Brevet FR2827703A1 — publié le 20030124

i La présente invention concerne un appareil interrupteur multipolaire de type contacteur-disjoncteur constitué d'un bo^'tier logeant des pôles de coupure actionnés par un électroaimant de commande et par un mécanisme de commande à déclenchement et comprenant un module de protection équipé de moyens de mesure des courants polaires et de moyens pour agir sur l'électroaimant et sur le mécanisme de commande à déclenchement en cas de détection d'un courant de défaut. Un contacteur-disjoncteur contrôle, par l'intermédiaire de pôles de coupure actionnés par un électroaimant, le passage du courant dans des lignes de courant (fonction "contacteur") et assure une protection (fonction "disjoncteur") à l'apparition d'un défaut électrique sur au moins l'une des lignes (en cas de court-circuit par exemple). A l'apparition d'un défaut électrique, un dispositif de protection à déclencheur électromagnétique agit sur les pôles. Ce dispositif peut être réarmé par un organe de commande manuelle qui par ailleurs permet d'assurer l'ouverture et la fermeture des contacts. L'invention a pour but de fournir un appareil dans lequel le dispositif électronique de protection coopère avec un module amovible apportant des fonctions d'interface et de liaison avec d'autres appareils. Selon l'invention, I'appareil comporte un module de commande eVou communication se montant de manière amovible sur le bo^'tier, au-dessous du module de protection et communiquant par des connecteurs avec le circuit de traitement dudit module de protection. Selon une caractéristique, le module de commande eVou communication présente à l'arrière, des interrupteurs d'états actionnés mécaniquement par ledit mécanisme de commande et/ou l'électro-aimant de commande des pôles de manière à fournir des informations d'état des pôles eVou du mécanisme de déclenchement. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés par les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma, en vue de côté, d'un contacteur-disjoncteur conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective du contacteur-disjoncteur sur lequel le module de commande ou communication a été enlevé; - la figure 3 est une vue en perspective du contacteur-disjoncteur sur lequel le module de commande ou communication est monté; t - la figure 4 est une vue en perspective d'un module de commande et communication; - la figure 5 est un schéma fonctionnel de module réalisant une fonction de communication et du module de protection associé; - la figure 6 est un schéma fonctionnel de module réalisant une fonction de pré-alarme ou une fonction de gestion des défauts; - la figure 7 est un schéma fonctionnel de module réalisant une fonction de contacts ... auxlares temporses; - la figure 8 est un schéma fonctionnel de module réalisant une fonction de visualisation de la charge moteur. Le contacteur-disjoncteur repéré CD tel qu'illustré à la figure 1 comprend un bo^'tier 1 logeant des chambres et des pôles de coupure ainsi qu'une partie de commande en mode contacteur. Le bo^'tier 1 présente, sur chaque ligne de courant de puissance 15, un pôle 11 à contacts séparables 12 qui est préférentiellement à double coupure (en variante à simple coupure). Un seul pôle est représenté sur la figure 1 mais l'appareil est multipolaire. Chaque ligne de courant de puissance 15 est destinée à être raccordée en amont à une alimentation et en aval à une charge. Des borniers de puissance 1 3a, 1 3b sont disposés en partie haute et en partie basse du bo^'tier 1 pour les raccordements aux lignes de puissance (selon les flèches indiquées). Les contacts mobiles 12 des pôles 11 sont actionnés par la partie de commande en mode contacteur, en fonction de l'alimentation d'un électroaimant 16. Un sous-ensemble mécanique 14 agit sur les contacts 12 pour en provoquer l'ouverture et la fermeture. Ce sous-ensemble 14 est logé dans le bo^tier 1 et comprend un mécanisme 141 sur lequel agit l'électroaimant 16, et un mécanisme 142 avec lequel coopèrent un bouton à commande manuelle 17 et un déclencheur 18 qui coopère lui-méme avec le macanisme 141, les mécanismes 141, 142 pouvant présenter certaines pièces communes. Les contacts mobiles des pôles 11 peuvent être commandés par le bouton de commande manuelle 17 disposé en face avant de l'appareil. ll permet d'ouvrir manuellement les pôles et de réarmer le dispositif après déclenchement. Le mécanisme 142 entrane une pièce mobile 61 constituée préférentiellement par une tringle et destinée à actionner des premiers contacts auxiliaires. La tringle 61 est déplaçable en translation pour prendre trois positions: une position marche (on), une position arrêt (off) et une position déclenché (trip), en fonction de l'état du mécanisme 14, pour représenter respectivement l'état "marche" ("prêt") du dispositif, son état "arrêt" et son état "déclenché". Elle présente des actionneurs tels que 61A dont la position est représentative de l'état (marche repos- déclenché) du mécanisme de commande 14. L'électroaimant 16 entrane une pièce mobile 62 constituée préférentiellement par une tringle et destinée à actionner des seconds contacts auxiliaires. La tringle 62 est déplaçable en translation d'une position travail à une position repos et vice versa en réponse à la commutation de l'électroaimant 16. Elle présente des actionneurs tels que 62A permettant de commander des contacts. Ces tringles 61 et 62 sont guidées dans le bo^'tier 1 de manière à coulisser selon leur longueur (parallèlement aux lignes de puissance comme illustré à la figure 1). La partie de commande est associée à un module électronique de protection et de commande 2 qui dans un mode de réalisation préférentiel, est rapporté de manière amovible au botier 1 logeant la partie de commande. Ce module de protection et de commande 2 est disposé au-dessous de la partie logeant l'électro-aimant, le déclencheur et le sous-ensemble mécanique. Le module de protection et de commande 2 a une forme en L dont l'une des branches loge des capteurs de courant 21 et dont l'autre loge une électronique. Il présente du côté opposé à la face apparente des connecteurs 26 coopérant avec des connecteurs 19 pour faire communiquer le circuit électronique 22 du module de protection avec l'électro-aimant 16 et le mécanisme à déclenchement 18. Le module de protection 2 a une fonction de protection et délivre au déclencheur 18 un signal de défaut, lorsqu'un courant de défaut (court-circuit) est détecté par ladit capteur, le déclencheur 18 commandant alors l'ouverture des contacts 12. Le module de protection et commande 2 loge les capteurs de courant 21 aptes à détecter le courant passant dans un pôle. Chacun des capteurs 21 se connecte par des connecteurs 25 à des tronçons de ligne de puissance 15 B et 15 C qui sont situés en aval du pôle 11, la ligne de puissance étant complétée, en amont du pôle, par un tronçon 15A. Chaque capteur 21 du module 2 est relié par ses sorties à un circuit électronique de protection 22 qui est relié à la bobine d'électro-aimant 16 par des connecteurs 26B-19B et au déclencheur électromagnétique 18 par des connecteurs 26A-19A. Le circuit électronique de protection 22 reçoit par ailleurs une tension d'alimentation à partir de bornes d'alimentation A1 et A2 disposées de manière apparente en face avant du boftier, en bas de celui-ci. Ces bornes sont reliées à des cond ucteu rs se logeant da ns le bo tier et se con nectant par des connecteurs 24 à des cond ucteurs d u mod u le de protection 2 al la nt sur des broches du circuit électronique 22. Cette tension d'alimentation appliquée aux bornes A1 et A2 sert à alimenter le module de protection, le déclencheur et la bobine. Les connecteurs d'alimentation 24 sont disposés à proximité des connecteurs de puissance 25 raccordant les capteurs de courant 21 aux conducteurs de puissance 15. L'appareil présente, au-dessous du module de protection 2, un emplacement dédié au logement d'un module amovible de commande ou de communication 3, en forme de cassette. Certains des modules 3 présentent, à l'arrière, des contacts ou interrupteurs 31a et 31b, de type mécanique ou électronique, qui sont man_uvrés par les actionneurs 61A et 62A. Le module de protection 2 porte, du côté adjacent au module 3, un connecteur 23 qui présente plusieurs plots dont on va voir la fonction ciaprès et qui s'apparie avec un connecteur 33 du module 3 lorsque celui-ci est mis en place au-dessous du module de protection 2. Le connecteur 23-33 permet les échanges d'informations entre le module 3 et le circuit de protection 22 du module de protection 2. Ce connecteur 23-33 présente six plots qui sont connsctés à des broches Vc1, Vc2, Dsq, Rst, Set, Gnd du circuit électronique 22. La broche de sortie Vc1 du circuit 22 sur laquelle est câblée une capacité délivre une tension positive à la bobine de l'électroaimant de commande 16. La broche de sortie Vc2 du circuit 22 sur laquelle est câblée une capacité délivre une tension positive servant à l'activation du déclencheur 18. La broche Dsq du circuit 22 délivre une tension qui est une image instantanée du ratio Im/lr, Im étant le courant circulant dans les conducteurs de puissance 15, Ir étant le courant nominal d'emploi du dispositif, ce dernier étant affiché et réglable en face avant du module de protection 2 par le client. La broche de sortie Rst du circuit 22 délivre un ordre dit de réarmement. La broche de sortie Set du circuit 22 délivre plusieurs signaux provenant du circuit de protection 22 qui sont représentatifs de défauts: préalarme, défaut magnétique, défaut thermique, défaut interne, etc. La broche Gnd du circuit 22 est la masse, point de référence commun entre le module de protection 2 et le module de communication 3. Le module de communication 3 dont le schéma électronique est illustré à la figure 5 reçoit du module de protection 2 les différents signaux Vc1, Vc2, Dsq, Rst, Set, Gnd. Ces signaux sont envoyés, via une interface, à un circuit de traitement 34 qui reçoit par ailleurs les informations d'état des contacts 31a et 31b et est alimenté à partir d'un connecteur externe 39A. Ce circuit de traitement 34 échange des informations via le connecteur 39B pour le bus de communication (bus de terrain) et pilote, via un circuit d'entrée-sortie 38E, des bornes A1, A'1, A2 d'un connecteur 39C. Les bornes A1, A2 se connectent directement via un sous- ensemble de pré-câblage sur les bornes A1 et A2 du produit de base ou d'un module inverseur associé. Le module 3 dont le schéma électronique est illustré à la figure 6 a une fonction de pré alarme ou de gestion des défauts. Il reçoit les signaux Vc1, Rst, Set et Gnd qui sont envoyés via une interface à un circuit de traitement 34 alimenté par Vc1 et Gnd et un circuit d'alimentation 36. Ce circuit de traitement 34 pilote par un circuit de commande 35 et un relais 37 une sortie à relais 39C, en face avant du module. La sortie à relais indique le dépassement d'un état thermique donné ou d'un défaut (court-circuit, défaut thermique, ). Le module 3 à contacts auxiliaires temporisés de signalisation dont le schéma électronique est illustré à la figure 7 reçoit les signaux Vc1 et Gnd qui sont envoyés via une interface à un circuit de traitement 34 alimenté par Vc1 et Gnd et un circuit d'alimentation 36. Ce circuit de traitement 34 reçoit par ailleurs les informations d'état du contact 31 b actionné par I'actionneur représentatif de l'état des pôles. Ce circuit de traitement 34 pilote, par un circuit de commande 35 et un relais 37, une sortie à relais 39D. La sortie à relais 39D représente l'état d'ouverture ou de fermeture de l'électro-aimant et donc des pôles avec une temporisation. Le module 3 à visualisation de la charge moteur dont le schéma électronique est illustré à la figure 8 reçoit les signaux Vc1, Dsq et Gnd qui sont envoyés via une interface à un circuit de traitement 34 alimenté par Vc1 et Gnd et un circuit d'alimentation 36. Le circuit de traitement 34 délivre par un circuit 38A, un filtre 38B et un circuit à sorties analogiques 38C, sur une sortie 39 F. d es i nformations analogiq ues utilisables par exemple pour commander un affficheur ou donner des informations sur la charge du moteur à un automate. Un connecteur 39 E peut être prévu pour une alimentation auxiliaire. Au dessous du module 3 est prévu un emplacement pouvant recevoir un module 4 et un second emplacement pouvant recevoir un module 5. Le module 3 peut présenter une hauteur telle qu'il recouvre le logement de module dédié à des fonctions de défaut et situé au dessous. Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. Revendications 1. Appareil interrupteur multipolaire de type contacteur-disjoncteur constitué d'un bo^'tier (1) logeant des pôles de coupure (11) actionnés par un électroaimant de commande (16) et par un mécanisme à déclenchement (18, 14) et comprenant un module de protection (2) équipé de moyens (21) de mesure des courants polaires et de moyens (22) pour commander l'électroaimant (16) et le mécanisme de commande à déclenchement (14) en cas de détection d'un courant de défaut, caractérisé par le fait qu'il comporte un module de commande eVou communication (3) se montant de manière amovible sur le bo^'tier, au-dessous du module de protection (2) et communiquant par des connecteurs (23, 33) avec le circuit de traitement (22) dudit module de protection (2). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le module de commande eVou communication (3) présente à l'arrière, des interrupteurs d'états (31a, 31b) actionnés mécaniquement par ledit mécanisme de commande eVou l'électro-aimant de commande des pôles de manière à fou rni r des informations d'état des pôles eVou d u mécan is me de 1 5 déclenchement. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le module de protection (2) a une forme en L dont l'une des branches loge des capteurs de courant (21) et dont l'autre loge un circuit électronique (22) et présente du côté opposé à la face apparente des connecteurs (26) faisant communiquer ledit circuit électronique (22) avec l'électro-aimant (16) et le mécanisme à déclenchement (18). 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des bornes d'alimentation contrôle (A1, A2) se prolongent par des conducteurs logés dans le botier, lesquels sont reliés via des connecteurs d'alimentation (24) au circuit électronique (22) du module de protection. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les connecteurs d'alimentation (24) sont disposés à proximité des connecteurs de puissance (25) raccordant les capteurs de courant (21) aux conducteurs de puissance (15). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le module de commande eVou de communication (3) communique avec au moins une sortie (Vc1, Vc2) du circuit électronique (22) du module de protection sur laquelle est câblée une capacité délivre une tension positive. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le module de commande eVou de communication (3) communique avec au moins une sortie (Dsq) du circuit électronique (22) du module de protection délivrant une tension qui est une image instantanée d u ratio (I m/l r) entre le courant circulant da ns les cond ucteurs de puissance et le courant nominal d'emploi. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le module de commande eVou de communication (3) communique avec au moins une sortie (Set) du circuit électronique (22) du module de protection délivrant plusieurs signaux qui sont représentatifs de défauts. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le module de commande eVou de communication (3) communique avec au moins une sortie (Rst) du circuit électronique (22) du module de protection délivrant un ordre dit de réarmement et une sortie (Gnd) du même circuit (22) constituant la masse. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le module de commande eVou de communication (3) comporte un circuit de traitement (34) recevant les informations du circuit électronique (22) du module de protection et pilotant, en face avant, au moins une sortie (39) ou des moyens de signalisation. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le circuit de traitement