Brevet FR2596572A1 — publié le 19871002

La présente invention concerne les disposi tifs d'alimentation pour électro-aiments et se rapporte plus particuliérement aux dispositi@s destiné a faire varier la puissance d'alimentation d'un électro aimant en fonctior des variations de l'énergie qui lui est démandée. On connait des circuits économiseurs d cou- rant pour électro-aimants à tournant centinu dont le fonctionnement repose sur l'insertion dans le circuit d'alimentation de l'électro-aimant d'une résistance destinés à diminuer le courant d'excitation de l'électro-aimant lorsque son circuit magnétique atteint un degré de saturation prédéterminé. Cependant, Si un tel circuit économiseur permet de réduire par intermittence la co-sommation de courant de l'électro-aimant et de prolonger ainsi sa durée de vie, l'introduction dans le circuit d'une resistance provoque une déperdition d'énergie par effet Joule, t ta consommation globale du circuit d'alimen- tation de l'électro-aimant reste inutilement élevée. L'invention vise à remédier aux inconvé- nients des circuits économiseurs de courant connus en créant un dispositif économiseur d'énergie pour électro-aimant qui permette de réduire l'énergie consommée par l:électro-aimant lorsque la saturation de 50,1 circuit magnétique témoigne d'une réduction de ses besoins d' alimentation en courant ou lorsque son armature mobile a réalisé un déplacement déterminé. Elle a donc pour objet un dispositif écono- miseur de courant pour électro-aimant alimenté à par- tir d'une source de tension alternative par l'intermé- diaire d'un redresseur a double alternance, caractérisé en ce qu il comporte un interrupteur connecté dans une branche du redresseur à double alternance, et des moyens de commande de celui-ci lorsque la consommation de l'électro-aimant peut être réduite. L'invention sera mieux comprise â l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement â titre d'exemple et raite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l est un schéma électrique d'un premier mode de réalisation du dispositif économiseur d'énergie suivant l'invention: - ia Fig.2 est un schéma électrique d'un se cond mode de réalisation du dispositif économiseur d'énergie suivant l'invention:: - les Fig.3 et 4 sont des,diagrammes en fonction du temps de la tension redressée par un redresseur a double alternance et du courant moyen qui en résulte avant l'intervention du dispositif écono miseur d'énergie suivant l'invention; - les Fig.5 et 6 sont des diagrammes sem blables à ceux des Fig.3 et 4 de la tension redressé et du courant moyen obtenu aprés intervention du dis positif économiseur: et - la Fig.7 est un diagramme montrant la force nécessaire au déplacement de l'armature d'un electro-aimant en fonction de la course de celle-ci. Sur la Fig.1. on a représenté un électro aimant matérialisé par son enroulement inductif 1 auquel est associé un circuit magnétique 2, l'élec tro-aimant comportant en outre une armature mobile non représentée. L'électro-aimant est alimenté par un redres seur en pont a double alterna ce 3 formé de quatre re dresseurs 4 à 7. à partir d'une source de tension al ternative telle que le secteur. Dans l'une des branches du pont est connecté un interrupteur 8 monté en série avec le redresseur 4. L'interrupteur 8 est placé de manière å etre fermé lorsque l'armature de l'electro-aimant n'est pas attirée par son circuit magnétique 2 et pour s'ouvrir des le collage de l'armature. Il est donc avantageusement associé à un détecteur de position (non représenté) couplé mecaniquement a son contact mobile. On remarquera que l'interrupteur 8 peut etre connecté en série avec n'importe quel redresseur 4 à 7 du pont 3. L'interrutpeur 8 peut également être constitué par un interrupteur à lame souple, en matiére magnétique du type Reed, placé contre le circuit magnétique 2 et surmoulé avec le redresseur en pont dans le matériau d'enrobage de l électro-aimant. Le dispositif économiseur représenté à la Fig.2 différe de celui de la Fig.l en ce qu'il comporte un pont redresseur 10 dont une des branches comporte un redresseur commandé 11. L'électrode de commande 12 de ce redresseur est reliée à une borne de la source de tension alternative par l'intermédiaire d'une diode de polarisation 13 et d'une résistance 14 en série. La cathode du redresseur commandé 11 est connectée à l'électrode de commande par l'intermédiaire d'un interrupteur 15 qui peut être par exemple un interrupteur à lame magnétique souple du type Reed. Le reste du dispositif est identique å celui de la Fiv.1. Le fonctionnement du dispositif économiseur d'énergie représenté à la Fig.l est le suivant. Lorsque l'armature (non représentée) de l'électro-aimant n'est pas attirée par son circuit magnétique 2. l'interrupteur 8 est en position fermée de sorte que la tension d alimentation alternative appliquée au pont redresseur 3 subit un redressement à double alternance dont l'allure est représentée à la Fig.3. I1 en résulte que l'enroulement 1 de l'électroaimant est parcouru par un courant moyen Im dont l'allure est représentée a la Fig.4 Lorsque l'armature de l'électro-aimant vient en contact avec le circuit magnétique, il y a ouverture de l'interrupteur 8 et de ce fait transformation du pont redresseur 3 à double alternance en un redresseur a une alternance dont la tension de sortie appliquée aux bornes de l'enroulement 1 à l'allure représentée à la Fig.5. Le courant résultant du redressement à une alternance i l'allure représentée à la Fig.6 sur laquelle on voit que le courant moyen obtenu In' est égal a la moitié du courant moyen obtenu avec un redressement a double alternance. L'allure de la force exercée sur l'armature de l'électro-aimant en fonction de sa course est représentée à la Fig.7. Ainsi qu'on peut le voir sur cette figure, la variation de la force obtenue avec une alimentation de l'electro-aimant avec redressement å double alternance, se trouve au-dessus de l'effort résistant de l'armature alors que la variation de la force obtenue i partir d'une alimentation avec redressement à une alternance, coupe la droite horizontale d'effort résistant en un point de la course de l'armature proche du collage de celle-ci contre le circuit magnétique 2. Par conséquent, on constate qu'une fois l'armature appliquée contre le circuit magnétique, l'alimentation de l'enroulement 1 avec un courant obtenu avec un redressement à une alternance est suf fisante pour assurer son maintien au collage. La puissance délivrée à l'enroulement 1 par le courant résultant du redressement à double alternance est donnée par la relation P1 = RI R12 La puissance délivrée à l'enroulement 1 par le courant résultant du redressement à une alternance, est donné par la relation: P2 = R (I/2)2 = On constate donc que lorsque l'armature de l'électro-aimant est collée contre le circuit magnétique 2, il suffit pour la maintenir en position de délivrer à l'enroulement de l'électro-aimant, une puissance égale au quart de la puissance nécessaire pour assurer son attraction. Il en résulte par conséquent une économie d'énergie considérable pendant les phases de collage de l'armature, Le dispositif de la Fig.2 fonctionne de la façon suivante. Lorsque l'armature de l'électro-aimant n'est pas en contact avec le circuit magnétique 2, l'interrupteur 15 est en position ouverte, de sorte que l électrode de commande 12 du redresseur commandé 11 est polarisée par la diode 13 à une valeur telle que le redresseur 11 est conducteur et que le pont fonctionne ainsi en redresseur à double alternance et fournit à l'enroulement i un courant moyen ayant l'allure représentée à la Fig.4. Lors du collage de l'armature contre son circuit magnétique 2, il y a fermeture de l'interrupteur 15 et court-circuit de l'électrode de commande 12 avec la cathode du redresseur commandé 11, provoquant ainsi son blocage. Le redresseur 13 fonctionne alors en redres seur a une alternance et délivre à l'enroulement 1, un courant de maintien dont l'allure est représentée à la Fig.6, c'est a dire un courant dont l'intensité est égale a la moitié de celle du courant obtenu par redressement à double alternance. Dans les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, la commande de l'interrupteur du pont redresseur est assurée sous l'effet de l'application de l'armature contre le circuit magnétique de l'électro-aimant. Cependant, lorsqu'on utilise pour commander l'interrupteur un détecteur de déplacement actionné par la position de l'armature, il n'est pas nécessaire que l'armature vienne au contact du circuit ma gnétique. On voit donc que grâce à l'agencement de l'invention, on obtient avec un moyen extrêmement simple une économie réelle d'énergie pendant les phases de collage de l'armature de l'électro-aimant, REVENDICATIONS t. Dispositif économiseur de courant pour électro-aimant alimente à partir d'une source de tension alternative par l'intermédiaire d'un redresseur à double alternance (3;9), caractérisé en ce qu'il comporte, un interrupteur (8;15) connecté dans une branche du redresseur à double alternance, et des moyens de commande dudit interrupteur (8;15) lorsque la consommation de l électro-aimant peut être réduite. 2. Dispositif économiseur de courant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de l'interrupteur (8;15) sont constitués par le circuit magnétique de l'électro-aimant qui est le siége d'un champ magnétique d'une intensité prédéterminée lors de l'application de l'armature de l'electro-aimant contre ledit circuit magnétique. 3. Dispositif économiseur de courant suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit interrupteur (8;15) est un interrupteur de fin de course actionné par l'application de l'armature contre le circuit magnétique (2) de l'électro-aimant. 4. Dispositif économiseur de courant suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit interrupteur (8,15) est un interrupteur sensible au champ magnétique du circuit magnétique (2) lors de l'application de l'armature de l'électro-aimant contre le circuit magnétique. 5. Dispositif économiseur de courant suivant la revendication i, caractérisé en ce que l'interrupteur (8:15) est placé contre le circuit magnétique (2) et surmoulé avec le redresseur (3,9) dans le matériau d'enrobage de l'electro-aimant. 6. Dispositif économiseur de courant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de l'interrupteur (8;15) sont cons titués par un détecteur de déplacement actionné par la position de l'armature mobile de l'électro-aimant. 7. Dispositif économiseur de courant suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'interrupteur (8) est connecté en série avec l'un des redresseurs (s) du redresseur en pont (3). 8. Dispositif économiseur de courant suivant l'une des revendications 1 â 7, caractérisé en ce que le redresseur en pont (9) comportant au moins un redresseur commandé (11), l'interrupteur (15) est con necté au circuit de polarisation (13,14) de l'électro- de de commande (12) du redresseur commandé.