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"DISJONCTEUR ULTRA...RAPIDE POUR COURANT CONTINU"
L'objet de la présente invention (système A. MONCHAMPS) est un interrupteur ultra-rapide pour courant confina. fonctionnant automatiquement pour un seul sens de passage du courant, celui du courant normal. Cet appareil est également susceptible, moyennant une simple inversion de connexions, de fonctionner comme disjoncteur ultra-rapide à retour de courant.
Il comporte essentiellement une armature mobile légère à laquelle est fixé l'organe mobile de contact opérant l'ouverture et la fermeture du circuit, armature qui se déplace entre les extrémités ouvertes de deux circuits magnétiques juxtaposés et placés à distance fixe l'un de l'autre, chacun de ces circuits
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magnétiques comportant une bobine à fil fin alimentée sous ten- sion constante et une bobine à gros fil. Les bobines à fil fin sont connectées en série et les bobines à gros fil sont connec- tées en parallèle, l'ensemble de ces dernières bobines étant tra- versé par la totalité du courant de ligne.
Le sens d'enroulement et l'importance relatifs des bobinages disposés sur chacun des circuits magnétiques, d'une part, le dimensionnement de ces der- niers, d'autre part, sont tels que l'armature mobile se trouve, en présence d'un courant de sens donné n'excédant pas une valeur fixée à l'avance, immobilisée par l'attraction magnétique diffé- rentielle des deux électro-aimants. Tout accroissement notable du courant a pour effet de rompre l'équilibre de cette armature qui cesse d'être attirée par l'un des électro-aimants et subit de la part de l'autre une violente attraction provoquant dans un temps très court le déclenchement de l'appareil.
Sur le dessin schématique ci-annexé auquel on se réfère dans la description qui va suivre : la fig, i représente en élévation l'ensemble du disjonc- teur dans la position enclenchée; la fig. 2 montre les connexions.
Sur ces deux figures les mêmes chiffres de référence dé- signent les mêmes organes.
Dans la position de fermeture du disjoncteur, des pièces conductrices fixes 1 et 2 agencées de toute façon convenable sont reliées électriquement par un contact mobile 3 à l'intérieur d'une botte à feu 4, au voisinage immédiat de laquelle sont pla- cés le circuit magnétique de soufflage 5 et les bobines de souf- flage 6.
Le contact mobile 3, solidaire d'une tige verticale 7 portant une armature mobile légère 8, est sollicité vers le bas par de puissants ressorts 9 destinés, lors de l'ouverture de ltappareil, à donner au contact 3 une accélération extrêmement grande. L'armature mobile 8 est disposée entre les extrémités ouvertes de deux circuits magnétiques 10 et 1.2 juxtaposés, main- tenus à distance invariable l'un de l'autre par des entretoises appropriées, L'ensemble des circuits magnétiques 10 et 12 et de
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leurs bobines, décrites ci-après, est mobile et coulisse sur des tiges verticales de gaidage 13 fixées sur des butées 14 et qui sont engagées dans des pattes portées par ces circuits magnétiques.
Les butées supérieures 14 limitent vers le haut le déplacement des circuits magnétiques 10 et 12 quand l'armature mobile 8 est décollée du circuit magnétique 10. Les organes fixes du disjoncteur sont, en dehors des contacts fixes 1 et 2 et des pièces de soufflage, les tiges 13 de guidage et leurs bâtées 14, ainsi que la pièce 15 à laquelle sont accrochés à une de leurs extrémités les ressorts 9 de rappel du contact mobile 3.
L'ensemble des circuits magnétiques 10 et 12 peut être déplacé dans le sens vertical au moyen d'un levier 26,articulé en 16 ; qui peut être mû soit à la main, soit par l'armature 17 d'un électro-aimant 18.
Le circuit magnétique ou électroaimant 10 est pourvu de deux bobines 19 et 20; l'électro-aimant 12 est pourvu de deux bobines .21 et 22. Les bobines 20 et 22, à, fil fin, sont alimentées en série sous la tension de ligne ; les bobines 19 et 21 à gros fil sont connectées en parallèle, suivant le schéma de la fig. 2, et leur ensemble est parcouru par la totalité du courant de ligne.
Les connexions des bobines 19 et 20 sont telles que, lors du passage du courant dans le sens normal, les ampères-tours de ces bobines aient sur le circuit magnétique 10 des actions de sens contraire, et les connexions des bobines 2i et 22 sont telles que les ampères-tours de ces dernières bobines aient sur la circuit magnétique 12 des actions de même sens.
Dès lors, si l'on prévoit sur les bobines 19 et 20 un nombre d'ampères-tours tel que l'action de la bobine à fil fin 20 soit prépondérante quand le courant de ligne atteint sa valeur de pleine charge, on conçoit qu'une augmentation du courant de ligne aura pour effet, en diminuant les ampères-tours résultants appliqués au circuit ma- gnétique 10 et augmentant les ampères-tours résultants appliqués au circuit magnétique 12, d'entraîner le décollage de l'armature
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mobile 8 et son déplacement extrêmement rapide vers le bas,sous la double action de l'électro-aimant 12 et de ressorts 9.
Cet effet n'est toutefois pas spécial: au montage en parallèle des bobines à gros fil 19 et 21 réalisé suivant l'invention. On peut, suivant un schéma connu, réunir en série les bobines à gros fil 19 et 2i et obtenir un fonctionnement satisfaisant de l'appareil tant que le taux d'accroissement de l'intensité de ligne n'excède pas certaines limites. Il existe toutefois, dans le cas du montage en série des bobines à gros fil, une valeur de ce taux d'accroissement pour laquelle le flux s'inverse si rapidement dans l'électro-aimant de maintien que l'armature mobile ne peut se décoller à temps et se trouve de nouveau attirée par l'électro de maintien.
Le décollage a lieu sensiblement plus tard sous l'action prépondérante de l'électro- aimant de déclenchement qui produit plus à proprement parler un arrachage de cette armature.
Dans le montage en parallèle des bobines à gros fil 19 et 21 au contraire il est toujours possible, grâce à un dimensionnement approprié des circuits magnétiques, à,un choix judicieux du nombre de spires de chacune de ces bobines, et à un réglage convenable des résistances des deux branches en parallèle, au moyen par exemple d'une résistance en série 25, d'obtenir un déclenchement immédiat de l'appareil quel que soit le taux d'accroissement de l'intensité de ligne car on devient maître de répartir le courant de ligne entre les deux bobines 19 et 21 en fonction de ce taux, c'est-à-dire faire en sorte à mesure que s'élève ce taux de réduire la fraction du courant de ligne qui traverse la bobine 19 et d'accroître la fraction du courant de ligne qui traverse la bobine 21.
On peut déclencher à volonté le disjoncteur une fois enclenché, en mettant en court-circuit la bobine 20, ce qui a pour effet d'accroître simultanément l'action magnétisante de la bobine 22 et, par suite, l'attraction du circuit magnétique 12.
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Quand le disjoncteur est déclenché, il suffit, pour l'enclencher, d'abaisser l'ensemble des électro-aimants 10 et 12 en agissantmanuellement sur le levier 16, ou électriquement en excitant la bobine 24 de l'électro-aimant 18 dont l'armature mobile 17 se trouve attirée. À la fin de la course de l'ensemble des électros 10 et 12 vers le bas, l'armature mobile 8 adhère au circuit magnétique 10. Dès lors l'abandon à lui-même du levier 16 entraîne la fermeture du disjoncteur sous l'action de ressorts 11 placés autour des tiges 13 de guidage entre un épaulement de celles-ci et les pattes portées par le circuit magnétique 10.
Le disjoncteur décrit ci-dessus peut fonctionner en ultra-rapide à retour de courant. Il suffit pour cela de prévoir pour les bobines 19, 20, 21 et 22, des connexions telles que les actions magnétisantes des bobines 19 et 20 soient de même sens et celles des bobines 21 et 22 de sens contraires, pour le sens normal de passage du courant de ligne.
Il est naturellement loisible, sans sortir du cadre de l'invention, de réaliser des variantes se comportant pratiquement de la même façon que l'exemple décrit ci-dessus et représenté schématiquement sur les fig. i et 2 du dessin ci-annexé.
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"ULTRA ... FAST CONTINUOUS CURRENT CIRCUIT BREAKER"
The object of the present invention (A. MONCHAMPS system) is an ultra-fast switch for confined current. operating automatically for only one direction of current flow, that of normal current. This device is also capable, by simply reversing the connections, of functioning as an ultra-fast circuit breaker with current feedback.
It essentially comprises a light mobile armature to which is fixed the movable contact member operating the opening and closing of the circuit, armature which moves between the open ends of two juxtaposed magnetic circuits and placed at a fixed distance from one of them. 'other, each of these circuits
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Magnets comprising a fine wire spool fed at constant voltage and a coarse wire spool. The fine wire coils are connected in series and the coarse wire coils are connected in parallel, all of the latter coils being traversed by all of the line current.
The direction of winding and the relative importance of the windings arranged on each of the magnetic circuits, on the one hand, the dimensioning of the latter, on the other hand, are such that the mobile armature is in the presence of 'a current in a given direction not exceeding a value fixed in advance, immobilized by the differential magnetic attraction of the two electromagnets. Any notable increase in the current has the effect of breaking the balance of this armature which ceases to be attracted by one of the electromagnets and undergoes a violent attraction from the other, causing triggering in a very short time. of the device.
In the attached schematic drawing to which reference is made in the description which follows: FIG. I shows in elevation the assembly of the circuit breaker in the engaged position; fig. 2 shows the connections.
In these two figures, the same reference numerals denote the same components.
In the closed position of the circuit breaker, fixed conductive parts 1 and 2, arranged in any suitable way, are electrically connected by a movable contact 3 inside a fire boot 4, in the immediate vicinity of which are placed the magnetic blowing circuit 5 and blowing coils 6.
The movable contact 3, integral with a vertical rod 7 carrying a light movable frame 8, is urged downwards by powerful springs 9 intended, when the apparatus is opened, to give the contact 3 an extremely high acceleration. The movable armature 8 is placed between the open ends of two juxtaposed magnetic circuits 10 and 1.2, kept at an invariable distance from each other by suitable spacers. The set of magnetic circuits 10 and 12 and
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their coils, described below, are movable and slide on vertical guiding rods 13 fixed on stops 14 and which are engaged in lugs carried by these magnetic circuits.
The upper stops 14 limit upward movement of the magnetic circuits 10 and 12 when the movable armature 8 is detached from the magnetic circuit 10. The fixed members of the circuit breaker are, apart from the fixed contacts 1 and 2 and the blowing parts, the guide rods 13 and their frames 14, as well as the part 15 to which are hooked at one of their ends the springs 9 for returning the movable contact 3.
All of the magnetic circuits 10 and 12 can be moved in the vertical direction by means of a lever 26, articulated at 16; which can be moved either by hand or by the armature 17 of an electromagnet 18.
The magnetic or electromagnet circuit 10 is provided with two coils 19 and 20; the electromagnet 12 is provided with two coils .21 and 22. The coils 20 and 22, with fine wire, are supplied in series under the line voltage; coarse wire coils 19 and 21 are connected in parallel, following the diagram in fig. 2, and their whole is traversed by the whole of the line current.
The connections of the coils 19 and 20 are such that, when the current flows in the normal direction, the ampere-turns of these coils have on the magnetic circuit 10 actions in the opposite direction, and the connections of the coils 2i and 22 are such. that the ampere-turns of the latter coils have actions in the same direction on the magnetic circuit 12.
Therefore, if we provide on the coils 19 and 20 a number of ampere-turns such that the action of the fine wire coil 20 is preponderant when the line current reaches its full load value, we can see that 'an increase in the line current will have the effect, by decreasing the resulting ampere-turns applied to the magnetic circuit 10 and increasing the resulting ampere-turns applied to the magnetic circuit 12, to cause the armature to take off.
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mobile 8 and its extremely rapid downward movement, under the double action of the electromagnet 12 and springs 9.
However, this effect is not special: to the parallel assembly of coarse-wire spools 19 and 21 produced according to the invention. It is possible, according to a known scheme, to bring together the coarse-wire coils 19 and 2i in series and obtain satisfactory operation of the apparatus as long as the rate of increase in the line current does not exceed certain limits. However, in the case of the series connection of coarse-wire coils, there is a value of this rate of increase for which the flux is reversed so rapidly in the holding electromagnet that the movable armature cannot take off in time and is again attracted to the hold electro.
The take-off takes place substantially later under the preponderant action of the tripping electromagnet which, strictly speaking, produces more tearing of this armature.
In the parallel assembly of coarse-wire coils 19 and 21, on the contrary, it is always possible, thanks to an appropriate dimensioning of the magnetic circuits, a judicious choice of the number of turns of each of these coils, and a suitable adjustment of the coils. resistances of the two branches in parallel, for example by means of a series resistor 25, to obtain immediate tripping of the device regardless of the rate of increase in the line current because one becomes master of distributing the line current between the two coils 19 and 21 as a function of this rate, that is to say, as this rate rises to reduce the fraction of the line current which passes through the coil 19 and to increase the fraction of the line current flowing through coil 21.
Once activated, the circuit breaker can be tripped at will, by shorting the coil 20, which has the effect of simultaneously increasing the magnetizing action of the coil 22 and, consequently, the attraction of the magnetic circuit 12 .
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When the circuit breaker is tripped, it suffices, to engage it, to lower all of the electromagnets 10 and 12 by manually acting on the lever 16, or electrically by energizing the coil 24 of the electromagnet 18 whose 'movable frame 17 is attracted. At the end of the downward travel of all of the appliances 10 and 12, the movable armature 8 adheres to the magnetic circuit 10. Consequently, abandoning the lever 16 to itself causes the circuit breaker to close under the action of springs 11 placed around guide rods 13 between a shoulder thereof and the tabs carried by magnetic circuit 10.
The circuit breaker described above can operate in ultra-fast current feedback. It suffices for this to provide for the coils 19, 20, 21 and 22, connections such that the magnetizing actions of the coils 19 and 20 are in the same direction and those of the coils 21 and 22 in opposite directions, for the normal direction of passage. line current.
It is naturally permissible, without departing from the scope of the invention, to produce variants which behave practically in the same way as the example described above and shown schematically in FIGS. i and 2 of the attached drawing.