Brevet FR2189854A1 — publié le 19740125

L'invention concerne une minuterie électrique, en particulier une minuterie d'escalier, équipée d'un relais de commutation qu'on peut exciter à l'aide d'un bouton-poussoir de mise en circuit Lors de la mise en circuit d'appareils d'utilisation dont une partie de la charge est capacitive, par exemple lors de la mise en circuit de lampes fluorescentes à compensation parallèle, à l'aide d'une telle minuterie, il se produit, en raison de cette partie capacitive de la charge des pointes de courant de mise en circuit de très courtes durée, qui ne sont limitées que par l'impédance de la source de courant d'utilisation et celle des conducteurs d'amenée aux appareils d'utilisation électriques.Si ces pointes de courant de mise en circuit se produisent au moment où les contacts du relais de commutation se touchent, il arrive fréquemment que ces derniers se soudent l'un à l'autre. Les contacts ne sont alors plus séparables l'un de l'autre. Cette soudure est favorisée par le rebondissement des contacts, lors de la mise au travail du relais, ce qu'on ne peut damais éviter totalement. Le but de l'invention est d'y remédier et d'empêcher que les contacts ne se soudent. Pour résoudre ce problème, une minuterie électrique du type dont il est fait mention au début, est caractérisée, selon l'invention, en ce que le relais de commutation comprend un commutateur doté d'un contact de repos, au travers duquel le courant d'utilisation passe jusqu'à la mise au travail du relais, lors de la commande du bouton-poussoir. Lorsqu'on commande le bouton-poussoir de mise en circuit de cette minuterie électrique, le courant d'utilisation et donc aussi les pointes de courant de mise en circuit provoquées par la partie capacitive de la charge de l'appareil d'utilisation passent par le contact de repos fermé du commutateur, jusqu'à la mise au travail du relais. Quand le bouton-poussoir est actionné, le relais ne se met au travail qu'après un certain retard résultant de son inertie mécanique et de l'induction propre de son enroulement de mise en circuit, de sorte que le contact de repos du commutateur s' ouvre et celui de travail se ferme.Pendant ce retard de mise au travail, les pointes du courant d'utilisation ont cependant disparu, de telle manière que le contact de repos et le contact de travail du commutateur ne sont plus parcourus que par le courant nominal d'utilisation lors de la mise au travail du relais, et par conséquent ils ne se soudent pas. I1 est intéressant que le relais possède un enroulement de mise en circuit précédé d'un interrupteur auxiliaire qui s'ouvre lorsque le relais se met au travail. Grâce à cela, on est assuré que l'enroulement de mise en circuit du relais n'est chargé que sous forme d'impulsions lors de la manoeuvre du bouton-poussoir. De plus, on adjoint avantageusement au relais un dispositif qui, après la mise au travail de celui-ci referme, après temporisation, le contact de repos du commutateur. L'invention et ses avantages seront expliqués plus en détail à partir d'exemples de réalisation, à l'aide du dessin où la fig. 1 montre le schéma de principe d'une minuterie électrique conforme à l'invention; la fig. 2 montre le schéma de principe d'une minuterie électrique, conforme à l'invention, équipée d'un dispositif qui, après temporisation, ferme le contact de repos du commutateur après la mise au travail du relais; la fig. 3 montre une modification du schéma de montage selon la fig. 2. La minuterie électrique 2 conforme à l'invention comprend, selon la fig. 1, un relais de commutation 3 équipé d'un commutateur qui possède un contact de repos 4, un contact de travail 5 et un contact mobile 6. Un dispositif qui, après temporisation, referme le contact de repos du commutateur après la mise au travail du relais, c'est-à-dire qui reconnecte le contact mobile 6 au contact de repos 4, n'est pas représenté à la fig. 1. Sur cette fig. 1, le contact de repos 4 du commutateur est ferb mé, c'est-à-dire que le contact mobile 6 est connecté au contact de repos 4. A la fig. 1, la position du contact mobile 6 correspondant à la fermeture du contact de travail 5 est représentée en traits interrompus. Une des bornes de l'enroulement de mise en circuit du relais de commutation 3 est connectée au conducteur neutre M p d'un réseau A courant alternatif servant de source de courant d'utilisation. Son autre borne est connectée au contact de repos 4 du commutateur. Le contact mobile 6 du commutateur est relié à une canalisation montante 7 qui conduit aux appareils d'utilisation électriques, dont une lampe fluorescente 8 équipée d'un ballast et un condensateur 8a, symbolisant la partie capacitive de la charge d'utilisation, sont représentés à la fig. 1. La lampe fluorescente 8 et le condensateur 8a sont connectés en parallèle et se trouvent entre la canalisation montante 7 et le conducteur neutre Mp Le contact de travail 5 du commutateur est relié au conducteur principal R du réseau à courant alternatif.Un boutonpoussoir de mise en circuit 10 est connecté entre le contact de repos 4 et le contact de travail 5 du commutateur. Lorsque ce bouton-poussoir 10 est actionné et donc fermé, le courant d'utilisation passe, jusqu'à la mise au travail du relais 34 r > ar ce bouton-poussoir 10 et par le contact de repos fermé/du commutateur, c 'est-à-dire par le contact de repos 4 et le contact mobile 6 qui, en position fermée du contact de repos 4, est connecté à ce contact de repos 4 jusqu'à la mise au travail du relais 3. De plus, l'enroulement de mise en circuit du relais 3 est, en même temps, relié au conducteur principal R. Le relais 3 ne se met au travail qu'avec un certain retard causé par son inertie mécanique et par 1'induction propre de 1'enroulement de mise en circuit, inhérentes à chaque relais. Durant ce retard de mise au travail, le contact mobile 6 du commutateur s'applique au contact de repos 4, bien que le bouton-poussoir 10 soit actionné, de telle manière que les pointes de courant de mise en circuit causées par la partie capacitive de la charge d'utilisation peuvent passer par le boutonpoussoir 10, le contact de repos 4 et le contact mobile 6, sans que le contact de repos 4 et le contact mobile 6 ne se soudent l'un à l'autre. La durée des pointes de courant de mise en circuit est normalement beaucoup plus courte que celle du retard après lequel le relais 3 se met au travail. De ce fait, ces pointes de courant ont déjà disparu au moment où, après l'actionnement du bouton-poussoir 10, le relais 3 se met au travail et au moment où le contact mobile 6 est connecté au contact de travail 5, à l'ou- verture du contact de repos 4, comme cela est indiqué en traits interrompus à la fig. 1. Lors de la commutation du contact mobile 6, sur le contact de travail 5, seul le courant nominal d'utilisation traverse, non seulement le contact de repos 4, mais aussi le contact de travail 5, de sorte que ces deux contacts ne se soudent pas avec le contact mobile 6. Une soudure éventuelle des contacts du bouton-poussoir de mise en circuit 10 n'est pas critique, car lors de l'ouver- ture automatique de ce bouton-poussoir 10, des forces de rappel considérables se manifestant sépareraient de nouveau, brusquement, les contacts soudés. Par une construction appropriée du relais, on peut, en cas de besoin, adapter son retard à la mise au travail, à la durée des pointes de courant de mise en circuit provoquées par la partie capacitive de la charge des appareils d'utilisation électriques, c'est-à-dire que ce retard peut être rendu plus long que la durée de ces pointes de courant. Dans le schéma de montage d'une minuterie d'escalier selon la fig. 2, les mAemes éléments sont pourvus des mêmes signes de référence qu'à la fig. 1. La minuterie d'escalier 2 comprend un relais de commutation 3 équipe dgun enroulement de mise en circuit 3a et d'un enroulement de mise hors circuit 3b. Le commutateur du relais 3 possède un contact de repos 4, un contact de travail 5 et un contact mobile 6. Une des bornes de l'enroulement de mise en circuit 3a est raccordée à la borne 12 de l'automate de cage d'escalier 2 destinée au conducteur neutre M p et l'autre borne au contact de repos 4 du commutateur.Le contact de travail 5 est raccordé à la borne 14 de l'automate de cage d'escalier 2, prévue pour le conducteur principal R du réseau à courant alternatif, tandis que le contact mobile 6 est relié à la borne 13 destinée à la canalisation montante 7. Entre les bornes 12 et 13 se trouvent les appareils d'utilisation, par exemple une lampe fluorescente 8 équipée d'un ballast avec une partie capacitive de charge symbolisée par le condensateur 8a connecté en parallèle. Une des bornes de l'enroulement de mise hors circuit 3b du relais 3 est raccordée à la borne 12 de la minuterie d'escalier 2 et l'autre borne, au contact mobile 6 du commutateur, c'est-à-dire à la borne 13, via l'intervalle principal de charge d'un composant électronique constitué d'un thyristor 15. Ltinter- valle d'amorçage du thyristor 15 compris entre ses bornes 16 et 17 est en parallèle sur un premier condensateur de charge 19, via l'intervalle principal de charge d'un élément d'amorçage constitué d'un transistor uniJonction programmable, qui se trouve dans le conducteur d'amenée à la borne de commande 16.Ce condensateur de charge l9 est connecté en parallèle avec les bornes 12 ettD de la minuterie d'escalier 2, via une résistance réglable 20 et une diode 21 ainsi que via un diviseur de tension constitué des réistance: on;a-ques cd eW 23 connectées en série. Un second condensateur de charge 24 est, de même, connecté en parallèle aux bornes 12 et 13 via une diode 25 et un diviseur de tension constitué des résistances ohmiques 26 et 27. Deux résistances ohmiques de décharge 28 et 29, connectées en série, sont placées en parallèle sur ce second condensateur de charge 24. La borne de commande 30 du transistor unijonction programmable 18 est raccordée au fil de connexion entre les résistances ohmiques 28 et 29, c'est-à-dire que l'inter- valle d'amorçage du transistor unijonction programmable se trouvant entre les bornes 30 et 31 de ce transistor est connecté entre la borne du premier condensateur de charge 19, à laquelle est raccordée la diode 21, et la borne du second condensateur de charge 24 à laquelle la diode 25 est raccordée.Les diodes 21 et 25 sont polarisées de telle façon que les bornes des condensateurs de charge 19 et 24, auxquelles sont raccordées respectivement les diodes 21 et 25, aient la meme polarité qui est positive dans le cas de la fig. 2. Le transistor unijonction programmable 18 présente la même succession de couches semi-conductrices pnpn que le thyristor 15. Cependant la borne de commande 30 est raccordée à la couche médiane du type n du transistor uniJonction 18, tandis que la borne de commande 16 du thyristor 15 se trouve sur la couche médiane de celui-ci de type opposé, donc sur la couche médiane de type p. Un interrupteur auxiliaire 33 se trouve entre l'en- roulement de mise en circuit 3a du relais 3 et le contact de repos 4 du commutateur auquel il est couplé, c'est-à-dire que le contact mobile de l'interrupteur auxiliaire 33 est couplé au contact mobile 6 du commutateur du relais 3. Une quatrième borne 36 de la minuterie d'escalier 2 est raccordée au contact de repos 4 du commutateur. De plus, cette borne 36 est reliée, via une résistance série 32 et une diode 34, à la borne du premier condensateur de charge l9 à laquelle la diode 21 est raccordée. Le fil de connexion entre la résistance série 32 et la diode 34 est relié, via une résistance 35 ohmique relativement élevée, à la borne du second condensateur de charge 24 à laquelle la diode 25 est raccordée. Une seconde canalisation montage 37 est raccordée à la borne 36 de la minuterie d'escalier 2. Un bouton-poussoir de mise en elreeiit 10 est connecte entre cette canalisation montante 37 et la borne 14 de la minuterie d'escalier 2, soit, le conducteur principal R du réseau alternatif. Lorsque ce bouton-poussoir 10 est manoeuvré et donc fermé, le courant d'utilisation passe du conducteur principal R via le bouton-poussoir 10 > le contact de repos 4 et le contact mobile 6 dans la canalisation montante 7 vers la lampe fluorescente 8 et le condensateur 8a De plus, l'enroulement de mise en circuit 3a est connecté au réseau à courant alternatif composé du conducteur principal R et du conducteur neutre Mp Le relais 3 se met au travail après expiration du retard pendant lequel les pointes de courant de mise en circuit provoquées par le condensateur 8a ont disparu. Le contact de repos 4 s'ouvre et celui de travail 5 se ferme. En même temps, l'interrupteur auxiliaire 33, couplé au contact mobile 6 du commutateur, s'ouvre aussi. Après fermeture du contact de travail 5 du commutateur et ouverture du bouton-poussoir 10, le premier condensateur de charge 19 et le second condensateur de charge 24, dont la capacité est inférieure à celle du premier condensateur de charge 19, se chargent via le conducteur principal R et le conducteur neutre Ç p du réseau à courant alternatif. Lorsque la tension aux bornes du premier condensateur de charge 19 dépasse celle de la borne de commande 30 du transistor unijonction 18, celui-ci passe de l'état bloqué à l'état conducteur, et le premier condensateur 19 se décharge au travers de l'intervalle principal de charge du transistor unijonction 18 et de l'intervalle d'amorçage du thyristor 15, se trouvant entre les bornes 16 et 17.Durant cette décharge, le thyristor 15 s'amorce et l'enroulement de mise hors circuit 3b du relais 3 est alimenté en courant, par impulsions, via le conducteur principal R et le conducteur neutre M du réseau à courant alterna p tif. De ce fait, le contact de travail 5 du commutateur s ouvre à nouveau et le contact de repos 4 ainsi que l'interrupteur auxiliaire 33 se ferment. La lampe fluorescente 8 s'allume. Comme la constante de temps du circuit RC composé de la résistance série réglable 20 et du premier condensateur de charge 19 est beaucoup plus grande que la période de la tension alternative du réseau composé du conducteur principal R et du conducteur neutre Mp, et vu que le second condensateur de charge 24 se décharge en partie pendant la demi-alternance négative de ten sion du réseau qui est blo La durde de marche de la minuterie d'escalier 2 peut être réglée à l'aide de la résistance de charge réglable 20. Un réarmement de la minuterie d'escalier 2 peut être obtenu en pressant le bouton-poussoir 10, vu qu'alors le premier condensateur de charge 19 se décharge prématurément à travers la diode 34, la résistance série 32, le bouton-poussoir 10 et le contact de travail fermé 5. A cela s'ajoute que la résistance 35, relativement élevée, empêche, dans une large mesure, le se cond condensateur 24 de se décharger aussi. De plus, à cause de la résistance 35, la cathode de la diode 34 est polarisée positivement lorsque le bouton-poussoir 10 n'est pas actionné. I1 résoulte de ceci qu'il est impossible au premier condensateur 19 de se décharger durant sa charge au travers de mauvaises résistances d'isolement entre les canalisations montantes 7 et 37. Le relais 3 de la minuterie d'escalier 2 peut aussi Aetre commandé à l'aide d'un bouton-poussoir de mise en circuit 9, représenté en traits interrompus, qui se trouve entre les bornes 13 et 14 de la minuterie d'escalier 2, c'est-à-dire entre la canalisation montante 7 et le conducteur principal R du réseau à courant alternatif. Un réarmement de la minuterie d'escalier 2 au moyen du bouton-poussoir 9 n'est cependant pas possible. Le schéma de montage et le fonctionnement d'une minuterie d'escalier selon la fig. 3 correspondent largement au schéma de montage et au fonctionnement de la minuterie d'escalier selon la fig. 2; les mimes composants sont pourvus dans les deux figures des mêmes signes de référence. A la place du transistor unijonction programmable 18 de la fig. 2, on emploie, à la fig. 3, un élément d'amorçage bipolaire 38 comme une lampe à effluves, un tube de commutation, une diode de commande à deux voies CDiac), une diode à quatre couches, un interrupteur unilatéral ou un interrupteur bilatéral, dont l'intervalle principal de charge est identique à celui d'amorçage. Cet élément d'amorçage bipolaire 38 est connecté entre la borne du premier condensateur 19, polarisée positivement, à laquelle la diode 21 est raccordée, et la borne de commande lÇu thyristor 15. La borne du second condensateur 24, polarisée positivement, à laquelle la diode 25 est raccordée, est reliée électriquement au fil de connexion entre 1'élé- ment d'amorçage bipolaire 38 et la borne de commande 16 du thyristor 15. L'élément bipolaire d'amorçage 38 passe de l'état bloqué à l'état conducteur, en amorçant simultanément le thyristor 15, quand la tension aux bornes du premier condensateur de charge 19 excède la somme de la tension de basculement de l'élément d'amorcage 38 et de la tension sur le fil de connexion entre l'élément d'amorçage 38 et la borne de commande 16 du thyristor 15. REVENDICATIONS 1. Minuterie électrique, en particulier minuterie d'escalier, équipée d'un relais de commutation pouvant être excité à l'aide d'un bouton-poussoir de mise en circuit, caractérisée en ce que le relais de commutation comprend un commutateur équipé d'un contact de repos qui est traversé par le courant d'utilisation lorsque le bouton-poussoir est actionné, Jusqu'à la mise au travail du relais. 2. Minuterie électrique selon la revendication 1, ca ractérisée en ce que le relais de commutation comprend un enroulement de mise en circuit équipé d'un interrupteur auxiliaire connecté en série avec cet enroulement et qui s'ouvre lors de la mise au travail du relais. 3. Minuterie électrique selon la revendication 2, carac péris$ en ce que l'interrupteur auxiliaire est couplé au commutateur. 4. Minuterie électrique selon la revendication 1, ca caractérisée en ce que le relais de commutation est complété par un dispositif qui, après temporisation et mise au travail du relais, referme le contact de repos du commutateur. 5. Minuterie électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif refermant, après temporisation, le contact de repos du commutateur comprend un composant électronique pouvant être commandé, de préférence un thyristor, au travers de l'intervalle de charge duquel un enroulement de mise hors circuit du relais de commutation peut être alimenté par une source de courant, de préférence, par la source de courant d'utilisation. 6. Minuterie électrique selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'intervalle de commande du composant électronique est connecté en parallèle, via l'intervalle de charge d'un élément d'amorçage, avec un premier condensateur de charge qui peut être chargé à partir d'une source de courant, de préférence à partir de la source de courant d'utilisation, tandis que l'intervalle de l'élément d'amorçage par lequel ce dernier peut être commandé, se trouve entre la borne du premier condensateur de charge, à laquelle la borne de commande du thyristor est raccordée via l'intervalle de charge de l'élément d'amorçage, et une borne d'un second condensateur de charge avec lequel sont montés en parallèle une résistance de décharge et, via l'interval- le de commande de l'élément d'amorçage, le premier condensateur de charge et qui peut également être chargé à partir d'une source de courant, de préférence à partir de la source de courant d'utilisation. 7. Minuterie électrique selon la revendication 6, ca ractérisée en ce que les deux condensateurs de charge peuvent chacun être chargés à partir d'une source de courant alternatif via une diode, en ce que ces diodes sont chacune connectées aux deux bornes des condensateurs de charge entre lesquelles se trouve l'intervalle de l'élément d'amorçage par lequel cet élément peut être commandé, et en ce que ces diodes sont connectées de telle manière que ces deux bornes de condensateur aient la même polarité. 8. Minuterie électrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que le composant électronique est un thyristor et l'élément d'amorçage est un transistor unijonction programmable présentant la mAme succession de couches semi-conductrices que le thyristor et dont la borne de commande est disposée sur celle des couches médianes dont le type de conduction est opposé à celui de la couche médiane du thyristor sur laquelle se trouve la borne de commande de ce dernier. 9. Minuterie électrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément d'amorçage est un composant du groupe lampe à effluves, tube de commutation, diode de commande bidirectionnelle (Diac), diode à quatre couches, interrupteur unilatéral et interrupteur bilatéral. 10. Minuterie électrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que le premier condensateur de charge peut être chargé via une résistance série réglable.