Brevet FR2631717A1 — publié le 19891124

SYSTEME ET DISPOSITIF DE COMMANDE POUR APPAREIL CONTACTEUR. L'invention se rapporte à un système et à un dispositif de commande pour un appareil contacteur comportant des inter- rupteurs de puissance qui sont actionnés par un électro- aimant ayant une bobine d'excitation dont l'une des bornes est reliée en permanence à un p8le d'une source d'alimenta- tion, tandis que l'autre borne est reliée à un circuit sélecteur susceptible de transmettre des signaux de polarité opposée à celle de la source qui sont, soit élaborés par un automate, soit transmis par une voie indépendante de la précédente. Les systèmes de commande connus dans l'art antérieur font généralement appel à une armoire ou à un tableau dans lesquels est notamment disposé un sélecteur de fonction qui est susceptible d'orienter vers l'une des bornes de la bobine, soit les signaux émis par un circuit d'automatisme, soit ceux qui doivent être appliqués indépendamment des précédents pour vérifier, par exemple, le bon fonctionnement * d'un contacteur particulier par un ordre manuel de marche forcée et d'interruptioné Dans un mode de réalisation également répandu, le sélecteur est disposé, non pas sur le panneau d'une armoire, mais sur la face avant du couvercle d'un petit coffret contenant le -2- contacteur auquel il est relié par des conducteurs allant du couvercle jusqu'aux bornes de la bobine du contacteur, ce dernier se trouvant fixé sur un socle de ce coffret. Dans l'un ou l'autre de ces cas, l'organe de manoeuvre du sélecteur qui est disposé de façon accessible, peut faire l'objet d'une manipulation incorrecte ou d'un déplacement provoqué par inadvertance, alors que sa présence n'est justifiée que par le besoin peu fréquent d'effectuer un contrôle de fonctionnement. Par ailleurs, on constate que dans chacun de ces cas, on est amené à utiliser des conducteurs plus ou moins longs qui sont susceptibles de présenter eux-mêmes des sources de panne ou dedérangement. L'invention se propose, par suite, de fournir un module sélecteur susceptible de s'associer directement à l'appa- reil contacteur avec lequel il coopère, de façon à rendre son fonctionnement plus sûr et à permettre de réduire l'encombrement des armoires, tableaux ou coffrets qui était rendu nécessaire dans la technique antérieure. Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que ce circuit sélecteur, effectuant des fonctions d'orienta- tion et d'interruption électriques, est: - d'une part, disposé dans un bottier isolant d'un module sélecteur de fonctionnement qui est amovible grâce à deux broches de sortie électriques rigides, aptes à s'engager dans deux bornes de raccordement supérieures de la bobine assurant leur maintien mécanique par serrage, et - d'autre part, branché entre ces broches et des bornes d'entrée se trouvant disposées sur une face avant du module, voisine de la face avant du contacteur, -- 3 --71 -3- la largeur de ce module étant voisine de la largeur de ce contacteur, mesurées parallèlement aux bornes de puissance de ce dernier. L'invention, ainsi que différents modes de réalisation auxquels celle-ci peut se prêter, seront mieux compris à la lecture de la description et à l'examen des figures qui l'accompagnent en illustrant: A la figure 1, un schéma électrique de raccordement d'un appareil contacteur, auquel est associé un module sélecteur selon l'invention; Aux figures 2 et 3, une vue en élévation et une vue de côté d'un premier mode de réalisation; Aux figures 4 et 5, une vue en élévation et une vue de côté d'un deuxième mode de réalisation de l'enveloppe du module; A la figure 6, une vue en élévation d'un troisième mode de réalisation de l'enveloppe du module; A la figure 7, un deuxième mode de réalisation du circuit interne du module sélecteur et interrupteur; A la figure 8, une vue de face du module sélecteur et interrupteur correspondant au circuit de la figure 7; A la figure 9, un mode de réalisation d'un circuit comparable à celui de la figure 7 et mieux adapté aux signaux de commande en courant continu; A la figure 10, un troisième mode de réalisation d'un circuit de module présentant un isolement galvanique entre les signaux de commande et la source d'alimenta- tion; -4- A la figure 11, un autre mode de réalisation d'un circuit de module bénéficiant d'un isolement galvani- que; et A la figure 12, une variante de réalisation du circuit selon la figure 10. Le schéma de câblage d'un système de commande 20 d'un contacteur électromagnétique qui est visible à la figure 1, fait, par exemple, appel à deux lignes d'alimentation L1L2, qui servent de source à un automate programmable 22; celui- ci présente une multiplicité de paires de bornes de sortie telles que 23, 25; 23a, 25a qui sont, chacune, destinées à alimenter une bobine 26 de contacteur, tel que 21. Le contacteur 21 comporte, par exemple, trois paires de bornes d'entrée et de sortie 1, 2; 3, 4; 5, 6 d'interrup- teurs de puissance 27, 28, 29, qui sont alimentés par un réseau RST et sont actionnés par la bobine; un interrupteur auxiliaire de signalisation ou de verrouillage tel que 31, ayant des bornes 13, 14, est fréquemment disposé dans le même bottier 30 du contacteur. Les extrémités du conducteur de la bobine sont de leur côté, reliées à deux bornes d'entrée et de sortie 17, 18, une troisième borne 19 reliée à la précédente étant généralement disposée comme les deux autres sur une joue de la carcasse de bobine, mais d'un côté opposé, voir aussi la figure 2. Les lettres indexées A1, A2, A2 représentées correspondent à celles qui sont usuellement employées sur les appareils pour identifier la fonction de ces bornes de bobine. Entre le contacteur 21 et l'automate programmable 22, se trouve disposé, dans une enveloppe isolante 32 d'un module sélecteur 33, un inverseur à trois positions 7 dont le contact mobile - c - qui est relié à une borne d'un premier type ou borne de sortie 8, peut entrer en contact avec deux 5- plots de contact fixe - p - respectivement - m -, qui sont respectivement reliés à deux bornes d'un second type ou borne d'entrée 9, respectivement 11. Dans une position particulière 0 du contact mobile, celui-ci n'est relié à aucune borne. Une troisième borne d'entrée 15 du second type est, par ailleurs, reliée à une broche ou seconde borne de sortie 16 du premier type par un conducteur 59, tandis qu'un témoin lumineux, tel qu'une diode électroluminescente, une lampe au néon, ou une lampe à incandescence 10, est branché entre les bornes 8 et 16. Accessoirement, un fusible -12 peut être intercalé entre la borne 11 et le plot - m -. Enfin, la borne d'entrée 11 du module sélecteur 33, portant la référence de fonction B1, est reliée à une borne 35 d'une source d'alimentation 36 qui est susceptible de présenter un potentiel identique à celui qui apparaît sur la borne 23 de l'automate et qui est avantageusement distincte de celle de ce dernier. Dans l'exemple non limitatif du circuit 20, l'interrupteur auxiliaire 31 alimente un voyant de contrôle 37 qui permet de connaître l'état des pièces mobiles du contacteur. Ainsi qu'on peut le voir aux figures 2 et 3, l'enveloppe 32 du module sélecteur 33 prend une forme prismatique ayant une face inférieure 38 portant deux broches saillantes 8, 16 qui constituent les bornes de même référence, et sont aptes à venir s'engager dans des bornes supérieures 17, 18 de la bobine 26 au cours d'une association plaçant cette face 38 contre une face supérieure parallèle 39 du boîtier 30 du contacteur 21. L'accrochage de cette enveloppe peut être opéré, soit uniquement grâce au pincement des broches rigides 8, 16, qui 263 1717 - 6 - est opéré par les vis des bornes supérieures 17, 18 de la carcasse de la bobine, soit encore avec l'appoint d'un accrochage complémentaire qui est procuré par la pénétration d'un crochet 41 de l'enveloppe dans une encoche à talon 42 ménagée sur la face supérieure 39, voir figure 3; ce dispo- sitif d'accrochage est placé avantageusement dans une région 38a de la face 38 se trouvant éloignée des broches 8, 16. Une face avant 43 de l'enveloppe 32 porte les bornes 9, 11, 15 de façon à faciliter le serrage des vis correspondantes par l'avant, ainsi qu'un bouton orientable 44, de préférence affleurant, qui est accouplé au contact mobile de l'inver- seur 7 et qui ne peut être manoeuvré qu'à l'aide d'un outil tel qu'un tournevis. Des conducteurs tels que 55 sont intro- duits dans les bornes 9, 11, 15 par la face supérieure du module. Un hublot 45, également placé sur cette face avant, permet d'observer la lumière émise par la lampe 10. L'ensemble des bornes 9, 11, 15 du module sélecteur et des bornes 1, 2; 3, 4; 5, 6; 13, 14 du contacteur, se trouve donc accessible sur des faces avant parallèles 43, respecti- vement 46. Selon une variante de réalisation visible aux figures 4 et , les broches de raccordement 47, 48 aptes à coopérer avec les bornes de bobine sont issues de la face avant 49 d'un second type d'enveloppe 40, o des excroissances 47', 48' de cette enveloppe servent à les maintenir. Une autre variante de réalisation visible à la figure 6, pourrait faire appel à des broches 51, 52 issues de deux faces latérales opposées 53, 54 d'une enveloppe 50, sur lesquelles sont placées des excroissances 51', 52' servant à les maintenir. 7- Dans tous les modes possibles de réalisation (voir figures 2 à 6), les broches 8, 16; 47, 48; 51, 52 peuvent être protégées sur une portion de leur longueur par surmoulage ou par une gaine isolante représentée en noir, et la largeur - d - d'une enveloppe est sensiblement voisine de la largeur - D - du contacteur associé mesurée le long des faces d'association telles que 38 et 39 ou parallèlement des rangées des bornes 1, 3, 5, tandis que la face arrière 57 du module ne dépasse pas la face arrière 58 du contacteur, voir figure 3, afin de ne pas venir en contact avec une paroi de fixation du contacteur. Dans le schéma de la figure 1, on constate que la borne 11 est reliée à une source d'alimentation auxiliaire 36; cette dernière pourrait, sans changer les buts de la présente invention, être empruntée à une seconde source d'une autre provenance pouvant appartenir, le cas échéant, à l'automate 22, si ce dernier est équipé de façon correspondante. Enfin, au conducteur 55 reliant la borne 15 du module 33 à la borne 25 de l'automate et servant au retour du courant, pourrait être substitué un conducteur 56 branché entre la borne inférieure A2 du contacteur et une ligne L3 ayant un potentiel approprié. Si l'on souhaite rendre moins facile une possible confusion touchant le choix du mode de fonctionnement ou d'arrêt que souhaite opérer l'utilisateur, on peut, en variante, disso- cier la fonction du bouton 44 et celle du commutateur 7 qui lui est associé en mettant en oeuvre dans un module 60 un circuit visible à la figure 7. Selon cette variante, un inverseur 61 et un interrupteur 62 sont placés en série entre les arrivées de courant supérieu- res de fonction A1, B1 ayant des bornes 63, 64 et le départ de courant inférieur de fonction A1 ayant une broche 65. - 8 - Le bottier 66 du module 60 présente alors sur sa face avant 67 deux boutons de manoeuvre 68 et 69 qui sont accouplés aux contacts mobiles des inverseur et interrupteur, 61 respecti- vement 62, voir figure 8. Lorsqu'un module 70 est plus particulièrement destiné à être placé en série avec un contacteur dont l'électro-aimant est alimenté en courant continu, de meilleures performances seront assurées si des inverseurs 71 et ou interrupteurs 72 à double coupure sont utilisés, ainsi qu'on peut le voir à la figure 9. Lorsque les fonctions dévolues au module sélecteur et inter- rupteur 80 nécessitent un découplage électrique entre la bobine et leé signaux de commande, on peut faire appel à un circuit tel que celui visible à la figure 10, o, comme dans les exemples précédents, la borne d'entrée A2 est directe- ment reliée à la broche de sortie 82, tandis que la borne d'entrée A1 est reliée à la broche de sortie 81 par l'inter- médiaire de deux interrupteurs 83 et 84 branchés en parallè- le. - Le premier interrupteur 83 est ici actionné par un relais à faible consommatibn 84 auquel sont associés, par exemple, des composants pour la protection contre l'inversion de polarité (diode D1) et pour la signalisation (diode électro- luminescente DL1); la bobine 85 de ce relais est reliée à des bornes d'entrée El, E2 qui sont, comme A1 et A2, placées en face avant du module 80 et sont avantageusement reliées à un automate programmable extérieur; cette portion de circuit est donc isolée. Le second interrupteur est ici encore représenté par un interrupteur à double coupure 84' ayant deux sections 86, 87 montées en série et possédant un organe de commande manuelle commun 88 accessible sur la même face avant, grâce auquel peuvent être effectuées une mise en marche forcée et une -9- interruption de cette marche, indépendamment des signaux présents sur E1 E2; un composant limiteur Z1 est placé ici entre la broche 82 et la borne A1. Si cela 'est nécessaire en raison du mode de travail de l'automate, un même organe de commande manuelle 91 d'un module 90, voir figure 11, peut établir en même temps une ouverture forcée de l'interrupteur 92 d'un relais 93 et de l'interrupteur manuel 94, voir figure 11; en variante de la figure 10, visible à la figure 12, un module 100 présente une première section 101 d'un interrupteur manuel à double section 102 qui peut être branchée en parallèle sur l'inter- rupteur 103 du relais 104 et une seconde section 105 qui peut être placée en série avec le circuit isolé de la bobine du relais 105 pour inhiber une éventuelle excitation prove- nant de signaux appliqués sur les bornes E1, E2. Les différentes variantes de réalisation comporteront avan- tageusement chacune un composant limiteur de tension, tel qu'une résistance variable Z faisant, par exemple, appel à un oxyde de zinc, qui sera branché en parallèle sur les deux broches de sortie. En complément, un circuit RC servant d'antiparasite peut être également branché entre ces broches ou être disposé extérieurement au module en relation directe avec les bornes de la bobine. 26317-17 - 10 - Revendications 1. Système et dispositif de commande pour un appareil contacteur comportant des interrupteurs de puissance qui sont actionnés par un électro-aimant ayant une bobine d'excitation dont l'une des bornes est reliée en permanence à un pôle d'une source d'alimentation, tandis que l'autre borne est reliée à un circuit sélecteur susceptible de transmettre des signaux de polarité opposée à celle de la source qui sont, soit élaborés par un automate, soit trans- mis par une voie indépendante de la précédente, caractérisé en ce que ce circuit sélecteur, effectuant des fonctions d'orientation de marche forcée et d'interruption électriques, est: - d'une part, disposé dans un boîtier isolant (32) d'un module sélecteur de fonctionnement (33) qui est amovible grâce à deux broches de sortie électriques rigides (8, 16), aptes à s'engager dans deux bornes de raccordement supérieures (A1, A2) de la bobine (26) assurant leur maintien mécanique par serrage, et - d'autre part, branché entre ces broches et des bornes d'entrée (9, 11, 15) se trouvant disposées sur une face avant (43) du module, voisine de la face avant (46) du contacteur (21), - la largeur - d - de ce module étant voisine de la largeur - D - de ce contacteur, mesurées parallèlement aux bornes de puissance (1, 3, 5) de ce dernier. 2. Système et dispositif de commande selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le bo tier (32) de ce module (33) est disposé sur la face supérieure (39) du contacteur (31) à laquelle il est associé de façon complémentaire par un système de crochet (41) et d'encoche (42) placés dans une région éloignée des broches (8, 16). - il - 3. Système et dispositif de commande selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit d'orientation et d'inter- ruption fait appel à un inverseur électrique à trois posi- tions (p, o, m), dont l'une (o) opère une ouverture de ce circuit. 4. Système et dispositif de commande selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit d'orientation et d'inter- ruption fait appel à un inverseur électrique (61) à deux positions, dont le contact mobile est relié à un interrup- teur (62) placé en série avec l'une des broches (65). 5. Système et dispositif de commande selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit d'orientation et d'inter- ruption fait appel à un premier interrupteur électrique (84') sur les bornes duquel se trouve placé en parallèle un second interrupteur (83) qui est commandé par un petit relais (85) ayant deux bornes de raccordement (El, E2) placées en face avant et isolées du circuit. 6. Système et dispositif de commande selon l'une des revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce que des organes de manoeuvre (44), respec- tivement (68 et 69), reliés à ces inverseurs et interrup- teurs, sont accessibles sur la face avant (43), respective- ment (67) du module (33) respectivement (60). 7. Système et dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le circuit électrique comporte un conducteur (59) reliant directement l'une des bornes d'entrée (15, A2), à l'une des broches (16). -12- 8. Système et dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un organe lumineux électrique ou élec- tronique (10), respectivement (DL1), visible sur la face avant du boîtier, indique la présence ou l'absence d'une tension entre les deux broches (8, 16). 9. Système et dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un composant limiteur de tension (Z) est branché entre les deux broches de sortie du module.