Brevet FR2538608A1 — publié le 19840629

Dispositif électronique de protection du circuit contacteur d'un relais et relais équipé d'un tel dispositif L'invention se rapporte à la protection des contacts d'un relais, en particulier lors de leur fermeture sur une charge capacitive, et a pour objet un dispositif de protection de ces contacts et un relais équipé d'un tel dispositif. Dans un circuit mis en service par l'intermédiaire d'un relais, après la durée de collage du contact commandée par la bobine du relais, le contact relie la source d'alimentation au circuit de charge. Lorsque le circuit de charge est capacitif, dans la durée qui suit immédiatement la fermeture du contact un courant "d'appel" très important dû à la charge des condensateurs apparaît et pendant un temps très court, de l'ordre de 10 ms par exemple, ce courant qui peut être de l'ordre d'une centaine d'ampères circule dans le contact. Ce phénomène entraine une usure rapide des contacts pour des relais conçus pour des- valeurs nominales de courant moins grandes. Une solution serait bien sûr de surdimensionner le relais de façon que les courants transitoires ne détruisent plus les contacts.Cette solution serait évidemment très chère puisque la plupart du temps le relais ne serait pas utilisé à ses caractéristiques nominales. L'invention a pour objet un dispositif de protection des contacts d'un relais qui résoud ce problème et qui, -en particulier, permet au relais de n'être pas affecté par les courants transitoires, ce qui permet de le dimensionner pour les conditions de fonctionnement du régime établi, I'effet des transitoires étant supprimé au niveau des contacts. Selon l'invention, un dispositif électronique de protection du circuit contacteur d'un relais R, est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de dérivation du courant d'alimentation en parallèle sur le circuit contacteur du relais comportant un interrupteur électronique admettant les forts courants transitoires et un circuit de commande de l'interrupteur électronique relié à la borne à polariser de la bobine du relais, pour dériver le courant, via l'interrupteur électronique, lors de la mise sous tension de la bobine du relais. L:invention a également pour objet un relais équipé d'un tel dispositif. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description qui suit en référence à la figure annexée: La figure unique est un relais équipé d'un dispositif électronique de protection, selon un mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de protection des contacts d'un relais suivant l'invention est un circuit électronique qui permet de charger les condensateurs de la charge capacitive par une voie de dérivation du courant, de façon que les courants transitoires élevés aient déjà chargé ces condensateurs lors de la fermeture du circuit contacteur du relais. Pour cela, le circuit électronique comporte dans la voie de dérivation un interrupteur électronique fermé lors de la mise sous tension de la bobine du relais, admettant les forts courants transitoires. Il comporte également des moyens de protection lors de l'ouverture de ces mêmes contacts. Un mode de réalisation de ce dispositif est décrit ci-après en référence à la figure. De manière classique, une source de tension de commande VC est branchée aux bornes de la bobine 10 du relais R par l'intermédiaire d'un contacteur de commande 11. Une diode 12 en parallèle sur la bobine 10, est prévue pour la circulation du courant de surtension de la bobine lors de l'ouverture du commutateur 11. La borne positive de la source de tension continue d'alimentation +VA est reliée à la borne A du circuit contacteur du relais dont l'autre borne B est reliée au circuit d'utilisation 14. Dans le mode de réalisation représenté le circuit contacteur est constitué de trois contacteurs en parallèle décrits plus précisément cidessous. Le dispositif de protection suivant l'invention associé à ce relais comporte une voie de dérivation, en parallèle sur le circuit contacteur du relais, qui comporte une résistance 15 de faible valeur et un thyristor 16. La commande du thyristor est assurée par un circuit de commande, relié à la sortie du contacteur Il, qui comporte en série une diode 17, une première résistance 18 et une seconde résistance 19, le point commun à ces deux résistances étant relié à la gachette G du thyristor et l'autre borne de la résistance 19 étant reliée à la cathode du thyristor. Pour compléter ce circuit, un condensateur 20 est également placé en parallèle sur le circuit contacteur du relais et une diode 21 relie la sortie B du circuit contacteur au point de potentiel commun. Ce dispositif de protection fonctionne de la manière suivante Lorsque le contacteur Il est ouvert, la bobine n'est pas alimentée et le circuit contacteur du relais est également ouvert, aucune tension d'alimentation n'étant transmise au circuit de charge 14. Lorsque le contacteur Il est fermé, le thyristor 16 est débloqué par commande de sa gachette. Une liaison est donc établie pour l'établis- sement du courant dans le circuit. Lorsque la charge est capacitive, le courant d'appel qui peut être très élevé permet la charge des condensateurs. Pendant le temps de collage des contacts du relais, le circuit contacteur reste ouvert. La résistance 15 placée dans la voie de dérivation avec le thyristor 16 permet de limiter le courant pour le thyristor et les condensateurs à une valeur acceptable, qui peut être très élevée. Cette résistance est calculée pour que, lors de la fermeture du circuit contacteur, le courant établi passant alors par le circuit contacteur qui court-circuite le thyristor ait une valeur compatible avec les caractéristiques du relais, telles qu'elles sont données par lè constructeur. Si le temps normal de collage du relais (de l'ordre de 15 ms), n'est pas suffisant pour que les condensateurs soient chargés et que le courant soit établi, il est possible de prévoir une légère temporisation. A l'ouverture du contacteur de commande 11, la tension de commande appliquée - à la gachette du thyristor disparaît. Le circuit contacteur du relais reste fermé jusqu'à ce que le courant dans la bobine soit ramené au-dessous de la valeur nécessaire pour le collage, c'est-àdire pendant une durée légèrement supérieure à la durée nécessaire au collage, du fait de la diode 12 qui permet la circulation du courant de surtension de la bobine (de l'ordre de 25 ms pour 15 ms de temps de collage). Le thyristor se trouve alors désamorcé. Le condensateur 20 permet d'éviter l'étincelle qui serait due à la self parasite de la charge et protège le contact lors de son ouverture. La diode 17 évite une autoexcitation par la résistance 18 lors de l'ouverture du contacteur de commande 11.Enfin la diode 21 évite, lorsque la charge est selfique, que la tension inverse créée lors de l'ouverture du contacteur de commande il par la charge ne détruise le thyristor. La résistance 15 peut être égale à 0,5 ou 1 Dans le dispositif électronique de protection décrit ci-dessus, aucun élément ne dissipe de puissance en permanence. En conséquence il n'y a pas lieu de prévoir un circuit de refroidissement et le dispositif électronique de protection peut parfaitement être intégré et placé dans le même boîtier que le relais lui-même. Ce dispositif de protection électronique a des caractéristiques particulièrement intéressantes qui permettent de l'associer à des relais ayant plusieurs contacts en parallèle, comme représenté sur la figure 1. En effet, d'une part le courant d'appel ne passe plus par les contacts, d'autre part les décalages entre les instants de fermeture des différents contacts en parallèle n'a plus d'importance puisqu'il existe la voie de dérivation par le thyristor. En conséquence, il est possible de mettre en parallèle plusieurs contacts dans le relais, entre lesquels le courant d'alimentation total sera partagé en régime établi. Il est cependant nécessaire que les différents chemins possibles soient équilibrés, c'est-à-dire aient la même résistance. Pour cela la longueur électrique des différents chemins est constante. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1 où 3 contacts ont été représentés, l'entrée A est sur la position "commun" A1 du premier contact, et la sortie B sur la position travail B3 du dernier. Ainsi en position travail, les chemins électriques A-A1 - B1-B, A-A2 - B2-B, A-A3 - B3-B sont égaux. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté. En particulier, on a représenté sur la figure une source de tension de commande VC et une source de tension d'alimentation VA séparées. I1 est bien sûr possible d'utiliser une même source pour la commande du relais et pour l'alimentation de la charge. Par ailleurs, entre la sortie travail du contacteur de commande 11 et l'entrée de la bobine, il est possible de prévoir un fusible de protection. REVENDICATIONS I. Dispositif électronique de protection du circuit contacteur (A-B) d'un relais R, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de dérivation du courant d'alimentation en parallèle sur le circuit contacteur du relais comportant un interrupteur électronique admettant les forts courants transitoires et un circuit de commande de l'interrupteur électronique relié à la borne à polariser de la bobine (10) du relais (R), pour dériver le courant, via l'interrupteur électronique, lors de la mise sous tension de la bobine (10) du relais. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension d'alimentation (VA) à transmettre via le circuit contacteur du relais étant une tension continue, I'interrupteur électronique est un thyristor (16), le circuit de commande ayant sa sortie reliée à la gachette (G) du thyristor (16). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un - condensateur (20) est également branché en parallèle sur le circuit contacteur pour le protéger lors de son ouverture. 4 Relais équipé-d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 5. Relais selon la revendication 4, caractérisé en ce que son circuit contacteur comporte plusieurs contacts en parallèle entre lesquels le courant d'alimentation est partagé en régime établi, les différents chemins électriques formés par ces contacts dans le circuit contacteur ayant la même longueur.