Brevet FR2834379A1 — publié le 20030704

l'on veut donner à l'électrovanne. La présente invention concerne un appareil de commande et protection mo teur de type démarreur, comprenant des conducteurs de puissance dotés de poles à contacts séparables et un dispositif de protection équipé de moyens de détection des courants parcourant les conducteurs de puissance et des moyens d'élaboration d'un signal de déclenchement pour commander un électroaimant et un dispositif mécanique à déclencheur pouvant actionner les contacts mobiles et une réglette et pouvant étre actionné par un bouton de commande manuelle. Pour assurer la commande et ia protection d'un moteur on peut associer un contacteur et un relais thermique. Le contacteur assure la fonction de commande au tomatique du moteur notamment au moment du démarrage et de l'arrét. Le relais thermique, de type à bilames ou électronique, protège non seulement le circuit mais aussi le contacteur contre les surcharges de courant. La protection contre les courts circuits peut étre assurée par des fusibles installés en amont de l'ensemble contac teur- relais thermique. Une telle association est par exemple décrite dans les docu ments US 5684342, US 5699222, US 5706153. On utilise aussi sous le nom " starter combiné" un ensemble disjoncteur ma- gnétique- contacteur- relais thermique, monté dans une méme enveloppe. La norme NEMA ICS2 décrit un tel ensemble et les documents US 4088973, US 5822164, US illustrent des exemples de tels ensembles. Le document WO 01/27958 décrit un appareil de commande et protection moteur comprenant des poles à contacts séparables et, pour commander ces con tacts, un électroaimant de commande et un dispositif de protection auquel est associé un mécanisme de déclenchement. Le mécanisme de déclenchement est susceptible d'actionner les contacts, sous i'action d'un déclencheur électromagnétique et il peut étre réarmé par un bouton de commande manuelle pouvant aussi étre utilisé pour commander l'ouverture et la fermeture des contacts. L'invention a pour but de réaliser un appareil démarreur combiné de structure modulaire et capable de communiquer avec son environnement. L'appareil de commande et protection moteur selon l'invention est caractérisé par le fait que le dispositif mécanique comporte des moyens pour réarmer automati quement le déclencheur après déchenchement et pour l'amener en position arrét. Selon une caractéristique, I'appareil comporte en face avant un curseur de verrouillage qui peut occuper une position de verrouillage empêchant l'extraction du dispositif de protection et une position de déverrouillage permettant l'extraction du dis- positif de protection et dans laquelle le balancier est déplacé de manière à actionner la réglette et un contact de signalisation associé à cette réglette. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et illustré par les dessins annexés sur lesquels. - la figure 1 est un schéma, en vue de côté, d'un appareil selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective de l'appareil illustré à la figure 1; - la figure 3 représente le sous-ensemble mécanique de l'appareil à l'état "marche"; - la figure représente le sous-ensemble mécanique de l'appareil à l'état "ar- rêt>> avec verrouillage du module de commande et protection; - la figure 5 représente le sous-ensemble mécanique de l'appareil à l'état "ar rêt " avec possibilité d'extraction du module de commande et protection; - la figure 6 illustre le sous-ensemble mécanique de l'appareil à l'état "déclen ché"; - les figures 7 et 8 représentent un détail du sous-ensemble macanique. L'appareil de type démarreur combiné qui est repéré ST à la figure 1 com prend un botier Br logeant des lignes de courant, chaque ligne de courant étant asso ciée à une chambre et un pôle de coupure Pe, qui est constitué préférentiellement par un pont à double cougure Pc monté dans un portecontacts Ra et portant des contacts mobiles Ct coopérant avec des contacts fixes prévus sur les lignes de puissance. Ce pont est soumis à un ressort Rt. La figure 1 ne représente qu'un seul pôle mais l'appareil est multipolaire. Un bornier de puissance Ba est disposé en partie haute du botier Br pour le raccordement des lignes de puissance à une alimentation. Un bornier Bb est disposé en partie basse pour les raccordements des lignes de puissance à une charge. Les pôles Pe sont actionnés en mode contacteur par un électro-aimant Ea lo- gé en partie haute du boitier. U n sous-ensemble mécanique Sm logé dans le bo tier Br action ne les co n- tacts Ct pour en provoquer l'ouverture ou la fermeture. Ce sous-ensemble Sm com prend un mécanisme M2 sur lequel agissent un bouton à commande manuelle Cm et un déclencheur Dr. Les pôles Pe peuvent être commandés à l'ouverture et à la fer- meture par le bouton de commande manuelle Cm disposé en face avant de l'appareil. Le bo'^tier loge des réglettes ou tringles coulissantes T1 et T2 qui sont respec- tivement actionnées par l'électro-aimant Ea et par le mécanisme M2 et qui sont gui dées dans le bo^tier Br de manière à coulisser selon leur longueur, parallèlement aux lignes de puissance. La réglette coulissante T2 actionnée par le mécanisme M2 peut prendre trois positions: une position marche (on), une position arrêt (off) et une position déclenché (" trip "), en fonction de l'état "marche", "arrêt", "déclenché" de l'appareil. Cette ré glette porte des actionneurs mobiles tels que T2a dont la position est représentative de l'état (marche- repos- déclenché) du mécanisme de commande Sm et qui sont sus- ceptibles d'actionner des contacts électro-mécaniques ou électroniques. La réglette coulissante T1 est actionnée en translation par l'électroaimant Ea d'une position travail à une position repos et vice versa selon la commutation de cet électroaimant. Cette réglette T1 porte des actionneurs tels que T1a pouvant actionner des contacts électro-mécaniques ou électroniques. L'appareil comporte, au-dessous de la partie logeant l'électro-aimant Ea. le déclencheur Dr et le sous-ensemble mécanique Sm. un module de protection et de commande Mp rapporté et amovible présentant une forme en L dont l'une des bran ches loge des capteurs de courant Cc et dans l'autre loge une électronique Ce. Chaque capteur de courant Cc se connecte, en aval du pôle Pe, par des con- necteurs C4 à un tronçon de ligne de puissance Lc2 et à un tronçon de ligne de puis- sance Lc3 de manière à détecter le courant passant dans le pôle correspondant. La ligne de puissance est complétée, en amont du pôle, par un tronçon Lc1. Chaque capteur Cc est relié par ses sorties au circuit électronique de protection Ce. Le cIrcuit électronique Ce communique, du côté opposé à la face apparente, par des connecteurs C3 avec l'électro-aimant Ea et par des connecteurs C2 avec le mécanisme à déclenchement Dr. Le module de protection Mp délivre au déclencheur Dr un signal de défaut lorsqu'un courant de défaut (court-circuit) est détecté par un capteur Cc. Le déclencheur Dr commande alors l'ouverture des contacts Ct. Le circuit électronique de protection Ce reçoit par ailleurs une tension d'alimentation à partir de bornes d'alimentation A1 et A2 disposées de manière appa- rente en face avant du boitier, en bas de celui-ci. Ces bornes sont reliées à des con- ducteurs se logeant dans le bo^tier et se connectant par des connecteurs C5 au circuit électronique Ce du module de protection Mp. Cette tension d'alimentation appliquée aux bornes A1 et A2 sert à alimenter le module de protection, le déclencheur et la bo- bine d'électro-aimant. L'appareil présente, au-dessous du module de protection Mp, un emplace- ment dédié au logement d'un module de commande ou de communication K1, amovi ble, en forme de cassette. Certains des modules K1 présentent, à l'arrière, des con- tacts ou interrupteurs ka et kb, de type électromécanique ou électronique, qui sont man_uvrés par les actionneurs T1a et T2a. Le module de protection Mp présente un connecteur C1 qui lui permet de communiquer avec le module K1 disposé au-dessous, selon les fonctionnalités de ce module. Au dessous du module K1 le boitier peut recevoir un module K2 dédié à des fonctions de défaut et un second module K3. En se référant aux figures 3 à 8, le bouton de commande manuelle Cm qui est du type bouton-poussoir sert à déplacer en translation un coulisseau 1 auquel il est mécaniquement lié, selon une direction perpendiculaire au pont de contacts Pc. Un levier pivotant 2 est actionné en rotation par le déplacement du coulisseau au moyen d'un accouplement à coulisse 11-21. Ce levier pivotant 2 qui pivote autour d'un axe 22 est accouplé à une extrémité d'un ressort hélicodal de compression 4 dont l'autre ex- trémité est accouplée à un appui fixe 41. De la sorte ce ressort 4 exerce sur le levier 2 un couple tendant à le faire basculer dans le sens horaire et de réarmement. Le levier oscillant 2 présente une butée 23 destinée à coopérer avec le poussoir mobile du dé- clencheur Dr. Un levier de coupure 3 est monté oscillant autour d'un axe 31 sur les parties fixes. Il est accouplé d'un côté à l'extrémité basse du coulisseau 1 et de l'autre côté peut appuyer sur le haut des porte-contacts Ra. Un verrou pivotant et élastique 6 traverse un logement central allongé du cou lissaau 1. Il présente un talon de verrouillage 62 qui peut s'enclencher contre des crans 12 du logement du coulisseau. Ce verrou 6 est monté sur un levier 7 qui peut pivoter autour d'un axe 71 et qui s'étend sensiblement le long du coulisseau. Ce levier 7 présente une portée de déverrouillage 72 contre laquelle peut s'appliquer l'extrémité du poussoir mobile sortant du déclencheur Dr. Il actionne par son extrémité située vers les contacts, la réglette coulissante T2. Le verrou 6 est sollicité par un ressort de traction qui est par ailleurs accroché à un point fixe et exerce un effort de rappel en sens horaire. L'élasticité du verrou per- met d'obtenir un effet élastique au niveau du talon 62 auquel peut s'ajouter l'effet d'un ressort de traction. L'appareil comporte, en face avant, un curseur de verrouillage Vr qui peut oc cuper deux positions, I'une de verrouillage, I'autre de déverrouillage et sert à faire pi voter un balancier 8 susceptible d'actionner la réglette T2 et un contact de signalisation associé à cette réglette. Ce balancier peut pivoter autour d'un axe 81 sous l'action du curseur Vr. Lorsque le curseur de verrouillage Vr est en position de verrouillage il em pêche l'extraction du module de protection. Lorsque le curseur de verroulilage Vr est en position de déverrouillage, I'extraction du module de protection Mp est autorisée et le balancier 8 vient en position basculée de manière à déplacer la réglette T2 et à ac- tionner le contact associé. Le dispositif décrit fonctionne de la manière suivante. Marche (figure 3): le bouton Cm est en position marche et le coulisseau 1 est en position basse. Le levier de coupure 3 libère les porte-contacts Pc et les contacts Ct sont fermés avec une pression de contact. Le verrou 6 est enclenché sur le coulis seau 1 par son talon 62. Le déclencheur Dr est maintenu armé, le poussoir étant ren tré. Lorsque la bobine de l'électroaimant El est activée, un mécanisme lié aux parties mobiles de l'électro-aimant ouvre les pôles. Le curseur de verrouillage Vr interdit l'enlèvement du module Mp. Arrêt (figure 4): lorsque l'opérateur actionne le bouton Cm de commande ma- nuelle, le talon du verrou 6 se dégage des crans du coulisseau 1 grâce à l'élasticité du verrou et le coulisseau 1 vient occuper une position extrême haute. Le levier multipo- laire 3 bascule en sens horaire et son extrémité appuie sur les portecontacts Ra. Les pôles s'ouvrent. Extraction du module de protection (figure 5): Lorsque le curseur de ver- rouillage Vr est amené en position de déverrouillage, le module Mp peut être enlevé. Le balancier 8 bascule et déplace la réglette T2. Le contact associé à la réglette T2 est man_uvré. Déclenchement - réarmement automatique (figure 6): Lorsque le déclen cheur Dr est actionné son poussoir se déplace et agit sur la portée 72 du levier 7 qui bascule en sens anti-horaire. Le levier 7 déplace la réglette de signalisation T2. Le réarmement du mécanisme après un déclenchement, s'effectue de ma- nière automatique grâce au ressort 4 qui ramène le poussoir du déclencheur Dr en position rentrée. Le mécanisme revient en position " arrêt " (figure 4). L'opérateur doit appuyer sur le bouton de commande Cm pour mettre l'appareil en état de marche tel que sur la figure 3. 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 de commande et protection moteur comprenant des conducteurs de puissance dotés de pôles à contacts séparables (Ct) et un dispositif de protection (Mp) comprenant des moyens (Cc) de détection des courants parcourant les conduc teurs de puissance et des moyens d'élaboration d'un signal de déclenchement pour commander un électroaimant (Ea) et un dispositif mécanique (Sm) à déclencheur (Dr) pouvant actionner les contacts mobiles (Cs) et une réglette (T2) et pouvant être ac- tionné par un bouton de commande manuelle (Cm), caractérisé par le fait que le dis- positif mécanique (Sm) comporte des moyens (4, 41) pour réarmer automatiquement le déclencheur (Dr) après déclenchement et pour l'amener en position arrêt. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'appareil com- porte en face avant un curseur de verrouillage (Vr) qui peut occuper une position de verrouillage empêchant l'extraction du dispositif de protection (Mp) et une position de déverrouillage permettant l'extraction du dispositif de protection (Mp) et o le balancier (8) est déplacé de manière à actionner la réglette (T2) et un contact de signalisation associé à cette réglette. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le balan- cier (8) relié au curseur de verrouillage (Vr) disposé en face avant de l'appareil peut pivoter autour d'un axe (81). 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractéri sé par le fait que le dispositif mécanique à déclencheur (Sm. Dr) comporte un levier de commande pivotant (2) sollicité par un ressort (4) accouplé à un point fixe (41) et cou plé à un coulisseau (1) lié mécaniquement au bouton de commande manuelle (Cm). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le bouton de commande manuelle (Cm) est du type bouton-poussoir. 6. Appareil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que le coulis seau (1) coopère avec un verrou pivotant (6) et un levier (7) actionnant une réglette