Brevet FR2599551A1 — publié le 19871204

La présente invention concerne un contacteur électromagnétique à usage général et plus particulièrement un contacteur électromagnétique perfectionné ne produisant aucun arc électrique et dans lequel les contacts en argent 5 sont supprimés conformément à un perfectionnement des éléments de contact situés entre des bornes fixes et une pièce mobile, ce qui permet au semiconducteur d'être entièrement séparé de l'alimentation en énergie, dans l'état de circuit ouvert Il est bien connu dans la technique que les contact sont soumis à une corrosion et à une abrasion étant donné qu'il se produit un arc ionisant l'air entre des contacts lors de la rupture du courant, dans le contacteur électromagnétique classique. De façon spécifique, afin d'empêcher la corrosion ou la dissolution du matériau de contact sous l'effet de la production de l'arc par un courant produit par le gaz ionisé entre les contacts, on branche un triac en parallèle entre la borne d'alimentation en énergie et la 20 borne de la charge, et on prévoit une borne de gachette séparée servant à réaliser une correction non synchronisée de manière à limiter la production de l'arc. Un certain nombre d'appareils empêchant la production d'un arc électrique ont été proposés en vue de pro25 téger le contact, moyennant l'utilisation d'un dispositif à semiconducteurs, comme cela est décrit dans les brevets US N 3 555 353, 3 558 910, 3 693 808 et 3 736 446; les demandes de brevets japonais mises à l'inspection publique N 49-745,51- 118 056, 52-122853 et 53-110432; et la demande 30 de brevet coréenne n 84-5220, déposées par l'inventeur de la présente invention.Cependant, la majeure partie de ces appareils présente un inconvénient consistant en ce que, étant donné qu'un circuit électrique prévu entre l'alimentation en énergie, le dispositif de commande et la 35 charge est basé uniquement sur l'action de coupure de sa tension inverse intérieure, il apparaît un brusque flux d'énergie entre l'alimentation en énergie et la charge si la tension interne du dispositif à semiconducteurs est interrompue par suite d'une opération d'ouverture ou de 5 fermeture de l'alimentation en énergie ou dans le cas d'un coup de foudre, etc..C'est pourquoi le problème de sécurité mentionné plus haut dans ledit appareil devait être résolu et que ce dernier n'avait donc pas pu atteindre le stade de l'utilisation pratique. C'est pourquoi un but de la présente invention, qui est prévue pour éliminer le problème de sécurité mentionné plus haut, est de fournir un contacteur électromagnétique perfectionné et ne produisant pas d'arc électrique et qui permette de réduire une résistance de contact au 15 moyen de l'accroissement de la surface de contact tout en permettant de supprimer les contacts en argent dans l'élément de contact, empêche un accroissement de la température des contacts dû par le flux de courant intense traversant ces contacts, réduise la consommation en énergie et 20 fournisse une protection vis-à-vis de tous les accidents dûs à la production de chaleur dans les contacts. Conformément à la présente invention, des trous cylindriques sont prévus à la place de chacun des éléments de contact en argent des bornes fixes, le pourtour désdites 25 bornes fixes étant arrondi de manière à s'adapter aux rayons de courbure des éléments de contact qui sont formés par des parties saillantes s'étendant à partir d'une pièce mobile conductrice; et les tiges conductrices, sur lesquelles sont enroulés les ressorts hélicoïdaux, sont supportées 30 par des plaques isolantes de manière à être isolées par rapport auxdites bornes fixes, lesdites tiges conductrices étant raccordées électriquement par l'intermédiaire de bornes auxiliaires respectivement à la borne et à la gachette d'un triac. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: Fig.l montre un schéma d'une forme de réalisation de la présente invention; Fig.2(A) est une vue en plan de la pièce mobile du dispositif de la figure 1; Figs.2(B) et (C) sont respectivement une vue en 10 coupe transversale prise suivant la ligne A-A sur la figure 2(A) et une vue en coupe transversale prise suivant la ligne B-B sur la figure 2(A); Fig.3 est une vue en perspective éclatée permettant d'expliquer les parties essentielles du dispositif 15 selon la présente invention; et Figs.4(A), (B), (C) et (D) montrent un schéma servant à expliquer le fonctionnement de la présente invention. On va donner ci-après une description détaillée 20 de l'invention. En se référant maintenant aux figures 1 et 3, qui représentent respectivement un schéma permettant d'expliquer une forme de réalisation de la présente invention et une vue en perspective éclatée permettant 25 d'expliquer respectivement les parties principales du dispositif selon la présente invention, des bornes fixes 2,2' sont munies de trous cylindriques 4,4' possédant les mêmes dimensions que des contacts en argent,dans la position o les contacts classiques seraient installés, et leur pour30 tour r est arrondi de manière à s'adapter au rayon de courbure des éléments de contact 3 et 3', qui constituent les parties saillantes d'une pièce mobile conductrice 1. A l'intérieur desdits trous cylindriques 4,4', des tiges conductrices 5,5', sur lesquelles sont enroulées 35 des ressorts hélicoïdaux 6,6', sont supportées par des pla- ques isolantes 7,7'-, qui les isolent des bornes fixes 2,2' En outre les bords 11, 11' des tiges conductrices 5,5' sont agencés de telle sorte que lesdites tiges conductrices 5, 5' ne sont pas séparées par des bornes auxiliaires 8,8'. 5 La borne T2 et la gachette G d'un triac T sont respectivement branchées entre les bornes auxiliaires 8 et 8' et sont noyées dans le cadre réalisé en une résine synthétique, non représenté. Le niveau de la borne fixe 2 est réglé de manière à être plus élevé, d'une hauteur h, que celui de la 10 borne fixe 2'. Comme cela est parfaitement connu,un électroaimant M est installé dans le cadre mentionné ci-dessus réalisé en résine synthétique. La pièce mobile conductrice 1 de la figure 1 est représentée de telle manière que les éléments de 15 contact 3, 3' font saillie sous la forme d'une surface -courbe de la même manière que les éléments de contact en argent classiques, comme représentés sur les figures 2(A) à (C). Ledit triac T est de préférence installé à l'extérieur du cadre en résine synthétique. Les références 9 et 10 également indiquées sur lesdits dessins désignent des trous que traversent verticalement les tiges conductrices 5 et 5'; AC désignant une source d'alimentation en énergie, SW un interrupteur, R une résistance et L une charge. Dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, si l'on ferme l'interrupteur SW de manière à exciter l'électroaimant M, la pièce mobile 1 est attirée en passant de la position représentée sur la figure 4(A) à la position représentée sur la figure 4(B), et par conséquent l'élément 30 de contact 3 contacte la tige conductrice 5 sortant du trou cylindrique 4 de la borne fixe 2. Simultanément la borne T2 du triac T, la borne fixe 2 et la pièce mobile sont raccordées les unes aux autres et à son tour le point de contact 3' de la pièce mobile 1 touche la pointe de la tige conduc35 trice 5' comme cela est représenté sur la figure 4(C), ce qui excite la gachette du triac T, qui est monté entre les bornes fixes 2 et 2' et établit la liaison électrique. Ultérieurement, lorsque l'élément de contact 3' de la pièce mobile 1 repousse vers le bas la tige de contact 5' comme 5 représenté sur la figure 4(D), la tige de contact 5' est repoussée à l'encontre de la tension du ressort hélicoïdal 6' en étant abaissée à l'intérieur du trou 9 que comporte la plaque isolante 7' et de ce fait vient toucher l'élément de contact 3' de la pièce 1, sur le pourtour r du trou cy10 lindrique 4' de la borne fixe 2'. Il en résulte que le courant circule de la borne fixe 2 jusqu'à la borne fixe 2' en passant par la pièce mobile 1, dans l'état o le triac T est conducteur, ce qui n'entraîne la production d'aucun arc électrique. Par conséquent, dans cet état, lorsque l'élément de contact 3' est raccordé au pourtour r de la borne fixe 2', un courant circulant dans une charge L ne traverse pas le triac T par suite de la Résistance intérieure dudit triac T, mais traverse la pièce mobile 1, ce 20 qui établit un trajet normal de circulation du courant. A cet instant, étant donné que l'ensemble du pourtour r des trous cylindriques 4,4' touche les éléments de contact 3,3' de la pièce mobile 1, un courant est transmis suivant un contact linéaire qui est accru par la circonférence des 25 éléments de contact 3,3', de sorte que ledit contact linéaire possède une résistance de contact plus faible que dans le cas du point de contact classique. Il en résulte que l'accroissement de température du point de contact, dû à la circulation d'un courant intense, peut être éliminé et 30 il est possible de réduire fortement la consommation en énergie électrique ainsi que de supprimer le contact onéreux. Dans l'état o la connexion s'effectue en passant par la charge L comme décrit ci-dessus, si l'on ouvre 35 un interrupteur SW, alors conformément à la séquence cor- respondant à l'inverse de la séquence mentionnée ci-dessus, l'élément de contact 3' de la pièce mobile 1 est écarté du pourtour-r du trou cylindrique 4' ménagé dans la borne fixe 2', de sorte que le courant, qui traversait la pièce mobile 5 1 entre les bornes fixes 2 et 2', maintient le triac à l'état conducteur et qu'au bout d'un temps extrêmement bref, l'élément de contact 3' de la pièce mobile 1 est séparé de la borne de gachette 5' du triac, ce qui interrompt le courant qui circulait dans le triac T. En outre, étant donné que l'élément de contact 3 de la pièce mobile 1 est séparé du pourtour r du trou cylindrique 4 ménagé dans la borne fixe 2, il n'apparaît aucun arc électrique entre les éléments de contact 3,3' et les pourtours r,r' des trous cylindriques 4,4' ménagés dans 15 les bornes fixes 2,2', ce qui protège le contact. En d'autres termes le triac T est placé à l'état bloqué de manière à empêcher l'apparition d'un arc électrique, et l'espace compris entre les bornes fixes 2 et 2' esz entièrement à l'état ouvert entre la borne d'alimentation en 20 énergie 2 et la borne de charge 2', ce qui isole complètement le triac T lorsque l'interrupteur est ouvert, ce qui en maintient la sécurité. Conformément à la présente invention, qui utilise un dispositif à semiconducteurs pour empêcher la pro25 duction de l'arc électrique, l'agencement du circuit présent entre les contacts fixes 2,2' formant contacts principaux et incluant le triac T en tant que dispositif à semiconducteurs et le mode de fonctionnement de ce circuit diffèrent de l'art antérieur et la présente invention ap30 porte par conséquent une solution à de nombreux inconvénients présents dans l'utilisation industrielle du. dispositif existant. En d'autres termes, conformément à la présente invention, on peut complètement éliminer les problèmes de l'art antérieur, dans lequel on ne pouvait empê35 cher le risque d'une destruction de l'isolant du dispositif a semiconducteurs dans l'état o l'interrupteur était ouvert, étant donné que le triac est branché électriquement entre la charge et l'alimentation en énergie, et dans lequel également un accroissement du coût était dû à l'utilisation de contacts en argent. En outre dans la forme de réalisation décrite on utilise un triac, mais, lorsque la source d'alimentation en énergie d'une source à courant continu, on peut utiliser la présente invention pour raccorder le collecteur du 10 transistor à une borne auxiliaire 8, l'émetteur de ce transistor à la borne fixe 2' comme côté de la charge, et la base du transistor à une autre borne auxiliaire 8', sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATION Contacteur électromagnétique perfectionné exempt d'arc électrique, caractérisé en ce qu'il comporte: - des trous cylindriques (4,4') prévus à la place de chacun des éléments de contact en argent de bornes 5 fixes (2,2'), le pourtour (r) desdites bornes fixes étant arrondi de manière à s'adapter aux rayons de courbure des éléments de contact (3,3') qui sont formés par des parties saillantes s'étendant à partir d'une pièce mobile conductrice (1); et -des tiges conductrices (5,5'), sur lesquelles sont enroulés des ressorts hélicoïdaux (6,6') et qui sont supportées par les plaques isolantes (7,7') de manière à être isolés par rapport auxdites bornes fixes (2,2'), lesdites tiges conductrices étant raccordées électriquement 15 par l'intermédiaire de bornes auxiliaires(8, 8') respectivement à la borne (T2) et à la gachette (G) d'un triac (T).