Brevet FR2007767A1 — publié le 19700109

nr j La présente invention concerne les commutateurs à commande par transducteur, cette expression désignant des commutateurs actionnés en réponse à des variations du courant électrique engendré ou commandé par des transducteurs. On entend par l'expression "variations du courant électrique" une variation pour passer d'au moins une valeur minimum pour laquelle -un commutateur doit être actionné dans un sens à une valeur maximum pour laquelle le commutateur doit subir un actionnement en sens inverse. La valeur minimum considérée peut être égale à zéro. La gamme réelle de variation du cou-10 rant engendré ou commandé par le transducteur peut s'étendre au delà de ces valeurs minimum et (ou) maximum. Par ailleurs, la variation du courant ainsi engendré ou commandé peut être progressive, ou bien il peut s'agir d'une variation brusque. La nature exacte de la variation du courant dépend de la forme du transducteur et 15 (ou) de la modification d'une condition de commande qui détermine la réponse du transducteur. Les transducteurs types sont des transducteurs photo-conducteurs et thermo-conducteurs| d'une façon générale, la variation du courant engendré ou commandé par eux peut être progressive lorsque 20 la condition ambiante varie de façon progressive,?jmis .elle peut se présentèr sous la forme d'une variation brusque quand cette condition change brusquement. Un autre type de transducteur est par exemple constitué par un oscillateur accordé tel qu'un diapason, line fourchette d'accord ou un dispositif piézo-électrique, qui est 25 utilisé habituellement en combinaison avec un amplificateur et qui réagit à un signal reçu par des moyens tels qu'une liaison radio ou un guide d'ondes, ou bienpar un réseau conducteur, par exemple par une ligne coaxiale, ou encore par une ligne pilote, ou bien à un signal appliqué à une ligne ou à un conducteur ayant line autre 30 fonction conductrice, par exemple à un signal haute fréquence appliqué à un câble d'alimentation à cinquante périodes ou bien à un élément ou composant d'une ligne de télétransmission à basse fréquence . L'invention concerne les commutateurs commandés par transduc-35 teur destinés à fonctionner en réponse à -un actionnement par une grande diversité de transducteurs comme indiqué ci-avant. Elle concerne en outre les commutateurs destinés à réagir à l'action de transducteurs placés au voisinage immédiat de ces commutateurs ou à xme certaine distance. Un commutateur ainsi commandé peut, par 13996 2 2007767 exemple, faire partie d'un système de commande de charge électrique centralisé pouvant être actionné à distance, comprenant un transducteur du type formé par un oscillateur accordé. Suivant un autre système, le transducteur peut être formé par une cellule 5 photo-conductrice et le commutateur peut être un ^élément d'un circuit de commande d'éclairage de voies publiques ou d'un autre type. Suivant une caractéristique des transducteurs de commande de commutateurs, soit par suite de la nature du transducteur,soit pour d'autres considérations, le courant principalement engendré eu com-10 mandé par le tx^ansducteur ou le degré selon lequel ce courant peut être amplifié n'est pas toujours suffisamment important pour pouvoir actionner un commutateur contrôlant un courant nominal intense avec une efficacité acceptable. Il a été indiqué ci-avant qu'une application type des commu-15 tateurs actionnés par transducteurs est la commande automatique des circuits d'éclairage au moyen des cellules photoconductrices. Pour plus de facilité, l'invention sera décrite et son but principal sera indiqué dans le cas de ce type de commande, mais on comprend â la lecture des remarques formulées ci-avant et de celles qui 20 apparaîtront plus loin que l'invention n'est pas limitée à des commutateurs pouvant être commandés simplement à partir de cellules photoconductrices. Le processus habituel pour la commande d'un commutateur contrôlant -un courant nominal intense par une cellule photoconductrice 25 consiste à utiliser la cellule pour commander le passage du courant dans la bobine d'excitation d'un relais ou de l'élément chauffant d'un commutateur à bilamé. Dans les deux cas, une limitation très stricte est imposée à la taille de la charge qui peut être commandée par suite de la faible dissipation de la cellule photocon-30 ductrice. Par exemple, un relais destiné à assurer la commutation -d'une charge d'environ 15 ampères sous 240 volts en courant alternatif comporte une bobine d'excitation ayant un courant nominal d'environ 40 milliampères, ce qui ne permet pas en conséquence son utilisation dans un circuit en série à courant continu avec une 35 cellule photoconductrice qui dissipe de façon typique environ 1 watt à 35°0 environ. Pour pouvoir commander des commutateurs à courant nominal plus élevé, il a été nécessaire d'utiliser des circuits en cascade formés de relais et (ou) de commutateurs à bilames. Dans le cas par 1 nno c 3 »' \ L- 7 •*/ 2007767 tfjsempio d'im© cascade comportant deux relais, le premier relais doit avoir une faible pression de contàct nominale du fait de la faible quantité d'énergie disponible à partir de la cellule photo-conductrice pour actionner ce relais. Le second relais, qui doit 5 actionner le commutateur, impose une limitation du fait de sa réae-tance inductive. Dans le cas d'un système en cascade dont au moins le premier élément est un commutateur à bilame, le courant efficace de 1* élément chauffant doit être suffisamment faible pour ne pas sur» charger la cellule photoconductrice» Ceci impose à nouveau des li° 10 mitations à la capacité de commutation du dispositif et, étant donné que la faible pression de contact peut se produire selon une certaine probabilité pendant un certain laps de temps avant l,ou~ verture des contacts primaires, un brûlage ou collage des contacts est possible si la densité de courant est trop élex'ée. 15 Le but de l'invention est de permettre la réalisation d'un nouveau commutateur actionné par un transducteur ne présentant pas les inconvénients mentionnés ci-avant* L'invention est matérialisée dans un comMutateva* pouvant être actionné par un transducteur comportant un premier sommutateur in-= 20 verseur unipolaire pouvant être actionné par xm élément de commande qui peut être lui-même excité directement ou indirectement par un transducteur et un moteur électrique dont le circuit ^excitation est connecté au premier commutateur par un second commutateur 3im±~ I?.ir-2, de sorte que le circuit d'excitation du moteur peut être fer™ 25 sié et ouvert par ce second commutateur dans chaque condition du premier commutateur, un rotor entraîné par le moteur portant des éléments d'actionnement pour la fermeture et l'ouverture d'un eom- \ lûutateur et, entre chaque paire de deux éléments d1 actiormemânt voisins, un élément d'actionnement d'un liaiteur, pour inverser la 30 condition du second commutateur inverseur, x le description 35 Entre deux nôles L, 1 d'un système d3alimentation électrique» on a monté en série une cellule photcconductries 1g qui forme le transducteur5 et un enroulement chauffant 2 à faible consommation -de courant, qui est l'élément d9actionnement d'un oommutatem" à l)as=> ouïe vy». à Mlaise formant 1© premier commutateur et coapr-e— 59 13996 4 2007767 nant deux contacts fixes 3*5 et tua contact mobile intermédiaire 4 connecté au pôle N de l'alimentation. A l'état non excité du commutateur à bilame, les contacts 3,4 sont appliqués l'un sur l'autre et, à l'état excité, ce sont les contacts 4,5 lui sont 5 appliqués l'un sur l'autre. L'enroulement d'excitation 15 d'un moteur synchrone est monté entre le pôle 1 de l'alimentation et le contact mobile 8 d'un commutateur limiteur formant inverseur ou baseuleur qui peut être un micro-commutateur, dont les deux contacts 6,7 sont connectés 10 séparément aux contacts fixes 5»3 respectivement du commutateur inverseur à bilame, afin de fournir-des connexions alternées entre les deux commutateurs» le moteur synchrone entraîne un plateau ou disque rotatif 16 dans le sens horaire quand on regarde la dessin, par 1 ' iniermédiai" 15 2*8 d'un engrenage réducteur 15a* I»® plateau 16 porte tia nombre pais? de tocs ou taquets espacés, qui sont au nombre de quatre flâna l'exemple représenté et qui constituent les éléments d1actionnement du commutateur principal. Ces tocs forment des tocs de fermeture 12 alternant avec des tocs d'ouverture 11» Entre chaque pair© de 20 tocs voisins, le plateau 16 porte une lame de percussion de fin de séquence ou un élément d'actionneront de limiteur 10» lie mécanisme du commutateur principal i7 devant être actionné présente, au voisinage du plateau 16, des leviers de fermeture et d'ouverture appropriés, représentés 3chématiqueraent pas? un levier de fer-25 Eieture 14 et un levier d' ouverture 1 3, en vue d'un actionnement par les tocs de fermeture 12 et les tocs d'ouverture 11 respectivement. Les lames de percussion 10 sont étudiées de façon à attaquer un bras à bascule 9 oui est couplé au commutateur limiteur inver-~?0—*aag fle telle sorte que.chaque fois que le. bras 9 est attaqué oar une lame de percussion, ia lroMAAiQr>^fe commutateur lirai tateug., joit inversée# Le fonctionnement du dispositif est 1® suivant : On supposera yu:5 initialement le commutateur principal devant être commandé est "35 fermé et que la bobine de chauffage 2 n'est pas sscitée; les contacts 3>4 àu premier commutateur inverseur à bilame sont appliqués l'un sur 13autre, le second commutateur limiteur se trouvant •Sans une condition telle que ses contacts 5y3 soient appliqués l8\m sur 18autre. Si la-bobine de chauffa^ge . 2 est excitée par 40 :ls cellule photoélectrique 1, le premier connmitateur subit une 69 13996 5 2007767 inversion, ce qui écarte les contacts 3>4 et ferme les contacts 4,5 pour compléter un circuit d'excitation passant par les contacts 6,8 du second commutateur inverseur pour alimenter l'enroulement 15 du moteur. Le plateau 16 est alors entraîné en rotation par 5 le moteur, de sorte qu'un toc d'ouverture 11 attaque le levier d'ouverture 13 pour ouvrir le commutateur principal. Ensuite, lorsque le moteur continixe de tourner, une lame de percussion de fin de séquence 10 attaque le bras 9 pour inverser la conditon du second commutateur limiteur ou inverseur, ce qui équivaut à 10 l'ouverture du circuit d'excitation de l'enroulement du moteur 15 étant donné que les contacts 3,4 du premier commutateur à bilame sont écartés l'un de l'autre. Lorsque, à un moment ultérieur, la bobine de chauffage 2 cesse d'être excitée par la cellule photoélectrique 1, la condition du premier commutateur à bilame change 15 de nouveau pour écarter les contacts 4»5 et appliquer les contacts 3»4 l'un sur l'autre, en fermant ici encore tin circuit par l'intermédiaire du second commutateur inverseur pour alimenter l'enroulement 15 du moteur. Le plateau 16 est alors entraîné en rotation jusqu'à ce qu'un toc de fermeture 12 attaque le levier de 20 fermeture 14 pour fermer le commutateur principal commandé, une lame de percussion de fin de séquence 10 attaquant ensuite le bras 9 pour inverser la condition du second commutateur inverseur et ouvrir de houveau le circuit d'excitation de l'enroulement 15 du moteur, 25 Ainsi, une fois qu'un toc de fermeture 12 ou qu'un toc d'-ou-. verture 11 a actionné le commutateur principal, cette opération est suivie par me action exercée sur le second commutateur limiteur ou inverseur au moyen d'une lame de fin de séquence 10,- afin d'interrompre l'alimentation en courant du moteur et de laisser le dis-30 positif dans un état de préparation en vue de 1'opérâtionde com-v mutation principale suivante^ -qui doit être effectuée au prochain changement d'état du premier commutateur inverseur. Alors que, avëc le circuit de commande connu du type à deux relais, un commutateur principal de 30 ampères semble correspondre 35 à la capacité maximum pouvant être commandée par des cellules photoconductrices, l'emploi d'un eontacteur séparé permet, suivant l'invention, d'assurer 1'actionnement d'un commutateur ayant un courant nominal beaucoup plus élevé et atteignant par exemple 80 ampères en une seule commande. Le moteur synchrone représente sim 69 13996 6 2007767 plement -une faible charge, par exemple à 2 watts, ce qui est nettement inférieur à la capacité du commutateur à bilame. A titre d'indication des avantages positifs fournis par les commutateurs actionnés par transducteurs agencés suivant l'inven-5 tion, et simplement à titre d'exemple, on peut souligner que, par suite des faibles besoins du premier commutateur à bilame (environ 2 watts), la consommation d'énergie de ce dispositif peut être limitée à 300 milliwatts environ. Ceci, conjugué au fait que le moteur ne fonctionne que pendant une opération de commutation, ce 10 qui peut ne pas dépasser une minute à chaque commutation ou peut aller par exemple jusqu'à douze minutes par commutation, selon le retard prédéterminé pour lequel les tocs d1actionnement sont réglés, fournit un ensemble ayant une très faible consommation. La consommation moyenne d'une minuterie est d'environ 2,5 watts 15 et, pour les commandes par cellules photoélectriques existantes, elle est d'environ 4 watts au maximum, avec une moyenne d'environ 3 watts. La consommation du nouveau dispositif suivant l'invention est d'environ 400 milliwatts pour chaque période de vingt-quatre Isures, comme le montre le calcul, soit environ le sixième de la 20 consommation d'une minuterie existante et environ le huitième de celle d'un système à commutateur photoélectrique existant. Bien qu'à titre d'exemple l'invention ait été décrite dans le cas d'une commande par cellule photoélectrique, on comprendra que le transducteur peut se présenter sous n'importe quelle autre for-25 me judicieuse, par exemple sous forme d'un oscillateur accordé, avec ou sans sortie amplifiée, comme décrit précédemment. L'invention n'est pas limitée non plus à un ensemble dans lequel le premier commutateur est formé par un commutateur à bilame. Ce peut être, par exemple, n'importe quel type de relais inverseur, dont 30 l'élément d*actionnement est habituellement un solénolde. D'autres modifiâations encore peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. 1399:6 7 2007767 HEYEÏDICAÏIOHS 1Système commandé par transducteur pour 1*actionnement d'un commutateur principal, caractérisé en ce qu'il comprend un premier commutateur inverseur ou "basculeur unipolaire pouvant êteo 5 actionné par un élément de commande qui peut lui-même être excité par le transducteur, un moteur électrique comportant un circuit d'excitation connecté au premier commutateur par un second commutateur inverseur ou basculeur unipolaire, afin de fermer et d'ouvrir successivement le circuit d'excitation du moteur dans 10 chaque condition du premier commutateur, un rotor entraîné par 1© moteur, portant des éléments de fermeture alternant avec des éléments d'ouverture du commutateur principal et, sur ce rotor et tre deux éléments d'actionnement voisins, un élément d'actionne-ment/Simiteur, servant à inverser la condition du second commu-15 tateur, de sorte que lorsque le premier commutateur est excité par le transducteur, il subit une inversion pour compléter un eir= cuit de démarrage du moteur, afin de faire tourner le rotor pour qu'un élément d*actionnement provoque une opération de commutation et pour provoquer ensuite, sous l'effet d'un élément dsactionne-20 ment de limiteur, l'inversion du second commutateur afin d'arrêter le moteur, après quoi le premier commutateur est libéré par le transducteur pour subir un changement d'état d© sens opposé, ce premier commutateur complétant de nouveau un circuit de démarrage du moteur pour faire tourner le rotor afin de provoquer une opé-25 ration de commutation par un autre élément d'actionnement, et pour assurer ensuite, par l'intermédiaire d'un autre élément d'action» nement de limiteur, une nouvelle inversion du second commutateur dans le sens opposé, afin d'arrêter de nouveau le moteur, 2*- Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce crue 30 le premier commutateur est un commutateur à~'5Hamë~bliêr^sènsilbXôj " l'élément d'actionnement constituant 13élément chauffant d® ce commutateur à bilame« 3»- Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce qus le transducteur est une cellule photo-électrique» 35 4.- Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce çpe le premier commutateur et son élément d* actionnerasnt sont formée respectivement par un relais et sa bobine «