Brevet FR2086398A1 — publié le 19711231

L'invention concerne un contacteur disjoncteur pour la protection d'un circuit électrique. En général, le transformateur ou solénoïde permet qu'il passe momentanément au moment du démarrage un 5 courant en excès important qui peut atteindre 1500 à 3000 $ du courant d'étalonnage. Dans les disjoncteurs ou protecteurs de circuit courants, on rencontre un inconvénient en ce que le dispositif électromagnétique est actionné par xzne force électromagnétique produite dans la bobine seulement avant que le 10 plongeur se déplace en raison de l'attraction. Le disjoncteur lui-même est ainsi susceptible de fonctionner avant que le courant en excès atteigne son régime stable (ou que le courant de démarrage disparaisse). l'invention se propose de supprimer cet 15 inconvénient. Elle concerne à cet effet un contacteur disjoncteur du type ci-dessus caractérisé en ce que la perte magnétique est augmentée pour le courant de démarrage et diminuée au moment où un piston plongeur est totalement attiré par une 20 bobine. la disposition est telle que le disjoncteur de protection n'est pas actionné par le courant de démarrage, mais est actionné par un courant en excès passant continuellement pendant le fonctionnement, la perte mégnatique étant alors 25 augmentée de façon à augmenter les ampères-tours d'attraction de l'armature»' Par contre la perte au moment où. l'attraction du plongeur est diminuée. Le problème ci-dessus est ainsi effectivement résolu. L'invention réalise donc un contacteur 30 disjoncteur de protection qui n'est pas actionné par un courant en excès momentané passant au moment du démarrages rsais est actionné par un courant permanent qui passe pendant le fonctionnement . D'autres objectifs et avantages de l'in-35 vention ressortiront nettement de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels ; - les figures 1A et 1B montrent le dispositif électromagnétique destiné à être utilisé dans le contac-40 teur disjoncteur de protection suivant l'invention, et en parti- 71 15008 2 2.C86398 culier la figure 1A est une coupe transversale longitudinale du dispositif, et la figure 1B est une coupe transversale prise sur la ligne I - I' de la figure 1A„ - la figure 2 est une vue en élévation 5 avec coupe partielle du contacteur disjoncteur de protection suivant l'invention dans lequel on utilise le dispositif électromagnétique de la figure 1 , - la figure 3 est un circuit équivalent, - les figures 4 à 6 sont des diagrammes 10 explicatifs faisant apparaître les caractéristiques du présent appareil par rapport à tua appareil courant. Les figures 1A et 1B montrent respectivement seulement les dispositifs électromagnétiques qui doivent être utilisés dans le contacteur disjoncteur de protection 15 suivant l'invention s la figure 1A est une élévation en coupe, et la figure 1B est une vue latérale en coupe suivant la ligne I-I* de la figure 1A. Pour commencer, on exposera la structure et le fonctionnement de lfélectro-aimant en se référant aux 20 figures 1A et îB, Dans le dessin, une "bobine 1 est enroulée sur un noyau 2 fait de matière isolante dans lequel est placé un cylindre 3 fait d'une matière amagnétique telle que du laiton. Un piston plongeur 4 peut glisser dans le cylindre 3 qui est 25 rempli d'huile. Une tête de cylindre 59 faite d'une matière magnétique est prévue sur la partie qui forme la tête du cylindre 3. Un ressort de compression 6 est posé de façon à s'engager entre la tête de cylindre 5 et une saillie partant de la face frontale du piston plongeur 4. Le noyau 2 est fixé à une console 7 en 30 forme de L pourvue d'une aile supérieure 9 et d'une aile latérale I, le cylindre 3 pénétrant dans cette dernière. Par 10, on a désigné deux rebords verticaux de la console 7 par lesquels on fixe le dispositif électromagnétique sur un boitier isolant 14. 11 et 11' sont des trajets de perte magnétique, posés dans le 35 voisinage de la tête de cylindre sur les côtés opposés par rapport au cylindre 3 tel qu'il est posé sur un flanc du noyau 2. Les extrémités supérieures des trajets-de perte magnétique 11 et 11' sont raccordés à la console 7. Une armature 12 est placée sur le front de la tête de cylindre 5 et peut pivoter sur le boitier 40 isolant 14 figure 2)p sur la partie supérieure de ce boitier, 71 1 5006 3 2086398 au moyen d'un axe 15. Un autre ressort de compression 13 est disposé entre l'armature 12 et le flanc 8 du noyau du côté de l'armature. La figure 2 illustre -un exemple de réali-5 sation de contacteur disjoncteur de protection utilisant le dispositif électromagnétique que montrent les figures 1A et 1B. L'armature 12 est fixée rotative sur l'axe 15 du boitier 14 fait de matière isolante. Un crochet 16 est accouplé pour tourner avec l'armature 12 sur l'axe 15, et l'extrémité de droite d'une 10 plaque 17 tournante et basculante est destinée à s'engager avec le crochet 16, L'extrémité de gauche de la plaque 17 est maintenue en contact avec un organe à glissière 18 qui monte et descend. Un contacteur mobile 20 est fixé de façon à glisser sur une tige descendante 19 de l'organe à glissière 18, La référence 21 15 indique un contacteur fixe, posé sur le boitier isolant 14 en dessous du contacteur mobile 20, Un ressort 22 est engagé entre l'organe de contact mobile 20 et l'organe de contact fixe 21, La référence 23 désigne un bouton poussoir, 24 est une plaquette articulée dont l'extrémité supérieure est fixée, rotative, au 20 bouton poussoir 23 par un goujon 27, et l'extrémité inférieure est fixée rotative également sur la plaque 17 tournante par un goujon 26, 25 indique une tige témoin. Avec la construction telle qu'elle est indiquée, si l'on appuie sur le bouton poussoir 23, la force 25 donnée est transmise à la plaque 17 tournante par la plaquette 24, de sorte que la rotation du goujon 26 fait descendre la plaque 17 le long d'une fente 26' pratiquée sur le boitier isolant 14. L'extrémité de droite de la plaque 17 tournante vient en contact avec la tête du crochet 16, et l'extrémité de gauche fait des-30 cendre l'organe à glissière 18, ce qui fait que l'organe de contact mobile 20 vient en contact avec l'organe de contact fixe 21, Dans ce cas, le goujon 27 fixé sur la partie inférieure du bouton poussoir 23 descend de même le long d'une fente 27' en forme de 1 pratiquée dans le boitier 14, et est bloqué dans le fond de la 35 partie latérale de cette fente. Les contacts sont ainsi maintenus dans la position "fermé". Quand la partie inférieure de l'armature 12 est attirée vers la tête de cylindre 5 dans la direction de la flèche, comme il est figuré, par un courant en excès permament passant par la bobine 1, la partie supérieure de l'armature 12 40 tourne dans le sens des aiguilles d'une montres et à son tour la 71 15008 4 2086398 partie supérieure du crochet 16 tourne aussi dans le sens des aiguilles d'une montre et est ainsi libérée de son engagement avec l'extrémité de droite de plaque 17 tournante. En conséquence, l'organe de contact mobile 20 est poussé vers le haut par la 5 force du ressort 22 et ainsi les contacts passent à l'état "ouvert". En appuyant sur la tige témoin 25, on fait tourner la partie supérieure de l'armature 12 dans le sens des aiguilles d'une montre, et les contacts sont ouverts d'une façon analogue à la précédente* 10 Le fonctionnement du dispositif suivant l'invention est décrit en détail ci-après s Quand le piston plongeur 4 est à sa place éloignée de la tête de cylindre, la diminution de la force électromotrice entre le piston 4 et la tête de cylindre 5 devient 15 importante en raison de l'importante perte de flux magnétique provoquée par les circuits de perte 11 et 11% et par suite, la force magnétomotrice efficace pour l'armature 12 est faible en raison de la distance qui constitue l'intervalle d'attraction g. Pour cette raison, l'armature ne sera pas actionnée par la sur-20 tension momentanée. Quand le courant passe en régime permanent dans la bobine 1 et quand le piston plongeur 4 se déplace à l'intérieur du cylindre 3 pour venir en contact avec la tête de cylindre 5, la force magnétomotrice exercée avec la fente d'attrac-25 tion £ ne diffère pas fortement de la force magnétomotrice fournie par la bobine 1, si l'ûn a rendu la perte sur la partie du piston 4 et le console 7. et la saturation du noyau de fer aussi petites que possible» même quand la perte de flux magnétique par les circuits de perte 11 et 11* est dans une certaine mesure impor-30 tante. Lorsque le courant en excès passe par la bobine 1 quand le régime est ainsi permanent 111 armature 12 est attirée par la force attractive produite par ce courant en excès, de sorte que les contacts sont ouverts. La figure 3 montre un circuit élee-35 trique équivalent dans lequel on a utilisé les références suivantes ; F i Force magnétomotrice appliquée sur la bobine R % Résistante magnétique du piston et de la tête de cylindre Re ; Résistance magnétique du circuit de perte 40 Ra ï Résistance magnétique de la fente attractive de l'armature 71 15008 5 2086398 r s Résistance magnétique de la console, du piston et des parties qui les relient» Dans la figure 3, si Rp devient égal à zéro, fa = F - r (^a +^e)o Si Re est alimenté, fa est ^ réduit seulement par le terme r, ^ e et si r est réduit, fa ne différera pas du cas où Re n'est pas alimenté pour autant que R soit faible. Notamment en régime permanent quand le piston est très près de la tête de cylindre, fa est déterminé indépendamment de Re, et l'armature fonctionne normalement avec la surtension, •jQ de sorte que les contacts sont ouverts* Quand R^ est grand, /f) e. Rp est grand, et fa devient considérablement plus petit si on le compare avec le cas où Re n'est pas alimenté. C'est-à-dire que dans ce cas fa est petit parce que Re et l'armature ne sont pas actionnés par la sur-tension de sorte que les contacts restent à l'état fermé* La figure 4 est un diagramme caractéristique montrant la variation du flux magnétique de l'armature^ a, en fonction des changements de la position du piston c'est à dire de la distance entre le piston et la tête de cylindre dans lequel 20 courbe A représente le cas où il n'y a pas de circuit de perte, et la courbe B représente le cas où il y a un circuit de perte* la figure 5 est un diagramme caractéristique montrant la variation de la force attractive à laquelle est soumise l'armature avec la force magnétomotrice fa, en fonction 25 de la fente d'armature, c'est à dire des modifications de la distance entre l'armature et la tête de cylindre dans lequel les c ourbes C et D représentent les variations quand la fente entre le piston et la tête est égale à zéro, dans les cas où il y a un circuit de perte et dans le cas sans circuit de perte. les 2Q courbes S et F représentent les variations quand la fente est de 10 mm, dans les cas sans et avec circuit de perte» La figure 6 est un diagramme caractéristique dans lequel l'abscisse indique les variations de la distance entre le piston et la tête, et les ordonnées indiquent 35 X' amplification de la valeur du courant à laquelle le contacteur disjoncteur de protection fonctionne en rapport avec le courant normal, diagramme dans lequel la courbe & représente le cas sans circuit de perte, et la courbe H le cas avec circuit de perte» Comme on peut s'en rendre compte d'après 40 ces courbes caractéristiques, il est possible d'obtenir un contacteur disjoncteur comportant un mécanisme de déclenchement électro 15008 6 2086398 magnétique dont la valeur de fonctionnement instantané est importante, quand on réalise un circuit de pertes magnétiques dans le dispositif électromagnétique suivant la présente invention» Suivant l'invention telle qu'elle est détaillée dans ce qui précède» les contacts ne s'ouvriront pas pour le courant de démarrage qui est un courant en excès momentané qui ne suffit pas pour déplacer le piston plongeur 4, alors que les contacts se fermeront avec un courant en excès se produisant pour une surcharge du régime permament pendant une durée déterminée» Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation,, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 71 15008 i 2C86398 REVENDICATIONS 1°) Contacteur'disjoncteur pour la protection d'un circuit électrique, contacteur disjoncteur caractérisé en ce que la perte magnétique est augmentée pour le courant ^ de démarrage et diminuée au moment où un piston plongeur est totalement attiré par une "bobine. 2°) Contacteur disjoncteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une bobine destinée à être parcourue par le courant du circuit, un noyau 10 sur lequel cette bobine est enroulée, un cylindre en matière amagnétique, placé au centre de la bobine, un piston plongeur du type dash-pot à huile, introduit dans le cylindre de façon à être normalement éloigné de la tête de piston, une console raccordée à la bobine et au cylindre, un circuit de pertes ^ magnétiques, couplé magnétiquement à la console et placé à proximité de la tête de cylindre précitée, une armature connectée magnétiquement avec la console et capable de pivoter quand elle est attirée par la tête de cylindre, la distance qui sépare le circuit de perte magnétique et la tête de cylindre étant plus 20 petite que celle qui sépare la tête et l'armature, et enfin un mécanisme contacteur dont les contacts sont ouverts quand l'armature précitée est actionnée. 3°) Contacteur disjoncteur suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce 25 que le circuit de perte magnétique est disposé sur les deux côtés de la tête de cylindre sur un flanc du noyau de la bobine 4°) Contacteur disjoncteur suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la tête de cylindre est placée entre l'armature et le ■aiQ circuit de perte magnétique» 5°) Contacteur disjoncteur suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la console et l'armature sont formées d'un groupe dont les éléments sont solidaires.