Relais pour commander le fonctionnement d'un interrupteur électrique. Cette invention se rapporte à un relais pour commander le fonctionnement d'un in terrupteur électrique.
On a éprouvé .dans le passé des difficul tés avec des dispositifs de commande d'in terrupteurs à commande électrique par suite de l'excitation répétée de leur mécanisme de commande électrique quand des conditions de surcharge de la ligne empêchent l'inter rupteur -de s'enclencher dans sa position de fermeture. Dans ces circonstances, des fer metures et ouvertures répétées de l'interrup- teur occasionnent dans celui-ci des .dommages considérables et les puissants soubresauts de courant répétés déterminent aussi un danger considérable -pour les appareils connectés.
Ce fonctionnement est communément connu sous le terme de pompage -et ne pouvait être em pêché jusqu'à présent qu'en employant une inMallation très rcompliquée :d'appareils de commande qui .est très coûteuse et incertaine.
La présente invention a pour but d'écar- ter les .difficultés précitées. Le relais qui en fait l'objet comporte deux électro-aimants agissant à l'opposé l'un de l'autre, construits de façon à .exercer ,des forces différentes sur une armature de commande de contacts quand ils sont excités par le courant -d'un même cimcuit de commande, ladite armature étant sollicitée et disposée par rapport auxdits électro-aimants, de façon -que la fermeture de ses contacts à partir de sa position de repos soit déterminée par l'électro-aimant à action prépondérante sur elle lorsque les deux électro-aimants sont excités dans le but de provoquer ainsi la fermeture de l'interrup teur,
tandis .que l'autre électro-aimant est établi de façon à pouvoir maintenir par sa propre action les contacts de l'armature à l'é tat d'ouverture aussi longtemps que le circuit de commande est fermé.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une fourme d'exécution de l'objet de l'invention. Dans ce dessin: Fig. 1 est une vue de devant de l'ensem ble du relais; Fig. 2 en est une vue de côté, les parties étant dans une position correspondant à l'ex citation simultanée .des électro-aimants; Fig. 3, 4 et 5 sont :des schémas montrant différents modes de connexion du relais pour commander le fonctionnement d'un interrup teur électrique.
Le relais représenté comporte une base 1 sur laquelle sont, montés un corps ou noyau magnétique 2, et, un dispositif d'extinction d'arc 3, d'un genre connu, comprenant une bobine d'extinction 4,,des parois latérales iso lantes 5 et un circuit magnétique coopérant 6.
Le corps magnétique 5 est de forme en E et est fixé à la base 1 au moyen d'une vis 8 et d'une tige filetée 9, la portion intérieure de cette .dernière formant une jambe infé rieure 9 dudit corps magnétique 2. Une jambe supérieure 10 -du corps magnétique 2 est -de section transversale considérablement plus grande que la jambe inférieure 9. Avec les jambes 9 et 10 sont - combinées les, bobines d'excitation 11 et 12 formant ainsi deux électro-aimants.
Comme les caractéristiques des bobines 11 et 12 associées aux jambes 9 et 10 sont les mêmes, .la partie 10 formant noyau supérieur exerce une attraction ma gnétique plus grande parce que la. jambe 9 se sature la première quand les deux bobines sont excitées.
Une armature 13 est pivotée dans une fourche médiane 14 .du corps 2 au moyen d'une cheville 15 et est sollicitée à sa position neutre à, l'écart des -deux noyaux 9 et 10 par un -ressort 16 .qui est fixé au sommet clé l'armature 13 au moyen :de vis 17. La bran che supérieure -de l'armature 13 porte une paire de contacts mobiles 18 -qui sont con nectés en série au moyen d'une traverse 19. Une paire -de contacts fixes 21 sont associAs au dispositif d'extinction d'arc 3 en série avec .la bobine d'extinction 4.
Des ressorts 22 sont prévus sur l'armature 13, de façon à. solliciter les contacts 18 en un mouvement de pivotement autour de leurs pivots 23 pour réaliser un mouvement de roulement des con- tacts quand ils sont amenés à leur position d'engagement. Les bobines 11 et 12 sont pourvues de saillies 24 qui sont fixées au moyen de vis 25 au corps magnétique 2. Des bornes 26 sont placées sur les côtés -les bobi nes pour y relier le circuit décommande.
La tige filetée 9, qui forme le noyau in férieur du corps magnétique, est pourvue d'une paire d'écrous 27, dont celui qui est à l'intérieur sert de support à la bobine 12. 17n couvercle 28 est prévu à l'extrémité exté rieure de la tige filetée 9 et comporte un pro longement circulaire 29 .qui pénètre dans la bobine 12 pour contribuer à la maintenir en position fixe.
Suivant l'a, fig. 3, une bobine -de com mande 31 de l'interrupteur électrique 32 est connectée en série avec un circuit de com mande 33, 34 par l'intermédiaire des contacts 18 et 21 -d'un relais. Les bobines 11 et 1'2 sont connectées -en parallèle au circuit 33, 34, la bobine 1.1 ayant une résistance 3 7 en série avec elle. Un interrupteur auxiliaire 38 est commandé par l'interrupteur principal 32 et est employé pour shunter la, bobine 1.1 quand l'interrupteur principal 32 est dans sa position .de fermeture.
Quand un interrupteur de manoeuvre 39 est fermé, les bobines 11 et 12 sont excitées simultanément et en vertu -de la plus grande force magnétique du noyau 10. l'armature 13 est attirée par celui-ci et les contacts 18 sont amenés en position d'engagement avec les contacts 21 pour fermer un circuit ren fermant la bobine 31. Par excitation de la bobine 31, l'interrupteur principal 32 est amené en position de fermeture dans laquelle il reste enclenché pour des conditions normales.
Vers la fin du mouvement -le l'interrup teur principal 32, l'interrupteur auxiliaire 38 ferme un circuit qui, shunt la bobine 11, de sorte qu'à mesure que le flux du noyau 10 se -dissipe, l'armature 13 est amenée à sa position neutre, ensemble avec les contacts 18, sous l'action -du ressort 16. L'armature 13 est alors attirée par le noyau 9 de la bobine 12 et maintenue en position attirée, avec les contacts 18 et 21 séparés, aussi longtemps que l'interrupteur de manoeuvre 39 est main tenu en position de fermeture.
Si toutefois des conditions prédéterminées anormales se présentent dans le circuit prin cipal, l'interrupteur principal 32 sera dé clenché pour prendre la position d'ouverture, (#t amènera par là l'interrupteur auxiliaire 38 en position d'ouverture, la bobine 11 @s trouvant excitée à nouveau.
La force attrac tive du noyau 10 associé à la bobine 11, bien que plus grande que celle du noyau 9, n'est pas assez grande pour éloigner l'armature da noyau 9 .de la bobine 12, attendu que la dis tance entre le noyau 10 et l'extrémité correz- pondante de l'armature 13 est trop grande lorsque .cette dernière est en position attirée grâce à l'action de la bobine 12.
Pm consé quent, les contacts 18 et 21 resteront séparés aussi longtemps que l'interrupteur de ma- n(puvre 39 est maintenu en position de ferme- l ure.
La résistance 37 est employée pour em- hêcheT qu'un court-circuit ne soit établi en circuit. de commande quand l'interrupteur auxiliaire 38 shunte la bobine Il. Elle est supprimée dans la disposition représentée à 1a fig. 4. dans laquelle les bobines Il .et 12 sont Connectées en série, les autres connexions et le fonctionnement étant, à part cela, les mêmes .qu'à la fig. 3.
Dans la fig. 5, une bobine additionnelle 41 est associée à la bobine Il et reliée en pa rallèle à une bobine de déclenchement 42 de l'interrupteur principal 32, les deux bobines Mant en série avec l'interrupteur de manoeu- vre 4.3 qui est fermé par excitation d'un so lénoïde (non représenté) en vertu de l'éner gie provenant :d'une condition anormale pré déterminée dans le circuit.
Quand l'interrupteur 32 -est amené en po siton -de fermeture, l'excitation de la bobine 11 et Celle -du solénoïde 31 empêchent l'inter rupteur 32 de se rouvrir brusquement, au cas où il manquerait de s'.enclencher, attendu qu'un certain temps est requis pour dissiper l'énergie -dans les bobines.
Si toutefois la bo- bine 41 est excitée par l'actionnement de l'in terrupteur 43 en même temps -que se fait l'ex ,citation -de la bobine -de -déclenchement 42, l'énergie du noyau 10 sera contrecarrée par l'énergie provenant de la bobine 41 qui est à enroulement différentiel par rapport à la bo bine sur le noyau 10, et l'armature ainsi que les contacts 18 seront immédiatement relâ chés.
Par ces moyens, le circuit du méca nisme électrique de commande sera rapide ment interrompu et le déclenchement de l'in terrupteur effectué promptement. Les carac téristiques -de la bobine 41 sont telles que la force -de celle-ci ne soit pas suffisante pour retenir l'armature 13 à l'encontre de la solli citation du ressort 16 quand le noyau 10 .est désexcité, ou à l'encontre de la sollicitation du noyau 9.
On voit par ce qui précède, qu'un con tacteur est prévu pour commander l'inter rupteur dans le but d'en empêcher une ou verture et fermeture répétées quand l'inter rupteur de manoeuvre est maintenu en posi tion -de fermeture. En addition à l'élimina tion du >,pompage" de l'interrupteur, un -dis positif est prévu qui .désexcite rapidement 1Ns bobines d'actionn.ement du contacteur de commande .de l'interrupteur, afin de per mettre immédiatement à celui-ci -d'être amené à sa position d'ouverture.
Relay for controlling the operation of an electric switch. This invention relates to a relay for controlling the operation of an electrical switch.
Difficulties have been experienced in the past with electrically operated switch control devices as a result of repeated energization of their electric control mechanism when overload conditions in the line prevent the switch from being energized. snap into its closed position. Under these circumstances, repeated closing and opening of the switch causes considerable damage thereto, and the repeated powerful bursts of current also cause considerable danger to the connected devices.
This operation is commonly known under the term of pumping - and could not be prevented until now by employing a very rcomplicated installation: of control apparatuses which .is very expensive and uncertain.
The object of the present invention is to overcome the aforementioned difficulties. The relay which is the subject comprises two electromagnets acting opposite to one another, constructed so as to exert different forces on a contact control armature when they are excited by the current. -of the same control cimcuit, said armature being biased and disposed relative to said electromagnets, so that the closure of its contacts from its rest position is determined by the electromagnet with predominant action on it when the two electromagnets are excited with the aim of thus causing the switch to close,
while the other electromagnet is established so as to be able to maintain by its own action the contacts of the armature in the open state as long as the control circuit is closed.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention. In this drawing: Fig. 1 is a front view of the relay assembly; Fig. 2 is a side view, the parts being in a position corresponding to the simultaneous excitation of the electromagnets; Fig. 3, 4 and 5 are: diagrams showing different ways of connecting the relay to control the operation of an electrical switch.
The relay shown comprises a base 1 on which are mounted a body or magnetic core 2, and an arc extinguishing device 3, of a known type, comprising an extinguishing coil 4,, side walls iso lantes 5 and a cooperating magnetic circuit 6.
The magnetic body 5 is E-shaped and is fixed to the base 1 by means of a screw 8 and a threaded rod 9, the inner portion of this .dernière forming a lower leg 9 of said magnetic body 2. A upper leg 10 of the magnetic body 2 is considerably larger in cross section than the lower leg 9. With the legs 9 and 10 are combined the excitation coils 11 and 12 thus forming two electromagnets.
Since the characteristics of the coils 11 and 12 associated with the legs 9 and 10 are the same, the upper core portion 10 exerts a greater magnetic attraction because the. leg 9 is saturated first when both coils are energized.
A frame 13 is pivoted in a middle fork 14. Of the body 2 by means of a pin 15 and is biased to its neutral position away from the two cores 9 and 10 by a spring 16 which is fixed to the key top of the frame 13 by means of: screws 17. The upper branch of the frame 13 carries a pair of movable contacts 18 -which are connected in series by means of a cross member 19. A pair of contacts fixed 21 are associated with the arc extinguishing device 3 in series with the extinguishing coil 4.
Springs 22 are provided on the frame 13, so as to. biasing the contacts 18 in a pivoting movement about their pivots 23 to achieve a rolling movement of the contacts when they are brought to their engagement position. The coils 11 and 12 are provided with projections 24 which are fixed by means of screws 25 to the magnetic body 2. Terminals 26 are placed on the sides - the coils to connect the control circuit there.
The threaded rod 9, which forms the lower core of the magnetic body, is provided with a pair of nuts 27, of which the one inside serves as a support for the coil 12. A cover 28 is provided on the inside. outer end of the threaded rod 9 and has a circular protrusion 29 which penetrates into the coil 12 to help keep it in a fixed position.
According to a, fig. 3, a control coil 31 of the electric switch 32 is connected in series with a control circuit 33, 34 through the contacts 18 and 21 of a relay. Coils 11 and 1'2 are connected in parallel to circuit 33, 34, coil 1.1 having resistor 37 in series with it. An auxiliary switch 38 is controlled by the main switch 32 and is used to bypass coil 1.1 when the main switch 32 is in its closed position.
When an operating switch 39 is closed, the coils 11 and 12 are energized simultaneously and by virtue of the greater magnetic force of the core 10. the armature 13 is attracted by it and the contacts 18 are brought into position d 'engagement with the contacts 21 to close a circuit by closing the coil 31. By energizing the coil 31, the main switch 32 is brought into the closed position in which it remains engaged for normal conditions.
Towards the end of the movement - the main switch 32, the auxiliary switch 38 closes a circuit which, bypassing the coil 11, so that as the flux of the core 10 dissipates, the armature 13 is brought to its neutral position, together with the contacts 18, under the action of the spring 16. The armature 13 is then attracted by the core 9 of the coil 12 and held in the attracted position, with the contacts 18 and 21 separated, as long as the operating switch 39 is held in the closed position.
If, however, abnormal predetermined conditions occur in the main circuit, the main switch 32 will be tripped to take the open position, (#t will thereby bring the auxiliary switch 38 to the open position, the coil 11 @s finding it horny again.
The attractive force of the core 10 associated with the coil 11, although greater than that of the core 9, is not great enough to move the armature of the core 9 away from the coil 12, since the distance between the core 9. core 10 and the corresponding end of the frame 13 is too large when the latter is in the attracted position by the action of the coil 12.
Therefore, contacts 18 and 21 will remain separated as long as the main switch 39 is held in the closed position.
Resistor 37 is used to prevent a short circuit from being established in the circuit. control when the auxiliary switch 38 bypasses coil II. It is deleted in the arrangement shown in 1a fig. 4. in which the coils II. And 12 are connected in series, the other connections and operation being, apart from that, the same as in fig. 3.
In fig. 5, an additional coil 41 is associated with coil II and connected in parallel to a trip coil 42 of the main switch 32, the two Mant coils in series with the operating switch 4.3 which is closed by excitation of a so lenoid (not shown) by virtue of the energy coming from: an abnormal predetermined condition in the circuit.
When the switch 32 is brought to the closed position, the energization of the coil 11 and that of the solenoid 31 prevent the breaker 32 from reopening suddenly, in the event that it fails to engage, Whereas a certain time is required to dissipate the energy in the coils.
If, however, the coil 41 is energized by the actuation of the switch 43 at the same time as the triggering of the tripping coil 42 takes place, the energy of the core 10 will be thwarted by the energy coming from the coil 41 which is differential wound with respect to the coil on the core 10, and the armature as well as the contacts 18 will be immediately released.
By these means, the circuit of the electric control mechanism will be quickly interrupted and the tripping of the switch effected promptly. The characteristics of the coil 41 are such that the force of the latter is not sufficient to retain the armature 13 against the stress of the spring 16 when the core 10 is de-energized, or at the 'against the stress of the core 9.
It can be seen from the foregoing that a contactor is provided to control the switch with the aim of preventing repeated opening and closing thereof when the operating switch is kept in the closed position. In addition to the elimination of "pumping" from the switch, a positive -dis is provided which rapidly de-energizes 1Ns actuating coils of the switch control contactor, in order to immediately switch on. the latter to be brought to its open position.