Brevet FR2200606A1 — publié le 19740419

L'invention a pour objet un relais réglable se composant d'un aimant permanent avec piles reliés par un shunt magnétique sans entrefer, et d'une ou de deux bobines' conduisant du courant, montées sur les extrémités polaires' ainsi que d'une armature contigue soumise à la force d'un ressort et agissant en tant que dispositif de soulèvement établissant la connection. Un relais analogue est connu, par exemple, d'après le brevet des tats-Unis d'Amérique N0 1 534 753. I1 présente comme caractéristiques fonctionnelles un aimant permanent, deux pièces polaires, un shunt magnétique sans entrefer, une armature en tant q dispositif de soulèvement établissant la connection ainsi qu'une bobine conduisant du courant. Le fonctionnement des relais de ce genre est clair. Tout d'abord, l'armature est maintenue en position de repos par le champ magnétique de l'aimant permanent. Si un courant s'écoule à travers la bobine posée sur une extrémité polaire et s'il est produit un champ magnétique de sens opposé au sens du champ magnétique de l'aimant permanent, il se produit un affaiblissement du champ magnétique de l'aiment permanent. Lors du dépassement d'un certain seuil, l'armature soumise à la force d'un ressort se trouve soulevée et déclenche, par suite, une opération de commutations I1 est bien évident que ce principe peut être appliqué aux commutateurs de protection contre le courant de fuite et, dans ce cas, se trouve immédiatement posé le problème de déclencher l'opération de commutation et de ne la déclencher effqctivement que pour une intensité du courant de fuite à choisir d'une manière tout-à-fait déterminée. La sensibilité d'un tel relais dépend, d'une part, de l'intensité de champ de 1' aimant permanent et d'autre part, des dimensions de la bobine, si des bobines sont montées sur les deux pièces polaires, ainsi que naturellement de la nature et du guidage du shunt magnétique.Par conséquent, trois facteurs influencent l'efficacité et, par suite, le domaine d'application de tels relais il est bien évident qu'il se présente ainsi pour la fabrication un grand nombre de nécessités de production mais aussi un grand nombre de problèmes et de diffictLtés. Chacun des modèles n 'effectue naturellement la commutation que dans une zone qui lui est affectée tout spécialement à l'avance. Chaque nouvelle zone souhaitée nécessite de nouveaux calculs et de nouvelles dimensions et par suite de nouveaux stades de fabrication. Le but de l'invention est, en conséquence, de créer un relais du type indiqué ci-dessus dont la sensibi)té d'entrée en action puisse outre réglée d'une manière simple pour des zones d'application variées et qui, par suite ne nécessité pas pour chaque zone une fabrication spéciale et un montage spécial Â cet effet, l'invention concerne un relais réglable se composant d'un aimant permanent avec pôles reliés par un shunt magnétique sans entrefer et d'une ou de deux bobines conduisant du courant montées sur les extrémités polaires, ainsi que dune armature contigue, relais caractérisé en ce que l'aimant permanent est réglé ou peut outre réglé dans son intensité de champ sur une vameur de consigne pour l'obtention d'un courant déterminé d'entrée en action. Sous ce rapport, il est prévu que, pour le réglage de 1' intensité de champ de l'aimant permanent, l'aimantation de l'aimant permanent, associé rigidement aux pièces polaires, qui a au début sa valeur maximale, est diminuée par rapprochement contre une bobine de démagnétisation parcourue par un courant jusqu'à ce que soit obtenue l'intensité de champ souhaitée, la bobine de démagnétisation étant excitée par un courant continu ou par un courant alternatif et, le cas échéant, graduellement. En outre, et conformément à l'invention, l'aimant permanent aimanté au début au maximum est disposé de manière mobile entre les pièces polaires, il est réglé par rotation jusqu'à ce que soit obtenue l'intensité de champ souhaitée dans les pièces polaires et il est ensuite fixé. Le principe du système magnétique est connu. Il est basé sur l'emploi dgun aimant permanent avec shunt magnétique exempt d'entrefer. Cet aimant permanent a pour tache de fournir, dans la position de repos du relais, un flux de maintien pour attirer l'armature. Les pièces polaires associées à l'électro-aimant portent des bobines qui peuvent être pareourues par un courant électrique à régler. Au moyen d'un tel cou rant, quand il s'écoule, il est produit dans les bobines, quand la polarité est correcte9 un flux magnétique qui diminue le flux de maintien exercé par 1 aimant permanent sur une armature s'appliquant contre les pôles.L'entrée en action du relais 'effectue alors d'une manière telle qu'en raison du courant s'écoulant à travers les bobines après le dépassement d'une valeur de seuil déterminée la force de maintien émanant de l'ai mant permanent est affaiblie de telle sorte que tombe l'armature du relais soumise à la sollicitation d'un ressort. De l'énergie potentielle du ressort se trouve ainsi libérée et cette énergie sert à actionner un appareil de commutation. Dans ce système, le shunt magnétique a pour tâche, suivant la position et le dimensionnement de la fonction, d'augmenter la sensibilité du relais, c'est-àdire d'amener dans une zone basse souhaitée sa faculté d'entrée en action. Un tel système magnétique est ainsi capable de produire, pour une puissance d'excitation de I VA un travail mécanique de plusieurs kilogs/cm. Dans la fabrication de systèmes magnétiques de ce genre, il faut naturellement veiller à ce que toutes les pièces à matière magnétique douce (ctest-à-dire par conséquent les pièces polaires, le shunt magnétique, mais non l'armature) soient fabriquées en une matière magnétique douce telle que des alliages Fe-Ni pour l'obtention d'une force coercitive faible et d'une perméabilité élevée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et du dessin annexé dont la figure unique représente une coupe transversale d'un relais suivant l'invention. Sur cette figure, le repère 1 désigne 1' aimant permanent, le repère 2 désigne les deux pièces polaires, le repère 3 désigne le shunt magnétique, le repère 4 désigne l'armature, le repère 5 désigne lsaxe de maintien fixé pour l'armature 4,'le repère 6 désigne le ressort hélicoidal monté sur l'axe de maintien 5 pour l'armature 4, le repère 7 désigne les bobines qui sont montées sur les pièces polaires 2 et qui sont parcourues, le cas échéant par un courant. Dans la position de départ, l'armature repose, en raison de la force exercée par l'aimant permanent 1, sur les deux pièces polaires 2. Quand un courant passe à travers l'une des bobines 7 ou à travers les deux, il se produit un affaiblissement du champ magnétique de l'aimant permanent, de sorte que sous action de la force du ressort héli coldal monté sur l'axe de maintien 5, l'armature 4 se soulève et elle exécute ainsi (ce qui n est pas représenté) le mouvement de commutation du relais. Tout l'abord, et conformément à l'invention, l'aimant permanent est aimanté sous induction magnétique pouvant atteindre au maximum 6000 à 8000 gauss. A partir de cette valeur et d'une manière correspondant à la sensibilité de mise en action, il est produit à l'aide d'une bobine de désaimantation et par le courant d'excitation de cette bobine une diminution de l'aimantation jusqu'à l'intensité de champ souhaitée et nécessaire. En règle générale, la diminution de l'aimantation est effectuée jusqu'à une zone de 3000 à 5000 gauss. Le choix du courant d'excitation dépend, bien entendu, fortement de la forme, du nombre de spires et de la disposition de l'aimant, ee qui9 dans chaque cas, peut être déterminé facilement de manière empirique. Pour obtenir la diminution de l'aimantation, il suffit de quelques millisecondes. Si aimant permanent n'est pas, comme il a été supposé précédemment, lié rigidement aux pièces polaires, mais monté de manière à pouvoir tourner, il est possible, pour l'affaiblissement del'intensité de champ magnétique dans les pièces polaires, de le régler par rotation jusqu'à l'obtention de l'intensité de champ souhaitée et de le fixer ensuite. Cette solution nécessite, il est vrai, un procédé de fabrication plus compliqué et plus coûteux, mais est capable de résoudre, dans certaines circonstances, le problème bien que de façon plus incommode. Le relais réglable suivant l'invention atteint 9 dans une zone de sensibilité souhaitée, une grande précision et permet, mdme en cas de besoins particuliers, d'adopter un procédé de fabrication simple et uniforme. 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. R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDICATIONS 10) Relais réglable notamment pour commutateurs de protection comportant un aimant permanent dont les pôles sont reliés par un shunt magnétique sans entrefer, et une ou deux bobines conduisant du courant, montées sur les extrémités polaires, ainsi qu'une armature contigue soumise à la sollicitation d'un ressort et agissant en tant que dispositif de soulèvement établissant la commutation, relais réglable caractérisé en ce que l'aimant permanent (1) est réglé ou peut être réglé à une valeur de consigne pour l'obtention d'un courant déterminé d'entrée en action. 20) Relais réglable suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour le réglage de l'ia- tensité de champ de l'aimant permanent (i) l'aimantation de l'aimant permanent (1) associé rigidement aux pièces polaires, qui a au début sa valeur maximale, est diminuée par rapprochement contre une bobine de démagnétisation parcourue par un courant jusqu'd ce que soit obtenue l'intensité de champ souhaitée, la bobine de désaimantation étant excitée par un courant continu ou par un courant alternatif et, le cas échéant, graduellement. 50) Relais réglable suivant la revendication 1, Paractérisé en ce que l'aimant permanent (1) aimanté au début au maximum est disposé de manière mobile entre les pièces polaires et en ce qu'il est réglé par rotation jusqu'à ce que soit atteinte l'intensité de champ souhaitée dans les pièces polaires (2).