FR3107147A1 - Dispositif d’alimentation électrique, actionneur électromécanique comportant un tel dispositif d’alimentation électrique, installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire comprenant un tel actionneur électromécanique - Google Patents
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Abstract
Dispositif d’alimentation électrique, actionneur électromécanique comportant un tel dispositif d’alimentation électrique, installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire comprenant un tel actionneur électr o mécanique Un dispositif d’alimentation électrique (200) pour un actionneur électromécanique (11) comprend une première partie (204) associée à une première sortie (222) du dispositif d’alimentation électrique, une deuxième partie (206) associée à une deuxième sortie (224) du dispositif d’alimentation électrique et connectée électriquement à une sortie (228) d’un régulateur de tension (202) du dispositif d’alimentation électrique, et une partie additionnelle (230) connectant électriquement la deuxième sortie (224) à une entrée de rétroaction (232) du régulateur de tension (202), de manière à utiliser comme tension de rétroaction une tension électrique (FB_SEC) représentative d’une tension électrique de sortie (OUT_SEC) délivrée par la deuxième sortie (224). Figure pour l'abrégé : Figure 4
Description
La présente invention concerne un dispositif d’alimentation électrique pour un actionneur électromécanique.
La présente invention concerne également un actionneur électromécanique pour une installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire comprenant un tel dispositif d’alimentation électrique, ainsi qu’une installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire comprenant un écran entraîné en déplacement par un tel actionneur électromécanique.
De manière générale, la présente invention concerne le domaine des dispositifs d’occultation comprenant un dispositif d’entraînement motorisé mettant en mouvement un écran, entre au moins une première position et au moins une deuxième position.
Un dispositif d’entraînement motorisé comprend un actionneur électromécanique d’un élément mobile de fermeture, d’occultation ou de protection solaire tel qu’un volet, une porte, une grille, un store ou tout autre matériel équivalent, appelé par la suite écran.
On connaît déjà des actionneurs électromécaniques qui comportent un dispositif d’alimentation électrique destiné à fournir une alimentation électrique stabilisée pour piloter l’actionneur électromécanique.
De plus en plus d’installations et de dispositifs d’occultation sont capables de communiquer au moyen d’une liaison radio sans fil, de sorte qu’il est désormais nécessaire d’équiper les actionneurs électromécaniques avec des modules de communication compatibles avec un ou plusieurs protocoles de communication radiofréquence.
Cependant, ces modules de communication augmentent la consommation électrique des actionneurs électromécaniques et, de surcroît, ont besoin d’être alimentés avec une tension électrique stable et présentant des caractéristiques bien spécifiques.
Les dispositifs d’alimentation électrique doivent donc être modifiés pour répondre à ces nouveaux besoins. Il est cependant primordial que de tels dispositifs d’alimentation électrique restent simples et peu coûteux à concevoir et à produire, qu’ils présentent un rendement énergétique satisfaisant et que leur consommation électrique dans un mode de veille reste faible, par exemple que leur consommation en veille reste inférieure à 0,5 Watt.
Certains dispositifs d’alimentation électrique connus délivrent deux tensions électriques sur deux sorties distinctes. Une première tension, relativement précise, sert à alimenter le module de communication et d’autres composants sensibles, comme un microcontrôleur ou un circuit de commande. Une deuxième tension, moins précise, sert à commander l’actionneur électromécanique, notamment à commander des interrupteurs ou des relais d’une alimentation à découpage configurée pour alimenter un moteur électrique de l’actionneur électromécanique à partir d’une ou plusieurs lignes d’alimentation connectées à une source d’énergie électrique, telle que le secteur et/ou une batterie.
Dans ces dispositifs d’alimentation électrique connus, la deuxième tension est générée par un circuit d’alimentation à découpage configuré pour délivrer une tension grossièrement régulée à partir d’une tension extérieure, et la première tension est générée à partir de la deuxième tension, soit par un régulateur linéaire, soir par une autre alimentation à découpage connectée en sortie du circuit d’alimentation à découpage.
Ces solutions présentent cependant un mauvais rendement énergétique. Leur consommation électrique reste élevée, même lorsque l’actionneur électromécanique est en mode veille. Elles sont de surcroît relativement coûteuses à fabriquer.
La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités et de proposer un dispositif d’alimentation électrique, un actionneur électromécanique pour une installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire comprenant un tel dispositif d’alimentation électrique, ainsi qu’une installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire comprenant un tel actionneur électromécanique, pour l’alimentation électrique de l’actionneur électromécanique et d’un module de communication associé, tout en restant simple et peu coûteux à fabriquer et présentant un rendement énergétique satisfaisant.
A cet égard, la présente invention vise, selon un premier aspect, un dispositif d’alimentation électrique pour un actionneur électromécanique,
le dispositif d’alimentation électrique comprenant au moins:
- une entrée, l’entrée étant configurée pour recevoir une tension électrique d’alimentation;
- une première sortie, la première sortie étant configurée pour délivrer une première tension électrique de sortie;
- une deuxième sortie, la deuxième sortie étant configurée pour délivrer une deuxième tension électrique de sortie; et
- un régulateur de tension, le régulateur de tension étant alimenté par la tension électrique d’alimentation.
Selon l’invention, le dispositif d’alimentation électrique comprend, en outre, au moins:
- une première partie, la première partie étant associée à la première sortie du dispositif d’alimentation électrique;
- une deuxième partie, la deuxième partie étant associée à la deuxième sortie du dispositif d’alimentation électrique et la deuxième partie étant connectée électriquement à une sortie du régulateur de tension; et
- une partie additionnelle, la partie additionnelle connectant électriquement la deuxième sortie à une entrée de rétroaction du régulateur de tension, de manière à utiliser comme tension de rétroaction une tension électrique représentative de la deuxième tension électrique de sortie.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, la tension de rétroaction est référencée par rapport à un potentiel de référence du régulateur de tension.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l’invention, la première partie du dispositif d’alimentation électrique comprend au moins:
- une première inductance, la première inductance étant connectée électriquement entre un point de connexion du dispositif d’alimentation électrique et la première sortie du dispositif d’alimentation électrique;
- une première diode, la première diode étant connectée électriquement entre le point de connexion et une masse électrique du dispositif d’alimentation électrique; et
- un premier condensateur, le premier condensateur étant connecté électriquement entre la première sortie du dispositif d’alimentation électrique et la masse électrique, l’anode de la première diode étant connectée électriquement à la masse électrique.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l’invention, la deuxième partie du dispositif d’alimentation électrique comprend au moins:
- un deuxième condensateur, le deuxième condensateur étant connecté électriquement entre la deuxième sortie du dispositif d’alimentation électrique et la masse électrique; et
- une deuxième diode et une deuxième inductance, la deuxième diode et la deuxième inductance étant connectées électriquement en série l’une avec l’autre et en parallèle avec le deuxième condensateur entre la deuxième sortie du dispositif d’alimentation électrique, la cathode de la deuxième diode étant connectée électriquement à la deuxième inductance et l’anode de la deuxième diode étant connectée électriquement à la masse électrique.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l’invention, la partie additionnelle du dispositif d’alimentation électrique comprend au moins:
- une troisième diode, la troisième diode étant connectée électriquement entre la deuxième sortie du dispositif d’alimentation électrique et l’entrée de rétroaction du régulateur de tension; et
- un troisième condensateur, le troisième condensateur étant connecté électriquement entre l’entrée de rétroaction du régulateur de tension et le point de connexion.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l’invention, les cathodes respectives de la première diode et de la deuxième diode sont maintenues à un même potentiel électrique qu’un potentiel électrique de la sortie du régulateur de tension.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l’invention, la deuxième tension électrique de sortie est régulée de façon plus précise que la première tension électrique de sortie.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l’invention, la deuxième tension électrique de sortie est une tension continue d’amplitude égale à 3,3 Volts ou à 5 Volts avec une précision à plus ou moins 2%.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l’invention, la première tension électrique de sortie est une tension continue d’amplitude comprise entre 12 Volts et 15 Volts avec une précision à plus ou moins 10%.
La présente invention vise, selon un deuxième aspect, un actionneur électromécanique pour une installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire comprenant un dispositif d’alimentation électrique conforme à l’invention.
Cet actionneur électromécanique présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le dispositif d’alimentation électrique selon l’invention, tel que mentionné ci-dessus.
La présente invention vise, selon un troisième aspect, une installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire comprenant un écran entraîné en déplacement par un actionneur électromécanique conforme à l’invention.
Cette installation présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec l’actionneur électromécanique selon l’invention, tel que mentionné ci-dessus.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs:
On décrit tout d’abord, en référence aux figures 1 et 2, une installation 100 conforme à un mode de réalisation de l’invention et installée dans un bâtiment comportant une ouverture 1, fenêtre ou porte, équipée d’un écran 2 appartenant à un dispositif de fermeture, d’occultation ou de protection solaire 3, en particulier un volet roulant motorisé.
Le dispositif de fermeture, d’occultation ou de protection solaire 3 est par la suite appelé «dispositif d’occultation». Le dispositif d’occultation 3 comprend l’écran 2.
Le dispositif d’occultation 3 peut être un volet roulant, un store en toile ou avec des lames orientables, ou encore un portail roulant. La présente invention s’applique à tous les types de dispositif d’occultation.
Ici, l’installation 100 comprend le dispositif d’occultation 3.
On décrit, en référence aux figures 1 et 2, un volet roulant conforme à un mode de réalisation de l’invention.
L’écran 2 du dispositif d’occultation 3 est enroulé sur un tube d’enroulement 4 entraîné par un dispositif d’entraînement motorisé 5. L’écran 2 est mobile entre une position enroulée, en particulier haute, et une position déroulée, en particulier basse.
Ici, l’installation 100 comprend le dispositif d’entraînement motorisé 5.
L’écran 2 mobile du dispositif d’occultation 3 est un écran de fermeture, d’occultation et/ou de protection solaire, s’enroulant sur le tube d’enroulement 4 dont le diamètre intérieur est sensiblement supérieur au diamètre externe d’un actionneur électromécanique 11, de sorte que l’actionneur électromécanique 11 peut être inséré dans le tube d’enroulement 4, lors de l’assemblage du dispositif d’occultation 3.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 comprend l’actionneur électromécanique 11, en particulier de type tubulaire, permettant de mettre en rotation le tube d’enroulement 4, de sorte à déplacer, en particulier dérouler ou enrouler, l’écran 2 du dispositif d’occultation 3.
Le dispositif d’occultation 3 comprend le tube d’enroulement 4 pour enrouler l’écran 2. Dans l’état monté, l’actionneur électromécanique 11 est inséré dans le tube d’enroulement 4.
De manière connue, le volet roulant, qui forme le dispositif d’occultation 3, comporte un tablier comprenant des lames horizontales articulées les unes aux autres, formant l’écran 2 du volet roulant 3, et guidées par deux coulisses latérales 6. Ces lames sont jointives lorsque le tablier 2 du volet roulant 3 atteint sa position basse déroulée.
Dans le cas d’un volet roulant, la position haute enroulée correspond à la mise en appui d’une lame d’extrémité finale 8, par exemple en forme de L, du tablier 2 du volet roulant 3 contre un bord d’un coffre 9 du volet roulant 3 ou à l’arrêt de la lame d’extrémité finale 8 dans une position de fin de course haute programmée. En outre, la position basse déroulée correspond à la mise en appui de la lame d’extrémité finale 8 du tablier 2 du volet roulant 3 contre un seuil 7 de l'ouverture 1 ou à l’arrêt de la lame d’extrémité finale 8 dans une position de fin de course basse programmée.
La première lame du volet roulant 3, opposée à la lame d’extrémité finale 8, est reliée au tube d’enroulement 4 au moyen d’au moins une articulation 10, en particulier une pièce d’attache en forme de bande.
Le tube d’enroulement 4 est disposé à l’intérieur du coffre 9 du volet roulant 3. Le tablier 2 du volet roulant 3 s’enroule et se déroule autour du tube d’enroulement 4 et est logé au moins en partie à l’intérieur du coffre 9.
De manière générale, le coffre 9 est disposé au-dessus de l’ouverture 1, ou encore en partie supérieure de l’ouverture 1.
Avantageusement, le dispositif d’entraînement motorisé 5 est commandé par une unité de commande. L’unité de commande peut être, par exemple, une unité de commande locale 12 ou une unité de commande centrale 13.
Avantageusement, l’unité de commande locale 12 peut être reliée, en liaison filaire ou non filaire, avec l’unité de commande centrale 13.
Avantageusement, l’unité de commande centrale 13 peut piloter l’unité de commande locale 12, ainsi que d'autres unités de commande locales similaires et réparties dans le bâtiment.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 est, de préférence, configuré pour exécuter les commandes de déplacement, notamment de déroulement ou d'enroulement, de l’écran 2 du dispositif d’occultation 3, pouvant être émises, notamment, par l’unité de commande locale 12 ou l’unité de commande centrale 13.
L’installation 100 comprend soit l’unité de commande locale 12, soit l’unité de commande centrale 13, soit l’unité de commande locale 12 et l’unité de commande centrale 13.
On décrit à présent, plus en détail et principalement en référence à la figure 3, le dispositif d’entraînement motorisé 5, y compris l’actionneur électromécanique 11, appartenant à l’installation 100 des figures 1 et 2.
L’actionneur électromécanique 11 comprend un moteur électrique 16.
Le moteur électrique 16 comprend au moins un stator et un rotor, non représentés.
Ici, le stator et le rotor sont positionnés de manière coaxiale autour d’un axe de rotation X, qui est également l’axe de rotation du tube d’enroulement 4 en configuration montée du dispositif d’entraînement motorisé 5.
Ainsi, dans une configuration assemblée du moteur électrique 16, le rotor est configuré pour être monté, autrement dit est monté, mobile en rotation par rapport au stator.
Des moyens de commande de l’actionneur électromécanique 11, permettant le déplacement de l’écran 2 du dispositif d’occultation 3, sont constitués par au moins une unité électronique de contrôle 15. Cette unité électronique de contrôle 15 est apte à mettre en fonctionnement le moteur électrique 16 de l’actionneur électromécanique 11 et, en particulier, permettre l’alimentation en énergie électrique du moteur électrique 16.
Ainsi, l’unité électronique de contrôle 15 commande, notamment, le moteur électrique 16, de sorte à ouvrir ou fermer l’écran 2, comme décrit précédemment.
Les moyens de commande de l’actionneur électromécanique 11 comprennent des moyens matériels et/ou logiciels.
A titre d’exemple nullement limitatif, les moyens matériels peuvent comprendre au moins un microcontrôleur 31.
Avantageusement, l’unité électronique de contrôle 15 comprend au moins un premier module de communication 27, en particulier de réception d’ordres de commande, les ordres de commande étant émis par un émetteur d’ordres, tel que l’unité de commande locale 12 ou l’unité de commande centrale 13, ces ordres étant destinés à commander le dispositif d’entraînement motorisé 5.
Avantageusement, le premier module de communication 27 de l’unité électronique de contrôle 15 est de type sans fil. En particulier, le premier module de communication 27 est configuré pour recevoir des ordres de commande radioélectriques.
Avantageusement, le premier module de communication 27 peut également permettre la réception d’ordres de commande transmis par des moyens filaires.
Avantageusement, l’unité électronique de contrôle 15, l’unité de commande locale 12 et/ou l'unité de commande centrale 13 peuvent être en communication avec une station météorologique, non représentée, déportée à l'extérieur du bâtiment, incluant, notamment, un ou plusieurs capteurs pouvant être configurés pour déterminer, par exemple, une température, une luminosité ou encore une vitesse de vent.
Avantageusement, l’unité électronique de contrôle 15, l’unité de commande locale 12 et/ou l'unité de commande centrale 13 peuvent également être en communication avec un serveur 28, de sorte à contrôler l’actionneur électromécanique 11 suivant des données mises à disposition à distance par l’intermédiaire d’un réseau de communication, en particulier un réseau internet pouvant être relié au serveur 28.
L’unité électronique de contrôle 15 peut être commandée à partir de l’unité de commande locale 12 ou centrale 13. L’unité de commande locale 12 ou centrale 13 est pourvue d'un clavier de commande. Le clavier de commande de l’unité de commande locale 12 ou centrale 13 comprend un ou plusieurs éléments de sélection 14 et, éventuellement, un ou plusieurs éléments d’affichage 34.
A titre d’exemples nullement limitatifs, les éléments de sélection peuvent comprendre des boutons poussoirs ou des touches sensitives. Les éléments d’affichage peuvent comprendre des diodes électroluminescentes, un afficheur LCD (acronyme du terme anglais «Liquid Crystal Display») ou TFT (acronyme du terme anglais «Thin Film Transistor»). Les éléments de sélection et d’affichage peuvent également être réalisés au moyen d’un écran tactile.
Avantageusement, l’unité de commande locale 12 ou centrale 13 comprend un contrôleur 35.
Avantageusement, l’unité de commande locale 12 ou centrale 13 comprend également au moins un deuxième module de communication 36.
Ainsi, le deuxième module de communication 36 de l’unité de commande locale 12 ou centrale 13 est configuré pour émettre, autrement dit émet, des ordres de commande, en particulier par des moyens sans fil, par exemple radioélectriques, ou par des moyens filaires.
En outre, le deuxième module de communication 36 de l’unité de commande locale 12 ou centrale 13 peut également être configuré pour recevoir, autrement dit reçoit, des ordres de commande, en particulier par l’intermédiaire des mêmes moyens.
Le deuxième module de communication 36 de l’unité de commande locale 12 ou centrale 13 est configuré pour communiquer, autrement dit communique, avec le premier module de communication 27 de l’unité électronique de contrôle 15.
Ainsi, le deuxième module de communication 36 de l’unité de commande locale 12 ou centrale 13 échange des ordres de commande avec le premier module de communication 27 de l’unité électronique de contrôle 15, soit de manière monodirectionnelle soit de manière bidirectionnelle.
Avantageusement, l’unité de commande locale 12 est un point de commande, pouvant être fixe ou nomade. Un point de commande fixe peut être un boîtier de commande destiné à être fixé sur une façade d’un mur du bâtiment ou sur une face d’un cadre dormant d’une fenêtre ou d’une porte. Un point de commande nomade peut être une télécommande, un téléphone intelligent ou une tablette.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5, en particulier l’unité électronique de contrôle 15, est, de préférence, configuré pour exécuter des ordres de commande de déplacement, notamment de fermeture ainsi que d’ouverture, de l’écran 2 du dispositif d’occultation 3. Ces ordres de commande peuvent être émis, notamment, par l’unité de commande locale 12 ou par l’unité de commande centrale 13.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 peut être contrôlé par l’utilisateur, par exemple par la réception d’un ordre de commande correspondant à un appui sur le ou l’un des éléments de sélection 14 de l’unité de commande locale 12 ou centrale 13.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 peut également être contrôlé automatiquement, par exemple par la réception d’un ordre de commande correspondant à au moins un signal provenant d’au moins un capteur et/ou à un signal provenant d’une horloge de l’unité électronique de contrôle 15, en particulier du microcontrôleur 31. Le capteur et/ou l’horloge peuvent être intégrés à l’unité de commande locale 12 ou à l’unité de commande centrale 13.
L’actionneur électromécanique 11 est alimenté en énergie électrique par une source d’alimentation en énergie électrique, pouvant être soit un réseau d’alimentation électrique du secteur soit une batterie, non représentée, pouvant être rechargée, par exemple, par un panneau photovoltaïque, non représenté.
Ici, l’actionneur électromécanique 11 comprend un câble d’alimentation électrique 18 permettant son alimentation en énergie électrique à partir de la source d’alimentation en énergie électrique.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 comprend un carter 17.
Ici, le carter 17 de l’actionneur électromécanique 11 est de forme cylindrique.
La forme du carter de l’actionneur électromécanique n’est pas limitative et peut être différente. Elle peut être, par exemple, de forme parallélépipédique.
Avantageusement, le carter 17 est réalisé dans un matériau métallique.
La matière du carter de l’actionneur électromécanique n’est pas limitative et peut être différente. Il peut s’agir, en particulier, d’une matière plastique.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 comprend, en outre, un réducteur 19.
Avantageusement, le réducteur 19 comprend au moins un étage de réduction. L’étage de réduction peut être un train d’engrenages de type épicycloïdal.
Le type et le nombre d’étages de réduction du réducteur ne sont pas limitatifs.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 comprend, en outre, un frein 29 et un arbre de sortie 20.
A titre d’exemple nullement limitatif, le frein 29 peut être un frein à ressort, un frein à came, un frein magnétique ou un frein électromagnétique.
Ici et comme visible à la figure 3, dans une configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 11, le frein 29 est configuré pour être disposé, autrement dit est disposé, entre le moteur électrique 16 et le réducteur 19, c’est-à-dire à la sortie du moteur électrique 16.
En variante, non représentée, dans la configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 11, le frein 29 est configuré pour être disposé, autrement dit est disposé, entre l’unité électronique de contrôle 15 et le moteur électrique 16, autrement dit à l’entrée du moteur électrique 16, entre le réducteur 19 et l’arbre de sortie 20, autrement dit à la sortie du réducteur 19, ou entre deux étages de réduction du réducteur 19.
Avantageusement, dans la configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 11, le moteur électrique 16, le frein 29 et le réducteur 19 sont configurés pour être montés, autrement dit sont montés, à l’intérieur du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 peut, en outre, comprendre un dispositif de détection de fin de course et/ou d’obstacle, pouvant être mécanique ou électronique.
Le tube d’enroulement 4 est entraîné en rotation autour de l’axe de rotation X et du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11 en étant soutenu par l’intermédiaire de deux liaisons pivot. La première liaison pivot est réalisée au niveau d’une première extrémité du tube d’enroulement 4 au moyen d’une couronne 30 insérée autour d’une première extrémité 17a du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11. La couronne 30 constitue, autrement dit est configurée pour constituer, un palier de guidage en rotation du tube d’enroulement 4, dans une configuration assemblée du dispositif d’occultation 3. La deuxième liaison pivot, non représentée à la figure 3, est réalisée au niveau d’une deuxième extrémité du tube d’enroulement 4, non visible sur cette figure.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 comprend, en outre, un support de couple 21, pouvant également être appelé «tête d’actionneur». Dans la configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 11, le support de couple 21 est configuré pour être disposé, autrement dit est disposé, au niveau de la première extrémité 17a du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
Le support de couple 21 permet de reprendre les efforts exercés par l’actionneur électromécanique 11 et, notamment, d’assurer la reprise des efforts exercés par l’actionneur électromécanique 11, en particulier le couple exercé par l’actionneur électromécanique 11, par un bâti 23. Le support de couple 21 permet avantageusement de reprendre, en outre, des efforts exercés par le tube d’enroulement 4, notamment le poids du tube d’enroulement 4, de l’actionneur électromécanique 11 et de l’écran 2, et d’assurer la reprise de ces efforts par le bâti 23.
Ainsi, le support de couple 21 de l’actionneur électromécanique 11 permet de fixer l’actionneur électromécanique 11 sur le bâti 23, en particulier à une joue du coffre 9.
Avantageusement, dans la configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 11, le support de couple 21 est en saillie au niveau de la première extrémité 17a du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11, en particulier l’extrémité 17a du carter 17 recevant la couronne 30.
Avantageusement, le support de couple 21 de l’actionneur électromécanique 11 peut également permettre d’obturer la première extrémité 17a du carter 17.
Par ailleurs, le support de couple 21 de l’actionneur électromécanique 11 peut permettre de supporter au moins une partie de l’unité électronique de contrôle 15.
Avantageusement, l’unité électronique de contrôle 15 peut être alimentée en énergie électrique au moyen du câble d’alimentation électrique 18.
Ici et tel qu’illustré à la figure 3, l’unité électronique de contrôle 15 est ainsi disposée, autrement dit intégrée, à l’intérieur du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
En variante, non représentée, l’unité électronique de contrôle 15 est disposée à l’extérieur du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11 et, en particulier, montée sur le bâti 23 ou dans le support de couple 21.
Avantageusement, l’arbre de sortie 20 de l’actionneur électromécanique 11 est disposé à l’intérieur du tube d’enroulement 4 et au moins en partie à l’extérieur du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
Avantageusement, une extrémité de l’arbre de sortie 20 est en saillie par rapport au carter 17 de l’actionneur électromécanique 11, en particulier par rapport à une deuxième extrémité 17b du carter 17 opposée à la première extrémité 17a.
Avantageusement, l’arbre de sortie 20 de l’actionneur électromécanique 11 est configuré pour entraîner en rotation un élément de liaison 22 relié au tube d’enroulement 4. L’élément de liaison 22 est réalisé sous la forme d’une roue.
Lors de la mise en fonctionnement de l’actionneur électromécanique 11, le moteur électrique 16 et le réducteur 19 entraînent en rotation l’arbre de sortie 20. En outre, l’arbre de sortie 20 de l’actionneur électromécanique 11 entraîne en rotation le tube d’enroulement 4 par l’intermédiaire de l’élément de liaison 22.
Ainsi, le tube d’enroulement 4 entraîne en rotation l’écran 2 du dispositif d’occultation 3, de sorte à ouvrir ou fermer l’ouverture 1.
On décrit à présent, en référence à la figure 4, un dispositif d’alimentation électrique 200 de l’actionneur électromécanique 11 conforme à un mode de réalisation de l’invention.
Avantageusement, le dispositif d’alimentation électrique 200 est configuré pour alimenter en énergie électrique l’actionneur électromécanique 11, par exemple en alimentant l’unité électronique de contrôle 15 et en pilotant ou en régulant la tension d’alimentation fournie en entrée du moteur électrique 16.
Ici, le moteur électrique 16 est de type sans balais à commutation électronique, appelé également «BLDC» (acronyme du terme anglais BrushLess Direct Current) ou «synchrone à aimants permanents».
Selon des exemples d’implémentation, le dispositif d’alimentation électrique 200 peut être associé à l’unité électronique de contrôle 15, ou être compris dans l’unité électronique de contrôle 15, ou n’être qu’un élément ou un sous-ensemble d’un circuit d’alimentation électrique de l’actionneur électromécanique 11. Par exemple, le dispositif d’alimentation électrique 200 est logé dans le tube d’enroulement 4 et/ou est fixé sur le support de couple 21.
Ici, le dispositif d’alimentation électrique 200 comporte une entrée 220. L’entrée 220 du dispositif d’alimentation électrique 200 est configurée pour recevoir, autrement dit reçoit, une tension électrique d’entrée IN, la tension électrique d’entrée IN étant fournie par une source d’alimentation en énergie électrique, qui en pratique peut être la même que celle alimentant en énergie électrique l’actionneur électromécanique 11. Par exemple, l’entrée 220 du dispositif d’alimentation électrique 200 est connectée électriquement au câble d’alimentation électrique 18.
Comme illustré sur la figure 4, le dispositif d’alimentation électrique 200 comporte une première sortie 222 et une deuxième sortie 224.
La première sortie 222 du dispositif d’alimentation électrique 200, pouvant également être appelée sortie principale ou sortie de puissance, est configurée pour délivrer, autrement dit délivre, une première tension électrique de sortie OUT_MAIN. Cette première tension électrique de sortie OUT_MAIN est configurée pour commander, autrement dit commande, l’alimentation en énergie électrique d’un ou plusieurs organes de commande du moteur électrique 16, telles que, par exemple, un ou plusieurs interrupteurs, notamment des interrupteurs de puissance ou des relais.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 comporte ou est associé à un circuit d’alimentation électrique, non illustré, dont l’entrée est raccordée à la source d’alimentation électrique de l’actionneur électromécanique 11, par exemple par l’intermédiaire du câble d’alimentation électrique 18, et dont la sortie est raccordée à une ou plusieurs bornes d’alimentation électrique du moteur électrique 16.
Le circuit d’alimentation électrique peut comporter un ou plusieurs interrupteurs, notamment des interrupteurs de puissance ou des relais, qui sont commandés par la première tension électrique de sortie OUT_MAIN délivrée sur la première sortie 222 du dispositif d’alimentation électrique 200.
Par exemple, le circuit d’alimentation électrique est un circuit d’alimentation à découpage ou un module intégré de type IPM (acronyme du terme anglais «Integrated Power Module») chargé de mettre en œuvre une modulation de largeur d’impulsions en fonction d’ordres de commande envoyés par l’unité électronique de contrôle 15.
En d’autres termes, le circuit d’alimentation électrique fournit la puissance électrique nécessaire pour alimenter en énergie électrique le moteur électrique 16 et la première tension électrique de sortie OUT_MAIN sert à commander des éléments de ce circuit d’alimentation électrique pour que ce dernier fournisse la puissance électrique souhaitée.
Avantageusement, la première tension électrique de sortie OUT_MAIN est une tension continue d’amplitude comprise entre 12 Volts et 15 Volts avec une précision à plus ou moins 10%.
La deuxième sortie 224 du dispositif d’alimentation électrique 200, pouvant également être appelée sortie secondaire, est configurée pour délivrer, autrement dit délivre, une deuxième tension électrique de sortie OUT_SEC. Cette deuxième tension électrique de sortie OUT_SEC est configurée pour alimenter, autrement dit alimente, en énergie électrique l’unité électronique de contrôle 15, notamment le premier module de communication 27 et le microcontrôleur 31.
Avantageusement, la deuxième tension de sortie OUT_SEC est configurée pour être régulée, autrement dit est régulée, de façon plus précise que la première tension de sortie OUT_MAIN.
Avantageusement, la deuxième tension électrique de sortie OUT_SEC est une tension continue d’amplitude égale à 3,3 Volts ou à 5 Volts avec une précision à plus ou moins 2%.
Comme visible sur la figure 4, le dispositif d’alimentation électrique 200 comprend, en outre, un régulateur de tension 202, dont une entrée 226 reçoit la tension électrique d’entrée IN fournie à l’entrée 220 du dispositif d’alimentation électrique 200.
Par exemple, le régulateur de tension 202 est un circuit d’alimentation à découpage.
Le dispositif d’alimentation électrique 200 comprend, en outre, une première partie 204, la première partie 204 étant associée à la première sortie 222 du dispositif d’alimentation électrique 200, et une deuxième partie 206, la deuxième partie 206 étant associée à la deuxième sortie 224 du dispositif d’alimentation électrique 200.
Avantageusement, une sortie 228 du régulateur de tension 202 est connectée électriquement à un point de connexion 208, dont le potentiel électrique forme un potentiel de référence VSW pour le régulateur de tension 202. Le point de connexion 208 est connecté électriquement à la première partie 204 du dispositif d’alimentation électrique 200.
Une entrée de rétroaction 232 du régulateur de tension 202 est connectée électriquement à la deuxième partie 206 du dispositif d’alimentation électrique 200, comme on le comprendra ci-après, de manière à utiliser comme tension de rétroaction une tension électrique FB_SEC, cette tension électrique FB_SEC étant représentative de la deuxième tension de sortie OUT_SEC.
Avantageusement, la première partie 204 du dispositif d’alimentation électrique 200 comprend au moins:
- une première inductance L4, la première inductance L4 étant connectée électriquement entre le point de connexion 208 et la première sortie 222 du dispositif d’alimentation électrique 200;
- une première diode D5, la première diode D5 étant connectée électriquement entre le point de connexion 208 et une masse électrique GND du dispositif d’alimentation électrique 200; et
- un premier condensateur C2, le premier condensateur C2 étant connecté électriquement entre la première sortie 222 du dispositif d’alimentation électrique 200 et la masse électrique GND.
La première diode D5 est configurée pour empêcher, autrement dit empêche, le courant électrique la traversant de circuler vers la masse électrique GND.
A cette fin, l’anode de la première diode D5 est connectée électriquement à la masse électrique GND.
En d’autres termes, la première partie 204 du dispositif d’alimentation électrique 200 est connectée électriquement à la sortie 228 du régulateur de tension 202 et donc au potentiel de référence VSW.
Avantageusement, la deuxième partie 206 du dispositif d’alimentation électrique 200 comprend au moins:
- un deuxième condensateur C1, le deuxième condensateur C1 étant connecté électriquement entre la deuxième sortie 224 du dispositif d’alimentation électrique 200 et la masse électrique GND; et
- une deuxième diode D2 et une deuxième inductance L1, la deuxième diode D2 et la deuxième inductance L1 étant connectées électriquement en série l’une avec l’autre et en parallèle avec le deuxième condensateur C1 entre la deuxième sortie 224 du dispositif d’alimentation électrique 200 et la masse électrique GND.
Dans cet exemple, la cathode de la deuxième diode D2 est connectée électriquement à la deuxième inductance L1 et l’anode de la deuxième diode D2 est connectée électriquement à la masse électrique GND.
Le dispositif d’alimentation électrique 200 comprend, en outre, une partie additionnelle 230. La partie additionnelle 230 du dispositif d’alimentation électrique 200 connecte électriquement la deuxième sortie 224 du dispositif d’alimentation électrique 200 à l’entrée de rétroaction 232 du régulateur de tension 202.
Avantageusement, la partie additionnelle 230 du dispositif d’alimentation électrique 200 comprend au moins:
- une troisième diode D1, la troisième diode D1 étant connectée électriquement entre la deuxième sortie 224 du dispositif d’alimentation électrique 200 et l’entrée de rétroaction 232 du régulateur de tension 202; et
- un troisième condensateur C3, le troisième condensateur C3 étant connecté électriquement entre l’entrée de rétroaction 232 du régulateur de tension 202 et le point de connexion 208.
La troisième diode D1 est configurée pour empêcher, autrement dit empêche, le courant électrique la traversant de circuler vers la deuxième sortie 224 du dispositif d’alimentation électrique 200.
A cette fin, l’anode de la troisième diode D1 est connectée électriquement à la deuxième sortie 224 du dispositif d’alimentation électrique 200.
A titre d’exemple nullement limitatif, le premier condensateur C2, le deuxième condensateur C1 et le troisième condensateur C3 ont chacun une capacité égale à 50 microfarads.
Toujours à titre d’exemple nullement limitatif, la première inductance L4 a ici une inductance égale à 1 millihenry et la deuxième inductance L1 a une inductance égale à 0,1 millihenry.
Avec cette configuration du dispositif d’alimentation électrique 200, la tension de rétroaction FB_SEC est référencée par rapport au potentiel de référence VSW du régulateur de tension 202.
En effet, pendant une phase dite de roue libre, le courant électrique circule au travers des première et deuxième diodes D5, D2. Comme les anodes respectives des première et deuxième diodes D5, D2 sont connectées électriquement au même potentiel, alors leurs cathodes respectives sont également presque au même potentiel. Comme la première diode D5 a sa cathode portée au potentiel de référence VSW, il en ressort que la cathode de la deuxième diode D2, qui est indirectement connectée électriquement à la deuxième sortie 224 du dispositif d’alimentation électrique 200, est aussi égale ou presque égale au potentiel de référence VSW.
Le dispositif d’alimentation électrique 200 fonctionne ainsi comme un convertisseur de puissance continu-continu mélangeant des typologies de type abaisseur de tension («buck» en anglais) et de type «flyback».
Grâce à la présente invention, le dispositif d’alimentation électrique 200 permet d’assurer l’alimentation électrique de l’actionneur électromécanique 11 et du module de communication 27 associé, tout en restant simple et peu coûteux à fabriquer et présentant un rendement énergétique satisfaisant.
En commandant le régulateur de tension 202 avec une rétroaction basée sur la deuxième tension de sortie OUT_SEC, le dispositif d’alimentation électrique 200 parvient à réguler la deuxième tension de sortie OUT_SEC, de sorte à obtenir une précision satisfaisante. Il n’est ainsi pas nécessaire d’utiliser un régulateur linéaire dédié pour générer la deuxième tension de sortie OUT_SEC à partir de la première tension de sortie OUT_MAIN.
Le dispositif d’alimentation électrique 200 selon le mode de réalisation de l’invention présente ainsi un rendement énergétique plus satisfaisant et une consommation résiduelle en mode veille bien moindre que dans les dispositifs d’alimentation électrique connus.
Par exemple, la puissance électrique consommée par le dispositif d’alimentation électrique 200 dans un mode de veille reste inférieure à 0,5 Watt ou préférentiellement inférieure ou égale à 0,3 Watt.
Enfin, le dispositif d’alimentation électrique 200 est moins coûteux à fabriquer que les dispositifs d’alimentation électrique connus, puisqu’il n’est pas nécessaire d’y utiliser un régulateur linéaire ou plusieurs alimentations à découpage connectées électriquement en cascade.
L’invention est ainsi particulièrement applicable à un actionneur électromécanique pour une installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire comprenant un tel dispositif d’alimentation électrique, ainsi qu’à une installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire comprenant un tel actionneur électromécanique, notamment lorsque cet actionneur électromécanique, et par extension l’installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire toute entière, est capable de communiquer au moyen d’une liaison radio sans fil.
Par ailleurs, dans l’exemple décrit ci-dessus, la deuxième partie 206 du dispositif d’alimentation électrique 200 utilise une deuxième diode D2 au lieu des optocoupleurs traditionnellement utilisés dans des montages de conversion de puissance de type abaisseur de tension. Cela permet de simplifier encore plus la conception du dispositif d’alimentation électrique 200 et de réduire son coût de fabrication.
En variante, le moteur électrique 16 de l’actionneur électromécanique 11 peut être du type asynchrone ou à courant continu.
De nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples de réalisation décrits précédemment sans sortir du cadre de l’invention.
Claims (11)
- Dispositif d’alimentation électrique (200) pour un actionneur électromécanique (11),
le dispositif d’alimentation électrique (200) comprenant au moins:
- une entrée (220), l’entrée (220) étant configurée pour recevoir une tension électrique d’alimentation (IN);
- une première sortie (222), la première sortie (222) étant configurée pour délivrer une première tension électrique de sortie (OUT_MAIN);
- une deuxième sortie (224), la deuxième sortie (224) étant configurée pour délivrer une deuxième tension électrique de sortie (OUT_SEC); et
- un régulateur de tension (202), le régulateur de tension (202) étant alimenté par la tension électrique d’alimentation (IN);
caractérisé en ce que le dispositif d’alimentation électrique (200) comprend, en outre, au moins:
- une première partie (204), la première partie (204) étant associée à la première sortie (222) du dispositif d’alimentation électrique (200);
- une deuxième partie (206), la deuxième partie (206) étant associée à la deuxième sortie (224) du dispositif d’alimentation électrique (200) et la deuxième partie (206) étant connectée électriquement à une sortie (228) du régulateur de tension (202); et
- une partie additionnelle (230), la partie additionnelle (230) connectant électriquement la deuxième sortie (224) à une entrée de rétroaction (232) du régulateur de tension (202), de manière à utiliser comme tension de rétroaction une tension électrique (FB_SEC) représentative de la deuxième tension électrique de sortie (OUT_SEC). - Dispositif d’alimentation électrique (200) pour un actionneur électromécanique (11) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension de rétroaction (FB_SEC) est référencée par rapport à un potentiel de référence (VSW) du régulateur de tension (202).
- Dispositif d’alimentation électrique (200) pour un actionneur électromécanique (11) selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première partie (204) du dispositif d’alimentation électrique (200) comprend au moins:
- une première inductance (L4), la première inductance (L4) étant connectée électriquement entre un point de connexion (208) du dispositif d’alimentation électrique (200) et la première sortie (222) du dispositif d’alimentation électrique (200);
- une première diode (D5), la première diode (D5) étant connectée électriquement entre le point de connexion (208) et une masse électrique (GND) du dispositif d’alimentation électrique (200); et
- un premier condensateur (C2), le premier condensateur (C2) étant connecté électriquement entre la première sortie (222) du dispositif d’alimentation électrique (200) et la masse électrique (GND), l’anode de la première diode (D5) étant connectée électriquement à la masse électrique (GND). - Dispositif d’alimentation électrique (200) pour un actionneur électromécanique (11) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la deuxième partie (206) du dispositif d’alimentation électrique (200) comprend au moins:
- un deuxième condensateur (C1), le deuxième condensateur (C1) étant connecté électriquement entre la deuxième sortie (224) du dispositif d’alimentation électrique (200) et la masse électrique (GND); et
- une deuxième diode (D2) et une deuxième inductance (L1), la deuxième diode (D2) et la deuxième inductance (L1) étant connectées électriquement en série l’une avec l’autre et en parallèle avec le deuxième condensateur (C1) entre la deuxième sortie (224) du dispositif d’alimentation électrique (200), la cathode de la deuxième diode (D2) étant connectée électriquement à la deuxième inductance (L1) et l’anode de la deuxième diode (D2) étant connectée électriquement à la masse électrique (GND). - Dispositif d’alimentation électrique (200) pour un actionneur électromécanique (11) selon la revendication 3 ou selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie additionnelle (230) du dispositif d’alimentation électrique (200) comprend au moins:
- une troisième diode (D1), la troisième diode (D1) étant connectée électriquement entre la deuxième sortie (224) du dispositif d’alimentation électrique (200) et l’entrée de rétroaction (232) du régulateur de tension (202); et
- un troisième condensateur (C3), le troisième condensateur (C3) étant connecté électriquement entre l’entrée de rétroaction (232) du régulateur de tension (202) et le point de connexion (208). - Dispositif d’alimentation électrique (200) pour un actionneur électromécanique (11) selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les cathodes respectives de la première diode (D5) et de la deuxième diode (D2) sont maintenues à un même potentiel électrique qu’un potentiel électrique (VSW) de la sortie (228) du régulateur de tension (202).
- Dispositif d’alimentation électrique (200) pour un actionneur électromécanique (11) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la deuxième tension électrique de sortie (OUT_SEC) est régulée de façon plus précise que la première tension électrique de sortie (OUT_MAIN).
- Dispositif d’alimentation électrique (200) pour un actionneur électromécanique (11) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la deuxième tension électrique de sortie (OUT_SEC) est une tension continue d’amplitude égale à 3,3 Volts ou à 5 Volts avec une précision à plus ou moins 2%.
- Dispositif d’alimentation électrique (200) pour un actionneur électromécanique (11) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la première tension électrique de sortie (OUT_MAIN) est une tension continue d’amplitude comprise entre 12 Volts et 15 Volts avec une précision à plus ou moins 10%.
- Actionneur électromécanique (11) pour une installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire (100), caractérisé en ce que l’actionneur électromécanique (11) comprend au moins un dispositif d’alimentation électrique (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
- Installation de fermeture, d’occultation ou de protection solaire (100) comprenant un écran (2) entraîné en déplacement par un actionneur électromécanique (11), caractérisée en ce que l’actionneur électromécanique (11) est conforme à la revendication 10.
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| US5675487A (en) * | 1995-06-06 | 1997-10-07 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | System for controlling energy through window |
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| EP1464197A2 (fr) * | 2002-01-03 | 2004-10-06 | Alcatel | Regulateur de tension pour dispositif electronique |
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2020
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2021
- 2021-02-10 WO PCT/EP2021/053232 patent/WO2021160687A1/fr active Application Filing
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