les circuits logiques du circuit de gestion 12 qui réalisent ces tentatives multiples de démarrage peuvent être réalisés à partir de bascules monostables 61, dont une est visible sur la figure 4b, avec son circuit de base de temps ajustable 610 constituée d'une résistance variable 611 d'un condensateur 612, permettant chacune le réglage de la durée d'une phase de la procédure de démarrage ou d'arrêt du groupe électrogène, donc dans le cas décrit précédemment on aura recours à six bascules 61 pour la procédure de démarrage et à deux bascules 61 pour la procedure d'arrêt, et d'un décompteur binaire 62, visible sur la figure 4c, à entrée et sortie parallèles relié à un sélecteur 93 visible sur la figure 4, manipulable par l'opérateur permettant de définir le nombre maximum autorisé de tentatives de démarrage. L'entrée 620 du compteur binaire 62 permet sa remise à zéro et l'entrée 621 permet la saisie d'un mot de quatre bits, représentatifs chacun d'un niveau logique, présent sur l'entrée parallèle et provenant du sélecteur 93 de l'interface utilisateur 9, une entre dynamique 622 permettant la décrementation de la valeur du compteur à chaque impulsion positive et enfin une sortie 623 indique que le compteur a une valeur nulle.
- Préavis d'arrêt automatique du groupe
- calage du moteur thermique
Les circuits logiques du circuit de gestion 12 qui réalisent ces tentatives multiples de démarrage peuvent être réalisés à partir de bascules monostables 61, dont une est visible sur la figure 4b, avec son circuit de base de temps ajustable 610 constituée d'une résistance variable 611 d'un condensateur 612, permettant chacune le réglage de la durée d'une phase de la procédure de démarrage ou d'arrêt du groupe électrogène, donc dans le cas décrit précédemment on aura recours à six bascules 61 pour la procédure de démarrage et à deux bascules 61 pour la procedure d'arrêt, et d'un décompteur binaire 62, visible sur la figure 4c, à entrée et sortie parallèles relié à un sélecteur 93 visible sur la figure 4, manipulable par l'opérateur permettant de définir le nombre maximum autorisé de tentatives de démarrage. L'entrée 620 du compteur binaire 62 permet sa remise à zéro et l'entrée 621 permet la saisie d'un mot de quatre bits, représentatifs chacun d'un niveau logique, présent sur l'entrée parallèle et provenant du sélecteur 93 de l'interface utilisateur 9, une entre dynamique 622 permettant la décrementation de la valeur du compteur à chaque impulsion positive et enfin une sortie 623 indique que le compteur a une valeur nulle.
Les composants sont avantageusement disposés géographiquement sur la carte 6 avec un souci de rendre cohérente et ergonomique l'interface utilisateur 9.
Si on se réfère à nouveau à la figure 2 on peut voir que deux liaisons électriques 61 et 62 reliant la carte 6 et la carte 11 permettent de transmettre respectivement un signal provenant de la carte ll représentatif d'un défaut éventuel du réseau électrique 2 et un signal représentatif d'un défaut de production électrique alors que deux autres liaisons électriques 63 et 64 permettent respectivement de transmettre en retour à la carte électronique ll un signal d'inhibition du réseau 2 ou un signal d'inhibition du groupe électrogène 3. En outre trois signaux de pilotage des actionneurs du groupe électrogène sont transmis vers la carte 5 ainsi qu'un signal de défaut par des liaisons électriques 65.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention l'ensemble circuit de gestion 12 et circuits de détection 42 et 42' est réalisé à partir d'un micro-contrôleur pourvu de périphériques appropriés.
Dans ce cas et si l'on utilise plusieurs capteurs de défaut, ceux-ci sont raccordés sur differents ports du micro-controleur ce qui permet avantageusement de déduire l'origine du défaut et d'apporter à l'utilisateur, par exemple par un afficheur alpha-numerique, une aide au diagnostic du défaut.
Si on se réfère maintenant à la figure 5 on peut voir que le circuit de sélection 4 de la source de puissance comprend dans un autre mode de réalisation deux redresseurs 43 et 43', à organes de commutation électroniques, relies d'une part respectivement au réseau electrique 3 et à la sortie de l'alternateur 21 et d'autre part à un dispositif de filtrage 44, à un dispositif d'accumulation complémentaire d'énergie 46 par l'intermédiaire d'un bornier de raccordement 460 des accumulateurs externes et à un onduleur à organes de commutation électronique.
Les deux redresseurs 43 et 43' sont pilotés par le circuit électronique de gestion à microcontrôleur 5 relié à ces derniers par des liaisons électriques 430 et 431. Ces deux redresseurs 43 et 43' peuvent être réalisés à partir de thyristors ou de transistors MOS ou IGBT.
L'onduleur 45 est également piloté par le circuit électronique de gestion 5 à micro-controleur auquel il est relié par des liaisons électriques 450.
Les composants électroniques de commutation constituant les redresseurs 43 et 43' et l'onduleur 45 sont pilotés en modulation de largeur d'impulsion par le microcontrôleur
Le regroupement de toutes les fonctions citées ci-dessus dans un même appareil permet de réduire considérablement le temps d'installation d'un tel automatisme sur un groupe électrogène et offrent la possibilité à l'utilisateur de configurer le dispositif au mieux de son application.
Le regroupement de toutes les fonctions citées ci-dessus dans un même appareil permet de réduire considérablement le temps d'installation d'un tel automatisme sur un groupe électrogène et offrent la possibilité à l'utilisateur de configurer le dispositif au mieux de son application.
Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté aux installations de puissance modeste qui sont fréquemment laisses sans surveillance humaine et raccordées au réseau électrique dans des domaines aussi divers que l'irrigation des terres agricoles, les relais hertziens, ou encore les ascenseurs d'immeubles.
Le dispositif selon l'invention ne saurait être limité à la description qui précède, en particulier les relais pourraient être utilisés pour commander par exemple le contact général du circuit d'allumage dans le cas d'un moteur thermique 20 à essence, ou encore le calage du moteur 20 par une mise à la masse temporaire du circuit d'allumage.
Claims (10)
1) Dispositif de pilotage automatique d'un groupe électrogène (2) comprenant un moteur thermique (20), un alternateur (21) et des organes périphériques (22,23,24), et plus particulièrement des procédures de démarrage et d'arrêt d'un tel groupe de façon qu'il puisse suppleer automatiquement à un réseau électrique (3), notamment triphasé, caractérisé en ce qu'il comprend dans un boîtier (1) un circuit électronique de gestion (12) comprenant d'une part des moyens permettant::
- le contrôle de la séquence des phases du réseau électrique (3) et de la sortie de l'alternateur (21), et de la tension correspondant à chacune desdites phases, grâce à deux circuits de détection (42,42') disposés entre le circuit de gestion (12) et le réseau (3) ou la sortie de l'alternateur (21);
- le contrôle de signaux générés par un ou plusieurs capteurs (13) permettant de contrôler des paramètres liés au fonctionnement du moteur thermique (20);
- la commande d'un actionneur de sélection (4) d'une des sources de puissance (réseau électrique (3) ou sortie de l'alternateur (21), reliées à l'entrée du boîtier (1), et de connexion de la source (3,21) sélectionnée à la sortie (400) du boîtier (1) où est connecté le réseau à alimenter;;
- la commande des procédures de démarrage ou d'arrêt du groupe électrogène (2), incluant la repétitivité desdites procédures en cas de non démarrage immédiat, en pilotant séquentiellement l'actionneur de sélection (4) et les organes périphériques (22,23,24) du groupe électrogène (2) grâce à des relais (510,511,512);
- le contrôle de signaux extérieurs représentatifs d'une demande de marche ou d'arrêt forcé du groupe électrogène (2);
et d'autre part des moyens électroniques (61,610) d'ajustement des durées des différentes étapes des procédures de démarrage ou d'arrêt; des moyens électroniques (62) permettant de fixer le nombre maximal de tentatives de démarrage ou d'arrêt; et en ce que ledit boîtier (1) comporte des moyens permettant son adaptation au type de groupe électrogène à piloter et une interface d'utilisation (9).
2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit de maintien en charge (10) d'une batterie d'accumulateurs (25).
3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un déclencheur (70), relié au circuit de gestion (12) et à deux disjoncteurs (7,7'), permettant de provoquer le déclenchement simultané desdites disjoncteurs (7,7'), dont l'un (7) est relié au réseau (3) et l'autre (7') à la sortie de l'alternateur (21).
4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'interface d'utilisation (9) comprend des diodes électroluminescentes (90) signalant l'état d'avancement de la procédure de demarrage ou d'arrêt du groupe électrogène (2); des résistances variables (91) agissant sur les moyens électroniques (61,610) d'ajustement des durées des différentes étapes desdites procédures; un selecteur (93) agissant sur les moyens électroniques (62) permettant de définir le nombre maximum de tentatives de démarrage ou d'arrêt du groupe électrogène 2, une diode electroluminescente (94) permettant de visualiser l'éventuel état de défaut du groupe électrogène, ainsi qu'une diode (95) pour le contrôle de la tension du réseau (3) et une diode (96) pour le contrôle de la tension à la sortie de l'alternateur (21); un indicateur (97) d'état de charge de la batterie (25); et un commutateur (98) à trois positions, une position commandant l'arrêt du groupe électrogène (2), une position comandant la mise en marche du groupe électrogène (2) et une position pour la mise en fonction automatique.
5) Dispositif de gestion selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le circuit de gestion (12) est réalisé en logique câblée à portes électroniques.
6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'ensemble constitué du circuit de gestion (12) et des circuits de détection (42,42') est réalisé à partir d'un microcontrôleur pourvu de périphériques appropriés.
7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'interface utilisateur (9) comporte un afficheur numérique indiquant l'origine et l'état d'un paramètre à contrôler à partir d'un capteur de défauts (13).
8) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'actionneur de sélection (4) des sources de puissances est réalisé avec deux contacteurs électromagnétiques (40,40') et un mécanisme d'interverrouillage (410,410').
9) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'actionneur de sélection (4) des sources de puissance est constitué de deux redresseurs (43,43), d'un dispositif de filtage (44), d'un dispositif d'accumulation d'énergie électrique (46), et d'un onduleur (45), les redresseurs (43,43') et l'onduleur (45) étant pilotés par le circuit électronique de gestion (5).
10) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que les composants électroniques de commutation constituant les redresseurs (43,43') et l'onduleur (45) sont pilotes en modulation de largeur d'impulsion par le micro-contrôleur.
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| WO2003076857A2 (fr) * | 2001-12-20 | 2003-09-18 | Microgen Energy Limited | Bloc d'alimentation electrique et de generation de chaleur combinees a usage domestique |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB2073464A (en) * | 1980-04-01 | 1981-10-14 | Contrology Techn Ltd | Engine-alternator sets |
| EP0570296A1 (fr) * | 1992-05-15 | 1993-11-18 | Regie Nationale Des Usines Renault S.A. | Circuit de commande d'un alternateur pour véhicule automobile |
-
1996
- 1996-02-21 FR FR9602303A patent/FR2745127B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2003076857A2 (fr) * | 2001-12-20 | 2003-09-18 | Microgen Energy Limited | Bloc d'alimentation electrique et de generation de chaleur combinees a usage domestique |
| WO2003076857A3 (fr) * | 2001-12-20 | 2003-11-27 | Microgen Energy Ltd | Bloc d'alimentation electrique et de generation de chaleur combinees a usage domestique |
| US7459799B2 (en) | 2001-12-20 | 2008-12-02 | Microgen Energy Limited | Domestic combined heat and power unit |
Also Published As
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|---|---|
| FR2745127B1 (fr) | 1998-04-03 |
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