Brevet FR2081314A1 — publié le 19711203

CONTACTEUR-INVERSEUR de SECURITE Secteur de la technigue.-La présente invention s'impose dans le secteur de la télécommande électrique de véhicules,convoyeurs ou autres machines industrielles à moteurs électriques. Etat de la technique.- De nombreuses machines électriques,telles que les véhicules, convoyeurs, appareils de levage et de manutention doivent comporter un dispositif permettant d'inverser le sens de la marche. Cette inversion du sens de la marche,fut à l'origine,mécanique puis enauite électrique. Mécanique,elle agissait sur un mouvement mécanique de la machine(donc encombrante)Electrique,elle agit directement sur le mouvement. électrique du moteur électrique. Cet inverseur électrique doit être commandé localement,mais aussi,et dans la plus part des cas,à distance. La commande de cet inverseur électrique fut tout d'abord manuelle et mécanique( interrupteurs ,tirettes) puis électrique(relais, contacteurs)et ne nécessite plus qu'unie simple impulsion sur un bouton. Le contacteur-inverseur actuellement en vigueur comporte une commande à quatre fils et est sujet à des impondérables provoquant la détérioration partielle ou totale de ce câble. Dans ce cas il peut se produire le fonctionnement non désiré d'un contacteur. Pour celà il est nécessaire de munir ce câble d'un dispositif de sécurité(en ltoccurence,un circuit pilote) ou d'un arrêt d'urgence manuel ou électrique en tout point de cette installation. But de l'invention. La présente invention a pour but: I ) De mettre la machine hors service dans pratiquement tous les cas anormaux de fonctionnement(modifications par détérioration,mauvais fonctionnement d'un contact etc...) 20) D'assurer une trés grande sécurité dans la commande électrique (en cas de détérioration du câble) 30) De prévenir les fausses manoeuvres par les commandes contradictoires de deux postes différents. 40) De faciliter la manoeuvre et la manipulation dans le cas surtout,des conducteurs souples pour les machines amovibles. 50) De limiter le poids,l'encombrement et le prix de revient de l'installation. Moyens mis en oeuvre. Dans la présente invention,nous disposons de deux bobines(Marche avant EUAV,alimentée en courant pulsé,I alternance positive)et (Marche arriére R,2hR,alisentse en courant pulsé I alternance négative).Elles sont munies chacune de deux contacts à ouverture(I et3 et I' et 3') et de deux contacts à fermeture (2 et 4 et 2' et4'). Elles sont montées en série avec un élément redrésseur E et F. Nous disposons d'un relais d'arrêt A R alimenté en courant alternatif,mais dont l'impulsion de commande se fait par l'intermédiaire d'un élément redresseur G ou H. Nous verrons pourquoi par la suite.Nous disposons encore d'une boite ou de plusieurs boites à deux boutons-poussoirs et éventuellement,un interrupteur d'arrêt permanent en cas de réparation de la machine en cours de travail. Les boutons-poussoirs sont égalenent en série avec un élément redresseur C et D dont l'alternance de passage est inverse dans les deux cas:MAV et MAR. Principe de fonctionnement. Si j'appuie sur le bouton marche avant MAV,le circuit des contacteurs ftant au repos,je vais envoyer un courant pulsé allant du + au - dans le contacteur RMAV,passant par les contacts 3 et 3' et par le redresseur E.Le retour à l'autre polarité se fera par les contacts I' et A.Le contacteur RM'R ne pourra être excité car le redresseur F fera opposition au courant émis. J'obtiens alors: I ) Le vérouillage du contacteur RIMAR par le contact I de repos 20) L'autoalimentation locale de RMAV par le contact 2 de travail o) L'élimination de la commande à distance des contacteurs RMAV et RMAR par le contact 3 de repos. 4 ) La mise en service commandé du relais AR d'arrêt par le contact 4 de travail. Si en cours de marche avant,j'appuie sur le bouton-poussoir MAV, rien ne se produit et je ne puis exciter le relaisAR d'arrêt car le redresseur G fait obstacle au courant,tandis que si j appuie sur le bouton MAR un courant pulsé va exciter le relais AR qui se maintiendra en courant pulsé par son contact b de travail,tant que je maintiendrai mon impulsion sur le bouton MAR et il ouvrira le contact a d'arrêt. Lorsque je lacherai le bouton MAR l'ensemble retombera au repos en position r-armée,prêt à obir sagement à une nouvelle commande. Ce- cycle de fonctionnement sera également valable pour le contacteur RMAR de marche arriDre,le montage étant exactement identique a' celui du contacteur.RtiAV de marche avant. Si je ferme mon interrupteur d'arrêt permanent en cours de marclie avant ou arriére, j'envoie un courant alternatif aux bornes du redresseur G ou H (suivant le sens de la marche) par l'intermédiaire des contacts 4 ou 4'. Le relais AR d'arrêt reçoit donc un courant pulsé qui l'excite.Il se maintiendra en courant alternatif par son contact de travail b ,tant que l'arrêt permanent Arp sera fermé. Quand j'ouvrirai cet interrupteur l'ensemble retombera à zéro en position réarmée. Si je ferme l'interrupteur d'arrêt permanent Ar.p pendant que les contacteurs sont au repos,ce qui équivaut à une commande contra dictoire,parfaite et simultanée des sens de marche MhV et ML'R,j'ob- tiens l'excitation de l'un ou l'autre des relais-contacteurs suivant l'alternance d'amorçage dans le cas d'un état parfaitement analogue des deux contacteurs RMAV et RMAR, ceci durant un instant infime. Au moment ou le contact 4 ou 4' se Termerait (suivant le cas) j'obtiendrai le fonctionnement normal du relais AR d'arrêt. Il est plus probable que j'obtienne une vibration des deux contacteurs due à l'état de service des contacts I et I' de vérouillage ce qui ne nuit en rien à la sécurité de l'appareillage et a la sécurité du fonctionnement , bien au contraire; celà permet de localiser une commande de l'arrêt permanent injustifiée ou une défectuosité dans le câble de commande à distance, soit d'une maniére auditive, soit par l'insertion de voyants lumineux qui utiliseraient cette vibrution par un jeu de contacts analogues aux contacts I et I' de vérouillage. Le câble-contact de commande opére donc de la même façon que l'arrêt permanent dans le cas de défectuosité quelconques. Nous n'avons pas fait entrer en ligne de compte les résistances de compensation en ligne et de consummation RC et RC' pour simplifier l'explication et parce qu'elles jodent le même rôle que dans toutes les installations aux quelles elles sont destinées, mais il y a lieu de les signaler. Il en va de même rour la résistance Ra, qui en plus, compense les redresseurs de commande C ou t),et desélection G G ou B. Nous signalons qu'il est préférable, pour renforcer la sécurité électrique dejà fort appréciable de monter avec le contact a un deuxiéme contact d'arrêt en serie. Si pour une raison quelconque,le contact a venait à ne pas fonctionner l'autre n'y manquerait pas. Un vérouillage mécanique des contacteurs peut être prévu mais ce n'est plus une obligation. Il cst à signaler qu'un circuit p-ilnte de de protection peut être incorporé dans le câble d'alimentation force de la machine (Si coutefois les conducteurs de commande n'y sont pas) ce circuit étant ouvert à une extrémité et branché en paralléle sur le circuit de commande à l'autre extrémité. Il agirait donc de la même façon que le câble-contact sur les contacteurs. Dans le cas d'une commande en très basse tension avec circuit pliote de projection, les contacteurs RMAV et RMAR deviendraient allors relais Intermédiaires aux contacteurs principaux alimentés, eux, directement sur le circuit force tandis que nos relais seraient pris sur le secondaire d'un transformateur à écran de sécurité, par exemple. REVENDICATIONS I ) La sécurité électrique totale dans la commande par les trois formes de vérouillage suivantes: a) Vérouillage classique entre la bobine"Marche avant RMAV" et la bobine "Marche arriére RMAR" par les contacts à ouverture I et I'. b) Vérouillage par l'élimination de la commande aprés la sélection d'un sens de marche par les contacts à ouverture 3 et 3'. c) Vérouillage par opposition des redresseurs de décodage E et F 20) Prévention de toutes fausses manoeuvres par la-mise en service systématique du relais d'arrêt AR. 36) L'arrêt d'urgence en n'importe quel point entre le coffret des contacteurs et la boite de commande à distance,agissant directement sur la commande électrique sans autre intermédiaire,donc simultane. 4O) Le dnclenchement automatique dans le cas ou l'installation est soumise à des conditions physiques anormales,telles qu'éboulements humidité sur le câble de commande àdistance ou cisaillement de celui ci, etc..., ainsi qu'à des conditions anormales électriques,telles que mauvais fonctionnement d'un contact ou d'un élément redresseur. 50) Son réarmement automatique à la supression de la panne,le relais arrêt se maintenant par la commande à distance. 60) L'économie de conducteurs dans la commande. y0) La diminution du poids du câble de commande à distance. 80) La facilité de manipulation de ce cable et dans certains cas de la m'chine amovible qu'il commande(quand la boite de commande est fixée à proximité de la machine ou sur la machine elle-meme, alors que le coffret-contacteur est un bloc fixe ou semi-fixe,Sxem- ple:La haveuse de houille). 90) La facilité d'insérer n'importe quel circuit de protection en paralléle sur le circuit de commande à distance(circuit pilote,centrifuge de protection,pyrométre,électrode de niveau etc...) IO6) L'économie de l'appareillage de sécurité au coffret de contacteurs qu'il est nécessaire de prévoir parfois dans le cas des condu cteurs- actuellement employés. II6) Limitation aussi de son encombrement. I2G) Possibilité d'insérer le circuit de commande comme circuit pilote sur le câble d'alimentation force de la machine. 130) Réduction du coût total de l'installation I4 ) Les nombreuses applications que trouve ce contacteur-inverseur dans l'industrie electrique(toutes celles que compte le contacteur, depuis le va et vient de coulisseaux ou chariots de machines-outils ou de machines dtextraction,jusqu1à l'asservissement entre elles des machines et quelques autres comme la. sécurité totale dans le circuit force lors de l'arret ou de l'inversion à la mise en marche par le relais contacteur arrêt AR :Voir planches 5 et 6). ------------------NOMENCLATURE------------- RMAV:reiais ou contacteur de marche avant en courant pulsé I alter nance (+ au RMAR:relais ou contacteur de marche arriére en courant pulsé I al- ternance(- au + AR :relais de mise en arrêt des relais RMAV et RMAR en courant alternatif. a contact à ouverture de mise en arrêt. b :contact à fermeture d'auto-alimentation par l'arrêt permanent de AR. I etI':contacts de vérouillage de RMAV et RMAR; 2 et 2':contacts d'auto-alimentation locale de RMAV et RMAR. 3 et 3':contacts de mise hors service de la commande à distance de RMAV et RM. 4 et 4':contacts de mise en service du relais AR par l'arrêt perma nent ou inverse de la commande. RC :résistance de compensation en ligne et de consommation de RMAV RC' :Idem de RMAR. Ra résistance de compensation des redresseurs E ou F et de con sommation de AR. Tr :Transformateur de sécurité avec écran de mise à la terre. RMTH:Contact de protection des relais électro-magnéto-thermiques. MAV tBouton-poussoir de marche avant. MAR :Bouton-poussoir de marche arriére. Arp sInterrupteur d'arrêt permanent.