<Desc/Clms Page number 1>
Module de contrôle électronique d'un disjoncteur.
L'invention concerne un module de contrôle électronique d'un disjoncteur, en particulier d'un disjoncteur magnéto-thermique, ce module comprenant un boîtier, au 'moins un capteur monté dans ce boîtier et mesurant le courant ou une grandeur proportionnelle au courant dans au moins un conducteur de phase, un déclencheur monté dans le boîtier et un dispositif de commande électronique monté dans le boîtier entre le ou les capteurs et le déclencheur, ce dispositif de commande commandant ce déclencheur.
Un module de contrôle électronique a une faible dérive en température et sera donc beaucoup moins vite déclassé qu'un disjoncteur magnéto-thermique classique. En plus l'électronique est plus souple à l'usage et permet par exemple un réglage aisé du calibre.
L'invention a pour but d'offrir un module de contrôle électronique pour ajouter des fonctions à un disjoncteur, en particulier à un disjoncteur magnéto-thermique, ou pour reprendre une partie des fonctions de ce dernier, tout en permettant une protection sûre ainsi qu'un usage varié et aisé.
Ce but est atteint selon l'invention parce que le boîtier comprend un espace apte à recevoir le disjoncteur, et que le module de contrôle électronique comprend un élement de liaison pour assurer la liaison mécanique avec le disjoncteur.
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le boîtier comprend une base pourvue à l'extérieur de
<Desc/Clms Page number 2>
moyens pour le fixer sur un rail et, du côté de l'espace, d'un relief formant un rail pour la fixation du disjoncteur.
Le boîtier peut comprendre une paroi creuse montée sur la base et délimitant l'espace susdit, cette paroi étant pourvue d'une fenêtre pour au moins un conducteur de phase et éventuellement de neutre, le ou les capteurs susdits étant montés dans cette paroi.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un module de contrôle électronique d'un disjoncteur. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple et ne limite pas l'invention. Les chiffres de référence se rapportent aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente une vue d'en haut d'un module de contrôle électronique selon l'invention couplé à un disjoncteur magnéto-thermique ; la figure 2 représente une vue latérale selon la flèche F2 de la figure 1, mais sans le disjoncteur magnéto-thermique ; la figure 3 représente une vue latérale selon la flèche F3 de la figure 1, également sans le disjoncteur magnétique ;
la figure 4 représente un diagramme schématique du module selon les figures précédentes. la figure 5 représente un schéma électrique plus détaillé d'une partie du bloc de mesure du diagramme de la figure précédente ;
<Desc/Clms Page number 3>
la figure 6 représente un schéma électrique plus détaillé du bloc de programmation des calibres du diagramme de la figure 4 ; la figure 7 représente un schéma électrique plus détaillé du bloc de traitements du diagramme de la figure 4 ; la figure 8 représente un schéma électrique plus détaillé d'un bloc de détection de court-circuit du diagramme de la figure 4 ; la figure 9 représente un schéma électrique plus détaillé d'un bloc de signalisation du dépassement du courant nominal, du diagramme de la figure 4.
Le module de contrôle électronique selon l'invention représenté aux figures est en fait un dispositif pour ajouter des fonctions à un disjoncteur magnéto-thermique 1 qui peut être de construction connue, modulaire ou pas, triphasé ou pas. Ci-après il a été supposé que ce disjoncteur est triphasé.
Le module de contrôle comporte un boîtier 2 composé d'une base rectangulaire 3 et de deux parois creuses 4 et 5 s'élevant sur cette base le long de deux côtés adjacents. L'espace 6 au-dessus de la base 3 est limité par les deux parois 4 et 5 et est dimensionné pour recevoir le disjoncteur magnéto-thermique 1 susdit.
Comme le montre surtout la figure 2, la face extérieure de la base 3 est pourvue d'une rainure 7 et de deux doigts 8 à ressort faisant saillie dans cette rainure, afin de permettre le montage de la base 3 sur un rail DIN. La face opposée de la base 3, délimitant l'espace 6 susdit, est
<Desc/Clms Page number 4>
pourvue d'un relief 9 formant un rail, par exemple un rail DIN ou un rail asymétrique, et permettant la fixation du disjoncteur 1 susdit sur la base 3 comme on le fixerait sur un rail.
Sur le bord de la paroi 4 éloigné de la base 3, deux commutateurs rotatifs à plusieurs positions 10 et 11 sont montés, pour déterminer un calibre bas et un calibre haut.
A côté de chaque commutateur, une diode 12 émettrice de lumière est montée. Sur le bord susdit est également monté un commutateur manuel 13 pour instaurer un calibre fixe, par exemple un calibre très bas.
La paroi creuse 5 est pourvue de quatre fenêtres 14 permettant le passage des trois conducteurs 15 de phase et du neutre 16 qui sont fixés de manière usuelle aux bornes du disjoncteur 1. Les trois conducteurs 15 sont entourés à l'intérieur de la paroi 5 par un circuit magnétique 17, dans l'entrefer duquel est placé un capteur à effet Hall 18 mesurant le champ magnétique engendré par le courant traversant le conducteur 15 correspondant, comme représenté à la figure 3.
Entre les fenêtres 14 et la base 3, des fentes 19 sont prévues dans la paroi 5 pour laisser libre l'échappement des gaz du disjoncteur 1.
Le module électronique selon l'invention est lié mécaniquement au disjoncteur magnéto-thermique 1 à l'aide de moyens de liaison mécanique 20, c'est-à-dire un axe de liaison traversant la face intérieure de la paroi 4. Cet axe est commandé par un déclencheur 21 qui, lorsque le module électronique commande le déclenchement, commande le déclencheur du disjoncteur magnéto-thermique 1 qui assure
<Desc/Clms Page number 5>
l'interruption matérielle des conducteurs 15 et du neutre 16 sans que le reste du disjoncteur 1 doive intervenir.
A l'intérieur de la base 3 et des deux parois 4 et 5 se trouvent des cartes portant les composants électroniques formant le dispositif de commande du disjoncteur électronique faisant l'objet de l'invention.
L'alimentation de ce dispositif de commande se fait de manière non-représentée par des ressorts pressés sur une partie dégagée des bornes du disjoncteur magnéto-thermique 1, en aval du disjoncteur.
Dans la paroi 4 est encore monté un connecteur 22 permettant de connecter le dispositif de commande à la sortie d'un récepteur de télécommande, qui est monté sur le même tableau que le disjoncteur et qui reçoit un signal fourni par exemple par le fournisseur de courant.
Comme le montre le diagramme de la figure 4, le dispositif de commande électronique comprend, outre les capteurs 18 et le déclencheur 21, un bloc de mesure 23, un bloc de programmation des calibres 24, un bloc de traitements 25, un bloc de détection de court-circuit 26 et un bloc de signalisation de dépassement du courant nominal 27.
Le bloc de mesure 23 comprend trois redresseurs double alternance 28 connectés aux sorties des trois capteurs 18.
Les trois tensions redressées des redresseurs 28 sont appliquées sur trois diodes de précision 29, dont les anodes sont reliées ensemble. Chaque redresseur 28, dont le schéma électrique détaillé est représenté à la figure 5, comprend essentiellement un amplificateur opérationel 30 et une résistance réglable 31 pour le réglage de la sensibilité. A la sortie 32 du bloc de mesure 23, on trouve
<Desc/Clms Page number 6>
une tension qui est l'image du courant le plus élevé des trois phases.
Le bloc de programmation des calibres 24, montré en détail à la figure 6, comprend un amplificateur à gain programmable formé par un amplificateur inverseur 33 à l'entrée duquel est monté une résistance 36 et deux séries de cinq résistances 34 ou 35 de contre réaction. Le gain dépend du rapport entre le ou les résistances 34 ou 35 et la résistance 36. Le choix de la série est déterminé par deux commutateurs 37, en série avec les séries et dont la position ouverte ou fermée est commandée par un signal télécommandé envoyé par le conducteur 38 relié au connecteur 22 susdit. Dans chaque série, les résistances 34 ou 35 sont en parallèle et quatre des résistances 34 ou 35 sont en série avec un contact d'un des commutateurs susdits 10 et 11.
Quatre résistances 34 sont mises séparément ou ensemble hors circuit ou pas en fonction de la position du commutateur 10 déterminant ainsi le calibre bas et quatre résistances 35 sont mises hors circuit ou pas par le commutateur 11 déterminant le calibre haut.
Le signal télécommandé est également appliqué à un circuit 39 comprenant les diodes 12 susdites de manière que l'une ou l'autre des diodes 12 s'allume, selon qu'une ou plusieurs des résistances 34 déterminant le calibre bas ou une ou plusieurs résistances 35 déterminant le calibre haut, sont mises en circuit.
La sortie de l'amplificateur 33 est raccordée à un circuit 40 servant à prendre la valeur maxima du courant et comprenant une diode 41 ayant pour résultat un courant continu au lieu d'un courant pulsé.
<Desc/Clms Page number 7>
Les séries de résistances 34 et 35 et les commutateurs 37 sont shuntés par un circuit électrique 42 dans lequel est montée une résistance 43 et formant des moyens pour déterminer un calibre fixe. Le commutateur manuel 13 susdit est du type inverseur et interrompt ou bien le circuit 42 ou bien l'entrée des résistances. Lorsque le commutateur 13 est mis dans la position dans laquelle il met en circuit la résistance 43 et hors circuit les résistances 34 et 35, le courant nominal devient le calibre fixe.
Il est évident que le calibre du disjoncteur magnéto-thermique 1 doit être supérieur au calibre le plus haut possible du bloc de programmation des calibres 24.
Ainsi, en cas de surcharge, le disjoncteur magnéto-thermique 1 n'interviendra pas, sauf en cas de défaillance de l'électronique ou en cas de court-circuit.
La partie thermique du disjoncteur 1 n'est donc qu'une protection de secours contre une surcharge, puisqu'elle n'intervent que lorsque le module électronique est défaillant et n'intervent pas. Il est par conséquent même possible de prévoir à l'avenir un disjoncteur 1 dépourvu de partie thermique.
Le bloc de traitements 25, dont le schéma électrique est représenté à la figure 7, comprend essentiellement un intégrateur 44 assurant la fonction thermique et relié à la sortie 45 du circuit 40 susdit, et un comparateur 46 connecté à l'intégrateur 44 et provoquant l'action du déclencheur 21 lorsque le niveau de sortie de l'intégrateur atteint le dépassement maximum admis. La sortie du comparateur 46 est connectée via une diode 47 au déclencheur 21. L'intégrateur 44 est composé d'un amplificateur opérationnel 48 et de composants passifs, c'est-à-dire trois résistances 49 et une capacité 50. Les constantes de temps d'intégration sont étudiées pour
<Desc/Clms Page number 8>
reproduire au mieux les caractéristiques d'échauffement du dispositif à protéger contre les surcharges.
Le comparateur
EMI8.1
46 placé derrière l'intégrateur compare en permanence le signal intégré I/IN au seuil de déclenchement (par exemple 1, 15 I/IN). si le signal intégré atteint ce seuil, une impulsion est envoyée au déclencheur 21 et les contacts principaux s'ouvrent. Les constantes de temps de l'intégrateur 44 retardent les déclenchements en cas de surcharge et donc si la surcharge est de courte durée, la tension de sortie de l'intégrateur n'a pas le temps d'atteindre le seuil de déclenchement et le dispositif électronique ne commande pas de déclenchement.
Le bloc de traitements 25 peut comprendre également un circuit 51 de détection d'un dépassement important du courant nominal (par exemple 2,5 IN), ce circuit 51 modifiant la constante de temps de l'intégrateur 44 lorsque la sortie du circuit 51 est active.
Les blocs susdits 23,24 et 25, mais sans le commutateur 13, la résistance 43 et le circuit 42, constituent les circuits de base. Le commutateur 13, la résistance 43 et le circuit 42 constituent une première option. Les blocs 26 et 27 constituent d'autres options.
Le bloc de détection de court-circuit 26 ajuste le seuil de déclenchement magnétique en fonction du courant de réglage. Par ce bloc, le déclenchement magnétique est géré par l'électronique. Le seuil de déclenchement est proportionnel au courant de réglage IN.
Ce bloc 26 comprend essentiellement deux comparateurs 52 et 53 montés en parallèle et détectant la présence de court-circuits. Le premier comparateur 52 est connecté à la sortie 32 du bloc de mesure 23 et détecte si est
<Desc/Clms Page number 9>
égal à ou plus grand que le seuil de court-circuit normal. Le deuxième comparateur 53 est connecté à une sortie spéciale 54 du bloc de programmation des calibres 24, cette sortie étant connectée à la sortie de l'amplificateur 33 et donnant la valeur absolue du courant. Ce comparateur 53 détecte si cette valeur absolue du courant est supérieure au seuil de court-circuit maximum.
Les deux comparateurs 52 et 53 sont reliés à une porte OU inverseur 55, qui donne un signal lorsqu'un au moins des comparateurs 52 et 53 est activé. Cette porte 55 peut être directement connectée au déclencheur 21, mais de préférence, elle est connectée à un circuit de sélectivité 56 comprenant deux circuits de temporisation 57 et 58, comme représenté à la figure 8. La sortie de la porte OU 55 alimente d'une part une deuxième porte OU inverseur 59 et d'autre part le premier circuit de temporisation 57 qui comprend un timer mono-stable dont la période est (0,5. y. T-x) ms, par exemple 9, 5 ms.
Lorsque sa sortie repasse à l'état stable, le deuxième circuit de temporisation 58, comprenant un timer mono-stable dont la période est 2x ms, est démarré. si dans cette période, le court-circuit est toujours présent, une impulsion est donnée à travers un inverseur 60 à une entrée de la porte OU 59 susdite et lorsque la porte OU donne également une impulsion, le déclencheur 21 est activé.
Pour les court-circuits de fortes intensités, c'est le disjoncteur magnéto-thermique 1 qui assure le déclenchement, instantanément sans se préoccuper du dispositif électronique, afin de limiter l'intégrale de Joule r2t.
Le bloc de signalisation 27 a pour but de détecter une surcharge avant le déclenchement du disjoncteur et donc
<Desc/Clms Page number 10>
d'avertir le consommateur d'un risque de déclenchement. Ce bloc 27, dont le schéma électrique détaillé est représenté à la figure 9, comprend deux comparateurs 61 et 62, une porte ET 63 alimentée par ces comparateurs et un circuit de signalisation 64 connecté à la sortie de cette porte 62.
Le premier comparateur 61 est connecté à la sortie du circuit 40 du bloc de programmation des calibres 24 et compare le signal non intégré, c'est-à-dire un signal à variation instantanée, à un seuil correspondant à IN.
Lorsque le seuil est dépassé, ou I/IN est égale à 1 ou plus, la sortie du comparateur 61 bascule.
Le deuxième comparateur 62 est relié à la sortie de l'intégrateur 44 du bloc de traitements 25, et compare le signal intégré, c'est-à-dire un signal à variation lente, à un seuil correspondant à IN'Lorsque ce seuil est dépassé, la sortie du comparateur 62 bascule.
Lorsque les sorties des deux comparateurs 61 et 62 sont actives en même temps et signalent donc un dépassement, la porte ET 63 envoie un signal au circuit de signalisation 64. Ce circuit comprend une diode Zener 65, pour changer le seuil de commutation, un transistor 66 dont la base est reliée à la diode 65, et un dispositif de signalisation 67 monté en série avec le collecteur du transistor 66. Le dispositif de signalisation devient actif lorsqu'un courant de base circule dans le transistor 66, c'est-à-dire lorsque les deux comparateurs 61 et 62 sont activés.
En cas de l'apparition d'une surcharge, le premier comparateur 61 suit la montée du courant et devient actif instantanément lorsque le courant atteint IN. Le deuxième comparateur 62 ne devient actif que lorsque le signal intégré atteint IN. Pendant le temps qui s'écoule entre
<Desc/Clms Page number 11>
les instants d'activation des deux comparateurs, la signalisation reste inactive. Des surcharges de courte durée sont donc possibles sans activer la signalisation. Le dispositif de signalisation 67 devient actif à l'instant ou la sortie de deuxième comparateur 62 bascule. L'activation du dispositif de signalisation 67 peut provoquer le délestage automatique de charges.
Lorsque la surcharge disparaît, par exemple à cause du délestage, le courant redevient inférieur à IN et la sortie du premier comparateur 61 retourne immédiatement à son état inactif et la signalisation se désactive.
Le module de contrôle électronique décrit ci-dessus ajoute des fonctions au disjoncteur magnéto-thermique 1 ou reprend même des fonctions de ce disjoncteur. Il permet un réglage aisé de plusieurs calibres. La commutation d'un calibre réglé à un autre peut se faire aussi bien localement que par commande à distance.
Il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-devant, mais que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans pour autant sortir du cadre de la demande de brevet.
Le module électronique ne doit pas nécessairement être triphasé. Il peut par exemple être monophasé, dans quel cas il ne comprend qu'un seul capteur.
Que le module soit monophasé ou triphasé, le ou les capteurs ne doivent pas nécessairement être des capteurs à effet Hall. D'autres types de capteurs sont possibles, pour autant qu'ils mesurent le courant ou une grandeur proportionnelle au courant, comme des capteurs magnéto-résistifs etc.
<Desc / Clms Page number 1>
Electronic circuit breaker control module.
The invention relates to an electronic control module of a circuit breaker, in particular of a magneto-thermal circuit breaker, this module comprising a housing, at least one sensor mounted in this housing and measuring the current or a quantity proportional to the current in at least one phase conductor, a trigger mounted in the housing and an electronic control device mounted in the housing between the sensor (s) and the trigger, this control device controlling this trigger.
An electronic control module has a low temperature drift and will therefore be much slower to downgrade than a conventional magneto-thermal circuit breaker. In addition the electronics are more flexible in use and allow for example an easy adjustment of the caliber.
The object of the invention is to offer an electronic control module for adding functions to a circuit breaker, in particular a magneto-thermal circuit breaker, or for taking over part of the functions of the latter, while allowing safe protection as well as '' varied and easy use.
This object is achieved according to the invention because the housing includes a space capable of receiving the circuit breaker, and that the electronic control module comprises a connecting element for ensuring the mechanical connection with the circuit breaker.
In a particular embodiment of the invention, the housing comprises a base provided on the outside of
<Desc / Clms Page number 2>
means for fixing it on a rail and, on the space side, a relief forming a rail for fixing the circuit breaker.
The housing may include a hollow wall mounted on the base and delimiting the aforementioned space, this wall being provided with a window for at least one phase conductor and possibly neutral, the abovementioned sensor or sensors being mounted in this wall.
Other features and advantages of the invention will emerge from the following description of an electronic control module of a circuit breaker. This description is given by way of example only and does not limit the invention. The reference numbers refer to the appended drawings, in which: FIG. 1 represents a top view of an electronic control module according to the invention coupled to a magneto-thermal circuit breaker; 2 shows a side view along arrow F2 of Figure 1, but without the magneto-thermal circuit breaker; Figure 3 shows a side view along arrow F3 in Figure 1, also without the magnetic circuit breaker;
FIG. 4 represents a schematic diagram of the module according to the preceding figures. FIG. 5 represents a more detailed electrical diagram of part of the measurement block of the diagram of the preceding figure;
<Desc / Clms Page number 3>
FIG. 6 represents a more detailed electrical diagram of the caliber programming block of the diagram in FIG. 4; FIG. 7 represents a more detailed electrical diagram of the processing block of the diagram of FIG. 4; FIG. 8 represents a more detailed electric diagram of a short-circuit detection block of the diagram of FIG. 4; FIG. 9 represents a more detailed electrical diagram of a block for signaling that the nominal current has been exceeded, from the diagram in FIG. 4.
The electronic control module according to the invention shown in the figures is in fact a device for adding functions to a magneto-thermal circuit breaker 1 which may be of known construction, modular or not, three-phase or not. Below it has been assumed that this circuit breaker is three phase.
The control module comprises a housing 2 composed of a rectangular base 3 and two hollow walls 4 and 5 rising on this base along two adjacent sides. The space 6 above the base 3 is limited by the two walls 4 and 5 and is dimensioned to receive the aforementioned magneto-thermal circuit breaker 1.
As shown especially in Figure 2, the outer face of the base 3 is provided with a groove 7 and two spring-loaded fingers 8 projecting into this groove, in order to allow the mounting of the base 3 on a DIN rail. The opposite face of the base 3, delimiting the space 6 above, is
<Desc / Clms Page number 4>
provided with a relief 9 forming a rail, for example a DIN rail or an asymmetrical rail, and allowing the fixing of the aforementioned circuit breaker 1 on the base 3 as it would be fixed on a rail.
On the edge of the wall 4 remote from the base 3, two rotary switches with several positions 10 and 11 are mounted, to determine a low rating and a high rating.
Next to each switch, a light-emitting diode 12 is mounted. On the aforementioned edge is also mounted a manual switch 13 for setting up a fixed rating, for example a very low rating.
The hollow wall 5 is provided with four windows 14 allowing the passage of the three phase conductors 15 and the neutral 16 which are fixed in the usual manner to the terminals of the circuit breaker 1. The three conductors 15 are surrounded inside the wall 5 by a magnetic circuit 17, in the air gap of which is placed a Hall effect sensor 18 measuring the magnetic field generated by the current passing through the corresponding conductor 15, as shown in FIG. 3.
Between the windows 14 and the base 3, slots 19 are provided in the wall 5 to allow free escape of the gases from the circuit breaker 1.
The electronic module according to the invention is mechanically linked to the magneto-thermal circuit breaker 1 by means of mechanical connection means 20, that is to say a connection axis passing through the interior face of the wall 4. This axis is controlled by a trigger 21 which, when the electronic module controls the trigger, controls the trigger of the magneto-thermal circuit breaker 1 which ensures
<Desc / Clms Page number 5>
hardware interruption of the conductors 15 and the neutral 16 without the rest of the circuit breaker 1 having to intervene.
Inside the base 3 and the two walls 4 and 5 are boards carrying the electronic components forming the control device of the electronic circuit breaker which is the subject of the invention.
The supply of this control device is not shown by springs pressed on a part clear of the terminals of the magneto-thermal circuit breaker 1, downstream of the circuit breaker.
In the wall 4 is still mounted a connector 22 for connecting the control device to the output of a remote control receiver, which is mounted on the same panel as the circuit breaker and which receives a signal supplied for example by the current supplier .
As shown in the diagram in FIG. 4, the electronic control device comprises, in addition to the sensors 18 and the trigger 21, a measurement block 23, a caliber programming block 24, a processing block 25, a detection block short-circuit 26 and a signaling unit that the nominal current has been exceeded 27.
The measurement block 23 comprises three full-wave rectifiers 28 connected to the outputs of the three sensors 18.
The three rectified voltages of the rectifiers 28 are applied to three precision diodes 29, the anodes of which are connected together. Each rectifier 28, the detailed electrical diagram of which is shown in FIG. 5, essentially comprises an operational amplifier 30 and an adjustable resistor 31 for adjusting the sensitivity. At output 32 of measurement block 23, there are
<Desc / Clms Page number 6>
a voltage which is the image of the highest current of the three phases.
The programming block for the calibers 24, shown in detail in FIG. 6, comprises a programmable gain amplifier formed by an inverting amplifier 33 at the input of which is mounted a resistor 36 and two sets of five resistors 34 or 35 of feedback . The gain depends on the ratio between the resistor (s) 34 or 35 and the resistor 36. The choice of the series is determined by two switches 37, in series with the series and whose open or closed position is controlled by a remote-controlled signal sent by the conductor 38 connected to the above-mentioned connector 22. In each series, the resistors 34 or 35 are in parallel and four of the resistors 34 or 35 are in series with a contact of one of the above-mentioned switches 10 and 11.
Four resistors 34 are put separately or together off or not depending on the position of the switch 10 thus determining the low rating and four resistors 35 are switched off or not by the switch 11 determining the high rating.
The remote-controlled signal is also applied to a circuit 39 comprising the aforementioned diodes 12 so that one or the other of the diodes 12 lights up, depending on whether one or more of the resistors 34 determining the low rating or one or more resistors 35 determining the high rating, are switched on.
The output of the amplifier 33 is connected to a circuit 40 serving to take the maximum value of the current and comprising a diode 41 resulting in a direct current instead of a pulsed current.
<Desc / Clms Page number 7>
The series of resistors 34 and 35 and the switches 37 are shunted by an electrical circuit 42 in which a resistor 43 is mounted and forming means for determining a fixed rating. The aforementioned manual switch 13 is of the inverter type and interrupts either the circuit 42 or the input of the resistors. When the switch 13 is put in the position in which it switches on the resistor 43 and off the resistors 34 and 35, the nominal current becomes the fixed rating.
It is obvious that the size of the magneto-thermal circuit breaker 1 must be greater than the highest possible rating of the programming block for ratings 24.
Thus, in the event of an overload, the magneto-thermal circuit breaker 1 will not intervene, except in the event of failure of the electronics or in the event of a short circuit.
The thermal part of circuit breaker 1 is therefore only emergency protection against an overload, since it only intervenes when the electronic module is faulty and does not intervene. It is therefore even possible to provide in the future a circuit breaker 1 devoid of thermal part.
The processing block 25, the electrical diagram of which is shown in FIG. 7, essentially comprises an integrator 44 ensuring the thermal function and connected to the output 45 of the above-mentioned circuit 40, and a comparator 46 connected to the integrator 44 and causing the action of the trigger 21 when the output level of the integrator reaches the maximum allowed overshoot. The output of comparator 46 is connected via a diode 47 to the trigger 21. The integrator 44 is composed of an operational amplifier 48 and passive components, that is to say three resistors 49 and a capacitor 50. The constants of integration times are studied for
<Desc / Clms Page number 8>
best reproduce the heating characteristics of the device to be protected against overloads.
The comparator
EMI8.1
46 placed behind the integrator constantly compares the integrated I / IN signal to the triggering threshold (for example 1, 15 I / IN). if the integrated signal reaches this threshold, a pulse is sent to the trigger 21 and the main contacts open. The time constants of the integrator 44 delay the trips in the event of an overload and therefore if the overload is short-lived, the output voltage of the integrator does not have time to reach the trip threshold and the device electronics do not command tripping.
The processing block 25 can also include a circuit 51 for detecting a significant overshoot of the nominal current (for example 2.5 IN), this circuit 51 modifying the time constant of the integrator 44 when the output of the circuit 51 is active.
The above-mentioned blocks 23, 24 and 25, but without the switch 13, the resistor 43 and the circuit 42, constitute the basic circuits. The switch 13, the resistor 43 and the circuit 42 constitute a first option. Blocks 26 and 27 are other options.
The short-circuit detection block 26 adjusts the magnetic trip threshold according to the setting current. By this block, the magnetic trip is managed by the electronics. The trigger threshold is proportional to the setting current IN.
This block 26 essentially comprises two comparators 52 and 53 mounted in parallel and detecting the presence of short circuits. The first comparator 52 is connected to the output 32 of the measurement block 23 and detects if is
<Desc / Clms Page number 9>
equal to or greater than the normal short circuit threshold. The second comparator 53 is connected to a special output 54 of the caliber programming block 24, this output being connected to the output of the amplifier 33 and giving the absolute value of the current. This comparator 53 detects whether this absolute value of the current is greater than the maximum short-circuit threshold.
The two comparators 52 and 53 are connected to an OR gate 55, which gives a signal when at least one of the comparators 52 and 53 is activated. This gate 55 can be directly connected to the trigger 21, but preferably it is connected to a selectivity circuit 56 comprising two timing circuits 57 and 58, as shown in FIG. 8. The output of the OR gate 55 supplies power to on the one hand a second OR inverter gate 59 and on the other hand the first timing circuit 57 which comprises a mono-stable timer whose period is (0.5. y. Tx) ms, for example 9.5 ms.
When its output returns to stable state, the second timing circuit 58, comprising a mono-stable timer whose period is 2x ms, is started. if during this period, the short circuit is still present, an impulse is given through an inverter 60 to an input of the above-mentioned OR gate 59 and when the OR gate also gives a pulse, the trigger 21 is activated.
For short circuits of high intensity, it is the magneto-thermal circuit breaker 1 which triggers, instantly without worrying about the electronic device, in order to limit the Joule integral r2t.
The purpose of signaling block 27 is to detect an overload before tripping of the circuit breaker and therefore
<Desc / Clms Page number 10>
to warn the consumer of a risk of triggering. This block 27, the detailed electrical diagram of which is shown in FIG. 9, comprises two comparators 61 and 62, an AND gate 63 supplied by these comparators and a signaling circuit 64 connected to the output of this gate 62.
The first comparator 61 is connected to the output of the circuit 40 of the caliber programming block 24 and compares the non-integrated signal, that is to say an instantaneous variation signal, with a threshold corresponding to IN.
When the threshold is exceeded, or I / IN is equal to 1 or more, the output of comparator 61 switches.
The second comparator 62 is connected to the output of the integrator 44 of the processing block 25, and compares the integrated signal, that is to say a slowly varying signal, with a threshold corresponding to IN ′ When this threshold is exceeded, the output of comparator 62 switches.
When the outputs of the two comparators 61 and 62 are active at the same time and therefore signal an overshoot, the AND gate 63 sends a signal to the signaling circuit 64. This circuit includes a Zener diode 65, to change the switching threshold, a transistor 66, the base of which is connected to the diode 65, and a signaling device 67 mounted in series with the collector of the transistor 66. The signaling device becomes active when a basic current flows in the transistor 66, that is to say say when the two comparators 61 and 62 are activated.
In the event of the appearance of an overload, the first comparator 61 follows the rise in current and becomes instantly active when the current reaches IN. The second comparator 62 only becomes active when the integrated signal reaches IN. During the time between
<Desc / Clms Page number 11>
when the two comparators are activated, the signaling remains inactive. Short-term overloads are therefore possible without activating the signaling. The signaling device 67 becomes active at the moment when the output of the second comparator 62 switches. Activation of the signaling device 67 can cause automatic load shedding.
When the overload disappears, for example due to load shedding, the current again becomes less than IN and the output of the first comparator 61 immediately returns to its inactive state and the signaling is deactivated.
The electronic control module described above adds functions to the magneto-thermal circuit breaker 1 or even takes over functions from this circuit breaker. It allows easy adjustment of several calibers. Switching from one set rating to another can be done both locally and by remote control.
It is understood that the invention is in no way limited to the embodiment described above, but that numerous modifications can be made thereto without departing from the scope of the patent application.
The electronic module does not necessarily have to be three-phase. It can for example be single-phase, in which case it includes only one sensor.
Whether the module is single-phase or three-phase, the sensor (s) need not be Hall effect sensors. Other types of sensors are possible, as long as they measure the current or a quantity proportional to the current, such as magneto-resistive sensors etc.