Brevet FR2143078A1 — publié le 19730202

La présente invention concerne un commutateur pour changeur de prises en charge de transformateurs de réglage, du type comportant un ensemble de contacts dans trois plans, à l'intérieur d'un châssis, l'un des plans étant le plan des résistances de commutation, l'autre celui des contacts préliminaires et le troisième le plan des contacts principaux, et ayant dans chaque plan au moins deux contacts fixes prévus sur des parties de châssis extérieures et deux perte-contacts basculants portant les contacts mobiles, intérieurs. De tel s commutateurs connus sont équipés d'une cinématique comportant une ou plusieurs articulations à genouillères. Chaque porte-contact peut pivoter séparément autour de son axe et les articulations à genouillères, montées entre les porte-contactssont réalisées de façon qu'en fonction de la position de l'accumulateur de forces venant agir directement sur l'articulation à genouillères, ltun ou l'autre des porte-contactsvient s'appuyer par son contact mobile contre le contact correspondant fixe (brevet autrichien 176 265). TJne telle construction est encombrante et nécessite une cinématique qui coopère directement avec les porte-contact. Cela signifie que la cinématique coopère avec l'ensemble des contacts ce qui ne permet pas de séparer clairement les organes d'entraînement et l'ensemble des contacts.Or, cela entrane des difficultés notamment lorsqu'on commande des commutateurs multipolaires à l'aide d'un seul entrarnement. Comme les porte-contact et les axes de pivotement sont écartés, il est difficile d'avoir une sortie de courant commune. la présente invention a pour but de créer un commutateur du type indiqué ci-dessus, ayant une cinématique simple permettant d'avoir une séparation claire des organes d'entraSnement et de l'ensemble des contacts, de façon à permettre la fabrication par exemple de commutateurs multipolaires ou pour courant à haute tension, ayant plusieurs portecontact en parallèles, sans qu'il soit nécessaire dans ce cas de modifier fondamentalement la cinématique utilisée, et qui permette en outre de sortir simplement le courant, notamment dans le cas d'une sortie vers le point étoile. A cet effet l'invention concerne un commutateur caractérisé en ce que les porte-contact pivotent tous autour d'un seul et même axe de pivotement et sont commandés par un arbre d'entratnement commun qui passe entre les deux porte-contact de chacun des trois plans, cet arbre d'entratne- ment ayant dans chaque plan un levier à deux bras s'appuyant élastiquement contre les deux porte-contact, les deux portecontact du plan des contacts principaux ainsi que les deux portecontact du plan des contacts préliminaires étant solidaires l'un de l'autre et formant entre eux une courbe intérieure respective commandant la succession des commutations, le levier d'entratnement à deux bras en équerre, correspondant, venant agir contre la courbe intérieure respective, tandis que les deux porte-contact du plan des résistances de commutation peuvent être écartés, l'un de l'autre, chacun de ces deux porte-contact présentant sur son c8té intérieur une courbe dont la forme commande l'écartement, le levier d'entraînement, à deux bras faisant entre eux un angle plat, coopèrant avec ces courbes. I1 est avantageux que dans un tel commutateur, la sortie vers le point étoile des trois plans se trouve au voisinage de l'axe de pivotement, fixée sur le portecontact de façon à être sensiblement parallèle à l'axe de pivotement. les avantages de l'invention résident notamment dans le fait que pour une cinématique de construction simple, on a un ensemble peu encombrant, permettant de séparer clairement les organes d'entratnement et l'ensemble des contacts, et de réunir des commutateurs multipolaires sans que cela nécessite des modifications dans la cinématique. Pour des commutateurs multipolaires, il suffit simplement d'avoir un arbre d'entraSne- ment plus long, ce qui n' est pas un problème étant donné que l'arbre d'entraSnement se trouve entre les deux porte-contact de chaque plan de contacts et que les autres organes de construction ne sont pas gênants. Cela signifie que même pour des commutateurs multipolaires, il suffit d'avoir une plaque de fond et une plaque de recouvrement.Les divers rails de courant des divers plans de commutation peuvent ainsi s'utiliser pour le montage en série. La commande à l'aide de l'arbre d'entraînement est très simple puisque le levier d'entrainement s'appuie élastiquement contre les porte-contact et par suite de la forme des courbes des porte-contact, on peut réaliser sans difficulté la succession voulue des commutations. Pour réduire la durée de la commutation il est possible de commander l'arbre d'entratnement, par bonds à l'aide d'un accumulateur de forces, ce qui permet d'avoir une commande rapide, reconnue nécessaire, des contacts. l'appui élastique des leviers d'entratnement à deux bras sur les portecontact, fournit également la force d'appui des contacts et une érosion éventuelle par échauffement d'un élément de contacts n'entralne pas d'incident. La forme des courbes des porte-contact et les leviers d'entratnement à deux bras en équerre pour les contacts préliminaires et les contacts permanents principaux, ainsi que le levier d'entratnement à deux bras alignés pour le plan des contacts des résistances, permet un mouvement pratiquement sans rebondissement des divers organes de contact, mobiles, en utilisant un angle de commutation de l'arbre d'entraSnement, qui se limite à 900. Par ce mouvement, sur le levier d'entratne- ment, la force des bras s'annule alors que l'autre augmente jusqu'à la valeur nécessaire pour les contacts. Un mode de réalisation de l'invention est représenté sur les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une projection côte à côte des trois plans de l'ensemble des contacts du commutateur selon l'invention. - les figures 2 et 3 représentent le même montage que la figure 1, au cours de différentes phases de commutation. - la figure 4 est une vue de face du commutateur et, - la figure 5 est une vue de c8té du commutateur. Comme cela ressort des figures, l'en- semble des contacts du commutateur est logé principalement dans un chassies constitué par quatre barreaux isolants 1, d'une plaque de fond 2 et d'une plaque de recouvrement 3. Le plan supérieur représente le plan des résistances W. Le plan médian est le plan des contacts préliminaires V et le plan inférieur est celui des contacts principaux H. Ces trois plans de l'en- semble des contacts sont représentés l'un derrière l'autre dans la figure 1. Comme on le remarque, dans chaque plan, on a deux contacts fixes 4, 4', 5, 5', 6, 6' qui sont portés par des éléments de châssis extérieur à savoir les barreaux isolants 1. Entre les contacts fixes 4, 4'et 5, 5' ainsi que 6, 6', on a respectivement prévu des porte-contact 7, 7', 8, 8', 9, 9' ayant des contacts mobiles 10, 10' 11, lui', 12, 12'. Les porte-contact basculants 7,7', 8, 8', 9, 9' sont tous susceptibles de basculer autour d'un seul et même axe 13 de sorte que les contacts mobiles 10, 10', 11, 11', 12, 12' qu'ils portent peuvent être amenés en contact avec les contacts fixes 4, 4', 5, 5', 6, 6' ou Qtre séparés d'eux. On bascule les porte-contact 7, 7', 8, 8', 9, 9' à l'aide d'un même arbre d'entraînement 14 qui est dans chaque cas amené entre les porte-contact 7, 7' et 8, 8' ainsi que 9, 9'. Cet arbre d'entraînement comporte dans chaque plan un levier d'entraSnement à deux bras 15, 16, 17. Chaque bras de ce levier d'entraSnement à deux bras s'appuie de façon élastique contre le porte-contact correspondant 7, 7', 8, 8', 9, 9' et peut glisser le long du côté arrière du porte-contact grâce à un galet respectif 18, 18'. Le mouvement des porte-contact obtenu grâce au levier d'entratnement, dépend de la forme de la courbe que chaque porte-contact présente aux galets 1â, 18'. Comme autres caractéristiques, il faut remarquer que les deux porte-contact 7, 7' du plan de résistances W peuvent être écartés, car pendant un court instant ils doivent amener leurs contacts mobiles 10, 10' en meme temps, en prise avec les contacts fixes 4 et 4'. A cet effet, les deux bras du levier d'entraSnement 15 font entre eux un angle plat. Les porte-contact 8 et 8' du plan des contacts préliminaires W, sont constitués exactement comme les porte-contact 9 et 9' du plan des contacts principaux H, en une seule pièce définissant une courbe intérieure 19, 20. L'arbre d'entrainement 14 passe à l'intérieur de ces courbes. Les deux bras en équerre des leviers d'entraînement 16, 17, glissent grâce aux galets 18, 18' le long de ces courbes. La forme des courbes intérieures 19, 20 et la forme de la courbe à l'intérieur des porte-contact 7, et 7' sont déterminées l'une en fonction de l'autre de façon que pour une rotation de l'arbre d'entraene- ment 14, on obtienne la succession de commutation aux points de contacts. Par suite du faible mouvement relatif des porte-contact 7, 7', 8, 8', 9, 9' au niveau de leur axe de pivotement 13, il est possible , sans difficulté, de prévoir à cet endroit la sortie du courant 21 allant pour les trois plans H, V, W de 11 ensemble des contacts, au centre de l'étoile des trois phases. Le conducteur de sortie 21 est monté sensiblement parallèle à l'axe de pivotement 17 et peut Btre continu dans le cas de commutateurs à trois phases, dont les commutateurs proprement dits sont montés l'un au-dessus de l'autre. Le déroulement d'une commutation sera décrite plus en détails en relation avec les figures 1, 2 et 3. Selon la figure 1, le commutateur se trouve en position de repos. Tous les points de contact situés à droite sont fermés. Pour la commutation destinée à ouvrir les contacts droits et à fermer les contacts gauches, on tourne l'arbre d'entratnement 14 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. On effectue cela de préférence par bonds, à l'aide d'un entraînement à accumulateur de force, classique.Cette première phase de rotation de l'arbre d'entraînement 14 ou le mouvement de basculement correspondant des leviers d'entraîne- ment à deux bras 15, 16, 17 produit dans les trois plans de contacts les mouvements suivant : Dans le plan des contacts principaux H, le galet 18 descend tout d'abord de la saillie 91 de la partie droite de la courbe intérieure 20, si bien que la force de contact s 'exerçant vers la droite sur le porte-contact 9 s'annule. En mdme temps le galet 18' pousse le flanc 92' de la partie de gauche de la courbe intérieure si bien que la force exerçée à cet endroit augmente et bascule vers la gauche les porte-contact 9', 9. Cela signifie que le contact mobile 12 des plans des contacts principaux H se décolle immédiatement du contact fixe 6 au début de la commutation.Par contre, dans le plan des contacts préliminaires V, le galet 18 monte pendant un certain temps le long du flanc 81 de la courbe intérieure 19 et le galet 18' roule pendant le méme temps vers la gauche en direction du flanc 81' sans qu'il n'y ait de modifications importantes des forces exercées dans le plan des contacts préliminaires V. Cela signifie que le contact préliminaire mobile Il reste en contact avec le contact fixe 5. Pendant ce temps, dans le plan de commutation des résistances, le galet 18 parcourt une certaine distance sans que la force 'exerçant sur le porte-contact 7 ne soit modifiée alors que le galet 18' appliqué contre une saillie 71' du porte-contact 7', fait déjà basculer vers la gauche le portecontact 7' d'une certaine distance, en direction du contact fixe 4'. Dans le plan de commutation des résistances, immédiatement au début de la commutation, on écarte ainsi les deux portecontact 7 et 7'. Les variations décrites précédemment, qui se produisent au cours de la première phase de mouvement sont représentées en tireté sur la figure 1. La phase suivante du mouvement produit les modifications suivantes : (voir figures 2 et 3) Dans le plan des contacts principaux H, les porte-contact 9, 9' et le levier à deux bras 17 et ces galets 18, 18' viennent en position moyenne, correspondant à l'équilibre des forces dans les deux directions. Cette position moyenne correspond au fait que les porte-contact 9, 9' basculent autour de l'axe 13 alors que le levier d t entraînement à deux bras 17 ayant un bras de levier notablement plus faible, bascule avec l'arbre d'entraînement 14. Dans le plan des contacts prélimInaires V, le galet 18' qui, entre temps est venu contre le flanc 811, pousse vers la gauche les porte-contact 8t et 8. De cette façon, le contact mobile 11 du plan des contacts préliminaires se dégage de son contact fixe 5 et les porte-contact 8, 8' viennent également dans une position moyenne pour le levier d'entraînement à deux bras 16. Ainsi le galet 48 vient tout à l'extrémité du flanc 81 alors que le galet 18' n'a pas encore décrit complètement le flanc 81'. Dans le plan de commutation des résistances W, dtune part le galet 18 a poursuivi son mouvement ascendant jusqu'à venir sur la saillie 71 du porte-contact 7 alors que d'autre part le galet 18' est également venu contre la saillie 71' du porte-contact 7' .L'écartement des deux portecontact 7, 7' est ainsi réalisé et les contacts mobiles 10, 10' du plan de commutation des résistances sont simultanément en prises avec les contacts fixes correspondant 4 et 4'. le déroulement ultérieur des mouvements se fait en sens inverse Dans le plan des contacts principaux H, les galets 18 et 18' continuent à se déplacer le long des flancs 92, 92', vers la gauche, sans modification de position des porte-contact 9, 9' jusqu'à ce que le galet 18' vienne buter contre la saillie 91'. Dans le plan des contacts préliminaires, le galet 18' pousse vers la gauche les porte-contact 81', 81, si bien que le contact mobile 11' vient en appui contre le contact fixe 5'. Simultanément, dans le plan de commutation des résistances, le galet 18 descend de la saillie 71 par le haut , si bien que le contact mobile se sépare du contact fixe 4 pendant que le galet 18' descend en conservant la force de contact exercée sur le porte-contact 7'.Enfin le galet 18' du plan des contacts principaux H, qui entre temps avait rencontré la saillie 91', continue à déplacer vers la gauche les porte-contacJ 9, 9' , ce qui établit également le contact entre le contact mobile 12' et le contact fixe correspondant 6'. Le galet 18t vient complètement contre la saillie 91' pour que la force de contact s'exerce complètement. Il faut encore indiquer que la commutation décrite dans les diverses phases, se fait par bonds dans l'espace de fractions de seconde. Pour le passage du courant, il faut indiquer quten position de repos, (figure 1) le courant passe dans le sens des flèches, essentiellement par le plan des contacts principaux H et en partie également par le plan des contacts préliminaires V pour aller vers le point étoile alors que dans le plan de commutation des résistances, il n'y a pratiquement aucun courant qui passe du fait des résistances de commutation R. Selon la figure 2, le courant limité qui passe par les résistances R passe seul dans le plan des résistances de commutation W, alors qu'à la figure 3, on a un courant de court-circuit de gradin, limité par les deux résistances de commutation R et R', ce courant passant par le plan des résistances de commutation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté. 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 O IS S REVEND I CAT I O 1 ) Commutateur pour changeur de prises en charge de transformateurs de réglage, du type comportant un ensemble de contacts dans trois plans, à l'intérieur d'un châssis, l'un des plans étant le plan des résistances de commutation, l'autre celui des contacts préliminaires et le troisième le plan des contacts principaux, et ayant dans chaque plan au moins deux contacts fixes prévus sur des parties de châssis extérieures et deux porte-contact basculants portant les contacts mobiles, intérieurs, commutateur caractérisé en ce que les porte-contact pivotent tous autour d'un seul et même axe de pivotement et sont commandés par un arbre d'entraînement commun qui passe entre les deux porte-contact de chacun des trois plans, cet arbre d'entraînement ayant dans chaque plan un levier à deux bras stappuyant élastiquement contre les deux porte-contact, les deux porte-contact du plan des contacts principaux ainsi que les deux porte-contact du plan des contacts préliminaires étant solidaires l'un de l'autre et formant entre eux une courbe intérieure respective commandant la succession - des commutations, le levier d'entraînement à deux bras en équerre, correspondant, venant agir contre la courbe intérieure respective, tandis que les deux porte-contact du plan des résistances de commutation peuvent être écartés l'un de l'autre, chacun de ces deux porte-contact présentant sur son côté intérieur une courbe dont la forme commande ltécartement, le levier d'entraîne- ment, à deux bras faisant entre eux un angle plat, coopèrant avec ces courbes. 20) Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur de sortie allant des trois plans vers le point étoile est prévu au voisinage de l'axe de pivotement, sur le porte-contact et est disposé sensiblement parallèlement à l'axe de pivotement. 3 ) Commutateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le levier d'entraînement est en forme de levier à galets dont les galets roulent sur les courbes intérieures. 40) Commutateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chassies est principalement constitué d'une plaque de fond et d'une plaque de recouvrement dans lesquelles sont montés l'axe de pivotement et l'arbre d'entraînement, ainsi que de quatre barreaux isolants les rails de courant des divers plans étant disposés sur les barreaux et l'axe de pivotement, pour permettre un montage par empilement.