Brevet FR2269186A1 — publié le 19751121

La présente invention concerne un montage d'une bobine excitatrice pour disjoncteurs ou relais qui doivent fonctionner en courant continu, et dont la consommation d'énergie dans la phase d'arrêt doit être maintenue à une faible valeur. Le fonctionnement de disjoncteurs ou de relais en courant continu, comme c1 est le cas en particulier dans les véhicules à accumulateurs, souleve une série de problèmes. Pour des raisons de prix, d'encombrement et de poids, les bobines des disjoncteurs ou des relais sont habituellement sous-dimensionnées, de telle sorte qu'elles peuvent supporter momentanément une certaine surcharge qui est nécessaire pour l'attraction. De ce fait, ces éléments de construction sont à un degré accru sensibles à la température. De plus, dans le fonctionnement sur accumulateurs, l'énergie n'est pas disponible en quantité quelconque, mais 1? énergie accumulée dans les accumulateurs doit être consommée économiquement, de préférence pour la commande proprement dite. La perte de chaleur qui se produit dans les bobines, aussi bien lors de l'attraction que lors de l'arrêt, doit être évacuée pour ne pas surchauffer les éléments de commutation. Ce problème a été résolu jusqu'ici par le fait que, sur le disjoncteur ou sur le relais, est prévu un contact auxiliaire qui n'implique pas seulement une dépense d'encombrement et de prix, mais aussi qui fonctionne le cas échéant trop rapidement sans attendre l'attraction complète du disjoncteur. Ce contact auxiliaire avait pour but de placer avant la bobine une résistance additionnelle qui réduisait le courant de maintien à une faible valeur, mais aussi de son côté contribuait à la dissipation de puissance. La présente invention a pour but de maintenir la consommation d'énergie électrique à une faible valeur dans la phase de maintien de disjoncteurs ou de relais fonctionnant en courant continu, et en même temps d'empêcher le développement de chaleur dans le montage pour la protection des éléments de construction semi-conducteurs. En conséquence, l'invention concerne le montage d'une bobine excitatrice pour disjoncteur ou relais fonctionnant en courant continu. L'invention est caractérisée en ce que, dans la phase de maintien, la tension d'alimentation est appliquée par impulsions à la bobine excitatrice par l'intermédiaire d'un commutateur électronique sans contact ou d'un transistor. L'avantage spécial du montage conforme à l'invention réside dans le fait que, par le fonctionnement par impulsions, la charge de la source de tension pour la tension d'alimentation dans la phase de maintien est fortement diminuée. En meme temps que la consommation de courant est diminuée, il se produit un plus faible développement de chaleur, en particulier dans les résistances du montage parcourues par le courant. Cela conduit à cet autre avantage qu'une série d'éléments de construction peut être dimensionnée de façon plus petite et par conséquent qu'il se produit une économie d'encombrement et de frais. Dans la phase d'attraction, il est particulièrement avantageux de shunter le générateur d'impulsions pour la durée de fonctionnement d'un organe RC, ou en fonction de l'allure du courant dans la phase d'attraction, de sorte que le générateur d'impulsion n'agit pas dans la phase d'attraction et que l'attraction peut être exécutée rapidement et sûrement. Cela peut se faire par le fait qu'en employant une résistance de mesure pour le réglage de la fréquence et/ou de la durée des impulsions, le shuntage du générateur d'impulsions se fait en court-circuitant la résistance de mesure. C'est la façon la plus simple d'amener tout le courant à la bobine excitatrice pour la durée de la phase d'attraction. Dans les montages avec un courant d'excitation assez élevé et dans lesquels il est prévu également une résistance de mesure pour le réglage des impulsions, il est particulièrement avantageux de brancher dans le sens de l'écoulement une diode en parallèle sur la résistance de mesure et de court-circuiter dans la phase d'attraction la tension à prélever sur la résistance de mesure. Les figures représentent en partie schématiquement deux exemples d'exécution d'un montage suivant le modèle de l'invention. Dès que dans la figure 1 l'interrupteur 1 est fermé, le trans-istor 2 qui assure ici l'application de la tension d'alimentation dans le fonctionnement par impulsions est branché de façon conductrice. En même temps, organe RC 3,4 est chargé. Le courant de charge de cet organe RC maintient le transistor 5 conducteur, de sorte que la résistance de mesure 6 est court-circuitée. Par les transistors 2 et 5 passe tout le courant d'excitation pour la bobine 7. Le temps de marche de l'organe RC 3, 4 est calculé de telle sorte que le disjoncteur peut attirer complètement. Dès que l'organe RC 3, 4 est complètement chargé, le transistor 5 devient non conducteur et à l'amplificateur 8 est amenée la tension de mesure tombant dans la résistance 6 par le courant de fonctionnement, amplificateur 8 qui se compose essentiellement d'un déclencheur de Schmitt. Quand une chute de tension déterminée est atteinte, dans la résistance 6, le transistor 2 devient non conducteur par l'intermédiaire du déclencheur de Schmitt. Ainsi le courant d'excitation est interrompu. L'énergie accumulée magnétiquement dans la bobine excitatrice est déchargée par l'intermédiaire de la résistance 6 et de la diode 9. Dès que la chute de tension dans la résistance 6 a atteint une certaine valeur minimale, le déclencheur de Schmitt se remet en marche et rend conducteur le transistor 2. Ce cycle se répète ensuite. Dans la forme d'exécution suivant la figure 2, lors de la mise en circuit du commutateur 10, le même cycle que dans la figure 1 se déroule d'abord de façon correspondante. Ici le transistor 11 est branché indirectement par le transistor 12 dans un montage de Darlington. La mise en marche du déclencheur de Schmitt 15 se fait de la même façon que dans la figure 1. L'organe RC 13, 14 a la même fonction que l'organe RC 3, 4 dans la figure 1. La différence essentielle de ce montage par rapport à celui représenté dans la figure 1 réside en ce que par la bobine de disjoncteur 16 peut passer un courant considérablement plus fort. Cela a pour conséquence qu'également la chute de tension dans la résistance 17 est plus élevée. Pour ne pas charger dans la phase d'attraction le transistor 18 plus fortement qu'il n'est absolument nécessaire, il est prévu une résistance 20 de forte valeur ohmique. La diode 19 sert à conduire le courant plus fort qui passe par la bobine de ç sjoncteur 16, de telle sorte que la chute de tension dans la résistance 17 est pratiquement limitée à la tension d'éclusage de la diode 19. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C AT I O N S 10) Montage d'une bobine excitatrice pour disjoncteurs ou relais pour fonctionnement en courant continu, caractérisé en ce que, dans la phase de maintien, la tension d'alimentation est appliquée par impulsions à la bobine excitatrice (7, 16) par un commutateur électronique sans contact ou par un transistor (5, 18). 20) Montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence et/ou la durée des impulsions sont réglées en fonction du courant de maintien mesuré, par exemple, par la chute de tension dans une résistance de mesure (6, 17). 30) Montage suivant itune des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans la phase d'attraction, le générateur d'impulsion est shunté pendant le temps de-marche d'un organe RC (3, 4/13, 14) ou en fonction de l'allure du courant dans la phase d'attraction. 40) Montage suivant la revendication 3, avec une résistance de mesure pour le réglage de la fréquence et/ou de la durée des impulsions, caractérisé en ce que le shuntage du générateur d'impulsions (8, 15) s'effectue en court-circuitant la résistance de mesure (6, 17). 50) Montage suivant la revendication 2, avec une résistance de mesure pour le réglage de la fréquence et/ou de la durée des impulsions, caractérisé en ce que, en parallèle avec la résistance de mesure (6), une diode (9) est branchée dans le sens de l'écoulement et que, dans la phase dtattraction, la tension à prélever sur la résistance de mesure est court-circuitee.