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"Dispositif pour alimenter, à une tension sensiblement constante, une bobine à minima faisant partie d'un disjoncteur".
L'invention concerne un dispositif pour alimenter une bobine à minima faisant partie d'un disjoncteur, comprenant un circuit retardataire agencé pour transformer une première tension alternative fournie par un réseau de distribution électrique en une seconde tension continue d'une valeur inférieure à la première et comprenant au moins un condensateur réservoir pour fournir une alimen- tation à la bobine lorsqu'une micro-coupure se produit sur le réseau.
De tels dispositifs sont généralement montés dans des mstalltes élec- triques tels que des standards téléphoniques ou des machines-outils, alimentés de façon continue par un réseau qui débite une tension alternative. Le circuit retardataire a pour fonction en outre de trans- former la tension alternative en une tension continue d'une valeur inférieure à celle débitée par le réseau de distribution, par exemple de 220 V alternatif à 110 V continu. Le circuit retardataire est également pourvu d'au moins un condensateur réservoir qui fait office de source de tension lorsqu'une micro-coupure se produit dans la tension délivrée par le réseau. En effet des micro-coupures de l'ordre de quelques fractions de secondes se produisent régulièrement dans la tension débitée par le réseau.
Afin que ces micro-coupures n'aient pas pour effet de provoquer un déclenchement du disjoncteur on a pourvu des condensateurs réservoirs dans le circuit retardataire. Le nombre et la capacité de chacun de ces condensateurs réservoirs déterminent la durée de temps maximale pendant laquelle le ou les condensateurs réservoirs peuvent débiter une tension afin de surplomber une micro-coupure.
L'emploi d'un circuit retardataire pour alimenter une bobine à minima d'un disjoncteur donne néanmoins lieu à une dégradation de cette bobine, ce qui a pour conséquence qu'il faut changer fréquemment la bobine, avec tous les inconvénients qui s'en suivent.
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L'invention a pour but de réaliser un dispositif pour alimenter une bobine à minima faisant partie d'un disjoncteur où la bobine est alimentée de telle sorte que celle-ci se dégrade sensiblement moins vite.
A cet effet, suivant l'invention, ledit dispositif est caractérisé en ce qu'aux bornes de sortie du circuit retardataire est connecté un circuit stabilisateur de tension pourvu d'un composant actif et agencé pour alimenter à une tension sensiblement constante la bobine à minima. En effet, il a été constaté que la dégradation de la bobine était due aux variations dans la tension débitée par le réseau. De variations allant de 200 à 260 Volts pour une tension donnée à 220 V ont en effet été constatées. Ces variations se ré- percutent immédiatement sur la bobine qui les supporte difficilement et se dégradera donc. En équipant le dispositif d'un circuit stabilisateur qui élimine ces variations de tension, celles-ci ne se répercutent plus sur la bobine qui de la sorte se dégrade sensi- blement moins.
Une réalisation particulièrement avantageuse du dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que ledit composant actif comporte un transistor dont le collecteur est relié à une première borne de sortie du circuit retardataire et, dont l'émetteur est relié à une première borne de sortie du circuit stabilisateur, la base dudit transistor étant reliée à une seconde borne de sortie du circuit stabi- lisateur par l'intermédiaire d'au moins une diode Zener, qui est alimentée en courant à l'aide d'une première résistance connectée en parallèle avec le trajet collecteur-base du transistor.
La tension débitée à la bobine est ainsi uniquement déterminée par la tension aux extrémités de la diode Zener, qui est une tension constante eu égard aux caracté- ristiques de cette diode Zener, et par la tension entre la base et l'émetteur du transistor, qui est également une tension constante.
Une autre réalisation avantageuse d'un dispositif selon l'invention est caractérisée en ce qu'une seconde résistance est branchée en parallèle avec le trajet collecteur-émetteur du tran- sistor et une troisième résistance est branchée en parallèle avec le trajet base-émetteur du transistor. Ces résistances fixent le potentiel
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à l'émetteur en l'absence d'une charge.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description, des dessins annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, le dispositif selon l'invention.
La figure 1 illustre une forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention.
La figure 2 illustre une autre forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention.
Dans les deux figures, les éléments identiques ou analogues portent un même chiffre de référence.
Le dispositif 21 illustré à la figure 1 comporte trois parties, notamment le circuit retardataire 21-A, le circuit stabi- lisateur 21-B et le disjoncteur 21-C. Aux bornes 1, 2 du circuit retar- dataire 21-A est appliquée une tension alternative, par exemple de 220 V, fournie par un réseau de distribution. Le circuit retardataire comporte une résistance d'appoint 3 qui sert à faire chuter le courant passant dans le circuit, et un pont de diodes 4 pour transformer la tension alternative en une tension continue. Une résistance de décharge 5 et une résistance limitatrice de courant 6 sont connectées en parallèle aux broches de sorties de tension continue du pont de diode 4. Un ensemble de condensateurs réservoirs 7-a, 7-b, 7-n est connecté en parallèle à la résistance de décharge 5.
Lorsque le réseau fournit normalement une tension, par exemple 220 V alternatif, celle-ci est transformée en une tension continue d'une valeur inférieure, par exemple 110 V, qui est fournie aux bornes de sortie 19 et 20 du circuit retardataire. Les condensateurs réservoirs 7-a, 7-b,..., 7-n ressentent la tension aux bornes de la résistance 5 de décharge et vont se charger en fonction de leur capacité.
Lorsqu'une micro-coupure se produit sur le réseau les condensateurs réservoirs ne peuvent plus se charger et vont par conséquent se décharger via la résistance limitatrice de courant 6, fournissant ainsi une tension continue aux bornes 19,20. Ainsi une micro-coupure n'est pas ressentie par la bobine à minima 22 faisant partie du disjoncteur 21-C. Plus il y aura de condensateurs réservoirs,
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et plus leur capacité sera grande, plus longtemps sera le temps que pourra durer une micro-coupure, sans que cela soit ressenti par la bobine 22. Par exemple, trois condensateurs réservoirs ayant chacun une capacité de 100 pF à 250 V permettent de surplomber une micro- coupure de l'ordre d'une seconde.
La tension fournie par le réseau présente également des variations de tension. Ainsi pour un réseau donné, par exemple à 220 Volts, la tension peut varier entre 200 et 260 Volts. Les variations de tensions sont immédiatement répercutées aux bornes 19, 20 du circuit retardataire, où la tension variera alors entre 110 et 125 Volts.
Si, comme il est d'usage, la bobine à minima 22 est directement raccordée aux bornes 19,20, ces variations de tension sont ressenties par la bobine. Des expériences ont permis d'établir que ce sont préci- sément ces variations dans le niveau de la tension qui sont à l'origine de la dégradation de la bobine. Ainsi s'imposait la solution de connecter entre les bornes 19,20 du circuit retardataire et les bornes de la bobine 22 un circuit stabilisateur de tension.
Le circuit stabilisateur de tension 21-B illustré à la figure 1 comporte un transistor 8 dont la base est reliée à la borne 20 par l'intermédiaire de deux diodes Zener 10 et Il branchées en série. Le collecteur du transistor 8 est relié à la borne 19 et son émetteur est relié à la borne de sortie 13 du circuit stabilisateur.
Une résistance 9 est connectée en parallèle au trajet collecteur-base du transistor8 et sert d'une part à limiter le courant passant dans les diodes Zencr 10 et 11 et, d'autre part, à polariser le transistor.. -Une diode 12 est branchée en parallèle aux bornes de sorties 13,14 du circuit stabilisateur. Cette diode 12 est une diode de roue libre servant à empêcher les effets de self-induction de la bobine de se répercuter sur le circuit stabilisateur.
La tension délivrée aux bornes 13,14 et ressentie par la bobine est égale à
US = UX UBE où UZ est la tension prélevée aux diodes Zener 10, Il et UBE est la tension base-émetteur du transistor 8. Du fait des caractéristiques des diodes Zener, la tension U est constante et polarise ainsi le transistor 8.
UBE est une tension constante de 0,7 Volt (la chute de tension au-dessus
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du trajet base-émetteur du transistor est constante). La valeur totale
USest donc constante. Ainsi on obtient qu'une tension constante soit débitée à la bobine 22, qui de ce fait ne ressentira plus les variations de tension et par conséquence se dégradera m o i n s vite.
La tension US satisfait également l'équation
US=UE+U1 où UCE est la tension collecteur-émetteur du transistor 8 et U1la tension mesurée aux bornes 19,20 du circuit retardataire. Puisque, comme expliqué ci-dessus, US est constant, les fluctuations de tension dans U1sont entièrement absorbées par UCE Un excédent en énergie présent dans UCE est transformé en chaleur et dissipé. A cette fin, le transistor est pourvu d'ailettes de refroidissement.
Dans le dispositif illustré à la figure 1., le circuit stabilisateur 21-B comporte également une résistance 15 branchée en parallèle avec le trajet collecteur-émetteur du transistor et une résistance 16 branchée en parallèle avec le trajet base-émetteur du transistor. Ces deux résistances servent à fixer le potentiel au niveau de l'émetteur en cas d'absence de charge.
Un condensateur 17 est également branché en paral- lèe avec le trajet base-émetteuur du transistor 8. Ce condensateur, ayant par exemple d'une valeur 0,1 UF sert à compenser des phéno- mènes transitoires qui se produisent lors de l'enclenchement de la bobine, en mettant temporairement en court-circuit la base et l'émet- teur du transistor.
Dans le dispositif illustré à la figure 2, une résistance 18 est branchée en parallèle aux bornes de sorties 13, 14. Cette résistance 18 permet de mesurer la tension à ces bornes 13, 14 en l'absence de bobine.
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"Device for supplying, at a substantially constant voltage, a minimum coil forming part of a circuit breaker".
The invention relates to a device for supplying a minimum coil forming part of a circuit breaker, comprising a delay circuit arranged to transform a first alternating voltage supplied by an electrical distribution network into a second direct voltage of a value lower than the first and comprising at least one reservoir capacitor for supplying power to the coil when a micro-cut occurs on the network.
Such devices are generally mounted in electrical devices such as switchboards or machine tools, supplied continuously by a network which supplies alternating voltage. The delay circuit also has the function of transforming the AC voltage into a DC voltage of a value lower than that supplied by the distribution network, for example from 220 V AC to 110 V DC. The delay circuit is also provided with at least one reservoir capacitor which acts as a voltage source when a micro-cut occurs in the voltage delivered by the network. Indeed, micro-cuts of the order of a few fractions of seconds regularly occur in the voltage supplied by the network.
So that these micro-cuts do not have the effect of causing tripping of the circuit breaker, reservoir capacitors have been provided in the delay circuit. The number and the capacity of each of these reservoir capacitors determine the maximum duration of time during which the reservoir capacitor (s) can deliver a voltage in order to overhang a micro-cut.
The use of a delay circuit to supply a coil at least of a circuit breaker nevertheless gives rise to a degradation of this coil, which has the consequence that the coil must be changed frequently, with all the disadvantages which result therefrom. follow.
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The object of the invention is to provide a device for supplying a coil at least as part of a circuit breaker where the coil is supplied in such a way that the latter degrades significantly less quickly.
To this end, according to the invention, said device is characterized in that at the output terminals of the delay circuit is connected a voltage stabilizer circuit provided with an active component and arranged to supply at a substantially constant voltage the coil at least . Indeed, it was found that the degradation of the coil was due to variations in the voltage supplied by the network. Variations ranging from 200 to 260 Volts for a given voltage of 220 V have indeed been observed. These variations are immediately felt on the coil which hardly supports them and will therefore degrade. By equipping the device with a stabilizing circuit which eliminates these voltage variations, these no longer have repercussions on the coil which in this way degrades significantly less.
A particularly advantageous embodiment of the device according to the invention is characterized in that said active component comprises a transistor whose collector is connected to a first output terminal of the delay circuit and, whose emitter is connected to a first output terminal of the stabilizer circuit, the base of said transistor being connected to a second output terminal of the stabilizer circuit by means of at least one Zener diode, which is supplied with current by means of a first resistor connected in parallel with the collector-base path of the transistor.
The voltage supplied to the coil is thus only determined by the voltage at the ends of the Zener diode, which is a constant voltage having regard to the characteristics of this Zener diode, and by the voltage between the base and the emitter of the transistor, which is also a constant tension.
Another advantageous embodiment of a device according to the invention is characterized in that a second resistor is connected in parallel with the collector-emitter path of the transistor and a third resistor is connected in parallel with the base-emitter path of the transistor. These resistances fix the potential
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to the transmitter in the absence of a charge.
Other details and particularities of the invention will emerge from the description, from the drawings appended to this specification and which illustrate, by way of nonlimiting examples, the device according to the invention.
Figure 1 illustrates an embodiment of a device according to the invention.
FIG. 2 illustrates another embodiment of a device according to the invention.
In the two figures, identical or similar elements bear the same reference number.
The device 21 illustrated in FIG. 1 has three parts, in particular the delay circuit 21-A, the stabilizer circuit 21-B and the circuit breaker 21-C. At terminals 1, 2 of the delay circuit 21-A is applied an alternating voltage, for example of 220 V, supplied by a distribution network. The delay circuit comprises a booster resistor 3 which serves to drop the current passing through the circuit, and a diode bridge 4 to transform the alternating voltage into a direct voltage. A discharge resistor 5 and a current limiting resistor 6 are connected in parallel to the DC voltage output pins of the diode bridge 4. A set of reservoir capacitors 7-a, 7-b, 7-n is connected in parallel to discharge resistance 5.
When the network normally supplies a voltage, for example 220 V AC, this is transformed into a DC voltage of a lower value, for example 110 V, which is supplied to the output terminals 19 and 20 of the delay circuit. The reservoir capacitors 7-a, 7-b, ..., 7-n sense the voltage across the discharge resistance 5 and will charge according to their capacity.
When a micro-cut occurs on the network the reservoir capacitors can no longer charge and therefore will discharge via the current limiting resistor 6, thus supplying a DC voltage at terminals 19,20. Thus a micro-cut is not felt by the minimum coil 22 forming part of the circuit breaker 21-C. The more reservoir capacitors,
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and the greater their capacity, the longer will be the time that a micro-cut can last, without this being felt by the coil 22. For example, three reservoir capacitors each having a capacity of 100 pF at 250 V allow to overhang a micro-cutting on the order of one second.
The voltage supplied by the network also presents voltage variations. Thus for a given network, for example at 220 Volts, the voltage can vary between 200 and 260 Volts. Variations in voltages are immediately reflected at terminals 19, 20 of the delay circuit, where the voltage will then vary between 110 and 125 Volts.
If, as is customary, the minimum coil 22 is directly connected to the terminals 19, 20, these voltage variations are felt by the coil. Experiments have shown that it is precisely these variations in the voltage level which are at the origin of the degradation of the coil. Thus the solution was necessary to connect between the terminals 19, 20 of the retarding circuit and the terminals of the coil 22 a voltage stabilizing circuit.
The voltage stabilizer circuit 21-B illustrated in FIG. 1 comprises a transistor 8, the base of which is connected to terminal 20 by means of two Zener diodes 10 and II connected in series. The collector of transistor 8 is connected to terminal 19 and its emitter is connected to output terminal 13 of the stabilizer circuit.
A resistor 9 is connected in parallel to the collector-base path of the transistor 8 and serves on the one hand to limit the current flowing in the Zencr diodes 10 and 11 and, on the other hand, to bias the transistor. -A diode 12 is connected in parallel to the output terminals 13,14 of the stabilizer circuit. This diode 12 is a freewheeling diode used to prevent the self-induction effects of the coil from being reflected on the stabilizing circuit.
The voltage delivered to terminals 13,14 and felt by the coil is equal to
US = UX UBE where UZ is the voltage taken from the Zener diodes 10, Il and UBE is the base-emitter voltage of the transistor 8. Due to the characteristics of the Zener diodes, the voltage U is constant and thus polarizes the transistor 8.
UBE is a constant voltage of 0.7 Volt (the voltage drop above
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of the base-emitter path of the transistor is constant). The total value
US is therefore constant. Thus we obtain that a constant voltage is supplied to the coil 22, which therefore will no longer feel the voltage variations and as a result will deteriorate m o i n s quickly.
US voltage also satisfies the equation
US = UE + U1 where UCE is the collector-emitter voltage of transistor 8 and U1 the voltage measured at terminals 19,20 of the delay circuit. Since, as explained above, US is constant, the voltage fluctuations in U1 are entirely absorbed by UCE An excess of energy present in UCE is transformed into heat and dissipated. To this end, the transistor is provided with cooling fins.
In the device illustrated in FIG. 1., the stabilizing circuit 21-B also includes a resistor 15 connected in parallel with the collector-emitter path of the transistor and a resistor 16 connected in parallel with the base-emitter path of the transistor. These two resistors are used to fix the potential at the level of the transmitter in the event of absence of load.
A capacitor 17 is also connected in parallel with the base-emitter path of the transistor 8. This capacitor, for example having a value of 0.1 UF, serves to compensate for transient phenomena which occur during switching on. of the coil, by temporarily short-circuiting the base and the emitter of the transistor.
In the device illustrated in FIG. 2, a resistor 18 is connected in parallel to the output terminals 13, 14. This resistor 18 makes it possible to measure the voltage at these terminals 13, 14 in the absence of a coil.