Brevet FR2015204A1 — publié le 19700424

Les marteaux électro-magnétiques constituent des dispositifs permettant de transformer directement l'énergie électrique en énergie cinétique, utilisable mécanlouement sous forme de choc. L'organe transformant l'énergie est constitué dans ces appareils, par un électro-aimant à noyau plongeur. Des champs magnétiques produits Dar les bobinages de cés marteaux, atteignent des valeurs élevées tendant des temps très courts. La création de tels champs magnétiques nécessite une dépense d'énergie qui, traduite en puissance, , atteint des valeurs importantes. I1 est donc particulièrement intéressant, dans ce cas, d'utiliser un système accumulant l'énergie électrique pendant les temps de repos, et capable de la restituer instantanément. Dans certains modèles de marteaux électromagnétiques, des batteries de condensateurs sont donc utilisées à cet effet. Ce système ayant un bon rendement présente, en outre, l'avantage-de réduire -au minimum 11 échauffement du bobinage. Les condensateurs sont chargés sur le courant alternatif par l'intermédiaire de redresseurs, pendant un temps relativement long, puis déchargés dans le bobinage du marteau lorsque iTon désire faire fonctionner celui-ci. :Pour ce faire, il est nécessaire d'utiliser un organe de commande permettant de contrôler la décharge des condensateurs dans le bobinage, un contacteur électro-magnétique peut remplir ce rôle. outefois, les intensités de courant atteintes lors des décharges, limitent la puissance des marteaux utilisant ce mode de commande. En outre, un f onctionnement à grande cadence occasionne une usure assez rapide des contacts du contacteur. Lu présente invention vise à remédier à ces inconvénients. cet effet, elle concerne un dispositif de commande d'un marteau électro-magnétique caractérisé par le fait qu'il comprend une batterie de condensateurs agencée tour être déchargée au moyen d'un thyristor dans un bobinage du marteau, le thyristor étant mis dans son état conducteur par l'intermédiaire d'un circuit électrique de commande dont la fermeture est commandée par l'opé rate-jr. Ces thyristors constituant dispositif de contrôle de la décharge, ne comporte@t pas de contacts ponctuels et présentent une robustesse et une facilité de mise en oeuvre plus grandes --ue le thyratrons a @es dessins schématiques a@@exés représentent, à titre @'ex- emples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif de commande appliqué à un marteau électro-magnétique Figure 1 montre le schéma du circuit électrique complet d'un marteau électro-magnétique conçu pour fonctionner coup par coup ligure 2 montre le schéma d'une variante d'exécution du circuit électrique de commande du thyristor montré à la figure 1 Figures 3 et 4 montrent les schémas des circuits électriques de commande de thyristors équipant des marteaux électro-magnéti oueds, conçus pour fonctionner respectivement de façon continue ou tar rafales de plusieurs coups Dans ce dessin, U1 désigne le circuit dZalimentation d'un marteau électro-magnétique dont le bobinage est désigné par Mo Ce circuit comprend un transformateur T2 à double enroulement, séparant le circuit électrique du marteau M du réseau d'alimentation et ayant un rapport de transformation déterminé en fonction des caractéristiques des autres éléments du circuit0 De façon connue, ce-circuit comporte encore des condensateurs C3, une impédance . de charge R4 et une diode de blocage D5, permettant de charger les condensateurs C3 à à la tension de pointe du secondaire du transformateur T2. Un thyristor Th, disposé dans le circuit d'alimentation précité, commande et contraie la décharge des condensateurs C3 dans le bobinage M du marteau électro-magnétique0 Un thyristor est un dispositif à semi-conducteur solide, conduisant le courant électrique dans-un seul sens et possèdant une électrode de commande, appelée également "porte". Cette dernière permet, lorsqu'elle reçoit un signal électrique, de faire passer le thyristor de l'état bloqué à l'état conducteur le retour à l'état bloqué ne s'opèrant que par l'annulation du courant traversant le thyristor.. Dans le marteau, le retour à l'état bloqué slopèrant lorsque le courant traversant le bobinage Wl change de sens, il se pourrait que des surtensions inverses atteignent le thyristor rUh et risquent de le détériorer. Four remédier à cela, une diode D4 est montée en parallèle avec le bobinage 17, comme le montre la figure 1.Cette diode shunte donc tous. courants inverses Gans un tel marteau électro-magné-tique, le règlage de la puissance de choc du marteau est obtenu en faisant varier la tension de charge des condensateurs C30 fin--de ne pas modifier les caractéristiques de la décharge des condensateurs C3, décharge oui doit toujours rester oscillante, cette variation est avantageusement obtenue par un transformateur à tension réglable F3. L'amorçage du thyristor m.h s'effectuant dans un temps très court, de 11 ordre de quelques micros-secondes, le signal appliqué sa "porte" doit oestre très limité dans le temps et sa durée doit être inférieure au temps de décharge des condensateurs C3 dans le bobinage Li du marteau. Si le marteau doit fonctionner coup par coup son fonctionnement est donc lié à l'émission d'un signal de co-urte durée appli- qué à la "porte" du thyristor et pouvant être renouvelé au gré de l'opérateur. -our ce faire, on utilise dans le circuit de commande U2, montré à la figure 1, la décharge d'un petit condensateur C2, préalablement chargé à une tension convenable, dans une résistance R2 aux bornes ae laquelle on recueille l'impulsion nécessai- re au déclenchement du thyristor Tii. La charge et la décharge du condensateur de commande C2 sont contrtlées par un relais inverseur Ra, dont le fonctionnement est commandé impérativement par l'opérateur au moyen d'un bouton-poussoir B. Dans sa position repos, ce relais Ra commande la charge du condensateur et, dans sa position marche, il en commande la décharge dans une résistance de commande R3.L'impulsion résultant de cette décharge est appliquée entre la porte et la cathode du thyristor ; elle amorce ce dernier et le rend conducteur Le circuit de commande de la porte du thyristor Ah comporte, en outre, un transformateur T1 à double enroulement dont le primaire est branché au réseau et dont le secondaire fournit une tension déterminée en fonction des caractéristiques des composants électroniques du circuit, des diodes D1 formant pont redresseur, une résistance R1, des diodes zeener D2 et D3 écrêtant et stabilisant la tension fournit ar le transformateur TI et un condensateur de filtrage C1. Ces éléments sont destinés à fournir une tension continue et stabilisée aux différents éléments constituant le circuit de commande du thyristor Th. Suivant une variante, ce dispositif comporte deux relais Ra et Rb ne possédant chacun qu'un contact de travail Le relais a contrôle la charge et le relais kb la décharge du condensa- teur de commande C2. Les bobines de ces deux relais-sont reliées à deux boutons poussoirs, respectivement B1 et B2 comme le montre la figure 2, 31 comporte deux contacts inverseurs séparés et B2 un seul contact inversé ils sont reliés de telle façon qu'en position repos, la bobine du relais Ra est excitée pour assurer la fermeture du circuit correspondant et -permettre la charge du condensateur C2. En position "marche", c'est-à-dire lorsque l'opérateur appuie simultanément sur les boutons poussoirs B1 et 32, l'alimentation du relais à est coupée et le relais Rb est alimenté. Ce relais Rb ferme le circuit de commande et provoque la décharge du condensateur C2 qui envoie une implusion au thyristor Th déclenchant le fonctionnement du marteau0 Avec cet agencement, le cycle ne peut recommencer que lorsque les deux boutons poussoirs B1 et B2 sont revenus à leur position repos, cet ensemble constitue un système de sécurité efficace, notamment dans le cas de commande manuelle, puisqu'il est nécessaire d'utiliser -simultanément les deux boutons poussoirs BI, B2 pour déclencher le fonctionnement du marteau0 Dans le cas d'un marteau électro-magnétique devant avoir un cycle de fonctionnement automatique, un transistor unijonction UJ1 est disposé, comme le montre la figure 3, dans le circuit de commande du thyristor Th pour contrôler la décharge du condensateur C2. Un transistor unijonction est un dispositif électronique devenant conducteur entre l'émetteur et l'une de ses deux bases, lorsqu'un certain rapport, de tension est appliqué entre l'une de ses bases et l'émetteur, par rapport à la tension totale appli- quée aux deux bases. Le fonctionnement du dispositif de commande du marteau électro-magnétique est contrôlé par un relais Fa-, disposé entre la base du transistor UJI et la résistance de décharge R3 du condensateur de commande C2. Ce relais est commandé impérativement par l'opérateur. Tant qu'il reste sous tension, le marteau fonctionne à une cadence déterminée par la valeur dune résistance de charge R2.Ainsi, en utilisant une résistance variable pour constituer la résistance R2, il est possible de faire varier la cadence de fonctionnement du marteau Dans certaines cas, il est intéressant de faire fonctionner le marteau en cycle automatique, avec programmation du nombre de coups d'une volée A cet effet, suivant une variante de réalisation montrée la figure 4, un transistor TR1 est disposé sur le circuit d'alinentation du relais --a. Ce transistor li1 est monté de façon à pouvoir devenir passant au bout d'un certain temps, temps déterminé par un condensateur C5. Le temps de charge de ce dernier dépend du nombre de résistances R7, a8, R9 mises en série sur son circuit d'alimentation par l'intermédiaire d'un commutateur C, actionné par l'opérateur. avec cet agencement, lorsque l'opérateur appuie sur le bouton de commande B, la bobine d'un relais Rd est alimentée et ce dernier ferme le circuit d'alimentation du transistor TR1 qui, à son tour et par l'intermédiaire du relais Ra, commande la fermeture du circuit de commande du thyristor Th, la bobine M du marteau est ainsi alimentée et fonctionne en cycle automatique, gracie au transistor UJI, jusqu'à ce que le transistor TRI devienne non passant. Pour que le cycle puisse recommencer, il faut ramener le bouton-poussoir B dans sa position de repos, c'est-à-dire d'ou- verture et il est nécessaire de décharger le condensateur C5. Cela est réalisé par le relais Ro, lorsque le bouton de commande B revient à sa position repos, c'est-à-dire provoque l'ouverture du circuit électrique sur lequel il est place. Bien entendu, ces différents types de commande, c'est-à-dire la commande coup par coup, sans et avec sécurité, et la commande de cycle automatique, sans et avec nombre de coups déterminés, peuvent être montés sur un même appareil, un commutateur permettant alors de passer de l'une à llautre de ces commandes, selon les besoins. - REVENDICATIONS 1. - - Dispositif de commande d'un marteau électro-magnétique du type de ceux dans lesquels l'organe transformant l'énergie électrique en énergie mécanique est constitué par un- électro- aimant caractérisé en ce qu'il comprend une batterie de conden sateurs- agencée pour être déchargée au moyen d'un thyristor dans un bobinage du marteau, le thyristor étant mis dans son état conducteur par l'intermédiaire d'un circuit électrique de commande dont la-fermeture est commandée par l'opérateúr. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, un condensateur, une résistance montée entre la porte et la cathode du thyristor et un relais qui, commandé par un bouton de commande mis à la dispositionde l'opérateur, contrôle la décharge du condensateur dans la résistance précitée, aux bornes de laquelle est recueillie l'impulsion débloquant le thyristor.