Brevet FR2046842A1 — publié le 19710312

la présente invention est relative à un inverseur de charge pour commutateur à plots de transformateur de réglage, comportant des contacts principaux et auxiliaires fixes, en forme de secteurs et solidaires d'un cylindre isolant, et des 5 contacts principaux et auxiliaires mobiles, montés à l'intérieur de ce cylindre et guidés dans des fentes radiales d'au moins une plaque de guidage. Les contacts principaux et auxiliaires mobiles des inverseurs de charge de type connu sont fixés, dans la plupart 10 des ca% sur des barres de commande qui sont actionnées par une roue en étoile. Ces barres de commande sont guidées également dans 'des segments qui roulent sur des couronnes dentées prévues sur le cylindre isolant. En outre, on connait un inverseur de charge dont les contacts principaux et auxiliaires mobiles sont montés direc-15 tement sur un support en forme de segment et roulent sur les contacts fixes et simultanément sur une couronne dentée. Ceci nécessite que les contacts mobiles ne se déplacent pas radialement par rapport aux contacts fixes, de sorte qu'il est impossible d'utiliserj par exemple^ des chambres d'éclatement d'arcs, ce qui 20 limite très fortement la puissance des commutateurs du fait de l'influence mutuelle des arcs établis les uns à côté des autres. En outre, les inverseurs de charge sont coûteux du fait qu'on utilise des barres de commande ou des segments associés à des couronnes dentées. 25 L'invention a notamment pour but de simplifier considérablement un inverseur de charge du type décrit et de l'agencer en vue d'obtenir une puissance optimale. A cet effet, l'invention concerne un inverseur en charge pour commutateur à plots de transformateur de réglage 30 comportant des contacts principaux et auxiliaires fixes, en forme de secteurs et solidaires d'un cylindre isolant, et des contacts principaux et auxiliaires mobiles montés à l'intérieur de ce cylindre et guidés dans des fentes radiales d'au moins une plaque de guidage, inverseur caractérisé en ce qu'il est prévi^ pour 35 chaque phase de l'inverseur en charge, un segment de commande monté au centre sur une broche fixe,de manière à pouvoir exécuter un mouvement limité de rotation et de translation, relié à une étoile de commande montée au centre du cylindre isolant également de façon à pouvoir tourner et se déplacer par translation, et muni 40 de fentes de forme incurvée dans lesquelles s'engagent les contacts 70 20553 2 2046842 principaux et auxiliaires mobiles à l'aide de galets. Le segment de commande est muni avantageusement, entre les fentes incurvées, d'une fente radiale permettant l'accrochage de la broche fixe et d'une fourchette élastique montée 5 de façon articulée et servant à l'engagement dans des fentes radiales de l'étoile de commande de forme fourchue. Suivant tin mode de réalisation avantageux, la broche immobile, ainsi qu'un châssis isolant pourvu de barrettes conductrices incorporées et portant un contact de dérivation de 10 l'inverseur en charge, sont fixés sur les plaques de guidage formées de matière isolante. A cet effet, le contact de dérivation est de préférence placé sur le côté frontal du châssis isolant et il sort à l'extérieur par une ouverture' du cylindre isolant. En outre, suivant un mode avantageux de réalisa-15 tion de l'invention, des chambres sont disposées autour des différents trajets d'éclatement d'arcs électriques • Du fait que le segment de commande et les plaques de guidage sont formés d'une matière isolante et que des chambres sont placées autour des trajets d'éclatement d'arcs, il n'est pas possible que les différents 20 arcs électriques s'influencent mutuellement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévi^ de part et d'autre du segment de commande un contact principal permanent, monté de façon tournante et élastique et qui, lors de'la rotation du segment de commande, entre en liaison avec 25 des contacts principaux permanents fixes et solidaires du cylindre isolant. Il est ainsi possible de supprimer le dispositif à contacts principaux permanents qui était habituellement prévu latéralement et séparément. En vue d'améliorer l'établissement des contacts, il est avantageux de fixer, de part et d'autre du segment de 30 commande, une paire de contacts principaux permanents. En outre, il est avantageux que les contacts principaux permanents fixes soient disposés en oblique. Grâce à l'agencement de l'inverseur en charge suivant l'invention, la cinématique de commande est très simplifiée 35 et permet une inversion plus rapide du fait des faibles masses mises en jeu. En outre, les fentes incurvées du segment de commande peuvent être adaptées à la vitesse désirée de fonctionnement des différents contacts principaux et auxiliaires, de sorte qu'on peut obtenir une puissance optimale de commande. 40 Un mode de réalisation de l'invention est représenté, à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints, 70 20553 2046842 dans lesquels i ■ ■ , - la figure.1 est une coupe longitudinale d'un inverseur en charge triphasé, la figure représentant en coupe, à gauche, le contact de dérivatior etf à droit^ un contact 5 mobile à condition d'enclenchement. - la figure 2 représente le même inverseur en charge vu du haut, de manière à montrer, d'une part, les contacts engagés dans les fentes radiales et,. drautre part, les fentes radiales prévues dans la plaque inférieure de. guidage, ■|Q ' - la figure 3 est une vue en perspective de la liaison entre le segment de commande et l'étoile de commande, - la figure 4 représente une disposition par paire des contacts principaux permanents prévus sur le segment de commande, ■j 5 - les figures 5 à 8 mettent en évidence un processus d'inversion effectué sur un segment de l'inverseur en charge, Sur un cylindre isolant 10, sont fixés les contacts principaux et auxiliaires immobiles 11, 12, 13 et 14, 20 qui sont relié% par 1'intermédiaire de broches de contact 15 et de-bandes. 16^ à des éléments de contact 17. Les éléments de contact 17 des contacts principaux 11, 14, sont reliés au sélecteur à plots, tandis que les éléments de contact des contacts auxiliaires- 12, 13 sont reliés aux résistances de commutation. 25 Les contacts principaux et auxiliaires mobiles 21, 22, 23, 24 sont fixés sur des barrettes 25 qui sont guidées dans des fentes radiales 26 ménagées dans une plaque supérieure et une plaque inférieure de guidage 27. Les deux plaques de guidage 27 sont maintenues assemblées par des boulons 28 (figure 3Q 2) et elles sont constituées d'une matière isolante. Dans les plaques de guidage, il est prévu un tube d'entraînement central 29, sur lequel est fixée l'étoile de commande 30 qui a en conséquence une forme fourchue, du fait qu'elle est pourvue de branches qui comportent me ouverture 32 55 en forme de fente. ■ijlarbre d'entraînement 33 d'un sélecteur à plots, non représenté, est guidé par le tube 29. Autour des différents trajets d'éclatement d'arcs entre les contacts 11, 12, 13, 14 et 21, 22, 23, 24,.il est prévu des chambres 34 qui sont situées entre le cylindre isolant 10 et les plaques de 4Q guidage 27. Sur ,1a figure 2, on n'a représenté qu'une chambre 70 20553 4 2046842 d'éclatement d'arc 34 correspondant aux contacts 13, 23 d'un secteur. Entre les plaques de guidage 27, il est prévu, pour chaque phase* un segment de commande 35. Chaque segment de commande comporte deux fentes incurvées 35 et,..entre celles-ci^* 5 une fente radiale 37. En outre, une fourchette élastique 38 est articulée sur le segment de commande 35 à l'aide d'un téton 39 qui peut coulisser dans les fentes 32 de l'étoile de commande 30, 31 de forme fourchue. Sous l'impulsion d'un ressort 40 travaillant en compression, la fourche élastique 38 et* par conséquent» également 10 le segment de commande 3? sont constamment poussés vers l'extérieur. Des galets 41 se logent dans les fentes incurvées 36 du segment * de commande 35, galets dont les axes sont disposés sur les supports de barrettes 25 des contacts principaux et auxiliaires mobiles 21, 22, 23, 24. 15 Le segment de commande. 35 est monté à rotation et à translation sur une broche fixe 42 engagée dans la fente radiale 37. La broche fixe 42 est simultanément fixée par un élément isolant 43 dans les plaques de guidage supérieure et inférieure 27. L'élément isolant 43 est muni de barrettes conduc-20 trices 44 incorporées et il sert de support pour un contact de dérivation 45 qui constitue, dans un inverseur en charge triphasé, le point central de l'inverseur. Le contact de dérivation 45 est relié par l'intermédiaire de bandes 46 aux barrettes 44 et à une tresse 47 de connexion du point central. Les porte-25 barrettes 25 des contacts principaux et auxiliaires mobiles sont également reliés entre eux par l'intermédiaire d'une tresse 48, et ils sont reliés par l'intermédiaire de la tresse 47 au point central. Sur le segment de commande 35, sont disposés 30 des contacts principaux permanents mobiles 51, qui peuvent tourner autour d'un axe 52 et qui sont montés élastiquement à l'aide de ressorts 53 (figure 2). On a désigné par 54 une butée de limitation du mouvement de rotation du contact principal permanent 51. Comme le montre la figure 4, il est prévu, de part et d'autre du segment 35 de commande 35., une paire de ces contacts principaux permanents 51. Les contacts permanents mobiles 51 établissent le contact avec un contact principal permanent fixe 55, solidaire du cylindre isolant 10, lors de la phase d'inversion. Le contact principal permanent fixe 55 est disposé en oblique de façon à 40 obtenir l'établissement d'un bon contact dans.chaque cas. Le 70 20553 2046842 contact principal permanent mobile 51 est reli Le mode de fonctionnement de l'inverseur en charge suivant l'invention est le suivant s Sur la figure 5, le contact principal permanent 51, 55 et le contact principal 11, 21 sont fermés. La position de 10 commande du segment 35 est choisie de manière que la pression du-ressort 40, prévu dans l'étoile de commande 30, agisse Q perpendiculairement sur les contacts 11 et 21 et établisse par conséquent une pression maximale sur ce contact principal. Le segment de commande 35 s'appuie alors contre ce contact de commande 15 et contre la broche fixe 42# de sorte qu'il s'établit un équilibre stable. Lorsque l'étoile de commande 30 est tournée par le tube d'entraînement 29 dans le sens des aiguilles d'une montre (figure 6), le segment de commande 35 est'obligatoirement 20 entraîné, de sorte que l'axe 39 de la fourchette élastique 38 se déplace dans le sens contraire des aiguilles d'une montre par rapport à la broche fixe 42. Le segment de commande 35 soulève alors le contact principal mobile 21 à l'aide du galet 41, et il ferme le contact auxiliaire 12, 22. Dans cette position, le ressort 40 25 exerce une pression dans une direction perpendiculaire sur le contact auxiliaire 12, 22, ce qui établit une pression de contact optimale. Lors de la rotation de l'étoile de commande 30 jusque dans la position de la figure 7, le segment de commande continu» 30 à tourner dans le sens contraire des aiguilles d.'une montre jusqu'à ce que le ressort 40 exerce une pression dans une direction perpenciculaire sur le contact auxiliaire 12, 23. Ce contact auxiliaire est alors enclenché. Sur la figure 8, l'étoile de commande 30 a été 35 tournée dans sa seconde position-limite. Du fait de la rotation correspondante du segment de commande 35, le contact auxiliaire 13, 23 est ouvert, et d'abord le' contact principal permanent 51, 55, puis le contact principal 14, 24 sont fermés. Le processus d'inversion est alors terminé. Le ressort 40 exerce à nouveau 40 une poussé^ dans une direction perpendiculaire sur le contact 70 20553 6 2046842 principal 14, 24 de façon à établir un bon contact. Ce processus d'inversion montre nettement que ' le segement de commande 35 exécute un mouvement de rotation autour de la broche fixe 42 et simultanément un mouvement de translation 5 qui est rendu possible par la fente radiale 37 prévue dans le segment de commande 35 et la fente radiale 32 prévue dans l'étoile de commande 30. la course d'enclenchement des contacts principaux et auxiliaires aobiles 21, 22, 23, 24 peut être maintenue très grande, ce qui permet de mieux éviter les étincelles en retour. 10 le segment de commande 35 est réalisé d'une manière très simple sous forme d'une pièce monobloc en matière plastique, et il remplace toutes les tringleries d'entraînement des réalisations connues. En conséquence, l'inverseur et le processus d'inversion sont simplifiés et, par un& disposition appropriée des fentes, on 15 obtient des vitesses optimales des contacts. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention» 20 70 20553 7 2046842 REVENDICATION 1 °) Inverseur .en charge pour commutateur à plots de transformateur de réglage,comportant des. contacts principaux et auxiliaires fixes, en forme de secteurs et-solidaires 5 d'un cylindre isolant, et des contacts principaux et., auxiliaire s mobiles montés à l'intérieur de ce cylindre et guidés dans des fentes radiales d'au moins une plaque de guidage, inverseur caractérisé en ce qu'il est prévu,pour chaque phase de 15inverseur en charge, un segment de commande monté au centre sur une broche 10 fixe de manière à pouvoir exécuter un mouvement limité de rotation et de translation, relié à une étoile de commande, montée au centre du cylindre isolant, également de façon à pouvoir tourner et se déplacer par translation,et munie de fentes de forme incurvée dans lesquelles s'engagent les contacts principaux et auxiliaires 15 mobiles à l'aide de galets. 2°) Inverseur en charge suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le segment de commande est pourvu, entre les fentes incurvée s, d'-une fente radiale servant à recevoir une broche fixe et d'une fourche élastique montée de façon arti-20 culée et destinée à s'engager dans des fentes radiales de l'étoile de commande de forme fourchue. 3°) Inverseur en charge suivant l'une des revendications 1 ou 2f caractérisé en ce que la broche fixe, solidaire d'un châssis isolant comportant des barrettes conductrices, 25 incorporées et munies d'un contact de dérivation de 1'inverseur, est fixée sur les plaques de guidage constituées d'une matière isolante. 4°) Inverseur en charge suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le contact de dérivation est disposé 30 sur le côté frontal du châssis isolant et sort à l'extérieur en étant guidé par une ouverture du cylindre isolant. 5°) Inverseur en charge suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu, autour des différents trajets d'éclatement d'arcs ^ntre les contacts 35 auxiliaires et principaux, des chambres approprions. 6°) Inverseur en charge suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu,de part et d'autre du segment de. commande,un contact principal permanent pouvant exécuter une rotation limitéç monté élastiquement 40 et qui, lors d'une rotation du segment de commande, établit, une 70 ,20553 a 2046842 liaison électrique avec des contacts principaux permanents fixes correspondants et solidaires du cylindre isolant. 7°) Inverseur en charge suivant la revendication 6"f caractérisé en ce qu'il est prévu,de" part et d'autre du segment de commande,une paire de contacts principaux permanents» 8°) Inverseur "en charge suivant l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les contacts principaux permanents fixes sont disposés en oblique.