Brevet FR2761521A1 — publié le 19981002

La présente invention concerne un système inverseur pour appareil interrupteur électromécanique multipolaire à électroaimant principal de commande du genre contacteur, tel que contacteur ou contacteur-disjoncteur, cet appareil présentant plusieurs chemins de courant polaires disposés entre des bornes de source et des bomes de charge et munis de contacts pnncipaux séparables commandés par un électroaimant principal, deux des chemins polaires pouvant être croisés pour produire l'inversion recherchée et comprenant à cet effet des conducteurs croisés sur lesquels sont situés des contacts inverseurs, L'appareil présentant un dispositif de commande d'inversion qui comprend un électroaimant inverseur pilotant les contacts inverseurs et un circuit d'alimentation des bobines de l'électroaimant principal et de l'électroaimant inverseur. II est souhaitable de pouvoir commuter un tel système de manière sûre de l'état de marche directe à celui de marche inverse et vice-versa alors que les chemins polaires sont hors tension et de conditionner la remise sous tension de ceux-ci à une commutation sûre de l'électroaimant inverseur. L'invention a pour but de répondre à ces desiderata. Selon l'invention, I'électroaimant inverseur est de type bistable, et le circuit d'alimentation des bobines comporte un interrupteur de marche-arrêt et au moins un intenupteur-inverseur pour commuter l'alimentation des bobines de l'électroaimant principal et de l'électroaimant inverseur de manière que la commutation des contacts inverseurs s'effectue alors que les chemins de courant polaires sont hors tension. Selon les cas, I'électroaimant inverseur bistable comprend une bobine ou deux bobines; l'interrupteur de marche-arrêt et les interrupteurs inverseurs sont de préférence des boutons à impulsion. La description va être faite d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en regard des dessins annexés. Les figures 1 à 4 représentent un système inverseur pour contacteur triphasé avec électroaimant inverseur présentant une seule bobine, le système étant figuré res pectivement en marche directe, au cours du passage en marche inverse, en marche inverse, et au cours du passage en marche directe. La figure 5 montre une variante du système inverseur avec électroaimant inverseur présentant deux bobines. La figure 6 montre un détail des contacts principaux de I' inverseur. Le système inverseur illustré sur les figures 1 à 4 comprend un contacteur ou contacteur-disjoncteur 10 tripolaire logeant dans un boîtier H1 des chemins de courant polaires 11,12,13 disposés entre des bomes de source L1,L2,L3 reliées au réseau alternatif et des bornes de charge T1,T2,T3 reliées à une charge telle qu'un moteur. Chaque chemin de courant présente un interrupteur principal 11,12;13 à contacts principaux séparables à double coupure commandés par un électroaimant principal El. L'électroaimant principal a une bobine Cl reliée à une source de tension alternative par deux conducteurs 14,15 ; cette liaison comprend un interrupteur de marche-arrêt 16, de préférence un bouton à impulsion disposé sur la ligne 14 et un contact auxiliaire 17 de l'électroaimant El situé sur la ligne 15. Un autre contact auxiliaire 18 de l'électroaimant El est disposé sur un conducteur 19 raccordant un point 18a de la ligne 14 situé entre l'interrupteur 16 et la bobine au circuit de commande de l'électroaimant inverseur E2 qui va être décrit plus loin. Les contacts 17,18 sont à ouverture et fermeture alternées, le contact 17 étant un contact d'automaintien et le contact 18 un contact d'alimentation transitoire, c'est-àdire lors d'un changement de marche, de la bobine de l'inverseur. L'inverseur 20 se présente sous la forme d'un additif à électroaimant inverseur E2 dont le boîtier H2 est électriquement relié au boîtier H1 du contacteur. Le boîtier H2 peut être monté à distance du boîtier H1 ou lui être fixé; I'inverseur et le contacteur peuvent aussi être rassemblés en un boîtier commun. L'électroaimant E2 est de type bistable, fonctionnant par exemple à l'aide d'aimants permanents ou d'autres moyens, et ne consomme donc de l'énergie que dans les phases transitoires de changement de marche. Le boîtier H2 ici représenté loge des chemins polaires raccordés aux bomes T1,T2,T3 des chemins polaires de H1 par des bornes respectives L'1,L'2,L'3 et à la charge par des bomes 71,72,73. Le chemin 11 est relié directement à T'1 ; les chemins 12 et 13 sont reliés en marche directe à r2,T'3 par des contacts 14,15 et en marche inverse à T'3,r2 par des contacts 16,17, de manière à assurer le croisement recherché. Les contacts 14-17 sont pilotés par l'électroaimant inverseur E2. Celui-ci comprend une bobine C2 présentant deux points ou bornes de connexion 21,22 et son circuit de commande comporte deux ponts redresseurs 23,24 dont les bornes de tension continue sont reliées à la bome 21 via un interrupteur-inverseur 25, respectivement 26, et directement à la borne 22 ; cette liaison est agencée de façon que la polarité des ponts soit opposée ou, en d'autres termes, que la bobine C2 soit polarisée dans l'un ou l'autre sens selon qu'elle est reliée au pont 23 de passage en marche directe ou au pont 24 de passage en marche inverse. Les interrupteurs-inverseurs 25,26 sont de préférence des boutons à impulsion. Les bornes de tension alternative du pont 23 sont reliées l'une au contact 18 (point 18b), L'autre à un point 17a de la ligne 15 situé en amont du contact 17 ; il en est de même des bomes de tension alternative du pont 24. Le point 17b du circuit d'alimentation de C1 situé entre le contact 17 et C1 est relié au point 17a par deux conducteurs parallèles muni chacun d'un contact 27, respectivement 28; les contacts 27,28 sont des contacts auxiliaires de l'électroaimant inverseur E2 et sont à ouverture et fermeture alternées. Le fonctionnement du système inverseur décrit est le suivant. L'interrupteur de marche-arrêt 16 est normalement fermé, tandis que les interrupteurs-inverseurs 25,26 sont normalement ouverts. En marche directe, le contact 16 et le contact d'automaintien 17 sont fermés et le courant de commande de El traverse donc la bobine CI. Les interrupteurs de puissance 11-13 sont fermés; du côté de l'inverseur, la bobine C2 n'est pas alimentée, les interrupteurs de puissance 14,15 sont fermés, 16 et 17 sont ouverts, tandis que le contact auxiliaire 27 est fermé et le contact auxiliaire 28 ouvert. Pour passer en marche inverse, on applique une impulsion d'ouverture sur le bouton 16, de sorte que la bobine C1 n'est plus alimentée; les interrupteurs de puissance 11-13 s'ouvrent, tandis que le contact 17 s'ouvre et que le contact 18 se ferme. La fermeture du contact 18 entraîne, dès que l'on applique une impulsion de fermeture sur le bouton 26, la mise en oeuvre du redresseur 24 et I' alimentation de la bobine C2. II en résulte une commutation des contacts de puissance de l'inverseur: 14 et 15 s'ouvrent, 16 et 17 se ferment, ce qui procure le croisement voulu des chemins polaires 12,13. Les contacts auxiliaires 27,28 de E2 commutent 27 s'ouvre et 28 se ferme, de sorte que le circuit d'alimentation de la bobine prin cipale Cl est rétabli : ligne 14, bouton 16 refermé, contact 28, point 17a et ligne 15. L'électroaimant inverseur bistable E2 reste dans le même état et l'électroaimant principal El referme les interrupteurs de puissance 11-13 et le contact auxiliaire 17 en fermant le contact auxiliaire 18. L'alimentation de la bobine C2 est interrompue et celle de la bobine C1 est rétablie par le chemin initial. Pour passer en marche directe, on applique une impulsion sur le bouton 16 pour interrompre l'alimentation de la bobine principale C1 et rouvrir comme précédemment les contacts principaux 11-13, puis une impulsion sur le bouton 25 pour mettre en oeuvre le redresseur 23 et alimenter en sens opposé la bobine C2, ce qui commute ses contacts 14-17 et 27,28. La fermeture de 28 entraîne l'alimentation de la bobine C1, la fermeture des contacts principaux 11-13, la fermeture de 17 et l'ou- verture de 18 et donc le rétablissement du circuit nominal d'alimentation de C1. Dans la variante illustrée sur la figure 5, I'électroaimant inverseur E2 comprend deux bobines C2a,C2b. Les éléments identiques à ceux du mode de réalisation des figures 1 à 4 gardent les mêmes références et ne sont pas à nouveau décrits. Les interrupteurs inverseurs 25,26 sont à présent disposés du côté alternatif des ponts redresseurs 23,24 sur des conducteurs respectifs reliant le point 17a à une bome de tension alternative du pont, L'autre borne de tension alternative du pont étant reliée au point 18b. Les bornes de tension continue des ponts 23,24 sont reliées directement aux bobines respectives C2a,C2b pour en assurer la polarisation souhaitée.Le pont 23 est maintenant le pont de passage en marche inverse et le pont 24 est le pont de passage en marche directe. Pour passer en marche inverse, on appuie sur 16 pour faire retomber le contacteur, puis sur 26 : le pont 23 alimente C2a, de sorte que 28 s'ouvre, 27 se ferme et C1 est alors réalimentée. Le contact 17 se ferme et permet lautoalimentation de C1. Pour repasser en marche directe, il en va de même avec impulsion sur les boutons 16, puis 25. On constate que l'électroaimant inverseur E2 ne peut commuter que lorsque les contacts principaux sont ouverts, puisqu'une impulsion exercée sur le bouton 25 ou 26 n'a aucun effet si l'on n'a pas au préalable appuyé sur le bouton marche-arrêt 16. D'autre part, le contacteur ne peut voir ses contacts de puissance fermés que si l'un ou i'autre des contacts auxiliaires 27,28 de l'électroaimant inverseur E2 est fermé, c'est-à-dire si cet électroaimant est dans l'une de ses positions stables. De plus, I'électroaimant inverseur a l'avantage de ne pas consommer d'énergie en dehors des périodes de commutation. Pour assurer une position de fermeture stable aux contacts de puissance 14-17 de l'inverseur, on prévoit (voir figure 6) de renforcer la pression de ces contacts au moyen d'un organe 30 associé au chemin de courant correspondant et capable de développer un effort d'origine électromagnétique. II s'agit par exemple d'une pièce fixe en U 31 disposée comme indiqué et avec laquelle coopère une palette 32 portée par le pont 33 de contact 14-17, lequel est sollicité par ailleurs par un ressort 24 et un attelage 35 de liaison avec la partie mobile de l'électroaimant E2. Revendications 1. Système inverseur pour appareil interrupteur électromécanique multipolaire à électroaimant principal de commande tel que contacteur ou contacteurdisjoncteur, cet appareil présentant plusieurs chemins de courant polaires disposés entre des bomes de source et des bornes de charge et munis de contacts principaux séparables commandés par un électroaimant principal (El), deux des chemins polaires pouvant être croisés pour produire l'inversion recherchée et comprenant à cet effet des conducteurs croisés sur lesquels sont situés des contacts inverseurs, L'appareil présentant un dispositif de commande d'inversion qui comprend un électroaimant inverseur (E2) pilotant les contacts inverseurs et un circuit d'alimentation des bobines de l'électroaimant principal et de l'électroaimant inverseur, caractérisé par le fait que: - I' électroaimant inverseur (E2) est de type bistable, - le circuit d'alimentation des bobines comporte un interrupteur de marchearrêt (16) et au moins un interrupteur inverseur (25,26) pour commuter l'alimentation des bobines (C1) de l'électroaimant principal (El) et (C2 ; C2a,C2b) de l'élec- troaimant inverseur (E2) de manière que la commutation des contacts inverseurs (14-17) s'effectue alors que les chemins de courant polaires (11,12,13) sont hors tension. 2. Système inverseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un premier boîtier (H1) logeant les contacts principaux (11-13) et l'électroaimant principal (El) de l'appareil interrupteur, et un deuxième boîtier (H2) électriquement relié au premier boiter et logeant l'électroaimant inverseur (E2) et au moins un interrupteur inverseur(l4-17). 3. Système inverseur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le circuit d'alimentation des bobines comprend un interrupteur de marche-arrêt (16) à impulsion normalement fermé et deux interrupteurs inverseurs (25,26) à impulsion normalement ouverts. 4. Système inverseur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'électro- aimant principal (El) comporte une bobine (cul) alimentée par un réseau alternatif et que l'électroaimant inverseur (E2) comporte une seule bobine (C2) alimentée par ce réseau via deux redresseurs (23,24) associés chacun à un interrupteur inverseur (25,26), les deux interrupteurs inverseurs étant situés du côté tension continue des redresseurs. 5. Système inverseur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'électro- aimant principal (El) comporte une bobine (C1) alimentée par un réseau alternatif et que l'électroaimant inverseur (E2) comporte deux bobines (C2a,C2b) alimentées par ce réseau via deux redresseurs (23,24) associés chacun à un interrupteur inverseur, les deux interrupteurs inverseurs étant situés du côté tension alternative des redresseurs. 6. Système inverseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'électro- aimant principal (E1) pilote un contact auxiliaire d'automaintien (17) et un contact auxiliaire (18) d'alimentation transitoire de la bobine (C2 ; C2a,C2b) de l'électroaimant inverseur (E2). 7. Système inverseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'électroaimant inverseur (E2) pilote deux contacts auxiliaires (27,28) conditionnant l'alimentation de la bobine (cul) de l'électroaimant principal (El), I'un lors du passage en marche directe, L'autre lors du passage en marche inverse. 8. Système inverseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'aux contacts inverseurs est associé un organe (30) de renforcement électromagnétique de la pression de ces contacts.