Brevet FR2198307A1 — publié le 19740329

La présente invention concerne des appareils de c. > mmu- tation pour transformateurs, tels que par exemple des sélecteurs fins ou des présélecteurs pour commutateurs de puissance, inverseurs ou analogues. Un tel appareil de commutation comporte plusieurs contacts fixes qui sont disposés les uns à côté des autres et qui sont reliés aux prises de la partie réglable de l'enroulement. Ces contacts fixes sont reliés au moyen de ponts de contact mobiles à une voie de contact sur laquelle est branché le conducteur de sortie. Les contacts fixes peuvent etre disposés circulairement, mais ils peuvent aussi être juxtaposés le long d'une ligne droite. De façon correspondante, les ponts de contact sont déplacés soit circulairement, soit en ligne droite, tandis que la voie de contact est réalisée de façon correspondante, soit sous la forme d'une bague de frottement, soit sous la forme d'une glissière de frottement rectiligne. L'agencement et le dimensionnement des systèmes de contactpcmntun problème particulier lors de la fabrication de tels appareils de commutation lorsqulll s'agit de commuter des courants intenses. Comme la capacité de courant de chaque point de contact élémentaire ne peut pas être augmentée à volonté, on a été amené, pour des courants relativement intenses, à commuter plusieurs barrettes de contact en parallèle, comme représenté par exemple sur la figure 1 pour un sélecteur de forme circulaire. D'autres caractéristiques de l'invention seront mieux comprises à la lecture dela description détaillée qui va suivre a'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente un fragment d'un sélecteur circulaire à barrettes multiples connu pour lequel la répartition du courant entre les barrettes n'est pas uniforme ; - la figure 2 représente un fragment de sélecteur analogue suivant l'invention pour lequel la répartition du courant est uniforme - la figure 3 montre montre la disposition relative des éléments de contact dans un sélecteur connu ;; - la figure 4 représente une forme d'exécution d'un sélecteur suivant l'invention - la figure 5 représente une autre disposition relative des éléments de contact dans un sélecteur suivant l'invention - la figure 6 représente une variante de la disposition de la figure 5 - la figure 7 montre un détail de l'agencement d'un appareil de commutation suivant l'invention ; et - la figure 8 représente une forme d'exécution préférée de l'appareil de commutation suivant l'invention. Dans l'exemple de sélecteur connu représenté sur la figure 1, on commute par exemple huit barrettes de contact en parallèle, les barrettes de contact étant alignées par paire, de sorte que quatre barrettes de contact enserrent d'en haut et d'en bas le contact fixe 5 et la bague de frottement 6 à la manière de pinces et établissent ainsi une liaison électrique entre eux. Les barrettes de contact peuvent être déplacées circulairement au moyen d'un dispositif d'entratnement en rotation et être ainsi mises en liaison avec le contact en couteau 5 connecté à l'échelon de tension désiré. La capacité de courant de chaque barrette de contact élémentaire d'un tel système de contact ne peut toutefois être entièrement utilisée que si une répartition uniforme du courant entre toutes les barrettes de contact est assurée.En appliquant la même pression en tous les points de contact, on peut certes obtenir une large adaption mutuelle des résistances de passage aux points de contact, ce qui présente une importance' considérable pour l'obtention d'une répartition de courant uniforme. Toutefois, outre les résistances de passage aux points de contact élémentaires, les chutes de tension inductives le long des différents trajets de courant influent égaleme; sur la distribution du courant entre les diverses barrettes de contact. Dans la disposition représentée sur la figure 1, les divers trajets de courant passant par les barrettes de contact respectives 1 à 4 présentent des longueurs très différentes. I1 en résulte que, par exemple, le trajet de courant 10 correspond à une résistance inductive beaucoup plus grande que le trajet de courant 9. En conséquence, la barrette de contact 1 reçoit une fraction d courant plus grande que la barrette de contact 4, de sorte que le courant total admissible d'un tel système de contact peut être considérablement plus faible que la somme des courants partiels qui passeraient dans les diverses barrettes de contact dans le cas d'une répartition uniforme du courant. La raison de la répartition non uniforme du courant dans le dispositif de la figure 1 réside en ce que le point de connexion 7 sur le contact en couteau et le point de connexion 8 sur la bague de frottement sont disposés du même côté de l'axe de symétrie 17 des barrettes de contact parallèles. Si l'on se représente les barrettes de contact comme ayant glisse sur la bague de frottement en sens inverse des aiguilles d'une montre, jusqu'b ce qu'elles reposent sur un autre contact en couteau 5, on obtient la situatir représentée sur la figure 2. Ici, les points de connexion 7 et 8 sont disposés en diagonale par rapport aux barrettes de contact 1 à 4 et 1 'on remarque que tous les trajets de courant passant par les diverses barrettes de contact ont la même longueur.La répartition du courant est, dans ce cas, beaucoup plus uniforme que dans la position de contact représentée sur la figure 1. Dans les sélecteurs et les inverseurs à contacts en couteau 5 disposés circulairement, les connexions sont toujours établies de telle manière que, par exemple, pour la moitié des positions de sélection, on obtient des trajets de courant de même longueur tandis que pour l'autre moitié desdites positions, les trajets de courant ont des longueurs différentes, comme représenté sur la figure 1. La figure 3 montre la disposition des contacts en couteau généralement adoptée actuellement dans les sélecteurs et les inverseurs.On voit immédiatement que, lors de l'établissement de la liaison entre les barrettes de contact et les contacts en couteau 11 et 12, on obtient une répartition de courant défavorable tandis que, lors de l'éta- blissement de la liaison entre les barrettes de contact et les contacts en couteau 14 et 15, les trajets de courant passant par les diverses barrettes de contact sont sensiblement de même longueur. Les conditions décrites ci-dessus ont généralement pour effet que, dans un appareil de commutation du type précédemment défini, certaines des barrettes de contact des ponts de contact mobiles sont à certains moments surchargées du fait que les diverses barrettes de contact présentent des résistances inductives différentes. Ceci conduit à un fort échauffement indésirable. Compte tenu de ce qui précède, l'invention a pour objet de créer un appareil de commutation du type décrit ci-dessus, dans lequel une charge uniforme des ponts de contact mobiles est assurée dans toutes les positions de réglage. A cet effet, suivant l'invention, les trajets de courant passant par les barrettes de contact, en partant du point de connexion du conducteur d'amenée de courant sur le contact fixe et en terminant au point de connexion du conducteur de sortie de courant sur la voie de contact de frottement, sont de même longueur, quelle que soit la position des ponts de contact par rapport aux contacts fixes.Suivant l'invention, on obtient une égalisation des trajets de courant, dans un appareil de commutation de forme circulaire en disposant les branchements de courant sur les contacts fixes, non pas latéralement comme représenté sur les figures 1 à 3, mais symétri triquement et au milieu desdits contacts, comme indiqué sur la figure 4 et en effectuant en même temps les branchements de courant sur la bague de frottement en plusieurs points uniformément répartis autour de sa póriphérie. Avec cette disposition, on obtient des résultats optimaux si le nombre des points de connexion sur la bague de frottement est égal au nombre de contacts fixes. I1 est en outre avantageux de disposer les points de connexion sur la bague de frottement de telle manière que chacun d'eux soit équidistant de deux contacts fixes. Alors qu'une construction symétrique du contact fixe est facile à réaliser, la disposition des nombreux conducteurs de connexion à l'intérieur de la bague de frottement peut présenter des difficultés. Cette forme d'exécution ne convient donc que pour des sélecteurs-ne comportant qu'un petit nombre de prises. Les difficultés qui viennent d'être mentionnées peuvent être évitées si, suivant une autre variante de l'invention, l'smelëe du courant sur la bague de frottement s'effectuant en un seul point comme dans les dispositifs connus, les contacts fixes sont toutefois disposés de telle façon que le point de connexion sur la bague de frottement et le point de connexion sur le contact fixe, se trouvent opposés en diagonale par rapport aux ponts de contact mobiles. Cette forme d'exécution est représentée sur la figure 5.Dans cette variante, le courant, amené par l'intermédiaire du point de connexion 8 est transmis aux barrettes de contact des deux côtés à la fois par l'intermédiaire de la bague de frottement, une partie de ce courant passant à partir du point de connexion 8 dans le sens des aiguilles d'une montre, tandis que le reste traverse la bague de frottement en sens inverse des aiguilles d'une montre. Une autre amélioration de la répartition du courant peut être obtenue en fendant la bague de frottement en un point de sa périphérie et en isolant le point de discnntinuité de telle manière qu'aucun passage de courant n'y soit possible. Avec cette disposition, qui est représentée sur la figure 6, le courant n'est amené à chacun des contacts fixes, par l'intermédiaire de la bague de frottement, que d'un seul c8té.On obtient ainsi, dans chaque position du commutateur, pour les diverses barrettes de contact, des trajets de même longueur, à condition que les points de connexion 7 et 8 soient opposés en diagonale par rapport aux barrettes de contact. La fente de la bague de frottement est avantageusement oblique, comme représenté sur la figure 7. Ainsi, les barrettes de contact peuvent glisser sur la bague de frottement sans rencontrer de résistance mécanique importante. Le point de discontinuité doit en outre être disposé de façon qu'il se trouve sensiblement équidistant de deux contact fixe, de telle manière qu 1 ne soit shunté par des barrettes de contact conduisant du courait aafls aucune des positions du commutateur. Comme la rigiuité diélectrique entre bague d- frottement et contact en couteau au point de discontiluite pur ette plus faible que dans le reste de la périphérie, ce point est avantrgeusemnt choisi à un emplacement où la différence de potentiel entre contact en couteau t bague de frottement est aussi petite que possible. Si, comme indiqué sur la figure 6, la fente ou coupure 16 de la bague de frottement est disposée sur la périphérie en un point fortement décalé angulairement par rapport à l'entrée du courant 8, alors pour obtenir une répartition uniforme du courant, une partie des contacts fixes doit être disposée de telle façon que le branchement du courant soit situé à gauche de la ligne joignant le point de connexion 8 à la coupure 7, tandis que pour les autres contacts fixes, il est situé a droi.t . Une telle disposition peut sans aucun doute donner lieu à des confusions lors du montage.On peut l'éviter si, Jiart une autre caractéristique de l'ir.f~n- tion, on prévoit la coupure 16 tres près de l'entrée de courant 8 comme indiqué sur la figure 8. Dans ce cas, tous les contacts fixes peuvent être disposés de façon que les points de connexion soient tous orientés dans le même sens et qu'on obtienne une répartition du courant uniforme correspondant à la figure 2 quelle que soit la position du commutateur. Sur la figure 8, l'entrée de courant est disposée à droite de la coupure et près de celle-ci et les cosses de connexion des contacts fixes sont en conséquence toutes orientées en sens inverse des aiguilles d'une monture. Si l'on dispose l'entrée de courant près de la coupure mais à droite de celle-ci, alors les contacts fixes doivent être retournés de façon correspondante afin que les cosses de connexion soient toutes orientées dans le sens des aiguilles dune montre. Si les contacts fixes sont juxtaposés en ligne droite, et sont connectés au moyen de ponts de contact aux contacts fixes d'une ou plusieurs glissières de contact disposées en regard, alors, suivant l'invention, les cosses de connexion des contacts fixes sont disposées de telle façon qu'elles soient orientées dans le sens opposé au point de branchement sur la ou les glissières de contact. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de commutation pour tInstormateurs. tels que sélecteurs fins ou présélecteurs pour commutateurs de puissance, inverseurs ou analogues, dans lequel plusieurs contacts fixes sont disposés circulairement ou juxtaposés en ligne droite et peuvent être reliés à une voie de contact de frottement disposee au centre ou en face d'eux, au moyen de ponts de contact constitués chacun par plusieurs barrettes de contact parallèles, ledit appareil étant caractérisé en ce que les trajets de courant passant par les barrettes de contact parallèles, en partant du point de connexion du conducteur d'amenée de courant sur le contact fixe et en terminant au point de connexion du conducteur de sortie du courant sur la voie de contact de frottement, ont tous la même longueur, quelle que soit la position des ponts de contact par rapport aux contacts fixes. 2. Appareil de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas de contacts disposés circulairement, le nombre des points de connexion sur la voie de contact de frottement, dans ce cas réalisée sous la forme d'une bague de frottement, est égal au nombre des contacts fixes, en ce que les points de connexion sur la bague de frottement sont disposés de telle manière que chacun d'eux soit situé entre deux contacts fixes et en ce que le point de connexion de chaque contact fixe est disposé symétriquement par rapport à la voie de contact s'étendant en direction périphérique. 3. Appareil de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce queue point de connexion de la bague de frottement e disposé entre deux contacts fixes et en ce que les points de connexion de tous les contacts fixes situés à gauche du diamètre partant du point de connexion de la bague de frottement sont disposés à l'extrémité gauche du contact fixe associé tandis que les points de connexion des contacts fixes situés à droite dudit diamètre sont disposés à l'extiSmité droite du contact fixe associé. 4. Appareil de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de frottement circulaire est fendue en un point de sa périphérie et en ce que les branchements de courant de tous les contacts fixes situés à gauche de la ligne joignant la coupure au point de connexion de la bague de frottement sont disposés chacun à l'extrémité gauche du contact fixe associé tandis que les connexions des autres contacts fixes sont situées chacune à l'extrémité droite du contact fixe associé. 5. Appareil de commutation selon revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que la bague de frottement circulaire est fendit immédiatement à cté du point de branchement du courant et en ce que les intacts fixes sont disposés de telle façon que leur voie de contact soit située entre le point de connexion de la bague de frottement et leur propre piat de connexion. 5. Appareil de commutation selon la revendication 1, du type comportant des contacts fixes juxtaposés en ligne droite, et une ou plusieurs glissières de contact disposées en regard de ces contacts fixes, ledit appareil étant caractérisé en ce que les cosses de connexion des contacts fixes sont orientées dans le sens opposé au point de connexion de la glissière de contact associée.