Brevet FR2285692A1 — publié le 19760416

La présente invention se rapporte à un circuit de commande en courant d'un dispositif produisant un flux magnétique de polarité inversable destiné plus particulièrement à la saturation et à la désaturation de noyaux d'électroaimants permanents de levage. Le circuit de commande selon l'invention est un perfectionnement important à la réalisation décrite dans le brevet fran çais n 2161262 appartenant au méme titulaire. Des procédés méca- niques et électriques permettent d'obtenir une aimantation et une désaimantation quasi totale lors par exemple du levage d 1une pitre métallique et de son dépôt à 1'endroit désiré. Les premiers utilisent le déplacement d'éléments mécaniques magnétiques constituant le circuit magnétique pour modifier celui- ci et dériver en quelque sorte le flux magnétique à l'intérieur d'une pièce auxiliaire de perméabilité supérieure. Les procédés électriques opèrent par création d 'un deusibme chanïp magnétique de valeur opposée ou par inversion du champ dans un bobinage annexe. On sait que ces deux solutions présentent des inconvénients pour des raisons de fragilité et de fiabilité et ne sont utilisables que pour les petits aimants dans le cas des procédés mécaniques nécessitant par ailleurs un temps de désaimantation très long. Les procédés électriques demandent des réalisations particulières, à deux noyaux ou à bobinage auxiliaire. De plus, le bilan énergétique de l'opération est assez mauvais. Le brevet n 2161262 décrit un dispositif de conception simple pouvant étre facilement adapté à tous les types d1 aimant destiné, à, remédier à ces ineonvénients et utilisant une batterie de condensateurscomme réservoir d'énergie. Ce dispositif semblait convenir, mais il se trouve qu'à l'usage, il présente un inconvénient majeur. En effet, dans l'attente de l'ordre d'aimantation ou de désaimantation, la batterie de condensateurs reste en permanence sous tension et comme il s'agit de condensateurs de forte capacité, donc électrolytiques, leur durée de vie à un tel régime reste faible. Il en découle la très mauvaise fiabilité de cet équipement. De plus, le variateur de puissance placé directement à l'entrée du montage avant même le redressement est une perte d'énergie inutile. La présente invention a pour but de remédier à ces différents inconvénients. Elle se propose d'arriver aux mêmes résultats avec une fiabilité de loin supérieure. A cet effet, elle se caractérise en ce que le montage comporte des moyens distincts pour le stockage l'énergie électrique continue d'aimantation et de désaimantation, une chaine de charge pour une charge fixe en énergie d'aimantation, une chaine de charge pour une charge à niveau réglable en énergie de désaimantation, des moyens de libération de l'énergie dans la bobine d'excitation et des moyens de déclenchement d'une séquence d'aimantation ou de désaimantation comprenant, successivement la charge en énergie et sa libération dans la bobine d'excitation. Le dispositif selon la présente invention se matérialise sous la forme d'une réalisation différente mieux adaptée au fonctionnement de l'électroaimant permanent de levage sur les engins de levage en métallurgie et en sidérurgie, domaines privilégiés de la manutention magnétique. Les différentes se situent au niveau des circuits qui n'ont pas été décrits dans le dispositif selon le brevet nO 2161262. Les thyristors de commande sont passés du nombre de quatre à, deux et la batterie de condensateur est scindée en deux groupes possédant chacun son propre circuit de charge pour l'aimantation et la désaimantation. L'équipement selon la présente invention permet une commande plus souple et plus fiable d'un aimant permanent. En effet, la commande est plus souple par l'énergie emmagasinée dans le groupe de condensateurs rendue réglable grâce à un temporisateur, la commande est plus fiable car aucun composant fragile ne reste sous tension entre deux séquences. Le fonctionnement cyclique qui s'avère gantant dans certains cas est supprimé. L'péteur peut ainsi effectuer successivement, par exemple produire autant de manoeuvres d'aimantation qu'il le désire. On peut donc réaimanter si nécessaire. De plus, la désaimantation peut s'effectuer à niveau réglable. Un avantage supplémentaire apparait dans le cas d'un bobinage à faible résistance : le courant d'aimantation est supérieur à, la pointe de saturation. La force d'arrachement produite par le courant d'aimantation et le champ magnétique restant après aimantation suffit à assurer la force de maintien. On pourra utiliser l'invention dans des domaines très variés où l'on a besoin d'une force magnétique (ponts, grues, tris magnétiques, dépôts magnétiques, orientations magnétiques). On comprendra mieux l'invention à, la lecture de la description qui suit et en examinant les dessins qui l'accompagnent et dans lesquels - la figure 1 est un schéma synoptique du circuit de commande selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma électrique du circuit de cammande selon l'invention - la figure 3 est un schéma électrique d'un module de dé clenchement. On décrira tout d'abord le schéma synoptique pour bien situer les différents organes et on détaillera ensuite en examinant le schéma électrique. La présente invention comporte une entrée principale 1 d'alimentation au réseau électrique et deux entrées secondaires 2 et 3. La tension alternative incidente traverse un sectionneur d'entrée 4 relié d'une part à un transformateur d'alimentation 5 des circuits de commande et de signalisation et å un contacteur 6 à deux voies 7 et 8. La voie 7 est branchée à un pont redresseur 9 tandis que la voie 8 alimente n gradateurde puissace 10 commandé par un module de déclenchement il. Le po nt redresseur 9 et le gradateur 10 alimentent chacun une batterie de condensateurs respectivement d'aimantation 12 et de désaimantation 13. Les bornes de chacun de ses groupes se referment sur la bobine d'excitation 14 de l'electroaimant à travers un organe à conduction commandé 15, 16 par exemple un thyristor relié chacun à un déclencheur, respectivement d'aiman- tation et de désaimantation 17 et 18. Le contacteur 6 se trouve relié à, un organe de commande & distance 19 permettant de déclencher après un certain temps 1'aimantation ou la désaimantation - et ceci à travers un dSclen- cheur 17 ou 18. Dans le schéma électrique, on retrouve les éléments déjà énoncés, le sectionneur d'entrée 4, le transformateur 5, le contacteur 6 se décomposant en un contacteur d'aimantation 20 pour ses contacts supérieurs et un contacteur de désaimantation 21 pour ses contacts inférieurs. La voie 7 comporte en série une résistance de protection 22. Le pont redresseur 9 alimente la batterie de condensateurs d'aimantation 12 à travers des fusibles de protection 23 et 24. Le groupe de condensateurs d'aimantation se trouve shunté par une résistance de protection d'aimantation 25. La voie 8 de désaimantation comporte en dérivation l'alimentation du déclencheur 11 et en série le gradateur de puissance 10 constitué principalement d'un thyristor 26 monté en série sur la ligneont les bornes principales sont shuntées par un réseau série 27 résistance-condensateur. Son circuit gachette est relié au déclencheur de désaimantation il suivant une ligne shuntée par une diode 28 et résistance de polarisation 29. Le déclencheur 11 comporte à son extérieur une résistance variable 30 pour le réglage de la puisse de désaimantation.La ligne de désaimantation comporte une résistance de protection 31 et des fusibles 32 et 33, et alimente le condensateur de désaimantation 13 shunté par une résistance de protection 34. Les groupes de condensateurs et leur résistance sont connectés à, un point milieu M auquel se trouve relié la bobine d'excitation 14 à travers un fusible 35. Le circuit se referme sur les condensateurs à, travers les thyristors d'aimantation 36 et de désaimantation 37 à partir d'un point cammun P vers les bornes des condensateurs respectifs. Les thyristors sont montés de façon que la bobine 14 soit traversée par des courants de sens différents. Leur circuit de gachette se trouve Elié au déclencheur 17 et 18 respectif selon une ligne shuntée par des dipôles résistance-diode 38 et 39. Les déclencheurs sont alimentés à partir du réseau par des contacts 41 et 42 à résistance fixe 40 dont les commandes sont effectuées à partir des contacteurs 21 et 22 d'aimantation et de désaimantation. On examinera rapidement ci-après les circuits internes d'un module de déclenchement. Les modules de déclenchement de ce genre de matériel sont à transistor unijonction 43 et à transbrmateur d'impulsion 44. On pourra les examiner plus en détail en se référant à la figure 3. Les impulsions de commande apparaissent aux bornes 35 et 46 du secondaire du transformateur d'impulsion 44, bornes re liées par une résistance 47 car le transistor unijonction fonc tionne en oscillateur grâce à un condensateur 48 et au primaire du transformateur d'impulsions. Le montage est alimenté par un transformateur basse tension 49. La tension subit. un redressement mono-alternance par une diode 50 et sa résistance 51. Cette tension alimente le transis tor unijonction par l'intermédiaire d'une résistance de charge 52 et sert à, son déclenchement par l'intermédiaire d'un circuit comprenant une première diode 53, une résistance 54 et une deu xième diode 55. Le cirait est ouvert entre la première diode et la résistance pour la mise en série de contacts de commande. On décira ci-après sommairement les phases de fonctionnement. I1 suffit d'une fermeture de quelques secondes du contacteur d'aimantation ou de désaimantation 20 ou 21 pour charger les condensateurs correspondants 12 ou 13. Lorsque la charge est com- plète, les contacteurs s'ouvrent et provoquent après une certaine constante de temps la fermeture des contacts 41 ou 42. On peut obtenir alors la saturation ou la désatur-tion du noyau en tran smettant en un temps relativement court l'énergie des condensa teurs dans le bobinage d'excitation 14 et ceci par déclenchement de conduction d'un thyristor 36 ou 37. Le contacteur se remettant en position ouverte dès que la charge des condensateurs est complète, aucune tension permanente ne peut rester à leurs bornes et donc les détériorer de ce fait. Pour la désaimantation, la tension de charge des condensa teurs 13 est rendutreglable par l'intermédiaire de 30. L'invention a été décrite en détail, mais i7bien entendu que de légères modifications sont possibles en gaihnt à l'inven- tion toute sa valeur. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande encourant d'un dispositif appelé à, produire un flux magnétique de polarité inversable pour la saturation ou la désaturation d'une matière magnétique destinée en particulier à, la manutention de pièces métalliques caractérisés en ce qu'il comporte des moyens distincts pour le stockage de l'énergie électrique continue d'aimantation et de désaimantation, une chaine de charge pour une charge fixe en énergie, d'aimantation, une chaine de charge pour une charge Niveau réglable en énergie de désaimantation, des moyens dQlibération de l'énergie dans la bobine d'excitation et des moyens de déclenchement d'une séquence d'aimantation ou de désaimantation comprenant successivement la charge en énergie et sa libération dans la bobine d'excitation. 2. circuit selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de stockage sont deux batteries de condensateurs 12 et 13 respectivement d'aimantation et de désaimantation. 3. Circuit selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chaine de charge en énergie d'aimantation se compose d'n contacteur 20, d'une résistance de protection 22, d'un pont redresseur 9, de fusibles 23 et 24 et de la batterie de condensateurs de charge 12 dont l'unedes bornes est reliée à, un point milieu M. 4. Circuit selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chaine de charge en énergie de désaimantation comporte un contacteur 21, un gradateur de puissance 10 commandé par un déclencheur réglable 11 par une résistance variable 30, une résistance et des fusibles de protection 31, 32 et 33. 5. Circuit selon la revendication 1 caractérisé en ce que la libération d'énergie s'effectue par l'intermédiaire d'un thyristor 36 ou 37 prévu dans chaque circuit d'aimantation, ou de désaimantation commandé pardon module de déclenchement 17 ou 18 à, partir de contacts 41 ou 42 commandés par les contacteurs 20 ou 21. 6. Circuit selon la revendication 1 caractérisé en ce que la commande d'aimantation et de désaimantation s'effectue à, partir d'un organe 19 de commande à, distance agissant sur les contacteurs 20 ou 21 qui, après la charge des condensateurs s'ouvrent et produisent la fermeture des contacts 41 ou 42 pour la libération de l'énergie d'aimantation ou de désaimantation.