Brevet FR2118064A1 — publié le 19720728

i 2118064 ' Dans les commutateurs à commande électro magnétique, par exemple les relais, les contacteurs ou les électro-vannes, une bobine d'excitation est alimentée en courant continu ou alternatif redressé et crée ainsi dans son circuit 5 magnétique un champ par lequel une armature en matériau aimanta-ble se trouve attirée. Cette armature peut alors fermer des contacts de travail ou ouvrir des contacts de repos ou bien, dans le cas des électro-vannes, établir ou suspendre un écoulement d'air ou de liquide. 10 L'appel de courant et le temps d'excitation de tels commutateurs électromagnétiques sont fonction de la course et de la charge de l'armature. Les ordres d'enclenchement n'y sont donc exécutés qu'à l'expiration d'un temps de retard qui tient à leur type,, 15 La désexcitation de ces mêmes commutateurs est affectée elle aussi d'un temps de retard, car il faut d'abord amortir le champ magnétique jusqu'à ce que l'armature retombe. ■ L'abaissement de ces temps de retard d'excitation et de désexcitation nécessite de coûteuses dispositions • 20 mécaniques et/ou électriques telles que la mise en oeuvre de plusieurs bobines, chacune éventuellement munie de p-lusieurs enroulements. L'invention a pour objet un dispositif d'excitation et de désexcitation rapides qui conserve auxdits com-25 imitateurs leur structure à une seule bobine et un seul enroulement o Ce dispositif d'excitation et de désexcitation rapides de relais,, contacteurs, électro-vannes ou autres commutateurs électromagnétiques au moyen de courant continu ou 50 alternatif redressé est caractérisé par le fait que la bobine d'excitation du commutateur électromagnétique est parcourue^ à travers une auto-inductance en série avec elle^par un courant de repos suffisant pour maintenir l'armature attirée, mais non-pour l'attirer à partir de sa position de repos et deux circuits 55 de commande constitués chacun par le montage en série d'un commutateur à semi-conducteurs commandable et d'un condensateur sont branchés en parallèle l'un sur le montage en série desdites bobine d'excitation et auto-induetance, l'autre sur la seule bobine d'excitation et provoquent respectivement, en cas d'amor-40 çage de leur commutateur à semi-conducteurs, une amplification copy 71 W33 2118064 et un affaiblissement en genre d'impulsion du courant de maintien dans la bobine d'excitation* D'autres particularités sont avantageuses. C'est ainsi que deux diodes sont insérées en sens direct dans 5 le circuit de maintien de là bobine d*excitation,1'une avant 1'auto-induetance, l'autre après ladite bobine. De même , une diode branchée en sens inverse pour le courant de maintien de la bobine d'excitation est en dérivation sur l'auto-inductance. 10 Les deux circuits de commande sont consti tués chacun par un thyristor et un condensateur. Dans celui de ces circuits de commande qui sert à enclencher le commutateur électromagnétique, le thyris-tor est relié au pôle positif, et le condensateur an pôle néga-15 tif, de la tension d'alimentation. Dans 1'autre circuit de commande, servant à désenclencher le commutateur électromagnétique, le thyristor est relié au pôle négatif de la tension d*alimêntation et le condensateur au point commun de l'auto-inductance et de la bobine 20 d'excitation* L'ordre d'enclenchement ou de désenclenche-ment du commutateur électromagnétique est provoqué par un signal d'amorçage sur l'électrode de commande du commutateur à semiconducteurs du circuit de commande correspondant. 25 L'auto-inductance est supériéure ou égale à l'inductance de la bobine d'excitation du commutateur électromagnétique. Enfin, le circuit magnétique du commutateur électromagnétique est feuilleté. 30 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non. limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé. On voit sur la figure unique de ce dessin 35 un dispositif redresseur G relié à une source de courant alternatif U 71 44733 3 2118064 circule, de la "borne positive 1 à la "borne négative 2 du dispositif redresseur G, à travers la diode n5, branchée en sens direct, 1'auto-inductance k2, sur laquelle est en dérivation une diode n2 branchée en sens inverse, la bobine d'excitation kl du 5 commutateur électromagnétique et enfin la diode ni, branchée en sens direct. L'intensité 1^ de ce courant d'alimentation est calculée en sorte qu'elle suffise à maintenir à sa position 1'armature d'appui/, non représentée, du commutateur électromagnétique, mais non à l'attirer à partir de sa position de repos. Un premier cir-10 cuit de commande formé du montage en série d'un thyristor n3 et d'un condensateur k3, ce dernier relié à la borne 2 du dispositif redresseur G par une de ses armatures, est branché en parallèle à la fois sur les bornes 1 et 2 de ce même dispositif redresseur G et sur le montage en série de 1'auto-induetance k2, 15 de la bobine d'excitation kl et de la diode ni. Un second circuit de commande, constitué par le montage en série du thyristor n4 et du condensateur k4, ce dernier relié par une de ses armatures au point commun de l'auto-induetance k2 et de la bo'bine d'excitation kl du commutateur électromagnétique^est branché, 20 quant à lui, en parallèle sur ladite bobine d'excitation kl ou, plus exactement, sur le montage en série de celle-ci et de la diode ni. Si l'on veut attirer l'armature du commutateur électromagnétique, à partir de sa position de repos, c'est-25 à-dire de relaxation, en présence du courant de repos et de maintien Ijj , on amorce le thyristor n3 par un signal de commande sur sa gâchette et le courant de décharge du condensateur k3 excite alors brusquement la bobine kl dudit commutateur. L'amplitude et l'allure de ce courant d'impulsion 1^. sont réglables, 30 par un choix approprié de la capacité k3 et de 'la tension ^'u condensateur k3, en sorte que ladite armature ne manque pas d'être attirée et qu'elle le reste après.1'amortissement de l'impulsion d'excitation . Ladite amplitude de l'impulsion de courant d'enclenchement doit être calculée d'après l'entrefer de l'arma-35 ture dans le circuit magnétique et la force antagoniste à laquelle celle-ci est soumise, par exemple de la part d'un ressort de rappel : il convient que cette amplitude soit plusieurs fois supérieure à la valeur du courant de maintien Ig . Quant au désenclenehement du commutateur 40 électromagnétique, il est assuré par le thyristor n4-, l'amorçage 71 44733 2118064 de ce dernier à travers son circuit de commande provoquant la désexcitation rapide de la bo'bine kl. Sous l'effet de la décharge du condensateur k4 déclenchéepar ledit amorçage du thyristor n4, le courant de maintien Ig s'annule en effet suivant 5 une pente initiale dl^/dt égale à U^./i si l'on admet que le courant ne varie que dans une ÊabJe mesçire:"dans l'auto-in-ductance k2. La bobine d'excitation kl du commutateur électromagnétique reste ensuite sans courant jusqu'à ce que le condensateur k4 se soit déchargé à travers l'auto-inductance k2 o 10 Le temps correspondant, avantageusement quintuple à décuple du temps de désexcitation, permet à l'armature du commutâteur de retomber,» Les inductances kl , k2 et les capacités k3, k4 peuvent être calculées de façon à permettre de désen-15 clencher encore le commutateur pendant le processus d'enclenchement. Il faut à cet effet que l'auto-inductance k2 soit égale ou de préférence supérieure à l'inductance kl de la bobine d'excitation. Si la tension U-^ est à peu près double de la tension la capacité du condensateur k4- doit être au moins 20 double de celle du condensateur k3. Il faut en outre que le circuit magnétique du commutateur soit feuilleté, car autrement les courants de Foucault s'opposeraient à line désexcitation rapide. 71 44733 5 2118064 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'excitation et de désexcitation rapides de relais, conducteurs, électro-vannes ou autres commutateurs électromagnétiques au moyen de courant continu ou alternatif redressé caractérisé par le fait que la bobine d!ex- 5 citation du commutateur électromagnétique est parcourue, à tra« vers une auto-inductance en série avec elle, par un courant de repos suffisant pour maintenir l'armature attirée, mais non pour l'attirer à partir de sa position de repos et deux circuits de commande constitués chacun par le montage en série d^'un commu-10 tateur à semi-conducteurs commanda&feget'Pt:^un0^onl.eiâ^mS?/sont branchés en parallèle l'un sur le montage en-série desdites bobine d'excitation et auto-inductance, l'autre sur la seule bobine d'excitation et provoquent respectivement, en cas d'amorçage de leur commutateur à semi-conducteurs,une amplification 15 et un amortissement en genre d'impulsion du courant de maintien dans la bobine d'excitation. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que deux diodes sont insérées en sens direct dans le circuit de maintien de la bobine d'excitation, l'une 20 avant l'auto-inductance, l'autre après ladite bobineo 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une diode branchée en sens inverse pour le courant de maintien de la bobine d'excitation est en dérivation sur 1'auto-inductance° 25 4. Dispositif selon la revendication 1 ea= ractérisé par le fait que les deux circuits de commande sont constitués chacun par un thyristor et un condensateuro 5. Dispositif selon la revendication 4- caractérisé par le fait que dans le circuit de commande qui sert à 30 enclencher le commutateur électromagnétique, le thyristor est relié au pôle positif, et le condensateur au pôle négatif, de la tension d'alimentation» 6» Dispositif selon la revendication 4- caractérisé par le fait que dans le circuit de commande qui sert à 35 désenclencher le commutateur électromagnétique , le thyristor est relié au pôle négatif de la tension d'alimentation et le condensateur au point commun de l'auto-inductance et de la bobine d'excitation» 71 44733 2118064 7« Dispositif selon l'une quelconque des revendicationg^l à 6 caractérisé par le fait que l'ordre d'enclenchement ou/désenclenchement du commutateur électromagnétique est provoqué par un signal sur X1électrode de commande du 5 commutateur à semi-conducteurs correspondant» 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que 1'auto-induc- _ tance est supérieure ou égale à l'inductance de la bo'bine d'excitation du commutateur électromagnétique. 10 9. Dispositif selon la revendication 1 ca ractérisé par le fait que le circuit magr&ique du commutateur électromagnétique est feuilleté.