Brevet FR2488476A1 — publié le 19820212

La présenté invention concerne des appareils de commutation électrique à commande à distance. Plus précisé- ment, elle concerne un appareil permettant la commutation à distance par mise en circuit et hors circuit d'une charge commune, à partir d'emplacements multiples. On a considéré qu'il était utile de disposer des circuits d'éclairage ainsi que d'autres charges électriques afin que la commande d'éclairage puisse être effectuée à partir de différents emplacements. Dans de telles installa- tions, un premier et un second commutateur sont disposés à distance de la lampe à commander. Un relais commun est re- lié à chacun des commutateurs, ce relais étant du type à verrouillage. Lorsqu'un circuit convenable relie les lampes, une source d'énergie et les commutateurs individuels de commande, l'éclairage peut être commandé et supprimé à partir de plusieurs emplacements. La figure 1 des dessins annexés qui est un schéma électrique, représente un exemple de circuit connu de commu- tation. Un relais 12 à verrouillage est alimenté par une source d'énergie électrique 10 lorsqu'un circuit 17, 18 19 de circulation de courant est conducteur. Chacun de ces circuits comporte un commutateur 20 reliant le point commun d'une alimentation 10 à un enroulement 12a du relais à ver- rouillage par l'intermédiaire de l'une des diodes 27 et 28 montées dos à dos. Le relais à verrouillage a un jeu au- xiliaire de contacts fixes 12b, 12c reliés alternativement au contact mobile 12d. Le circuit électrique est fermé par des diodes 14 et 15 montées dos à dos avec l'autre côté de l'alimentation 10. Ainsi, lorsque le contact mobile 12d a la position représentée, la charge 11 n'est pas alimentée. La fermeture du commutateur 20 par coopération avec le contact fixe 20a permet la circulation du courant dans la diode 27 et l'ali- mentation de l'enroulement 12a du relais. Cette alimentation ferme les contacts principaux 12e et met le contact mobile 12d au contact du contact fixe 12b. A ce moment, la diode 14 empêche l'alimentation du relais 12a étant donné sa po- larité. Comme l'indique la figure 2 qui est un schéma électrique en partie en coupe schématique d'un appareil con- nu, le relais 12 a un aimant permanent 12h qui maintient le contact mobile en position jusqu'à ce qu'un courant soit transmis ultérieurement à l'enroulement 12a, en sens opposé au courant déjà transmis. Comme indiqué par la figure 1, le fonctionnement d'un commutateur quelconque des circuits 17, 18 et 19 assu- rant la connexion 28 à un côté de l'alimentation 10 permet au courant de circuler dans le sens qui convient à l'ouver- ture des contacts 10e et au retour du contact mobile 12d vers le contact fixe 12c. Des diodes photoémissives 23, 25 indiquent la position actuelle du contact mobile 12d. La diode photoémissive 23 ou 25 de même polarité que la diode 14 ou 15 qui est réellement en liaison avec le contact mo- bile 12d, s'éclaire et indique l'état du relais 12. La difficulté présentée par l'utilisation de l'appareil des figures 1 et 2 est qu'une fermeture simulta- née des circuits 17 et 18, par commande simultanée des com- mutateurs des deux circuits,provoque des changements multi- ples de l'état du relais 12. Le rebond associé du contact du relais provoque l'apparition d'arcs au niveau des con- tacts principaux 12e, réduisant la durée du relais 12. En outre, cette opération provoque un déplacement rapide de l'ar- mature du relais 12 avec un bruit gênant et éventuellement un grillage des contacts principaux 12e. Les figures 3 et 4 représentent un autre exemple de circuit connu, sous forme de schémas électriques. Les deux dispositifs utilisent un condensateur 30, 32. Dans le dispositif de la figure 3, les contacts auxiliaires du re- lais magnétique 12 ne sont pas utilisés. La fermeture du commutateur 20 sur l'un des contacts disponibles permet au courant de charger le condensateur 30. Pendant l'interval- le de charge, un courant suffisant circule dans l'enroule- ment 12a du relais pour que celui-ci change d'état. Lorsque la charge 11 doit être commutée à nouveau, l'un des commu- tateurs 20 passe vers l'autre contact et permet la transmis- sion d'un courant de sens opposé au condensateur 30 qui se charge en sens opposé. Pendant ce temps, un courant suffi- sant circule dans l'enroulement 12a pour que le relais puisse être alimenté et provoque le changement d'état des contacts 12e. Dans le dispositif connu représenté sur la figure 4, les contacts auxiliaires sont utilisés avec le relais magnétique. Le condensateur 32 se charge à travers la ré- sistance 31 à une tension dont la polarité dépend de la po- sition du bras mobile 12c des contacts auxiliaires. Dans la position de la figure 4, le condensateur 32 reçoit un courant de la diode 14 et établit la polarité indiquée pour la tension. Lorsque l'un des commutateurs 33, 34 est fermé, la tension du condensateur 32 se décharge dans l'en- roulement 12a et permet à l'armature du relais de quitter sa position précédente avec déplacement du contact mobile 12d vers le contact fixe 12c. A ce moment, la polarité inverse de la tension s'établit sur le condensateur 32 qui, après commande ultérieure des commutateurs 32, 33, transmet un couranten sens opposé dans l'enroulement 12a et change l'état des contacts du relais. Ces exemples de circuits connus posent des problè- mes analogues lors de la commande de commutateurs qui sont maintenus de façon continue à des emplacements séparés. La charge et la décharge des condensateurs provoquent un dé- placement instable de l'armature du relais à verrouillage. Ce mouvement provoque la formation d'arcs électriques avec éventuellement une fusion des contacts principaux 12e. En outre, le mode de réalisation de la figure 4 risque de provoquer une charge insuffisante du condensateur lorsque des commutateurs sont commandés simultanément. L'invention permet un fonctionnement fiable d'un relais magnétique à verrouillage commandé depuis plusieurs emplacements. Elle concerne aussi un circuit de commutation fiable dune charge à partir de plusieurs emplacements, ne présentant pas d'effets nuisibles lors de la commande si- multanée de 1-a commutation à plusieurs emplacements. Plus précisément, l'invention concerne un appa- reil de commutation de charge du type ayant un relais à verrouillage comprenant un jeu de contacts principaux destinés à ouvrir et fermer un circuit électrique, et deux contacts auxiliaires reliés à une première et une seconde diode montées en sens inverses, l'appareil comprenant un circuit de commande d'alimentation du relais à verrouillage. Ce circuit de commande ferme un circuit à partir de plusieurs emplacements. Le circuit fermé à chaque emplacement est com- mandé d'après le déplacement d'un organe de commutation à partir d'une position normale, avec polarisation d'un con- densateur à une tension qui dépend de l'état du contact du relais, vers une position de travail. Lorsque le commu- tateur d'un emplacement quelconque est mis en position de travail, un circuit comprenant l'enroulement du relais est fermé. Ce circuit est unidirectionnel et commandé par la polarité de la tension établie sur le condensateur. Lorsque la tension établie sur un condensateur à chaque emplacement a une même polarité, déterminée par la position de l'armature du relais à verrouillage, la commande simultanée àplusieurs emplacements permet une commande fia- ble du relais à verrouillage. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins sur lesquels, les figures 1 à 4 ayant déjà été décrites: - la figure 5 est un schéma électrique d'un mode de réalisation avantageux d'appareil selon l'invention; - la figure 6 est un schéma électrique représen- tant un état de commutation de l'appareil de la figure 7; - la figure 7 représente un autre mode de réali- sation d'appareil selon l'invention; - la figure 8 est une perspective d'un appareil selon l'invention disposé dans un boîtier; - la figure 9 est une coupe de l'appareil de la figure 8 - la figure 10 est une coupe d'un autre mode de réalisation d'appareil selon l'invention; - la figure 1i est une vue en plan d'un élément de l'appareil de la figure 8; et - la figure 12 représente une plaquette de circuit utilisé dans un mode de réalisation de l'appareil tel que représenté sur la figure 8. La figure 5 représente un relais magnétique 12 à verrouillage commandé à partir d'au moins deux emplacements par des circuits 33, 34 placés à ces emplacements. Le relais 12 est d'un type utilisé de façon classique pour la mise en circuit ou hors circuit d'une charge électrique. L'enroule- ment 12a du relais est reliéà une première extrémité à un côté d'une alimentation alternative 10. L'autre extrémité de l'enroulement 12a est reliée à des diodes 14, 15. Ces dernières sont montées avec des polarités opposées, les extrémités des diodes aboutissant à des contacts fixes 12b et 12c d'une paire de contacts auxiliaires du relais 12. Le contact mobile 12d de ce dernier est relié aux circuits 33 et 34. Ces derniers ont une borne commune 33a, 34a reliée à l'autre côté de l'alimentation 10. Le circuit 33 ou 34 assure la fermeture du cir- cuit sur l'alimentation 10, par l'intermédiaire de l'en- roulement 12a du relais et d'une diode associée 14, 15. Lors- que le contact 12d a la position représentée, l'enroulement 12a est alimenté lorsque le courant qui y circule se trouve dans le sens permis par la polarité de la diode 14. En conséquence, l'excitation de l'enroulement 12a nécessite que le circuit 33 ou 34 ferme le circuit en permettant le passage d'un courant dans le sens considéré. Comme indiqué plus en détail par le circuit 33, un commutateur 35 a une position normale reliant le contact mobile 12d du relais 12 à une résistance 36 et un condensa- teur 37 montés en série. Lorsque le contact mobile 12d a la position représentée, le condensateur 37 se charge avec une tension d'une première polarité. Le circuit 34 est identique au circuit 33 mais il est disposé à un autre em- placement afin qu'il permette la commande du relais 12 et en conséquence la commutation d'une charge électrique, depuis un emplacement éloigné. Le condensateur 37 conserve une tension continue utilisée pour la fermeture de l'un de deux trajets de cir- culation de courant dans le circuit 33. Le premier trajet comporte un thyristor triode à blocage inverse 39. Le se- cond trajet comporte un thyristor triode à blocage inverse 55. Lorsque le contact mobile 12d a la position représen- tée, la fermeture du commutateur 35 met en série les tra- jets de circulation de courant avec l'enroulement 12a, la diode 14 et l'alimentation 10. Comme le courant dans le relais 12a ne peut avoir que le sens permis par la diode 14, le trajet comprenant le thyristor 39 doit être fermé. La tension apparaissant au condensateur 37 a une polarité convenant au déclenchement de la gâchette du thyristor 39 par l'intermédiaire d'une résistance 40 et d'une diode photoémissive 42. La résistance 46, en combinaison avec la résistance 40, divise la tension apparaissant aux bornes du condensateur 37 à une valeur qui suffit pour que le thy- ristor 39 conduise. Le thyristor 35, monté en sens opposé, ne peut pas conduire. Les condensateurs 47 et 48 sont des- tinés à supprimer les tensions parasites temporaires. La conduction du courant par le thyristor 39 pro- voque donc l'alimentation de l'enroulement 12a et le dépla- cement du contact mobile 12d en coopération avec le contact fixe 12c. A ce moment, la diode 15 qui transmet un courant de sens opposé à celui de la diode 14, empêche tout passage de courant dans le thyristor 39. Lorsque le commutateur 35 revient en position normale,le condensateur 37 se charge à une tension dont la polarité est opposée à la tension appliquée antérieurement, étant donné la présence de la diode 15. Lorsque le commutateur 35 d'un circuit 33 ou 34 est ensuite commandé, il provoque la transmission de la nouvelle tension du condensateur à la base du transistor par l'intermédiaire de la résistance 43, de la diode photoémissive 44 et du condensateur 48. Le transistor 50 qui est de type NPN, est mis à l'état conducteur si bien que le courant est transmis par l'émetteur vers le collec- teur. La conduction du circuit collecteur-émetteur du tran- sistor 50 fait apparaître une tension de polarisation trans- mise par les résistances 54 et 52 et fermant l'autre trajet de circulation du courant représenté par le thyristor 55. Dans ce mode de fonctionnement,-le courant circule dans le thyristor 55, donc dans la diode 15 et alimente l'enroule- ment 12a en permettant un second changement d'état des con- tacts du relais 12. Les diodes photoémissives 42 et 44 indiquent la polarité de la tension du condensateur 37 et en conséquence l'état particulier du relais 12. Lors de l'excitation du commutateur 35, les diodes photoémissives 42 et 44 s'éclai- rent alternativement. Ainsi, onpeut observer visuellement que le changement d'état des contacts du relais 12 a eu lieu à la suite de commande du commutateur 35. En outre, la diode 51 limite le courant allant de la base du collec- teur du transistor 50 à une valeur et une polarité convenable! Le fonctionnement simultané des commutateurs 35 des circuits 33 et 34 ne favorise pas une commutation in- certaine du relais 12 dans le mode de réalisation de la figure 5. Le bruit créé par les dispositifs connus et les arcs apparaissant atzcontactsprincipaux du relais sont donc supprimés. La figure 7 représente un autre mode de réalisa- tion de l'invention. Les détails des circuits 33 et 34 dif- fèrent de ceux de la figure 5. Le trajet de circulation de courant de chaque circuit 33, 34 comporte une diode 56 et un transistor NPN 58 pour le premier trajet, et une diode 57 et un transistor PNP 59 pour le second trajet. Ces deux trajets, comme dans le mode de réalisation de la figure 5, transmettent un courant unidirectionnel à la suite de l'excitation du commutateur 35. La résistance 36 est destinée à transmettre le courant de charge du condensateur 37. La tension aux bornes de celui-ci a une polarité-qui 248à476 dépend de l'état actuel du relais 12, c'est-à-dire de la transxnission du courant par la diode 14 ou 15. La figure 6 représente le circuit 33 juste après l'excitation du re- lais 12, le contact mobile 12d étant venu coopérer avec le contact fixe 12b. Lorsque le commutateur 35 reste dans la position de commande, la diode 56 empêche le passage du courant dans le collecteur du transistor 58. Ainsi, le cou- rant d'excitation i. ne circule pas. Lorsque le commutateur reste en position commandée, la charge peut être commutée à partir des autres emplacements à distance, par commande du commutateur correspondant 35 du circuit 34. Ainsi, dans l'appareil des figures 6 et 7, la commutation est assurée en fonction du dernier ordre de commutation. Comme dans ce mode de réalisation précédent, les diodes photoémissives 44 et 42 indiquent l'état actuel du relais magnétique 12. Les figures 8 à 12 représentent un exemple avan- tageux de boîtier destiné à loger les circuits de commuta- tion 33, 34 de la figure 5-ou 7. Un couvercle 60 coopérant avec une base 67 forme une enceinte destinée à loger un circuit du type représenté sur la figure 5 ou 7. Une pla- quette 68 de circuit imprimé porte les composants électri- ques représentés sur ces figures. La partie supérieure du couvercle 60 a une ouverture de forme générale rectangu- laire. Un capuchon 64 est maintenu dans l'ouverture par un flasque 64a qui coopère avec le couvercle 60. Le capuchon 64 a une saillie 66 destinée à être alignée sur un organe de commande du commutateur 35. Le commutateur 35 placé dans le boîtier est un commutateur temporaire qui, lors du déplacement rectiligne du dispositif de mise en action, fait passer le contact mobile du commutateur 35 d'un con- tact fixe à un autre. Des petites ouvertures 61 et 62 sont formées dans le couvercle en face des diodes photoémissi- ves 42 et 44. En conséquence, l'opérateur peut voir la lu- mière provenant de ces diodes et peut connaître l'état particulier du relais 12. Le capuchon 64 a des saillies latérales 64a et 64b qui se logent dans des gorges 70 et 71 de guidage du couvercle 60. En conséquence, le capuchon 64 peut coulisser librement malgré la force antagoniste du res- sort 69. Les pinces 65 maintiennent le couvercle 60 sur la base67. Lors du fonctionnement, le capuchon 64 est enfoncé malgré la force appliquée par le ressort 69. Le commutateur 35 commande l'un ou l'autre des deux trajets unidirection- nels. Ces trajets transmettent un courant de sens conve- nable provoquant l'alimentation de l'enroulement 12a du relais et le changement d'état de celui-ci. Ainsi, la description qui précède concerne deux modes de réalisation d'appareil permettant la commande d'un relais de commutation de charge à partir de plusieurs em- placements. Il est bien entendu que l'invention n'a été dé- crite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Ensemble de commutation d'une charge électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un relais magnétique (12) à verrouillage ayant une paire de contacts (12e) de commutation de charge, une paire de contacts auxiliaires (12b, 12c) reliés sélectivement à un contact mobile (12d), et un enroulement (12a) de comman- de, le contact mobile et les contacts de commutation ayant un état déterminé par le sens d'un courant électrique cir- culant dans l'enroulement, une première et une seconde diode (14, 15) dont une première et une seconde extrémité est reliée à l'un des contacts auxiliaires, les autres extrémités des diodes étant reliées à une première extrémité de l'enroulement, la première diode étant reliée de manière qu'elle conduise un courant électrique de sens opposé à celui qui circule dans la seconde diode, un circuit de commande (33) qui comprend un commutateur (35) ayant un contact mobile destiné à se déplacer entre un premier et un second con- tact fixe et relié au contact mobile du relais, une borne commune (33a), un premier trajet de circulation de courant monté entre le premier contact et la borne commune et comprenant un condensateur (37) et une résistance (36), un second trajet de circulation de courant monté entre le second contact et la borne commune et comprenant un premier et un second thyristor triode à blocage inverse (39, 55) montés en parallèle et destinés à transmettre des courants de sens opposés, et un dispositif destiné à transmettre un courant du condensateur afin qu'il commande les gâchettes des thyristors, et un dispositif destiné à appliquer une tension en- tre la borne commune (33a) et l'autre extrémité de l'enrou- lement du relais si bien que,lorsque le contact mobile du commutateur est déplacé du premier au second contact fixe, un courant circule dans l'enroulement du relais (12a) et change l'état des contacts du relais. 2. Circuit de commande de l'alimentation de l'enrou- lement d'un relais d'un appareil de commutation d'une charge, d'un type qui comprend un relais à verrouillage (12) ayant un jeu de contacts principaux (12e) destinés à ouvrir ou fermer un circuit électrique, et une paire de contacts auxiliaires (12b, 12c) reliés de façon alternée à un contact mobile (12d) en fonction d'un courant transmis au relais, l'enroulement (12a) du relais ayant une première extrémité reliée par une première et une seconde diode (14, 15) à chacun des contacts de ladite paire, ledit circuit de commande étant caractérisé en ce qu'il comprend un trajet de circulation de courant de commutation relié au contact mobile et comprenant un commutateur (35) ayant deux contacts fixes et un contact mobile, ce dernier étant destiné à être relié au contact mobile du relais, un premier dispositif de conduction de courant dans un premier sens entre l'un des contacts fixes du com- mutateur et une borne commune (33a) en fonction d'un courant de commande d'un premier sens, un second dispositif de conduction de courant en sens opposé au premier sens entre le second contact fixe et la borne de commande (33a) en fonction d'un courant de commande ayant un second sens, et un condensateur (37) et un élément résistif (36) montés en série entre l'autre contact fixe et la borne com- mune, la connexion du condensateur et de l'élément résistif étant reliée au premier et au second dispositif de conduc- tion de courant si bien que,lorsqu'une source de tension est reliée à la borne commune et à une extrémitélibre de l'en- roulement du relais, la commande du commutateur permet le fonctionnement de l'un des dispositifs de conduction de courant et la transmission d'un courant au relais afin que celui-ci commande les contacts principaux. 3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier dispositif de conduction comporte un -'488476 thyristor {39) monté entre le premier contact fixe et la borne commlur.e, et un trajet résistif (40) reliant une câ- chette de commande du thyristor (39) à la connexion du condcnsatour et de l'élément résistif. 4. Circuit selon-la revendication 3, caractérisé en ce que le second dispositif de conduction comporte un thy- ristor (55) monté entre le premier contact fixe et la borne commune dans un sens de transmission de courant opposé à celui du thyristor du premier dispositif de conduction de courant, le dispositif de transmission d'un courant au thyristor comprend un circuit de polarisation destiné à transmettre un courant à la gâchette et comprenant un transistor (50) de commutation destiné à interrompre la transmission du courant de polarisation, le transistor ayant une base reliée de manière qu'elle reçoive un courant provenant de la connexion du condensateur et de l'élément résistif. 5. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un premier et un second indica- teur (42, 44) montés afin qu'ils indiquent l'état du relais. 6. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en *ce que les indicateurs comprennent une première diode photoémissive (42) destinée à transmettre le courant de commande dans un premier sens et une seconde diode photo- émissive (44) montée de manière qu'elle transmette le cou- rant de commande dans un second sens. 7. Ensemble de commutation destiné à monter en série un relais magnétique à verrouillage (12) et une source d'un courant électrique d'alimentation, ledit ensemble étant ca- ractérisé en ce qu'il comprend une plaquette (68) de circuit destinée à supporter un commutateur (35) qui a lui-même un dispositif de mise en action mobile en translation, un dispositif monté sur la plaquette (68) et des- tiné à transmettre un courant dans chacun de deux sens d'un premier à un second contact, les contacts étant destinés à être montés entre l'alimentation électrique et le relais, un boîtier (60, 67) entourant la plaquette de circuit et ayant une ouverture en face du dispositif mobile de mise en action, un capuchon (64) mobile en translation dans l'ou- vertureet ayant un flasque destiné à le retenir dans l'ou- verture, le capuchon comprenant en outre une butée disposée en face du dispositif de mise en action et distante de celui-ci lorsque le flasque est en butée contre la périphé- rie de l'ouverture, un ressort (69) destiné à repousser normalement le capuchon et la butée loin du dispositif de mise en action, la butée coopérant avec le dispositif de mise en action lors- qu'une force est appliquée au capuchon, et un premier et un second indicateur (42, 44) ayant une surface d'indication adjacente à l'ouverture et reliés auxdispositifs de la plaquette (68) afin qu'ils indiquent le sens du courant dans les contacts. 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que les indicateurs (42, 44) sont des diodes photoémissi- ves dont l'une s'éclaire lorsqu'un courant circule dans un premier sens entre les contacts et l'autre s'éclaire lors- qu'un courant de sens opposé circule entre les contacts. 9. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des dispositifs de conduction de courant com- prend un transistor (58, 59) ayant un circuit collecteur- émetteur monté en série avec une diode (56, 57) et un cir- cuit de base monté afin qu'il soit alimenté par une tension appliquée au condensateur (37).