Brevet FR2831986A1 — publié le 20030509

L'invention concerne un procédé et un dispositif destinés à réduire le bruit de commutation d'un appareil de commutation électromagnétique. Un procédé et un dispositif de ce genre sont utilisés dans des domaines dans lesquels des bruits de commutation d'un appareil de commutation électromagnétique, comme par exemple dans une armoire de commande dotée de protections et montée sur une cabine d'ascenseur, sont perçus par les passagers dans la cabine d'ascenseur comme étant des effets secondaires gênants. Le but de l'invention est de réduire à faible coût les bruits de commutation lors de la commande d'un appareil de commutation électromagnétique. Ce but est atteint par un procédé qui réduit le bruit de commutation d'un appareil de commutation électromagnétique comportant une bobine commandée avec une tension d'alimentation et un induit déplaçant des contacts de commutation mobiles pour la mise contact avec des contacts de commutation fixes, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes opératoires suivantes : a) on détermine tout d'abord une première valeur minimale de la tension d'alimentation suffisante au moins pour déplacer l'induit doté des contacts de commutation mobiles, b) on commande ensuite la bobine et par conséquent l'induit doté des contacts de commutation mobiles avec la première valeur minimale de la tension d'alimentation au moins jusqu'à réaliser le contact, c) on élève ensuite la tension d'alimentation de la première valeur minimale à une deuxième valeur minimale de sorte que les contacts de commutation mobiles peuvent être amenés en contact de pression mutuel suffisant avec les contacts de commutation fixes et, L'invention vise aussi un dispositif pour réduire le bruit de commutation d'un appareil de commutation électromagnétique comprenant une bobine commandée avec une tension d'alimentation et un induit déplaçant des contacts de commutation mobiles pour les amener en contact avec des contacts de commutation fixes, lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte a) une unité de réglage de tension au moyen de laquelle la tension d'alimentation pour déplacer l'induit doté des contacts de commutation mobiles peut être fixée à au moins une première valeur minimale suffisante, b) une unité de commande au moyen de laquelle la bobine est commandée avec la première valeur minimale de la tension d'alimentation au moins pour réaliser le contact puis la tension d'alimentation est majorée par l'unité de réglage de tension de la première valeur minimale à la deuxième valeur minimale de sorte que les contacts de commutation mobiles peuvent être amenés en contact de pression mutuel suffisant avec des contacts de commutation fixes. De préférence, le procédé consiste : - à élever la tension d'alimentation de la première valeur minimale à la deuxième valeur minimale en fonction du temps. - à déterminer pour la première valeur minimale une valeur égale à 0,9 fois environ la deuxième valeur minimale. De préférence, le procédé est utilisé dans une installation de transport, en particulier un ascenseur. De préférence : - Le dispositif comprend un élément de temporisation, en particulier un élément RC, faisant partie de l'unité de commande et destiné à déterminer l'instant de l'élévation de la tension d'alimentation de la première valeur minimale à la deuxième valeur minimale. - Il comporte un élément de commutation, en particulier un coupleur optique faisant partie de l'unité de commande pour commander un limiteur de tension. - L'élément de commutation fait partie de l'unité de réglage de tension. - Le limiteur de tension fait partie de l'unité de commande en vue de limiter la tension d'alimentation à la première valeur minimale, de libérer la tension d'alimentation à la seconde valeur minimale ainsi que de commander un élément de réglage monté dans l'unité de réglage de tension. - Le limiteur de tension fait partie de l'unité de réglage de tension. - L'élément de réglage fait partie de l'unité de réglage de tension pour commander la bobine. - Un élément de réinitialisation fait partie de l'élément de commande en vue de réinitialiser l'élément de temporisation lors de la déconnexion de la tension d'alimentation. - Il existe une dépendance de commutation entre l'unité de commande et l'unité de réglage de tension via l'élément de commutation. - La première valeur minimale est déterminée à 0,9 fois environ la deuxième valeur minimale. - Il est utilisé dans une installation de transport, en particulier dans un ascenseur. La réduction, réalisée conformément à l'invention, du bruit de commutation d'un appareil de commutation électromagnétique alimenté en tension est réalisée quant au procédé ou au quant au dispositif par le fait que, contrairement à une alimentation classique de la bobine d'un appareil de commutation de ce type, cette bobine n'est pas commandée avec la valeur totale de la tension d'alimentation, car cela entraînerait des bruits de commutation indésirables ; la tension d'alimentation est au contraire réduite à une valeur simplement suffisante pour déplacer l'induit. L'augmentation à la valeur totale de la tension d'alimentation ne sert alors essentiellement qu'à garantir l'exercice d'une pression mutuelle ultérieure suffisante entre les contacts de commutation mobiles et fixes. Au moyen d'un simple élément de temporisation, en particulier se présentant sous la forme d'un élément R-C, on peut déterminé l'instant de l'élévation de la tension d'alimentation de la valeur réduite à la valeur totale. Le procédé d'une part et le dispositif de réduction des bruits de commutation d'autre part peuvent être utilisés avantageusement dans une installation de transport, en particulier dans un ascenseur. L'invention ainsi que des modes de réalisation avantageux selon les caractéristiques des sous-revendications sont expliqués en détail dans la suite en se référant à des exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins dans lesquels : la figure 1 représente un graphique présentant la relation entre les première et deuxième valeurs minimales de la tension d'alimentation de la bobine d'un appareil de commutation électromagnétique et la dimension du contact entre les contacts de commutation mobiles et fixes, la figure 2 représente un dispositif destiné à réduire les bruits de commutation d'un commutateur électromagnétique se présentant sous la forme d'un commutateur de commande. Dans la figure 1, il est représenté schématiquement à titre d'exemple un graphique présentant la relation entre une première valeur minimale Us MIN1, resp. une deuxième valeur minimale US MIN2, d'une tension d'alimentation Us et un premier chemin de contact SKi, resp. un deuxième chemin de contact SK2. Les première et deuxième valeurs minimales US MIN1 et US MIN2 sont alors portées sur l'axe de la tension d'alimentation Us et les premier et deuxième chemins de contact SKi et SK2 sont portés sur l'axe du chemin de contact SK. La première valeur minimale US MIN1 et la deuxième valeur minimale US MIN2 de la tension d'alimentation Us, qui sont respectivement corrélées au premier chemin de contact SK1 et au deuxième chemin de contact SK2 sont des paramètres importants d'un procédé destiné à réduire les bruits de commutation d'un appareil de commutation électromagnétique 1. L'appareil de commutation électromagnétique 1 comporte pour cela une bobine 2, un induit mobile 3 ainsi que des contacts de commutation mobiles et fixes 4 et 5 selon la figure 2. Le procédé provoque une réduction des bruits de commutation de l'appareil de commutation électromagnétique 1 commandé avec la tension d'alimentation Us de telle sorte qu'il est tout d'abord déterminé une première valeur minimale US MIN1 de la tension d'alimentation Us au moins suffisante pour déplacer l'induit 3 doté des contacts de commutation mobiles, puis la bobine 2 et par conséquent l'induit 3 doté des contacts de commutation mobiles 4 sont commandés au moins pour réaliser le contact. En conséquence, la tension d'alimentation Us est majorée de la première valeur minimale US MIN1 à une deuxième valeur minimale US MIN2 de façon à amener les contacts de commutation mobiles en contact de pression mutuel suffisant avec les contacts de commutation fixes 5. La mise en contact de pression mutuelle suffisante, due à une commande de la bobine 2 avec la première valeur minimale US MIN1 et à une commande ultérieure décalée dans le temps avec la deuxième valeur minimale US MIN2 de la tension d'alimentation Us, peut selon le type et la variante de réalisation de l'appareil de commutation électromagnétique 1 être effectuée d'une part dans le cas de contacts de commutation 4,5 rigides immédiatement après le premier chemin de contact SK1 ou d'autre part dans le cas de contacts de commutation élastiques 4,5 au cours du déplacement entre le premier et le deuxième chemin de contact s1, SK2. L'élévation de la tension d'alimentation Us de la première valeur minimale US MIN1 à la deuxième valeur minimale US MIN2 est effectuée en fonction du temps ; il est déterminé pour la première valeur minimale US MIN1 une valeur comprise entre 0,75 et 0,95 fois environ, en particulier égale à 0,9 fois, la deuxième valeur minimale. Le procédé consistant à réduire les bruits de commutation d'un appareil de commutation électromagnétique est approprié entre autres pour être utilisé dans une installation de transport, en particulier un ascenseur. Dans la figure 2, il est représenté un dispositif 6 destiné à réduire les bruits de commutation d'un commutateur électromagnétique 1 se présentant sous la forme d'un circuit de commande. L'appareil de commutation électromagnétique 1 comporte l'induit mobile 3, doté des contacts de commutation 4, ainsi que les contacts de commutation fixes 5. Les bruits de commutation peuvent alors être provoqués par le choc mutuel des contacts de commutation mobiles 4 et des contacts de commutation fixes 5 et/ou de l'induit 3 se déplaçant en raison de l'alimentation et en conséquence de l'excitation de la bobine 2 et d'un noyau en fer correspondant audit induit. Le dispositif 6 est doté d'une unité de commande 7 et d'une unité de réglage de tension 8. L'unité de commande 7 sert à commander en fonction du temps l'unité de réglage de tension 8. L'unité de réglage de tension 8 permet de déterminer la tension d'alimentation Us destinée à la bobine 2 et en conséquence au déplacement de l'induit doté des contacts de commutation mobiles 4 au moins à la première valeur minimale suffisante US MIN1. La première valeur minimale US MIN1 de la tension d'alimentation Us sert à réaliser le contact. Une fois que le déclenchement a été effectué par l'impulsion de commande, retardée dans le temps, de l'unité de commande 7, la tension d'alimentation Us est alors portée via l'unité de réglage tension 8 à une deuxième valeur minimale US MIN2 de telle sorte que les contacts de commutation 4,5 puissent être amenés en contact de pression mutuel, qui garantit l'exercice d'une pression suffisante. La première valeur minimale Us est alors déterminée à une valeur comprise entre 0,75 et 0,95 fois environ, en particulier égale à 0,95 fois, la deuxième valeur minimale Us MIN2. L'unité de commande 7 comporte un élément de temporisation se présentant sous la forme d'un condensateur C, qui est prévu pour déterminer l'instant de l'élévation de la tension d'alimentation Us de la première valeur minimale US MIN1 à la deuxième valeur minimale US MIN2. Il est entre autres prévu, en tant que partie de l'unité de commande 7, également un élément de commutation 10 se présentant sous la forme d'un coupleur optique OC et servant à commander un limiteur de tension 11. La commande de l'unité de réglage de tension 8 est effectuée par l'unité de commande 7 en fonction de la commutation via l'élément de commutation 10. L'élément de commutation 10 peut être prévu dans une variante de réalisation également dans l'unité de réglage de tension 8. L'unité de réglage de tension 8 comporte en outre le limiteur de tension 11 se présentant sous la forme d'une diode Zener Z qui sert à limiter la tension d'alimentation Us à la première valeur minimale US MIN1, à libérer la tension d'alimentation à la deuxième valeur minimale US MIN2 ainsi qu'à commander un élément de réglage agencé dans l'unité de réglage tension 8. Dans une variante de réalisation, le limiteur de tension 11 peut également être agencé dans l'unité de commande 7. L'élément de réglage 12 se présentant sous la forme d'un transistor T sert alors à commander la bobine 2, la base dudit transistor étant reliée à une première résistance R1 également agencée dans l'unité de réglage de tension 8. Une réinitialisation de l'élément de temporisation 9 est effectuée au moyen d'un élément de réinitialisation 13 qui est une partie de l'unité de commande 7. L'élément de réinitialisation 13 est composé ici d'une diode D et d'une deuxième résistance R2 montée en série avec ladite diode. La deuxième résistance R2 montée dans l'élément de réinitialisation fonctionne ici conjointement avec le condensateur C monté en parallèle et utilisé comme élément de temporisation, au sens d'un élément RC. Le coupleur optique OC se compose d'un phototransistor FT et d'une photodiode FD qui est montée en série avec le condensateur C et la diode D. Le phototransistor FT est monté en série par l'une de ses zones avec la diode Zener ZD et celle-ci est de son côté montée en série avec la première résistance R 1 et avec la base du transistor T. Le transistor est enfin relié électriquement par l'une de ses zones avec la bobine 2. L'alimentation en tension du dispositif 6 est effectué simplement à titre d'exemple par un module redresseur 14, le cas échéant tous-courants, et/ou par un module d'alimentation électronique 15 qui servent respectivement à redresser et à lisser la tension d'alimentation Us. Le module redresseur 14 permet de délivrer la tension d'alimentation Us au module d'alimentation électronique 15, lequel alimente en tension la photodiode FD du coupleur optique OC, celle-ci commande au moyen d'un signal lumineux le phototransistor FT. La commande du phototransistor FT est à faible impédance de sorte que la diode Zener Z est excitée en tension et la tension Zener qui correspond à la première valeur minimale US MIN1 de la tension d'alimentation donc à environ 0,9 Us, chute alors aux bornes de ladite diode Zener. Au moyen de la première résistance R1, la bobine 2 de l'appareil de commutation électromagnétique 1 est commandée par le transistor T. Les contacts de commutation mobiles 4 réalisent alors au cours du premier chemin de contact SKI le contact avec les contacts de commutation fixes 5. Simultanément à la commande du phototransistor FT, le condensateur C est alimenté en tension par la photodiode FD. De cette façon, celui-ci commence à se charger en fonction du temps jusqu'atteindre le niveau de la tension d'alimentation Us et, lorsque ce niveau est atteint, commence à influer sur le coupleur optique OC. En conséquence, la photodiode FD n'émet au niveau du phototransistor FT aucun signal lumineux, de sorte que celui-ci devient fortement ohmique. La diode Zener Z n'est plus commandée de sorte que la chute de tension au niveau de la tension Zener est supprimée. Le transistor T commande de cette façon entièrement la bobine 2 et provoque une excitation de celle-ci avec la deuxième valeur minimale US MIN2 plus élevée de la tension d'alimentation. Les contacts de commutation mobiles et fixes 4 et 5 réalisent alors le contact de pression mutuel suffisant. Si la tension d'alimentation n'est plus appliquée, il se produit un retour de l'élément de temporisation 9 par déchargement du condensateur C via la diode D dans la deuxième résistance R2. Le dispositif 6, facile à monter et le cas échéant facile à adapter, lequel est destiné à réduire les bruits de commutation d'un appareil de commutation électromagnétique 1, par exemple sous la forme d'une protection ou d'un relais, est approprié entre autres pour être utilisé dans une installation de transport, en particulier dans un ascenseur. Le niveau de la tension d'alimentation correspondante Us est alors une mesure du niveau des bruits de commutation. Des valeurs habituelles de la tension d'alimentation sont dans le cas de protections en courant continu compris entre 24 V et 110 V environ ; dans le cas de protections en courant alternatif entre 110 V et 230 V environ. Dans le cas d'une protection en courant continu qui est commandée avec environ 90% de la tension d'alimentation d'origine Us qui peut se trouver par exemple entre 85 V et 110 V, il est effectué une réduction des bruits de commutation de 6 dB environ. Les moyens d'amortissement de bruit onéreux peuvent alors être supprimés. L'invention peut se résumer de la façon suivante : Pour réaliser à faible coût une réduction des bruits de commutation lors de la commande d'un appareil de commutation électromagnétique, on commande la bobine 2 pour déplacer l'induit 3 doté des contacts de commutation mobiles 4 en vue de réaliser le contact avec une première valeur minimale US MIN1 de la tension d'alimentation Us, celle-ci étant majorée d'une première valeur minimale US MIN1 à une deuxième valeur minimale Us MIN2 en fonction du temps de telle sorte que les contacts de commutation mobiles 4 sont amenés en contact de pression mutuel suffisant avec les contacts de commutation fixes 5. Revendications 1. Procédé pour réduire le bruit de commutation d'un appareil de commutation électromagnétique (1) comportant une bobine (2) commandée avec une tension d'alimentation et un induit (3) déplaçant des contacts de commutation mobiles (4) pour la mise contact avec des contacts de commutation fixes (5), caractérisé en ce qu'il comprend des étapes opératoires suivantes : a) on détermine tout d'abord une première valeur minimale (Us MIN1) de la tension d'alimentation (Us) suffisante au moins pour déplacer l'induit doté des contacts de commutation mobiles (4), b) on commande ensuite la bobine (2) et par conséquent l'induit (3) doté des contacts de commutation mobiles (4) avec la première valeur minimale (Us MIN1) de la tension d'alimentation (Us) au moins jusqu'à réaliser le contact, c) on élève ensuite la tension d'alimentation (Us) de la première valeur minimale (Us MIN1) à une deuxième valeur minimale (Us MIN2) de sorte que les contacts de commutation mobiles (4) peuvent être amenés en contact de pression mutuel suffisant avec les contacts de commutation fixes (5). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape opératoire suivante : - élever la tension d'alimentation (Us) de la première valeur minimale (Us MIN1) à la deuxième valeur minimale (Us MIN2) en fonction du temps. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape opératoire suivante : - déterminer pour la première valeur minimale (Us MIN1) une valeur égale à 0,9 fois environ la deuxième valeur minimale (Us MIN2) 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est utilisé dans une installation de transport, en particulier un ascenseur. 5. Dispositif pour réduire le bruit de commutation d'un appareil de commutation électromagnétique (1) comprenant une bobine (2) commandée avec une tension d'alimentation (Us) et un induit (3) déplaçant des contacts de commutation mobiles (4) pour les amener en contact avec des contacts de commutation fixes (5), lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte a) une unité de réglage de tension (8) au moyen de laquelle la tension d'alimentation (Us) pour déplacer l'induit (3) doté des contacts de commutation mobiles (4) peut être fixée à au moins une première valeur minimale suffisante (Us MIN1), b) une unité de commande (7) au moyen de laquelle la bobine est commandée avec la première valeur minimale (Us MIN1) de la tension d'alimentation (Us) au moins pour réaliser le contact, puis la tension d'alimentation est majorée par l'unité de réglage de tension de la première valeur minimale (Us MIN1) à la deuxième valeur minimale (Us MIN2) de sorte que les contacts de commutation mobiles (4) peuvent être amenés en contact de pression mutuel suffisant avec des contacts de commutation fixes (5). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de temporisation (9), en particulier un élément RC, faisant partie de l'unité de commande (7) et destiné à déterminer l'instant de l'élévation de la tension d'alimentation (Us) de la première valeur minimale (US MINI) à la deuxième valeur minimale (Us MIN2). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de commutation (10), en particulier un coupleur optique (OC), faisant partie de l'unité de commande (7) pour commander un limiteur de tension (11). 8. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'élément de commutation (10) fait partie de l'unité de réglage de tension (8). 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le limiteur de tension fait partie de l'unité de commande (7) en vue de limiter la tension d'alimentation (Us) à la première valeur minimale (Us MIN1), de libérer la tension d'alimentation (Us) à la seconde valeur minimale (Us MIN1) ainsi que de commander un élément de réglage (12) monté dans l'unité de réglage de tension (8). 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le limiteur de tension (11) fait partie de l'unité de réglage de tension (8). 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de réglage (12) fait partie de l'unité de réglage de tension (8) pour commander la bobine (2). 12. Dispositif selon l'une des revendications 5,6, 7 ou 9, caractérisé en ce qu'un élément de réinitialisation (13) fait partie de l'élément de commande (7) en vue de réinitialiser l'élément de temporisation (9) lors de la déconnexion de la tension d'alimentation (Us). 13. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 12, caractérisé en ce qu'il existe une dépendance de commutation entre l'unité de commande (7) et l'unité de réglage de tension (8) via l'élément de commutation (10). 14. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 13, caractérisé en ce que la première valeur minimale (Us MIN1) est déterminée à 0,9 fois environ la deuxième valeur minimale (Us MIN2). 15. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 14, caractérisé en ce qu'il est utilisé dans une installation de transport, en particulier dans un ascenseur.