Brevet FR2494494A1 — publié le 19820521

L'invention concerne un relais électromagnétique per- fectionné qui joint.une structure robuste et un fiable coût de fabrication. Ce relais est particulièrement adapté pour être excité par l'intermédiaire d'une pastille incorporée de matière à coefficient positif de température (PTC), en soi connue. Le relais suivant l'invention se prête particulièrement bien à la commande des enroulements de démarrage de moteurs électriques monophasés, couramment associés à des compresseurs. Pour cette application particulière, le relais est équipé d'attaches de connexion à enfichage pour son raccordement direct sur le carter du groupe motocompresseur. Mais d'autres solutions sont évidemment possibles. Comme on le verra ci-après, le relais en question pré- sente de nombreuses particularités qui en simplifient l'assem- blage, ce qui réduit les frais, et d'autres particularités qui, à égalité de prix de revient, assurent de meilleures presta- tions. Le relais électromagnétique à temps d'actionnement contrôlé suivant l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit magnétique, un enroulement d'excitation du circuit magnétique-et des moyens pour l'actionnement de cet enroulement pendant un temps pré-établi, ces moyens comprenant un élément à coefficient de température positif (PTC) monté en série entre l'enroulement et la ligne électrique d'alimentation. La présente invention va être maintenant décrite à propos de l'une de ses formes de réalisation actuellement pré- férée, présentée à titre d'illustration et sans caractère limitatif, en référence aux figures des dessins ci-annexés. La figure 1 représente un circuit de montage typique dans lequel peut être opportunément utilisé le relais électro- magnétique suivant la présente invention. La figure 2 représente schématiquement les différents éléments constituants du relais suivant l'invention, en une vue axonométrique éclatée. Les figures 3, 4, 5 et 6 sont différentes vues en plan de dessus, montrant les rapports entre les éléments représen- tés sur la figure 2. Comme on le voit sur la figure 1, 10 désigne dans l'ensemble un moteur asynchrone monophasé, comportant un enroulement de marche AM et un enroulement de démarrage AV. Pour le démarrage du moteur, il est nécessaire, on le sait, d'exciter pendant un temps bref l'enroulement de démar- rage AV. On connaît de nombreux systèmes pour effectuer une telle excitation temporaire. Dans le montage ici considéré, la borne commune "C" est raccordée à la ligne A-B avec interposition d'un interrupteur T. La borne M de l'enroulement de marche AM est reliée direc- tement à la ligne. La borne S de l'enroulement de démarrage AV est reliée à la ligne B par l'intermédiaire du contact mobile K du relais, désigné dans l'ensemble par 11. Le contact mobile K est commandé par l'électroaimant BB du relais, lequel est excité pendant un temps bref, de façon connue en soi, au moyen de la pastille PCT de matière à coefficient positif de tempé- rature, bien connue des spécialistes (Celle-ci présente, à la température ambiante, une faible résistance qui s'élève à des valeurs très élevées à la température de régime). On se référera maintenant à la figure 2 pour décrire la structure du relais suivant l'invention. Comme on peut le voir, le relais comprend une paire d'éléments 20, 21 qui constituent le circuit magnétique statique et qui sont également parcourus par un courant électrique, comme on le verra ci-après. Les éléments 20, 21 sont réalisés en fer doux plaqué d'un métal noble (argent ou nickel) et ils sont fixés de ma- nière interactive dans un support isolant 22, étant maintenus isolés électriquement l'un de l'autre. A l'élément 20 est fixé un élément de connexion électrique du type "enfichable", dési- gné par 23. A l'élément 21 est également fixé un élément de connexion semblable (24), non visible sur la figure 2. A la partie supérieure de l'élément 21 est fixé ou formé l'élément mRle d'une connexion "fast-on" (indesserrable) 25. Le support 22 est réalisé avec une forme telle qu'il constitue la bobine pour l'enroulement d'excitation. Dans la partie initiale de l'enroulement, le support 22 est muni d'une ouverture 25' qui expose une partie correspon- dante de l'élément 21 décrit ci-dessus. Cette ouverture 25' sert à permettre que l'extrémité du fil de cuivre de l'enrou- lement, dénudée, puisse établir le contact avec la partie exposée de l'élément 21 et que soit réalisée une connexion électrique sans soudure, de manière pratiquement équivalente aux connexions sans soudure dites "Wire-wrap". L'élément ferromagnétique 20 est replié en 26 pour former un prolongement polaire du circuit magnétique et un support pour un contact électrique. L'élément ferromagnétique 21 est muni d'une languette sur laquelle est insérée de manière articulée l'armature mobile 28 du relais, sur laquelle est fixé un ressort de contact 29 en cuivre au béryllium qui porte un contact homologue du contact prévu sur la partie 26. Le ressort de contact 29 est prolongé en 30 et coopère avec la languette 27 pour fournir la force élastique de travail pour l'armature mobile 28. Cette force de travail peut être réglée par déformation de la languette 27. La course d'ouverture de l'armature mobile 28 est définie par les prolongements 31, 32 d'une paroi du support 22. Le support 22 est prévu pour maintenir, dans une ouver- ture 33 pratiquée dans l'une de ses parois et dans une ouver- ture semblable formée dans son autre paroi, un élément à ressort 34 qui a sensiblement la forme d'un "E". La languette centrale 35 du ressort 34 est agencée de façon à faire contact avec l'enroulement électrique du relais (non représenté), en particulier avec l'extrémité dénudée du fil d'enroulement, de manière à réaliser une connexion électrique sans nécessité de soudure. Les autres languettes 36, 37 du ressort 34 sont agencées de façon à faire contact avec la surface inférieure d'une pastille 38 de matière céramique à coefficient positif de température (PTC).- La pastille 38, bien connue des spécialistes, a une résistance à froid très basse; mais à la suite du passa- ge de courant électrique et après un certain temps X(de 1 secon- de environ) déterminé par les constantes physiques de la pas- tille elle-même et de la matière choisie, elle se réchauffe et sa résistance s'élève à une valeur très élevée,. de l'ordre de 500 kohms, équivalente à un circuit ouvert. La pastille 38 est maintenue en place contre la. force du ressort 34 par l'élément en doigt 39 de la pièce 40, sur laquelle sont fixés un élément de connexion électrique du type "à enfichage" 41 et la partie mâle d'une connexion- indesserra- ble dite "fast-on" 42 à la partie supérieure. Tous les éléments qui viennent d'être décrits sont insé- rés dans un corps de matière plastique 42, maintenus en place par insertion interactive et protégés par un élément de recou- vrement 43. La figure 3 montre la structure des éléments ferromagnéti- ques qui constituent le circuit magnétique du relais décrit ci-dessus en référence à la figure 2. Sur cette figure,on note- ra plus précisément la disposition des éléments ferromagné- tiques 20, 21, de l'armature mobile 28, du ressort de rappel 29 et de la languette de réglage 27. La figure 4 montre la structure fondamentale du support 22 et des différentes pièces qui lui sont associées.on a utilisé les mêmes numéros de référence que sur les figures 2 et 3 pour désigner-des éléments correspondants. La figure 5 montre la disposition du ressort 34 et de la languette 35 qui établit le contact avec les spires exposées ' de l'enroulement du relais. La figure 6 montre le dispositif de maintien de la pastil- le 38, comprenant l'élément en doigt 39 de la pièce 40. Dans le relais suivant la présente invention, il est possible de mettre à profit la construction particulière pour obtenir une action de fermeture initiale des contacts au moyen du contact fixe réalisé sur l'élément 26 et le contact réalisé sur l'élément à ressort 29 et, par suite, une action de contact "à fond"-, en mesure de supporter des courants élevés entre ledit élément 26 et la partie métallique de l'armature 28 qui, comme on l'a indiqué précédemment, sont l'un et l'autre sous tension. Il convient de noter que cette description a été faite à titre d'exemple et sans caractère limitatif et on comprendra que la forme de réalisation indiquée pourra être modifiée par le spécialiste sans qu'il s'écarte pour autant du cadre de protection du présent brevet. - REVENDICATIONS - 1.- Relais électromagnétique à temps d'actionnement contrôlé, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit magnétique (20,21), un enroulement d'excitation (BE) du circuit magnétique (20,21) et des moyens pour l'actionnement de cet enroulement pen- dant un temps pré-établi, ces moyens comprenant un élément (38) à coefficient de température positif (PTC) monté en série entre l'enroulement et la ligne électrique d'alimentation. - 2.- Relais électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enroulement d'excitation (BB) comprend une bobine de fil, l'extrémité de tête de ce fil, dénudée, étant enroulée sur un premier élément conducteur (23) relié à la source d'alimentation électrique, l'extrémité de queue du fil, dénudée, étant en contact élastique et électrique avec un second élément conducteur (24) relié à la source d'alimentation. 3.- Relais électromagnétique selon la-revendication 2, caractérisé en ce que le second élément conducteur (24) est associé à des moyens de retenue (34) d'un élément (38) à coeffi- cient de température positif de contrôle de l'excitation. 4.- Relais électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments du circuit magnétique (20,21) et les éléments de contact électrique (23,24) sont en commun. 5.- Relais électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'armature mobile (28) est associée à un ressort porte-contact (29), ce ressort portecontact étant prolongé (30) pour coopérer mécaniquement avec des moyens statiques afin d'agir en tant que ressort de rappel pour l'armature mobile (28). 6.- Relais électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de tarage du relais, comprenant un élément déformable statique contre lequel agit le ressort de rappel. 7.- Relais électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les contacts ac- tifs sont dédoublés, une première action de fermeture étant effec- tuée par le ressort porte-contact (29) et une seconde action de fermeture par l'armature mobile (28) qui bat contre la structure magnétique sous tension du relais. 8.- Relais électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la masse des par- ties mobiles et les constantes élastiques sont choisies de telle manière que la fréquence propre de résonance des parties mobiles soit très audessous des principales composantes harmoniques du courant d'excitation. 9.- Relais électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les composants électriquement actifs du relais sont munis d'éléments de con- nexion électrique à attache rapide (à enfichage indesserrable (25,44). 10.- Relais électromagnétique selon la revendica- tion 9, caractérisé en ce qu'une partie au moins des éléments de connexion électrique est réalisée sous forme de bornes de soudu- re directe sur circuits imprimés. il.- - Relais électromagnétique selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 10, convenant particulièrement comme relais de démarrage pour moteurs électriques asynchrones monopha- sés (10).