BE503450A - - Google Patents

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BE503450A
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/10Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures specially adapted for alternating current
    • H01F7/12Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures specially adapted for alternating current having anti-chattering arrangements
    • H01F7/1205Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures specially adapted for alternating current having anti-chattering arrangements having short-circuited conductors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  PROCEDE ET DISPOSITIF, DESTINES A RENDRE SENSIBLEMENT CONSTANTE .LA FORCE D'ATTRACTION INSTANTANEE, EXERCEE PAR UN   ELECTROAIMANT,   ALIMENTE EN COURANT 
ALTERNATIF. 



   On sait qu'un électroaimant alimenté en courant alternatif mono- phasé fournit une force d'attraction qui s'annule en même temps que l'inten- sité du courant traversant les bobinages de cet électroaimant, c'est-à-dire deux fois par période du courant d'excitation. De tels électroaimants sont utilisés dans les appareils, du type contacteur ou relais, pour ouvrir ou fermer des circuits par le déplacement d'une armature mobile. L'armature pi- vote généralement autour d'un axe et elle est assujettie à un organe de rap- pelo En conséquence de l'annulation périodique de la force d'attraction de l'électroaimant et de la présence de l'organe de rappel, cette armature   vi-   bre, en général, avec une assez faible amplitude, ce qui nuit à la qualité des contacts réalisés et rend l'appareil bruyant. 



   Pour éviter cet inconvénient, il est de pratique courante de munir l'un des pôles magnétiques de l'électroaimant, en général celui qui est le plus éloigné de l'axe de pivotement de l'armature, d'une bague dite de dé- calage formée par une simple spire conductrice en court-circuit enfermant une partie de la surface polaire. Cette bague empêche la force d'attraction de s'annuler à chaque passage par zéro du courant d'excitation. En effet, la bague étant traversée par un flux magnétique variable, elle induit un flux magnétique auxiliaire qui se trouve déphasé par rapport au flux principal, si bien que la force d'attraction résultante ne s'annule jamais. 



   Cependant, cette force d'attraction   n'est   pas constante : elle varie périodiquement entre un minimum non nul et un maximum, si bien que la vibration de l'armature mobile persiste surtout si son inertie est faible comme l'exige la sensibilité de l'appareil. 



   La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient et d'assurer un fonctionnement parfaitement silencieux de ce genre d'appareils. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



  A cet effet, elle a pour objet un procédé destiné à rendre constante là force d'attraction d'un électroaimant alimenté en courant alternatif et pourvu sur l'une de ses pièces polaires au moins d'une bague de décalage, procédé qui consiste, d'une part, à mettre en quadrature de phase le flux résultant tra- versant la portion de circuit magnétique intérieure à la bague de décalage et le flux résultant traversant la portion de ce circuit extérieure à cette bague, et d'autre, part à égaliser la valeur des forces électromagnétiques partielles dues à chacun desdits flux. 



   Pour mettre en oeuvre ce procédé, la présente invention prévoit un dispositif comportant un électroaimant à courant alternatif, pourvu d'une bague de décalage enfermant une partie d'une surface polaire de cet électro- aimant, de manière à délimiter deux portions de circuit magnétique : une portion intérieure à la bague et une portion extérieure à celle-ci, cette dernière étant agencée pour avoir une réluctance très supérieure à la pre- mière, les caractéristiques électriques de la bague de décalage étant ré- glées de telle sorte que le rapport des carrés des flux magnétiques résul- tants traversant lesdites portions de circuit magnétique soit sensiblement égal au rapport des surfaces transversales de ces portions. 



   La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. 



   La fig. 1 représente schématiquement et partiellement un circuit magnétique muni d'une bague de décalage. 



   La fig. 2 est le diagramme vectoriel des flux traversant ce circuit. 



   La fig. 3 est une vue schématique partielle illustrant le prin- cipe de l'invention. 



   Les fig. 4 et 5 sont des diagrammes de flux correspondants. 



   La fig. 6 est une vue analogue à la fig. 3 d'un cas possible de répartition des flux. 



   La fig. 7 est un diagramme correspondant au cas de la fig. 6. 



   La fig. 8 montre schématiquement un relais congu selon   l'inven-   tion. 



   Avant de décrire le procédé et le dispositif faisant l'objet de l'invention, on rappellera les calculs théoriques sur le fonctionnement des circuits magnétiques pourvus d'une bague de décalage. 



   Le circuit magnétique (fig. 1) est constitué par un noyau 1 por- tant une bobine d'excitation 2 et par une armature mobile 3 représentée en position attirée. Sur le pôle 4 du noyau est montée une bague de décalage 5 qui enferme une partie de la surface polaire. 



   Lorsque la bobine 2 est parcourue par un courant monophasé, elle crée dans le circuit un flux alternatif d'amplitude   maximum   qui se divise dans la région polaire en deux flux :un flux 1 traversant la sur- face S1 limitée par la bague et un   flux # 2   traversant la surface S2 exté- rieure à celle-ci. Les variations du   flux 1   induisent dans la bague un courant qui crée un flux   auxiliaire µ '  dont on peut admettre qu'il 'Se fer- me presque entièrement à travers les surfaces S1 et S2. 



   Si l'on admet, en outre,¯que le circuit magnétique n'est pas saturé, les flux résultats '1   et   '2 à travers les surfaces S1 et S2 sont la somme géométrique des flux dus à la bobine 2 et du flux dû à la ba- gue 5, ce qui permet d'écrire : 
 EMI2.1 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
Ces équations ne traduisent pas le diagramme de la fig. 2. A   partir de 0, on porte OA = 1 et OB = 2 en phase. Les vecteurs M et BM' représentent respectivement #' et - ' , et les vecteurs OM et OM', '1 et µ '2 qui sont déphasés de #. 



  En vertu des lois sur l'induction, le flux résultant $ '1 à travers la bague et le flux propre #' dû à la bague sont rectangulaires;   de ce fait le point M décrit le cercle de diamètre OA   =   1 lorsqu'on fait varier les caractéristiques électriques de la bague et, en particulier, sa résistance. 



   La force portante instantanée qui est la somme des forces por- tantes dues respectivement aux flux   instantanés # '1     et #   '2 a, dans un système approprié d'unités, pour expression 
 EMI3.1 
 Or on peut écrire 
 EMI3.2 
 ce qui donne 
 EMI3.3 
 
On voit donc que l'expression de la force portante (qui ne s'an- nule jamais), comporte un terme constant et un terme périodique de pulsation   2#.   Selon l'invention on se propose d'annuler le terme périodique de cette expression ou tout au moins de le réduire au minimum. Pour cela il est néces- saire que 
 EMI3.4 
 ce qui revient à décrire que les forces électromagnétiques partielles dues à chacun des flux résultants intérieur et extérieur à la bague sont égales et que ces flux sont en quadrature. 



   Ces conditions sont réalisées dans le dispositif faisant l'objet de la présente invention, en   rendant 2   négligeable   devant   1. A cet ef- fet, un entrefer e est ménagé sur la surface S2 non enfermée par la bague 5 (fig. 3), ce qui entraine dans   cette   partie du circuit magnétique un accrois- sement considérable de réluctance. Le diagramme représentatif de la fige 2 devient dans ce¯cas celui de la fige 4. Dans ce   diagramme, # 2   étant négli- geable   devant .±   1, on peut considérer que OM' se confond avec BM', de sorte que, BM4 étant parallèle à MA, les angles M et   #   sont supplémentaires, ce 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 qui revient à dire que = '2 puisque, ainsi qu'on l'a vu, l'angle M est toujours un angle droit. 



  On obtient l'égalité "- 1 ,2 2 ,2 par le choix de 8 - S2 la position du point M sur la demi-circonférence de diamètre OA. On a vu que ce choix dépendait de celui des caractéristiques électriques de la bague. En pratique, on règle la résistance de la bague 5 jusqu'à ce que des bobinages explorateurs mesurant les divers flux, indiquent que les valeurs désirées sont atteintes. On constate alors que le relais ou contacteur demeure parfai- tement silencieux jusqu'à son point de déclenchement, lorsqu'on fait décroî- tre progressivement l'intensité d'excitation. Le diagramme des flux reste en effet semblable à lui-même quelle que soit la valeur de l'induction magnéti- que, car la matière magnétique reste à l'état non saturé. 



   On pourrait crandre que la présence de   l'entrefer e   dans la sur- face polaire réduise notablement la force portante de l'électroaimant; on peut montrer, au moins en première approximation qu'il n'en est rien. 



   En effet, dans le triangle rectangle OMA, 
 EMI4.2 
   comme 2 2   est   négligeable, 9? 1   est pratiquement égal au flux total µ induit par l'enroulement d'excitation   et)     #   'l = l   #   '2 
 EMI4.3 
 D'ou ( 2 - 1 'z + 2 '2 Mais, - 1 2 µ 2 ,2 d) 1 , 2 ,2 µ Mais, = -'-2 ='2 Si S2 S S D'où .2 .2 (f)2 D'où ''- 1 + ''- 2 -2 Si S2 S et l'expression de la force portante donnée par les équations (1) et (2) devient 
 EMI4.4 
 étant l'amplitude de la valeur du flux total engendré par la bobine d'ex- citation. 



   Si l'on veut exprimer la force portante en fonction de la valeur   efficace # e  de ce flux, on aura 
 EMI4.5 
 
La valeur de f pour l'électroaimant bagué à entrefer selon   l'in-   vention est égale   à   celle d'un électroaimant ordinaire ayant un même nombre d'ampères-tours. Mais alors que dans un électroaimant ordinaire f est effec- tivement une valeur moyenne autour de laquelle varie la force d'attraction, dans l'électroaimant selon l'invention, cette valeur est constante. 



   Il est bien entendu que dans le cas où S1 = S2, il suffira pour atteindre les conditions de fonctionnement susmentionnées   que -   '1 soit égal 

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   à #   '2. On aura dans ce cas le diagramme de la fig. 5 dans lequel le point M est situé au milieu de l'arc AMO. 



   On a supposé dans les raisonnements précédents que la totalité du flux engendré par la bague traverse l'entrefer e, aucune fuite ne s'effec- tuant par le circuit magnétique principal. Ceci revient à admettre que la ré- luctance de ce dernier est très grande relativement à celle de l'entrefer. 



   Lorsque cette condition n'est pas réalisée, le schéma des flux peut être représenté par la fig. 6 dans laquelle le flux engendré par la ba-   gue 5 se décompose en un flux #' qui se ferme par l'entrefer e et en un flux 2. " qui se ferme par le circuit magnétique principal, ces deux flux é-   tant en phase. Le diagramme vectoriel correspondant est représenté sur la fig. 7. 
 EMI5.1 
 



  Dans ce cas également, 6 = puisque, ' et çp   étant ¯z en phase et BM' se confondant avec OM',   #   est le supplément de Me Comme pré- cédemment, on ajuste la bague 5 de façon que 
 EMI5.2 
 1 ¯ az ''- 2 ou bien, si 8:J. = 82' defagonquef 1= 2 Ôl 82 
Cependant dans ce cas, la force portante sera inférieure à celle des cas précédents. En effet, dans le triangle rectangle OMA : 
 EMI5.3 
 
 EMI5.4 
 Comme 1 = et P ' = S 'p puisque comme précédemment 2 est négligeable, on peut écrire çe 2 > p i2 + é 2 Or, comme on l'a vu 
 EMI5.5 
 ou en exprimant la force en fonction du flux efficace 
 EMI5.6 
 
Cette diminution de la force portante de l'électroaimant dans la position attirée de l'armature mobile loin de constituer un défaut peut être avantageusement mise à profil dans de nombreux appareils.

   En effet, lorsque l'armature est en position écartée, la présence de l'entrefer addi- tionnel ne change guère la force d'attraction de l'électroaimant et l'ar- mature est attirée, autrement dit l'appareil enclenche, pratiquement pour . la même valeur de l'intensité dans le bobinage 2 que dans un appareil usuel équivalent sans entrefer. 



   Lorsque l'appareil est enclenché, la force portante de l'élec- troaimant se trouve par contre réduite par rapport à celle d'un   électroai-   mant sans entrefer, c'est-à-dire que le couple de collage antagoniste du couple de rappel fourni par exemple par le ressort 6 (fige 8), est plus faible que dans les appareils usuels. Il est ainsi possible de réduire l'é- cart inévitable entre l'intensité d'enclenchement et l'intensité de déclen-   chement.   En pratique, cette différence rapportée à l'intensité d'enclenche- ment, peut être ramenée à 15 % environ. On peut ainsi obtenir des contac- teurs ou des relais dont la précision de fonctionnement est, par des moyens 

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 simples, rendue très supérieure à celle des contacteurs ou relais usuels. 



   On remarquera, en outre, que les phénomènes magnétiques décrits ne subissent aucun changement si, comme il est usuel, le noyau et l'armatu- re du dispositif sont feuilletés, c'est-à-dire formés de tôles accolées pa- rallèlement au plan de la figo 80 
On notera enfin, sur cette dernière figure, que la bague 5 est située vers l'intérieur de la pièce polaire, autrement dit du côté du pivot 7 de l'armature 3, alors que l'entrefer est ménagé sur le bord extérieur de cette pièce polaire. Ceci a pour but de réduire davantage la   fraction µ 2   du flux   principal 9? ,   fraction qui traverse la section non baguée et qui a été considérée comme négligeable dans les raisonnements exposés plus haut. 



  Cette réduction supplémentaire provient de l'allongement de la portion, de circuit magnétique parcourue par   # 2   du fait que cette portion de circuit est située vers l'extérieur du circuit principal. 



   Le dispositif montré schématiquement par la fig. 8 peut être un relais d'intensité, un relais de tension, de manière générale un contac- teur quelconque, si on le munit de contacts de travail ou de repos ou des deux à la fois. 



   Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux procédé et dispositif qui viennent d'être décrits, notamment par substitu- tion d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Procédé permettant d'obtenir une force électromagnétique à attraction instantanée pratiquement constante à l'aide d'un circuit magné- tique pourvu d'une bague ou enroulement de décalage et alimenté en courant alternatif, procédé qui consiste d'une part à mettre en quadrature de phase le flux magnétique résultant traversant la portion dudit circuit intérieur à ladite bague et le flux magnétique résultant traversant la portion de ce circuit extérieur à cette bague, et d'autre part à égaliser la valeur des forces électromagnétiques d'attraction partielles dues à chacun desdits flux. 



   2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé spécifié sous 1, caractérisé en ce qu'il comporte un électroaimant à courant alternatif pourvu d'une bague de décalage enfermant une partie d'une surface polaire de cet électroaimant, de manière à délimiter deux portions de circuit ma- gnétique :une portion intérieure à la bague et une portion extérieure à celle-ci, cette dernière étant agencée pour avoir une réluctance très su- périeure à la première, les caractéristiques électriques de la bague de dé- calage étant réglées de telle sorte que le rapport des carrés des flux ma- gnétiques résultants traversant lesdites portions de circuit magnétique soit sensiblement égal au rapport des surfaces transversales de ces por- tions. 



   3. Dispositif comme revendiqué en 2, caractérisé en ce que l'accroissement de réluctance est obtenu en prévoyant un entrefer dans la portion de circuit magnétique extérieure à la bague. 



   4. Dispositif comme revendiqué en 2 ou 3, caractérisé en ce que les surfaces transversales des portions de circuit magnétique sont égales, les caractéristiques électriques de la bague de décalage étant réglées de telle sorte que les flux magnétiques résultants traversant lesdites portions soient sensiblement égaux. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



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  METHOD AND DEVICE, INTENDED TO MAKE SENSITIVELY CONSTANT. THE INSTANT ATTRACTIVE FORCE, EXERCISED BY AN ELECTRO-MAGNET, SUPPLIES CURRENT
ALTERNATIVE.



   We know that an electromagnet supplied with single-phase alternating current provides a force of attraction which is canceled at the same time as the intensity of the current flowing through the windings of this electromagnet, that is to say twice. per period of the excitation current. Such electromagnets are used in devices, of the contactor or relay type, to open or close circuits by the movement of a mobile armature. The armature generally pivots around an axis and is subject to a return member As a consequence of the periodic cancellation of the attraction force of the electromagnet and the presence of the return member , this armature generally vibrates with a fairly low amplitude, which is detrimental to the quality of the contacts made and makes the device noisy.



   To avoid this drawback, it is common practice to provide one of the magnetic poles of the electromagnet, generally the one which is furthest from the axis of pivoting of the armature, with a so-called de- ring ring. wedging formed by a single short-circuited conductive coil enclosing part of the polar surface. This ring prevents the attraction force from being canceled out at each zero crossing of the excitation current. Indeed, the ring being traversed by a variable magnetic flux, it induces an auxiliary magnetic flux which is out of phase with respect to the main flux, so that the resulting force of attraction is never canceled out.



   However, this force of attraction is not constant: it varies periodically between a non-zero minimum and a maximum, so that the vibration of the mobile armature persists especially if its inertia is low as required by the sensitivity of the 'apparatus.



   The object of the present invention is to avoid this drawback and to ensure perfectly silent operation of this type of apparatus.

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  To this end, it relates to a method intended to make constant the force of attraction of an electromagnet supplied with alternating current and provided on one of its pole pieces at least with an offset ring, a method which consists, on the one hand, to put in phase quadrature the resulting flux passing through the portion of the magnetic circuit inside the shift ring and the resulting flux passing through the portion of this circuit outside this ring, and on the other hand to equalize the value of the partial electromagnetic forces due to each of said fluxes.



   To implement this method, the present invention provides a device comprising an alternating current electromagnet, provided with a shift ring enclosing part of a pole surface of this electromagnet, so as to delimit two portions of the magnetic circuit. : a portion inside the ring and a portion outside the latter, the latter being designed to have a much greater reluctance than the former, the electrical characteristics of the shift ring being adjusted so that the ratio of the squares of the resulting magnetic fluxes passing through said portions of the magnetic circuit is substantially equal to the ratio of the transverse areas of these portions.



   The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawing and from the text forming, of course, part of said invention. .



   Fig. 1 schematically and partially shows a magnetic circuit provided with a shift ring.



   Fig. 2 is the vector diagram of the flux passing through this circuit.



   Fig. 3 is a partial schematic view illustrating the principle of the invention.



   Figs. 4 and 5 are corresponding flow diagrams.



   Fig. 6 is a view similar to FIG. 3 of a possible case of flow distribution.



   Fig. 7 is a diagram corresponding to the case of FIG. 6.



   Fig. 8 schematically shows a relay designed according to the invention.



   Before describing the method and the device which is the subject of the invention, the theoretical calculations on the operation of magnetic circuits provided with a shift ring will be recalled.



   The magnetic circuit (fig. 1) is constituted by a core 1 carrying an excitation coil 2 and by a movable armature 3 shown in the attracted position. On the pole 4 of the core is mounted an offset ring 5 which encloses part of the polar surface.



   When the coil 2 is traversed by a single-phase current, it creates in the circuit an alternating flux of maximum amplitude which is divided in the polar region into two fluxes: a flux 1 crossing the surface S1 limited by the ring and a flux # 2 crossing the surface S2 outside this one. The variations of flux 1 induce a current in the ring which creates an auxiliary flux µ 'which can be assumed to close almost entirely through the surfaces S1 and S2.



   If we admit, moreover, that the magnetic circuit is not saturated, the resulting fluxes '1 and' 2 through surfaces S1 and S2 are the geometric sum of the fluxes due to coil 2 and the flux due at ring 5, which makes it possible to write:
 EMI2.1
 

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These equations do not translate the diagram of fig. 2. From 0, we bring OA = 1 and OB = 2 in phase. The vectors M and BM 'represent respectively #' and - ', and the vectors OM and OM', '1 and µ' 2 which are out of phase by #.



  Under the laws of induction, the resulting flux $ '1 through the ring and the proper flux #' due to the ring are rectangular; therefore the point M describes the circle of diameter OA = 1 when the electrical characteristics of the ring and, in particular, its resistance are varied.



   The instantaneous load-bearing force which is the sum of the load-bearing forces due respectively to the instantaneous fluxes # '1 and #' 2 a, in an appropriate system of units, for expression
 EMI3.1
 Now we can write
 EMI3.2
 Which give
 EMI3.3
 
We can therefore see that the expression of the load-bearing force (which never terminates) comprises a constant term and a periodic term of pulsation 2 #. According to the invention it is proposed to cancel the periodic term of this expression or at least to reduce it to a minimum. For this it is necessary that
 EMI3.4
 which amounts to describing that the partial electromagnetic forces due to each of the resulting fluxes inside and outside the ring are equal and that these fluxes are in quadrature.



   These conditions are achieved in the device which is the object of the present invention, making 2 negligible in front of 1. To this end, an air gap e is made on the surface S2 not enclosed by the ring 5 (fig. 3), which leads to a considerable increase in reluctance in this part of the magnetic circuit. The representative diagram of freeze 2 becomes in this case that of fig 4. In this diagram, # 2 being negligible in front of ± 1, we can consider that OM 'merges with BM', so that, BM4 being parallel to MA, the angles M and # are additional, this

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 EMI4.1
 which amounts to saying that = '2 since, as we have seen, the angle M is always a right angle.



  We obtain the equality "- 1, 2 2, 2 by the choice of 8 - S2 the position of the point M on the half-circumference of diameter OA. We have seen that this choice depended on that of the electrical characteristics of the ring. In practice, the resistance of the ring 5 is adjusted until the exploratory coils measuring the various flows indicate that the desired values have been reached. It is then observed that the relay or contactor remains perfectly silent up to its point. trigger, when the excitation intensity is gradually reduced.The flow diagram remains similar to itself whatever the value of the magnetic induction, because the magnetic matter remains at l 'unsaturated state.



   It could be believed that the presence of the air gap e in the polar surface significantly reduces the load-bearing force of the electromagnet; we can show, at least as a first approximation, that this is not the case.



   Indeed, in the right triangle OMA,
 EMI4.2
   since 2 2 is negligible, 9? 1 is practically equal to the total flux µ induced by the excitation winding and) # 'l = l #' 2
 EMI4.3
 Hence (2 - 1 'z + 2' 2 Mais, - 1 2 µ 2, 2 d) 1, 2, 2 µ Mais, = -'- 2 = '2 Si S2 SS Hence .2 .2 (f) 2 Hence '' - 1 + '' - 2 -2 If S2 S and the expression of the load-bearing force given by equations (1) and (2) becomes
 EMI4.4
 being the amplitude of the value of the total flux generated by the excitation coil.



   If we want to express the load-bearing force as a function of the effective value # e of this flow, we will have
 EMI4.5
 
The value of f for the air-gap ringed electromagnet according to the invention is equal to that of an ordinary electromagnet having the same number of ampere-turns. But while in an ordinary electromagnet f is effectively an average value around which the force of attraction varies, in the electromagnet according to the invention this value is constant.



   It is understood that in the case where S1 = S2, it will suffice to achieve the above-mentioned operating conditions that - '1 is equal

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   to # '2. In this case, we will have the diagram of FIG. 5 in which the point M is located in the middle of the arc AMO.



   It has been assumed in the previous reasoning that all of the flux generated by the ring crosses the air gap e, no leakage occurring through the main magnetic circuit. This amounts to admitting that the reluctance of the latter is very large relative to that of the air gap.



   When this condition is not fulfilled, the flow diagram can be represented by fig. 6 in which the flux generated by ring 5 is broken down into a flux # 'which closes by the air gap e and into a flux 2. "which closes by the main magnetic circuit, these two fluxes being in The corresponding vector diagram is shown in Fig. 7.
 EMI5.1
 



  In this case also, 6 = since, 'and çp being ¯z in phase and BM' coinciding with OM ', # is the supplement of Me As previously, we adjust ring 5 so that
 EMI5.2
 1 ¯ az '' - 2 or, if 8: J. = 82 'defagonquef 1 = 2 Ôl 82
However in this case the load-bearing force will be lower than in the previous cases. Indeed, in the right triangle OMA:
 EMI5.3
 
 EMI5.4
 As 1 = and P '= S' p since as previously 2 is negligible, we can write that 2> p i2 + é 2 Now, as we have seen
 EMI5.5
 or by expressing the force according to the effective flow
 EMI5.6
 
This reduction in the load-bearing force of the electromagnet in the attracted position of the movable armature, far from constituting a defect, can advantageously be profiled in many devices.

   In fact, when the armature is in the separated position, the presence of the additional air gap hardly changes the force of attraction of the electromagnet and the armature is attracted, in other words the device engages, practically. for . the same value of the current in the winding 2 as in an equivalent conventional device without an air gap.



   When the device is switched on, the load-bearing force of the electromagnet is, on the other hand, reduced compared to that of an electromagnet without an air gap, that is to say the bonding torque opposing the torque of return provided for example by the spring 6 (pin 8), is weaker than in conventional devices. It is thus possible to reduce the unavoidable gap between the switch-on current and the switch-off current. In practice, this difference, related to the switching intensity, can be reduced to approximately 15%. It is thus possible to obtain contactors or relays whose operating precision is, by means

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 simple, made much better than that of conventional contactors or relays.



   It will be noted, moreover, that the magnetic phenomena described do not undergo any change if, as is usual, the core and the reinforcement of the device are laminated, that is to say formed of sheets stuck together parallel to the plan of figo 80
Finally, it will be noted, in this last figure, that the ring 5 is situated towards the inside of the pole piece, in other words on the side of the pivot 7 of the frame 3, while the air gap is provided on the outer edge of this pole piece. The purpose of this is to further reduce the fraction µ 2 of the main stream 9? , fraction which crosses the non-ringed section and which was considered negligible in the reasoning given above.



  This additional reduction comes from the lengthening of the portion of the magnetic circuit traversed by # 2 due to the fact that this portion of the circuit is located towards the outside of the main circuit.



   The device shown schematically in FIG. 8 can be a current relay, a voltage relay, generally any contactor, if it is provided with make or break contacts or both at the same time.



   It goes without saying that modifications can be made to the method and device which have just been described, in particular by substituting technical equivalents, without thereby departing from the scope of the invention.



   CLAIMS.



   1. Method for obtaining an electromagnetic force with practically constant instantaneous attraction by means of a magnetic circuit provided with an offset ring or winding and supplied with alternating current, which method consists on the one hand in in phase quadrature the resulting magnetic flux passing through the portion of said circuit internal to said ring and the resulting magnetic flux passing through the portion of this circuit external to this ring, and on the other hand to equalize the value of the partial electromagnetic forces of attraction due to each of said flows.



   2. Device for carrying out the method specified under 1, characterized in that it comprises an alternating current electromagnet provided with a shift ring enclosing part of a pole surface of this electromagnet, so as to delimit two magnetic circuit portions: a portion inside the ring and a portion outside the latter, the latter being arranged to have a reluctance much greater than the first, the electrical characteristics of the shift ring being adjusted such that the ratio of the squares of the resulting magnetic fluxes passing through said portions of the magnetic circuit is substantially equal to the ratio of the transverse areas of these portions.



   3. Device as claimed in 2, characterized in that the increase in reluctance is obtained by providing an air gap in the portion of the magnetic circuit external to the ring.



   4. Device as claimed in 2 or 3, characterized in that the transverse surfaces of the portions of the magnetic circuit are equal, the electrical characteristics of the shift ring being adjusted so that the resulting magnetic fluxes passing through said portions are substantially equal.

** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.


    

Claims (1)

5. Dispositif comme revendiqué en 3 ou 4, caractérisé en ce que l'électroaimant, en forme d'U, coopère avec une armature mobile pivo- tante et la bague de décalage est placée au bord intérieur de la pièce polai- re la plus proche du pivot de cette armature tandis que l'entrefer est ména- gé sur le bord extérieur de ladite'pièce polaire. <Desc/Clms Page number 7> 5. Device as claimed in 3 or 4, characterized in that the electromagnet, U-shaped, cooperates with a pivoting movable armature and the shift ring is placed at the inner edge of the most polar part. close to the pivot of this frame while the air gap is formed on the outer edge of said pole piece. <Desc / Clms Page number 7> 6. Les relais et contacteurs munis du dispositif revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 5. 6. Relays and contactors provided with the device claimed in any one of claims 2 to 5.
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