Brevet FR2694458A1 — publié le 19940204

DISPOSITIF DE DETECTION DE LA COHERENCE ENTRE L'ETAT DES CONTACTS D'UN RELAIS ET L'ETAT D'EXCITATION DE SA BOBINE La présente invention est relative aux installations électriques comportant des relais électromécaniques commandant des organes de manoeuvre, de commande ou de signalisation. L'invention s'applique en particulier aux installations électriques protégées au moyen d'appareils de protection tels que des disjoncteurs, commandés par des relais électromécaniques. Le mauvais fonctionnement d'un relais peut entraîner de graves conséquences pour l'installation électrique. Un mauvais fonctionnement d'un relais peut résulter de plusieurs situations décrites ci-après: - des contacts d'un même relais peuvent rester "collés", que la bobine soit excitée ou non, alors que l'état de la bobine devait entraîner la séparation de ces contacts, - des contacts d'un même relais, formant un inverseur, ne ferment aucun circuit dans un état stable du relais, - des contacts d'un même relais, lors des états stables de celui-ci, devraient être dans le même état de conduction et ne le sont pas. Certains relais, dits de sécurité, éliminent le dernier des mauvais fonctionnements précités, mais pas les deux premiers. Un but de la présente invention est de définir un dispositif simple permettant de détecter toute incohérence entre les états des contacts d'un relais et celui de sa bobine de commande. L'invention a pour objet un dispositif de détection de la cohérence entre l'état des contacts d'un relais électromagnétique et l'état d'excitation de la bobine alimentée par une source de tension à travers un interrupteur, ledit relais comprenant n contacts mobiles pouvant prendre, selon l'état alimenté ou non de la bobine une première position dans laquelle ils polarisent n premières lignes alimentées par n sources de potentiel et une seconde position dans laquelles ils polarisent n secondes lignes à la terre, n étant un nombre entier, caractérisé en ce qu'il comprend un premier photocoupleur comprenant une photodiode en parallèle sur la bobine en aval de l'interrupteur et un phototransistor connecté entre l'anode de ladite photodiode et ladite source, le collecteur du phototransistor dudit premier photocoupleur étant relié à la photodiode d'un photocoupleur de sortie comportant un phototransistor constituant les sorties du dispositif reliées à un circuit d'alarme et/ou de commande, le dispositif comprenant en outre, une première série de n photocoupleurs dont les phototransistors sont reliés en série entre le collecteur de la photodiode du premier photocoupleur et la photodiode du photocoupleur de sortie, et dont les photodiodes correspondantes sont reliées respectivement entre les premières lignes et des sources de potentiel opposées à celles des premières lignes, et une seconde série de n photocoupleurs dont les phototransistors sont connectés en série entre le point commun à la bobine et à l'interrupteur et la photodiode du photocoupleur de sortie, et dont les photodiodes correspondantes sont reliées respectivement entre les secondes lignes et des sources de potentiel opposées à celles des premières lignes. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description d'un exemple de réalisation, en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure unique est un schéma électrique représentant un relais électromécanique muni du dispositif de détection de cohérence de l'invention. Dans la figure, la référence 1 désigne la bobine d'un relais alimentée par une source de tension continue -C +C à travers un interrupteur 2; la bobine est protégée par une diode D. Dans l'exemple choisi, la bobine commande le mouvement simultané de deux contacts 3 et 4 qui, selon leur position, ferment des lignes R1, R2 ou T1, T2. Les lignes sont alimentées par des potentiels +P1 et +P2 respectivement définis par rapport à des potentiels -P1 et -P2. Le dispositif de détection de cohérence comporte tout d'abord une branche qui fournit un signal représentatif de l'état alimenté ou de l'état non alimenté de la bobine 1. Cette branche comprend un photocoupleur PC1 comprenant une photodiode D1 et un phototransistor TC1. L'anode de la photodiode D1 du photocoupleur TC1 est reliée, par une résistance R1, à la liaison d'alimentation de la bobine 1, en un point Q situé entre la bobine et l'interrupteur 2, sa cathode étant reliée au potentiel -C; le phototransistor TC1 est connecté entre les bornes -C et +C, par l'intermédiaire d'une résistance R2. Le schéma de l'invention comporte plusieurs autres photocoupleurs; pour la clarté du schéma les photodiodes et les phototransistors de ces photocoupleurs ont été représentés éloignés les uns des autres. Au point Q est reliée une branche comprenant, en série, une résistance R3, les phototransistors TC2 et TC4 de deux photocoupleurs PC2 et PC4, une résistance R4 et la photodiode D6 d'un photocoupleur de sortie PC6; la photodiode D6 est reliée au potentiel -C; les sorties S1 et S2 du phototransistor TC6 du photocoupleur PC6 constituent les sorties de l'appareil de contrôle et sont reliées à un circuit d'alarme ou de commande non représenté. Un condensateur C1 est connecté en parallèle aux bornes de la photodiode D6. Entre le collecteur du phototransistor PC1 et l'émetteur du phototransistor TC4 sont disposés en série les phototransistors TC3 et TC5 de deux photocoupleurs PC3 et PC5. La photodiode D2 du photocoupleur PC2 est reliée, en série avec une résistance R5, entre la ligne T2, en aval du contact 4, et le potentiel -P2; de même, la photodiode D3 du photocoupleur PC3 est reliée, en série avec une résistance R6, entre la ligne R2, en aval du contact 4, et le potentiel -P2. La photodiode D4 du photocoupleur PC4 est reliée, en série avec une résistance R7, entre la ligne T1, en aval du contact 3, et le potentiel -P1; de même, la photodiode D5 du photocoupleur PC5 est reliée, en série avec une résistance R8, entre la ligne R1, en aval du contact 3-, et le potentiel -P1. Le fonctionnement du dispositif est décrit maintenant. On suppose qu'en fonctionnement normal, lorsque la bobine est alimentée, les contacts 3 et 4 appliquent le potentiel P1 sur la ligne T1 et le potentiel P2 sur la ligne T2, et que, lorsque la bobine cesse d'être alimentée, les contacts 3 et 4 retombent et appliquent le potentiel P1 sur la ligne R1 et le potentiel P2 sur la lignre R2. Dans le dessin, le contact 2 est fermé, la bobine 1 est alimentée et les contacts 3 et 4 polarisent les lignes T1 et T2. La photodiode D1 est alimentée de sorte que le transistor TC1 conduit; les photodiodes D2 et D4 sont alimentées de sorte que les phototransistors TC2 et TC4 conduisent; la photodiode D6 conduit et le phototransistor fournit par suite un signal de sortie sur les bornes S1 et S2, ce signal étant interprété comme un signe du bon fonctionnement du relais. Supposons que la bobine cesse d'être alimentée (ouverture de l'interrupteur 2) et que les contact 3 et 4 restent collés, continuant à fermer les lignes T1 et T2. Les phototransistors TC2 et TC4 des photocoupleurs PC2 et PC4 restent passants puisque les photodiodes D2 et D4 sont alimentées, mais aucun signal n'est transmis au photocoupleur PC6 puisque le phototransistor TC1 du photocoupleur PC1 est bloqué (photodiode D1 non alimentée) et que les phototransistors TC3 et TC5 sont bloqués, les photodiodes D3 et D5 n'étant pas alimentées. L'absence de signal aux bornes S1S2 est interprété comme un signe de défaillance et entraîne le déclenchement d'une alarme ou la mise en route d'un circuit de secours. Supposons que les contacts 3 et 4, après un changement d'état de la bobine 1, restent en position intermédiaire sans fermer ni les lignes R1R2 ni les lignes TlT2. ler cas: la bobine B est alimentée. le phototransistor TC1 conduit mais les phototransistors TC3 et TC5 restent bloqués, les diodes D3 et D5 n'étant plus alimentées. Pour la même raison, les phototransistors TC2 et TC4 restent bloqués. Aucun signal n'est transmis à la photodiode D6 de sorte qu'il n'y a plus de signal aux bornes de S1S2. 2ème cas: la bobine n'est pas alimentée. Il est clair qu'aucune alimentation de la photodiode D6 n'est possible, de sorte qu'aucun signal n'apparaît aux bornes de S1S2. Supposons que la bobine soit alimentée, que le contact 3 polarise normalement la ligne T1, mais que le contact 4 ne polarise ni R2 ni T2. Aucun signal n'est transmis à la photodiode D6 puisque les phototransistors TC3 et TC4 restent bloqués. Supposons enfin que la bobine soit alimentée, que le contact 3 polarise normalement la ligne T1, mais que le contact 4 polarise la ligne R2. Aucun signal n'est transmis à la photodiode D6 puisque les phototransistors TC2 et TC5 restent bloqués. On voit que tous les défauts possibles sont détectés par le dispositif; on note que le dispositif de l'invention effectue en grande partie sa propre autosurveillance, puisque toute défaillance des phototransistors PC1 et PC6 sera immédiatement décelée. Une diode électroluminescente de signalisation LED peut être placée en série avec la photodiode D6 du photocoupleur PC6. L'invention s'applique bien entendu à un relais qui comporterait un seul contact mobile ou plus de deux contacts mobiles, en retranchant ou en ajoutant les photocoupleurs correspondant aux lignes fermées par ces contacts. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de détection de la cohérence entre l'état des contacts d'un relais électromagnétique et l'état d'excitation de la bobine alimentée par une source de tension (+C) à travers un interrupteur (2), ledit relais comprenant n contacts mobiles (3, 4) pouvant prendre, selon l'état alimenté ou non de la bobine (1), une première position dans laquelle ils polarisent n premières lignes (T1,T2,...) alimentées par n sources de potentiel (P1,P2,...) et une seconde position dans laquelles ils polarisent n secondes lignes (R1,R2,...), n étant un nombre entier, caractérisé en ce qu'il comprend un premier photocoupleur (PC1) comprenant une photodiode (D1) en parallèle sur la bobine (1) en aval de l'interrupteur (2) et un phototransistor (TC1) connecté entre l'anode de ladite photodiode (D1) et ladite source (+C), le collecteur du phototransistor (TC1) dudit premier photocoupleur (PC1) étant relié à la photodiode (D6) d'un photocoupleur de sortie (PC6) comportant un phototransistor (TC6) constituant les sorties (S1, S2) du dispositif reliées à un circuit d'alarme et/ou de commande, le dispositif comprenant en outre, une première série de n photocoupleurs (PC3, PC5,...) dont les phototransistors (PT3, PT5, ...) sont reliés en série entre le collecteur de la photodiode (D1) du premier photocoupleur (PC1) et la photodiode (D6) du photocoupleur de sortie (PC6), et dont les photodiodes correspondantes (D3, D5, ...) sont reliées respectivement entre les premières lignes et des sources de potentiel (-P1, -P2) opposées à celles (+P1, +P2) des premières lignes, et une seconde série de n photocoupleurs (PC2, PC4, ...) dont les phototransistors (TC2, TC4, ...) sont connectés en série entre le point commun à la bobine (1) et à l'interrupteur(2) et la photodiode (D6) du photocoupleur de sortie (PC6), et dont les photodiodes correspondantes (D2, D4, ...) sont reliées respectivement entre les secondes lignes et des sources de potentiel (-P1, P2) opposées à celles (+P1, +P2) des premières lignes.