WO2010142646A1 - Circuit de protection par fusible de circuit electrique - Google Patents

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WO2010142646A1
WO2010142646A1 PCT/EP2010/057933 EP2010057933W WO2010142646A1 WO 2010142646 A1 WO2010142646 A1 WO 2010142646A1 EP 2010057933 W EP2010057933 W EP 2010057933W WO 2010142646 A1 WO2010142646 A1 WO 2010142646A1
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circuit
terminal
current
transistor
resistor
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PCT/EP2010/057933
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Jean Philippe Burthier
Bruno Colin
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Areva T&D Sas
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
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    • H02H3/023—Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order by short-circuiting
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements

Definitions

  • the invention relates to an electric circuit fuse protection circuit.
  • the invention applies to any type of electric circuit protected by a fuse such as, for example, electric motors, electrical installations that are to be protected against over-current, linear electric cylinders, motor-driven power geared motors. etc.
  • a fuse such as, for example, electric motors, electrical installations that are to be protected against over-current, linear electric cylinders, motor-driven power geared motors. etc.
  • the fuse protection circuit of the invention described below is a motor-controlled kinematic chain protection circuit.
  • a motor-driven kinematic chain consists of a set of mechanical parts controlled by a motor.
  • Most kinematic chain protection circuits of the known art are made using fuses which melt due to the increase of the current which runs through them when a mechanical failure occurs (for example, the rupture of a part mechanical causing a motor block) or an electrical fault (for example, the failure of a relay or the soldering of a microswitch) of the control circuit.
  • a mechanical failure for example, the rupture of a part mechanical causing a motor block
  • an electrical fault for example, the failure of a relay or the soldering of a microswitch
  • Recent technological developments have led to a reduction in the size of motorized drive chains. This is the case, example, the device disclosed in the French patent application FR 2 904 470-A1.
  • a small motor is associated with a gearbox composed of several gear trains.
  • the low torque delivered by the motor then leads to design a gearbox whose reduction ratio is high between the inlet of the gearbox and the output of the motor.
  • a gearbox whose reduction ratio is high between the inlet of the gearbox and the output of the motor.
  • Such a device has the disadvantage of not allowing the melting of the fuse in case of mechanical or electrical failure during a motorized reset operation. Indeed, because of the high reduction ratio of the gearbox, the output torque of the gearbox is very important for a small increase in the current consumed by the engine. When the kinematic chain is blocked, the small increase in the current consumed by the motor then makes it possible to select a fuse having sufficient characteristics, which leads to the breakage of an element of the motorization circuit.
  • French Patent No. 1,378,968 discloses a fast response protection circuit against overloads.
  • the protection circuit includes an overload detection means which, upon the occurrence of an overcurrent, delivers a starting voltage to a firing circuit of a rectifier.
  • a short-circuit current flows into the rectifier and protects the payload until a protective fuse melts.
  • the value of the current flowing through the payload depends on the supply voltage. It is then necessary to control and to stabilize the supply voltage for the circuit to work properly. This represents a disadvantage both from a functional point of view and from a point of view of the cost of the circuit (need for specific components to achieve the control and stabilization of the voltage without which the protection would not be effective and the motorization would be damaged).
  • French Patent No. 1,300,021 discloses an electrical circuit protection device.
  • This circuit comprises a controlled rectifier which is made conductive in response to a tripping current which is a function of the amplitude of the current flowing through the electrical circuit to be protected.
  • a tripping current which is a function of the amplitude of the current flowing through the electrical circuit to be protected.
  • the tripping current turns on the rectifier.
  • the current flowing through the electrical circuit is then deflected.
  • the value of the current flowing through the electrical circuit also depends on the supply voltage. It is therefore also necessary to control and stabilize the supply voltage for the circuit to function properly.
  • This circuit therefore has the same disadvantages as those mentioned above.
  • the device of the invention does not have the drawbacks mentioned above.
  • the invention relates to an electrical circuit protection circuit, the circuit of protection comprising a fuse able to melt when a current absorbed by the electric circuit exceeds a current value, characterized in that it comprises a current clipping circuit connected in series between the fuse and the electrical circuit, means capable of taking the voltage at the terminals of the current clipping circuit, comparing the thus-taken voltage with a threshold value and delivering a comparison signal as a result of the comparison of the sampled voltage with the threshold value, a switch connected in series with a load circuit, the switch and the charging circuit being connected in parallel with the assembly constituted by the current clipping circuit and the electric circuit, the comparison signal constituting a control signal of the switch so that the switch is turned on when the voltage drawn across the current clipping circuit is less than the threshold value is put in closed circuit when the voltage taken at the terminals of the current clipping circuit is greater than the threshold value.
  • the protection circuit of the invention advantageously allows to control and limit electronically the current consumed by the electrical circuit when it is defective.
  • the protection circuit of the invention makes it possible to control and limit electronically the current consumed by the motor when the motor has its own power. locked rotor as a result of mechanical blocking of an element of the kinematic chain. It is then possible to obtain a current having a fast rising edge and a high intensity that melts the fuse and prevents any damage to the parts of the drive train while the increase in the current consumed by the motor has a constant value that remains low.
  • the melting speed of the fuse is no longer solely dependent on the current consumed by the motor, as is the case in the prior art, but driven by the protection circuit.
  • the size of the fuse can then be advantageously adjusted according to the choice of components that constitute the protection circuit. Due to the presence of the current clipping circuit, the protection circuit of the invention also has the advantage of limiting the inrush current at the start of the motor.
  • FIG. 1 represents a circuit diagram of a protection circuit of a drive kinematic chain motorized device of the invention
  • FIG. 2 represents an exemplary embodiment of protection circuit of a motor-driven kinematic chain of the invention
  • FIGS. 3A and 3B show, respectively, a time diagram of the current flowing through the fuse and a time diagram of the current flowing through the motor during operation of the protection circuit of the invention
  • Figure 4 shows a timing diagram of the voltage across the motor.
  • FIG. 1 represents a circuit diagram of an exemplary electrical circuit protection circuit of the invention. More precisely, the diagram of FIG. 1 represents an electrical diagram of a protection circuit of a motor-driven kinematic chain of a switch for a medium or high voltage DC or AC power distribution cell.
  • the protection circuit comprises a fuse F, a current clipping circuit L, a voltage comparator K, a switch SW and a charging circuit Ch.
  • the current clipping circuit is designed to block the current which travels at a constant value as soon as this current reaches a given value fixed in advance.
  • the fuse F has a first terminal connected to a switch I of the DC control circuit that allows the control of the engine of the motorized control, which switch is itself connected to a power supply V of the drive control circuit.
  • the second terminal of the fuse F is connected to a first terminal of the current clipping circuit L whose second terminal is connected, on the one hand, to a first terminal of a motor M and, on the other hand, to a first terminal of the voltage comparator K whose second terminal is connected to the first terminal of the clipping circuit L.
  • the switch SW has a first terminal connected to the first terminal of the current clipping circuit L and a second terminal connected at a first terminal of the charging circuit Ch whose second terminal is connected to the reference voltage of the voltage supply V in direct current.
  • FIG. 2 represents an exemplary embodiment of a motor-controlled kinematic chain protection circuit for a high or medium voltage switch of the invention.
  • the current clipping circuit L comprises a transistor T1, two resistors R1 and R2 and a zener diode D1.
  • the transistor T1 is an NPN bipolar transistor having a base, a collector and an emitter.
  • the collector of the transistor T1 is connected to a first terminal of the resistor R2 whose second terminal is connected to the base of the transistor T1.
  • the collector of the transistor T1 constitutes the first terminal of the clipping circuit L.
  • the emitter of the transistor T1 is connected to a first terminal of the resistor R1 whose second terminal is connected to the anode of the Zener diode D1, the cathode of which is connected to the second terminal of the resistor R2 and to the base of the transistor Tl.
  • the second terminal of the resistor R1 constitutes the second terminal of the clipping circuit L.
  • the voltage comparator K comprises a Zener diode D2 and a resistor R3.
  • the switch SW consists of a bipolar transistor PNP T2 and the load circuit Ch by a resistor R4.
  • the anode of the Zener diode D2 is connected to the anode of the Zener diode D1 and the cathode of the Zener diode D2 is connected to a first terminal of the resistor R3 whose second terminal constitutes the second terminal of the voltage comparator K
  • the emitter of the bipolar transistor T2 is connected to the first terminal of the current clipping circuit L.
  • the base of the transistor T2 is connected to the second terminal of the resistor R3 and constitutes the control input of the switch SW .
  • the collector of transistor T2 is connected to a first terminal of resistor R4 whose second terminal is connected to a reference potential.
  • FIG. 3A represents the curve as a function of time of the current I F which flows through the fuse
  • FIG. 3B represents the curve as a function of time of the current I M which flows through the motor which charges the protection circuit.
  • Figures 3A, 3B and 4 will first be described with reference to the circuit of Figure 1.
  • the current peak I F i which travels the fuse F is the sum of a first current which runs through a first mesh consisting of the clipping circuit L and the motor M and a second current which flows through a second mesh consisting of the switch and the load circuit Ch.
  • the first current is the clipping current I E (see FIG. limitation by the clipping circuit L).
  • the second current has an amplitude I B which is fixed by the charging circuit Ch.
  • FIG. 4 shows the voltage V M at the motor terminals as a function of time.
  • the voltage across the motor takes a first substantially constant value Vi.
  • the voltage across the motor drops rapidly to the instant t F where the fuse begins to melt. From the moment t F and until the fuse has completely melted, the voltage across the motor is a substantially constant voltage V 2 of a value substantially less than Vi.
  • the power consumed in the engine, when it is blocked, is greatly limited. There is no degradation of the parts constituting the geared motor and the fuse protection has time to act.
  • the protection circuit of the invention advantageously allows a fuse protection during which there can be no accidental fusion of the fuse outside the engine block.
  • the transistor T1 In normal operation, the transistor T1 is open and therefore in the on state. During this operation, the potential on the first terminal of the clipping circuit is substantially equal to the potential on the second terminal of the clipping circuit.
  • the comparison circuit K compares the potentials that are present at the terminals of the clipping circuit. As long as the voltage difference across the clipping circuit remains lower than a threshold value set by the diode D2, the transistor T2 is in open circuit and no current flows through the load resistor R4. In the absence of defect
  • - R4 15 ⁇ / 3W
  • - T1 NPN transistor such as the transistor TIP102G
  • T2 PNP transistor such as transistor BDX54C;
  • the clipping circuit L consists of the combination of a transistor T1, a zener diode D1 and two resistors R1 and R2.
  • the invention also relates to other embodiments of the clipping circuit, such as a Joule effect device.
  • the comparator of voltages K is produced by the combination of a Zener diode D2 and a resistor R3, but the invention also relates to other embodiments of the comparator, such as for example an operational amplifier or associated transistors in differential mode.
  • the charge adding circuit is produced by the combination of a transistor T2 and a resistor R4, but the invention also relates to other embodiments, such as for example a relay circuit.

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Abstract

L' invention concerne un circuit de protection de circuit électrique comprenant un fusible (F), caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'écrêtage de courant (L) monté en série entre le fusible (F) et le circuit électrique, des moyens (K) aptes à comparer la tension prélevée aux bornes du circuit d'écrêtage de courant avec une valeur de seuil (Vs) et à délivrer un signal de comparaison, un interrupteur (SW) monté en série avec un circuit de charge (Ch), l'interrupteur (SW) et le circuit de charge (Ch) étant montés en parallèle de l'ensemble constitué par le circuit d'écrêtage de courant (L) et le circuit électrique, le signal de comparaison constituant un signal de commande de l'interrupteur (SW) pour mettre en circuit ou hors circuit le circuit de charge. Application à tout circuit de protection par fusible.

Description

CIRCUIT DE PROTECTION PAR FUSIBLE DE CIRCUIT ELECTRIQUE
DESCRIPTION
Domaine technique et art antérieur
L' invention concerne un circuit de protection par fusible de circuit électrique.
L'invention s'applique à tout type de circuit électrique protégé par fusible comme, par exemple, les moteurs électriques, les installations électriques qui sont à protéger d'une surconsommation de courant, les vérins linéaires électriques, les motoréducteurs de puissance entraînés par moteur, etc. A titre d'exemple non limitatif, le circuit de protection par fusible de l'invention décrit ci- dessous est un circuit de protection de chaîne cinématique à commande motorisée.
Une chaîne cinématique à commande motorisée est constituée d'un ensemble de pièces mécaniques commandées par un moteur. La plupart des circuits de protection de chaîne cinématique de l'art connu sont réalisés à l'aide de fusibles qui fondent du fait de l'accroissement du courant qui les parcourt lorsque survient une défaillance mécanique (par exemple, la rupture d'une pièce mécanique provoquant un blocage du moteur) ou une défaillance électrique (par exemple, la défaillance d'un relais ou la soudure d'un microcontact) du circuit de contrôle commande. Les récentes évolutions technologiques conduisent à réduire l'encombrement des chaînes cinématiques à commande motorisée. C'est le cas, par exemple, du dispositif divulgué dans la demande de brevet Français FR 2 904 470-A1. Un moteur de faibles dimensions y est associé à un réducteur composé de plusieurs trains d'engrenage. Le faible couple délivré par le moteur conduit alors à concevoir un réducteur dont le rapport de réduction est élevé entre l'entrée du réducteur et la sortie du moteur. Un tel dispositif présente l'inconvénient de ne pas autoriser la fonte du fusible en cas de défaillance mécanique ou électrique lors d'une manœuvre de réarmement motorisé. En effet, du fait du rapport de réduction élevé du réducteur, le couple en sortie du réducteur est très important pour une faible augmentation du courant consommé par le moteur. Lorsque la chaine cinématique est bloquée, la faible augmentation du courant consommé par le moteur ne permet alors pas de sélectionner un fusible ayant les caractéristiques suffisantes, ce qui conduit à la rupture d'un élément du circuit de motorisation.
D'autres circuits de protection par fusible sont également connus de l'art antérieur.
Le brevet français N°l 378 968 divulgue un circuit de protection à réponse rapide contre les surcharges. Le circuit de protection comprend un moyen de détection de surcharge qui, dès l'apparition d'une surintensité, délivre une tension d'amorçage à un circuit d'amorçage d'un redresseur. Dès l'amorçage du redresseur, un courant de court-circuit s'écoule dans celui-ci et protège la charge utile jusqu'à temps qu'un fusible de protection fonde. La valeur du courant qui parcourt la charge utile dépend de la tension d'alimentation. Il est alors nécessaire de contrôler et de stabiliser la tension d'alimentation pour que le circuit fonctionne correctement. Ceci représente un inconvénient tant d'un point de vue fonctionnel que d'un point de vue du coût du circuit (nécessité de composants spécifiques pour réaliser le contrôle et la stabilisation de la tension sans quoi la protection ne serait pas efficace et la motorisation serait endommagée) .
De même, le brevet français N°l 300 021 divulgue un dispositif de protection de circuit électrique. Ce circuit comprend un redresseur commandé qui est rendu conducteur en réponse à un courant de déclenchement qui est fonction de l'amplitude du courant qui parcourt le circuit électrique à protéger. Lors d'un dysfonctionnement, lorsque le courant qui parcourt le circuit électrique atteint une valeur donnée, le courant de déclenchement rend passant le redresseur. Le courant qui parcourt le circuit électrique est alors dévié. La valeur du courant qui parcourt le circuit électrique dépend ici aussi de la tension d'alimentation. Il est donc également nécessaire de contrôler et de stabiliser la tension d'alimentation pour que le circuit fonctionne correctement. Ce circuit présente donc les mêmes inconvénients que ceux mentionnés ci-dessus.
Le dispositif de l'invention ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus.
Exposé de l'invention En effet, l'invention concerne un circuit de protection de circuit électrique, le circuit de protection comprenant un fusible apte à fondre dès lors qu'un courant absorbé par le circuit électrique dépasse une valeur de courant, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d' écrêtage de courant monté en série entre le fusible et le circuit électrique, des moyens aptes à prélever la tension aux bornes du circuit d' écrêtage de courant, à comparer la tension ainsi prélevée avec une valeur de seuil et à délivrer un signal de comparaison comme suite à la comparaison de la tension prélevée avec la valeur de seuil, un interrupteur monté en série avec un circuit de charge, 1 ' interrupteur et le circuit de charge étant montés en parallèle de l'ensemble constitué par le circuit d' écrêtage de courant et le circuit électrique, le signal de comparaison constituant un signal de commande de l'interrupteur de sorte que l'interrupteur est soit mis en circuit ouvert lorsque la tension prélevée aux bornes du circuit d' écrêtage de courant est inférieure à la valeur de seuil, soit mis en circuit fermé lorsque la tension prélevée aux bornes du circuit d' écrêtage de courant est supérieure à la valeur de seuil.
Le circuit de protection de l'invention permet avantageusement de maîtriser et de limiter électroniquement le courant consommé par le circuit électrique lorsque celui-ci est défectueux.
En particulier, dans le cas où le circuit électrique est un circuit de commande d'un moteur de chaîne cinématique, le circuit de protection de l'invention permet de maîtriser et de limiter électroniquement le courant consommé par le moteur lorsque celui-ci a son rotor bloqué à la suite du blocage mécanique d'un élément de la chaine cinématique. Il est alors possible d'obtenir un courant ayant un front de montée rapide et une intensité élevée qui fait fondre le fusible et empêche que ne survienne une quelconque dégradation des pièces de la chaîne cinématique alors même que l'augmentation du courant consommé par le moteur a une valeur constante qui reste faible. De façon particulièrement avantageuse, la vitesse de fusion du fusible n'est plus uniquement dépendante du courant consommé par le moteur, comme c'est le cas dans l'art antérieur, mais pilotée par le circuit de protection. Le calibre du fusible peut alors être avantageusement ajusté en fonction du choix des composants qui constituent le circuit de protection. Du fait de la présence du circuit d'écrêtage de courant, le circuit de protection de l'invention présente également l'avantage de limiter le courant d'appel au démarrage du moteur.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait en référence aux figures jointes, parmi lesquelles : La figure 1 représente un schéma de principe de circuit de protection d'une chaîne cinématique à commande motorisée de l'invention ;
La figure 2 représente un exemple de réalisation de circuit de protection d'une chaîne cinématique à commande motorisée de l'invention ; Les figures 3A et 3B représentent, respectivement un diagramme temporel du courant qui parcourt le fusible et un diagramme temporel du courant qui parcourt le moteur lors du fonctionnement du circuit de protection de l'invention ;
La figure 4 représente un diagramme temporel de la tension aux bornes du moteur.
Sur toutes les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments.
Exposé détaillé de modes de réalisation de l'invention La figure 1 représente un schéma électrique d'un exemple de circuit de protection de circuit électrique de l'invention. Plus précisément, le schéma de la figure 1 représente un schéma électrique d'un circuit de protection d'une chaîne cinématique à commande motorisée d'un interrupteur de cellule de distribution d'énergie électrique moyenne ou haute tension à courant continu ou alternatif.
Le circuit de protection comprend un fusible F, un circuit d' écrêtage de courant L, un comparateur de tensions K, un interrupteur SW et un circuit de charge Ch. Par définition, le circuit d' écrêtage de courant est conçu pour bloquer le courant qui le parcourt à une valeur constante dès lors que ce courant atteint une valeur donnée fixée à l'avance.
Le fusible F a une première borne reliée à un interrupteur I du circuit de contrôle commande en courant continu qui permet le pilotage du moteur de la commande motorisée, lequel interrupteur est lui-même relié à une alimentation V du circuit de commande de la motorisation. La deuxième borne du fusible F est reliée à une première borne du circuit d' écrêtage de courant L dont la deuxième borne est reliée, d'une part, à une première borne d'un moteur M et, d'autre part, à une première borne du comparateur de tensions K dont la deuxième borne est reliée à la première borne du circuit d' écrêtage L. L'interrupteur SW a une première borne reliée à la première borne du circuit d' écrêtage de courant L et une deuxième borne reliée à une première borne du circuit de charge Ch dont la deuxième borne est reliée à la tension de référence de l'alimentation tension V en courant continu.
La figure 2 représente un exemple de réalisation de circuit de protection de chaîne cinématique à commande motorisée d' interrupteur haute ou moyenne tension de l'invention.
Selon l'exemple de réalisation de la figure 2, le circuit d' écrêtage de courant L comprend un transistor Tl, deux résistances Rl et R2 et une diode Zener Dl. Le transistor Tl est un transistor bipolaire NPN ayant une base, un collecteur et un émetteur. Le collecteur du transistor Tl est relié à une première borne de la résistance R2 dont la deuxième borne est reliée à la base du transistor Tl. Le collecteur du transistor Tl constitue la première borne du circuit d' écrêtage L. L'émetteur du transistor Tl est relié à une première borne de la résistance Rl dont la deuxième borne est reliée à l'anode de la diode Zener Dl dont la cathode est reliée à la deuxième borne de la résistance R2 et à la base du transistor Tl. La deuxième borne de la résistance Rl constitue la deuxième borne du circuit d' écrêtage L. Le comparateur de tensions K comprend une diode Zener D2 et une résistance R3. L'interrupteur SW est constitué par un transistor bipolaire PNP T2 et le circuit de charge Ch par une résistance R4. L'anode de la diode Zener D2 est reliée à l'anode de la diode Zener Dl et la cathode de la diode Zener D2 est reliée à une première borne de la résistance R3 dont la deuxième borne constitue la deuxième borne du comparateur de tension K. L'émetteur du transistor bipolaire T2 est relié à la première borne du circuit d' écrêtage de courant L. La base du transistor T2 est reliée à la deuxième borne de la résistance R3 et constitue l'entrée de commande de l'interrupteur SW. Le collecteur du transistor T2 est relié à une première borne de la résistance R4 dont la deuxième borne est reliée à un potentiel de référence.
Les figures 3A, 3B et 4 illustrent le fonctionnement du circuit de protection de l'invention. La figure 3A représente la courbe en fonction du temps du courant IF qui parcourt le fusible et la figures 3B représente la courbe en fonction du temps du courant IM qui parcourt le moteur qui charge le circuit de protection . Les figures 3A, 3B et 4 vont tout d'abord être décrites en référence au circuit de la figure 1.
Au démarrage, lors de la fermeture de l'interrupteur I, un pic de courant IFiapparait qui traverse le fusible F (cf. figure 3A) . Le pic de courant IFi qui parcourt le fusible F est la somme d'un premier courant qui parcourt une première maille constituée du circuit d' écrêtage L et du moteur M et d'un deuxième courant qui parcourt une deuxième maille constituée de l'interrupteur et du circuit de charge Ch. Le premier courant est le courant d' écrêtage IE (cf. figure 3B ; limitation par le circuit d' écrêtage L) . Le deuxième courant a une amplitude IB qui est fixée par le circuit de charge Ch. Après absorption du pic de courant, le courant dans la deuxième maille tombe à zéro et un courant sensiblement constant IF2 (courant absorbé par le moteur, en fonctionnement normal) traverse le fusible F et le moteur M (cf. figures 3A et 3B) . En fonctionnement normal, la différence de potentiel aux bornes du circuit d' écrêtage de courant est sensiblement égale à zéro et le comparateur K délivre alors un signal de commande qui place l'interrupteur SW dans l'état de circuit ouvert, de sorte que la charge n'est pas reliée au circuit électrique et qu'aucun courant ne parcourt celle-ci . Si un blocage du moteur M survient à un instant tB, le courant absorbé par le moteur augmente jusqu'à atteindre la valeur d' écrêtage IE à un instant tF où le courant traversant le fusible commence à augmenter pour atteindre la fusion de celui-ci (cf. figure 3B) . Parallèlement, un courant apparaît dans la deuxième maille. Le courant qui parcourt le fusible qui est la somme du courant IE et du courant qui parcourt la deuxième maille atteint alors la valeur maximale IFi mentionnée précédemment. Le courant IFi traverse le fusible F pendant une durée Δt, jusqu'à temps que le fusible ait complètement fondu. Durant toute la durée de blocage du moteur, le courant consommé par le moteur reste ainsi limité à la valeur constante d'écrêtage IE. La limitation du courant dans le moteur à la valeur constante IE permet avantageusement de limiter le couple du moteur.
La figure 4 représente la tension VM aux bornes du moteur en fonction du temps . En fonctionnement normal, la tension aux bornes du moteur prend une première valeur sensiblement constante Vi. Lorsque le blocage du moteur intervient à l'instant tB, la tension aux bornes du moteur chute rapidement jusqu'à l'instant tF où le fusible commence à fondre. A partir de l'instant tF et jusqu'à ce que le fusible ait totalement fondu, la tension aux bornes du moteur est une tension sensiblement constante V2 de valeur très sensiblement inférieure à Vi. Avantageusement, la puissance consommée dans le moteur, lorsque celui-ci est bloqué, est fortement limitée. Il n'y a pas de dégradation des pièces constituant le motoréducteur et la protection par fusible a le temps d'agir. Par le choix du fusible (type, calibre) et du circuit de charge Ch, il est avantageusement possible de faire varier l'amplitude maximale du courant IFi et la durée Δt de fusion du fusible : au plus l'amplitude du courant IFi est élevée, au plus la durée Δt est courte et réciproquement. Le circuit de protection de l'invention permet avantageusement une protection par fusible durant laquelle il ne peut pas y avoir de fusion intempestive du fusible en dehors du blocage du moteur. Le fonctionnement du circuit de protection par fusible de l'invention va maintenant être décrit en référence à l'exemple du circuit de la figure 2.
En fonctionnement normal, le transistor Tl est ouvert et, donc, à l'état passant. Durant ce fonctionnement, le potentiel sur la première borne du circuit d' écrêtage est sensiblement égal au potentiel sur la deuxième borne du circuit d' écrêtage. Le circuit de comparaison K compare les potentiels qui sont présents aux bornes du circuit d' écrêtage. Aussi longtemps que la différence de tension aux bornes du circuit d' écrêtage reste inférieure à une valeur de seuil fixée par la diode D2, le transistor T2 est en circuit ouvert et aucun courant ne parcourt la résistance de charge R4. En l'absence de défaut
(fonctionnement normal), la différence de tension aux bornes du circuit d' écrêtage reste inférieure à la valeur de seuil. Si, par contre, le moteur M se bloque à l'instant tB, le courant absorbé par le moteur augmente. Ce courant étant limité par le transistor Tl (valeur limite IE sur la figure 3A), il s'en suit une chute de la tension aux bornes du moteur M. La chute de tension aux bornes du moteur M est alors détectée par le comparateur de tension K qui commande, en conséquence, la mise à l'état passant du transistor T2. Le courant qui parcourt le fusible F est alors la somme du courant IE qui parcourt le moteur M et du courant qui parcourt la résistance de charge R4. Le courant qui parcourt le fusible Fcourant croît quasi-instantanément pour atteindre la valeur limite IFi- Sous l'effet du courant IFi, le fusible F fond jusqu'à devenir un circuit ouvert qui empêche toute circulation de courant. Le courant qui parcourt le fusible tombe alors à zéro. Les valeurs numériques ci-dessous sont données à titre d'exemple non limitatif pour la réalisation d'un circuit conforme à la figure 2 :
- Tension nominale d'alimentation V = 48V en courant continu ;
- Valeur du courant d' écrêtage IE = 1,4A ;
- Mise en service de la charge R4 pour une chute de tension de 20V aux bornes du moteur ;
- Rl = 1,5Ω/3W ;
- R2 = 120Ω/2W ;
- R3 = l,2kΩ/lW ;
- R4 = 15Ω/3W ; - Tl : transistor NPN tel que le transistor TIP102G;
- T2 : transistor PNP tel que le transistor BDX54C;
- Dl : diode Zener 1,3W, 1OmA, par exemple la diode BZX85C2V7 ;
- D2 : diode Zener 1,3W, 1OmA, par exemple la diode BZX85C20V.
Selon le mode de réalisation de la figure 2, le circuit d' écrêtage L est constitué par l'association d'un transistor Tl, d'une diode Zener Dl et de deux résistances Rl et R2. L'invention concerne également d'autres modes de réalisation du circuit d' écrêtage, comme par exemple un équipement à effet Joule. De même, le comparateur de tensions K est réalisé par l'association d'une diode Zener D2 et d'une résistance R3, mais l'invention concerne également d'autres modes de réalisation du comparateur, comme par exemple un amplificateur opérationnel ou des transistors associés en mode différentiel. Enfin, le circuit d'ajout de charge est réalisé par l'association d'un transistor T2 et d'une résistance R4, mais l'invention concerne également d'autres modes de réalisation, comme par exemple un circuit de relayage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Circuit de protection de circuit électrique, le circuit de protection comprenant un fusible (F) apte à fondre dès lors qu'un courant absorbé par le circuit électrique dépasse une valeur de courant, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d' écrêtage de courant (L) monté en série entre le fusible (F) et le circuit électrique , des moyens (K) aptes à prélever la tension aux bornes du circuit d' écrêtage de courant (L), à comparer la tension ainsi prélevée avec une valeur de seuil (Vs) et à délivrer un signal de comparaison comme suite à la comparaison de la tension prélevée avec la valeur de seuil, un interrupteur (SW) monté en série avec un circuit de charge (Ch), l'interrupteur (SW) et le circuit de charge (Ch) étant montés en parallèle de l'ensemble constitué par le circuit d' écrêtage de courant (L) et le circuit électrique, le signal de comparaison constituant un signal de commande de l'interrupteur
(SW) de sorte que l'interrupteur est soit mis en circuit ouvert lorsque la tension prélevée aux bornes du circuit d' écrêtage de courant est inférieure à la valeur de seuil, soit mis en circuit fermé lorsque la tension prélevée aux bornes du circuit d' écrêtage de courant est supérieure à la valeur de seuil.
2. Circuit de protection selon la revendication 1, dans lequel le circuit d' écrêtage de courant (L) comprend un transistor bipolaire Tl ayant une base, un collecteur et un émetteur, deux résistances Rl et R2 et une diode Zener Dl, le collecteur du transistor Tl étant relié à une première borne de la résistance R2 dont la deuxième borne est reliée à la base du transistor Tl, l'émetteur du transistor Tl étant relié à une première borne de la résistance Rl dont la deuxième borne est reliée à l'anode de la diode Zener Dl dont la cathode est reliée à la deuxième borne de la résistance R2 et à la base du transistor Tl, le collecteur du transistor Tl constituant une première borne du limiteur de courant (L) dont la deuxième borne est constituée par la deuxième borne de la résistance Rl, le comparateur de tensions (K) comprenant une diode Zener D2 et une résistance R3, l'interrupteur (SW) étant constitué par un transistor bipolaire T2 ayant une base, un collecteur et un émetteur et le circuit de charge (Ch) par une résistance R4, l'anode de la diode Zener D2 étant reliée à l'anode de la diode Zener Dl et la cathode de la diode Zener D2 étant reliée à une première borne de la résistance R3 dont la deuxième borne constitue la deuxième borne du comparateur de tension (K), l'émetteur du transistor bipolaire T2 étant relié à la première borne du limiteur L, la base du transistor T2 étant reliée à la deuxième borne de la résistance R3 et constituant une entrée de commande de l'interrupteur (SW), le collecteur du transistor T2 étant relié à une première borne de la résistance R4 dont la deuxième borne est reliée à un potentiel de référence .
3. Circuit de protection selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le circuit électrique est un circuit de commande d'un moteur de chaîne cinématique.
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