Relais électromagnétique à deux enroulements avec retardateur. L'invention se rapporte à un relais élec tromagnétique à deux enroulements muni d'un retardateur constitué par un élément thermique.
Son enroulement principal, alimenté par le circuit à surveiller, induit un courant dans un enroulement secondaire qui alimente l'élé ment thermique. Cet élément thermique agit de son côté sur l'organe de déclenchement.
Ce relais est caractérisé en ce que le circuit commun de l'enroulement secondaire et de l'élément thermique comprend un in terrupteur normalement ouvert, dont la fer meture est provoquée lors d'une surcharge par le flux magnétique de l'enroulement prin cipal.
Le changement d'état de l'élément ther mique, qui doit provoquer le déclenchement, peut agir d'une façon quelconque sur l'organe de déclenchement. Ainsi l'élément thermique pourrait être constitué par une lame bi métallique dont la déformation ferme le cir- cuit d'une bobine auxiliaire, de sorte que son flux magnétique provoque alors le déclenche ment. D'autre part, l'échauffement de l'élé ment thermique pourrait libérer mécanique ment les organes de déclenchement, verrouillés pendant le fonctionnement normal du circuit à surveiller.
Le dessin ci-annexé montre plusieurs exemples d'exécution de l'objet de l'invention. Les fig. 1 et 2 représentent schématique ment la disposition d'ensemble de deux relais de déclenchement, tandis que les fig. 3 à 5 montrent des détails d'exécution de l'appa reil conforme à la fig. 2.
Dans le schéma de la fig. 1, le circuit magnétique principal 1 comporte trois bras verticaux, le bras central portant l'enroule ment principal 2 qui excite en même temps deux circuits magnétiques auxiliaires 3 et 4. L'enroulement principal peut être alimenté soit directement, soit par le secondaire d'un transformateur d'intensité. Le circuit magnétique 4 comporte un en roulement secondaire 5, normalement ouvert, et une- bilame 6 placée en face de l'inter rupteur du circuit d'un enroulement auxiliaire 7 porté par le levier double formant l'arma ture du circuit magnétique principal. Eu série avec l'enroulement auxiliaire 5 et cette bilame 6 est branché un interrupteur 8 normalement ouvert.
La pièce mobile de cet interrupteur est solidaire d'une armature 9 du circuit magnétique auxiliaire 3. Lorsque le circuit 3 est excité par l'enroulement 2, l'armature 2 est attirée, s'approche de l'extrémité 10 du circuit 3 et ferme ainsi l'interrupteur 8.
L'intensité donnant lieu à la fermeture du bras mobile 9 est déterminée par un res sort 11 ou par un dispositif équivalent.
Le circuit magnétique 3 représenté sur le dessin est indépendant du circuit princi pal 1 de l'interrupteur automatique, mais il est évident qu'il pourrait être solidaire de ce dernier ou même du circuit 4 qui est, lui aussi, excité par l'enroulement principal 2.
Le fonctionnement de cet appareil est le suivant: Lors d'une surintensité, le circuit magné tique .3 se ferme assurant en même temps la fermeture du circuit du secondaire 5 com portant la bilame. Il en résulte la déforma tion de cette bilame laquelle ferme le circuit de l'enroulement auxiliaire 7, ce qui a pour effet de mettre en mouvement le levier dou ble qui est mécaniquement relié à l'interrup teur du circuit électrique à surveiller.
Par un réglage convenable de la bilame 6, on peut obtenir un réglage du temps né cessaire à la mise en action de l'enroule ment 7.
Ainsi, le déclenchement de l'appareil n'est plus fonction uniquement de la surintensité mais aussi de la durée de celle-ci, de sorte qu'il ne fonctionne pas pour une forte sur intensité de très faible durée. I1 présente donc tous les avantages des relais directs et secondaires et permet à la fois le réglage du retard et celui de la surintensité admis sible. Dans ce qui précède, on a admis que l'enroulement primaire est alimenté par une intensité et que le fonctionnement du relais est provoqué par une surintensité. On pour rait également alimenter l'enroulement pri maire par une tension. Dans ce cas, le relais serait influencé par les surtensions en fonc tionnant de la même manière.
La fig. 2 montre, schématiquement, une autre forme d'exécution de l'objet de l'in vention.
Dans cette disposition l'élément thermique, au lieu d'agir électriquement comme dans la fig. 1 (où il ferme l'interrupteur du circuit de la bobine auxiliaire 7 normalement ou vert), agit mécaniquement sur le levier de déclenchement 12 par l'intermédiaire de tringles 13, 14, 15 et d'un ressort 16 ; ces organes, verrouillés en fonctionnement nor mal par l'élément thermique, sont libérés lors du changement d'état de ce dernier et permettent alors le déplacement du levier 12 sous l'action de l'effort électromagnétique qu'il subit, ce quia pour effet de provoquer le déclenchement.
La disposition de la fig. 2 comporte les principaux éléments suivants de l'appareil décrit précédemment, ces éléments étant dé signés par les mêmes repères Le circuit magnétique 1 qui porte l'en roulement principal 2 et un enroulement induit 5 ; le circuit de l'enroulement 5, lequel comprend l'élément thermique 6 et l'inter rupteur 8 branchés en série, l'interrupteur étant normalement ouvert; le contact mobile de l'interrupteur est fixé sur le levier 9 qu'un ressort 11 tend à maintenir dans une posi tion correspondant à l'ouverture de l'inter rupteur 8.
L'enroulement secondaire 5 est ici subdi visé et relié à plusieurs prises 17, desservies par un levier de contact 18 qui est branché à la partie mobile de l'interrupteur 8.
L'élément thermique est représenté à échelle agrandie par les fig. 3 et 4. Sa partie chauffante est une résistance 19 alimentée par le courant induit dans l'enroulement 5. Cette résistance se trouve à l'intérieur d'un tube 20, solidaire d'une bride de fixation 21. Elle est entourée d'un cylindre concentrique 22 dont les extrémités sont guidée sur celles du tube 20.
Le creux existant entre les or ganes 20 et 22 est rempli par un alliage 25 qui, à l'état froid, empêche toute rotation du cylindre 22 autour de son tube intérieur. Lorsque cet alliage est chauffé par la résis tance 19 à une température de 145 , il fond et amène ainsi la désolidarisation entre le cylindre 22 et le tube fixe 20.
Le tube 22 porte extérieurement une roue à rochet 23 à laquelle s'accroche un cliquet 24 fixé au levier 15 de la tringlerie reliant l'élément thermique au levier de dé clenchement 12. La fig. 5 du dessin montre ce cliquet par une vue suivant la flèche X de la fig. 2.
Le fonctionnement de ce relais est le suivant: Lorsque le courant dans la bobine 2 atteint une valeur déterminée d'avance, le levier 9 est attiré vers le haut par le circuit magnétique 1 et ferme en 8 le circuit de l'enroulement secondaire 5, ce par quoi la résistance 19 de l'élément thermique 6 est chauffée par le courant induit dans l'enrou lement 5. La chaleur produite par cette résistance se transmet à l'alliage 25 et fait fondre celui-ci. A ce moment, le tube 22 auquel l'effort électromagnétique subit par le levier 12 est transmis par l'intermédiaire de la tringlerie, du cliquet 24 et de la roue 23, tourne autour de son axe, libérant ainsi le levier 12 et provoquant le déclenchement de l'appareil qu'il commande.
Après ce fonctionnement, le balancier 12 est rappelé à sa position d'ouverture par un ressort 26, le levier 9 par son ressort 11 et le verrouillage du balancier 12 se produit à nouveau par l'intermédiaire de l'élément thermique dont l'alliage s'est figé par inter ruption du circuit de chauffage.
Le retard an déclenchement est réglé en agissant sur le nombre de spires du secon daire au moyen de prises 17, ce qui déter mine l'intensité du courant traversant la résistance 19. L'entrefer entre le levier 9 et le circuit magnétique 1 est réglé de telle sorte que l'interrupteur 8 se ferme lorsque le courant atteint une valeur déterminée, réglable entre 1,2 et 2 In où I" représente l'intensité nor male. Le levier 9 peut également former l'armature d'un circuit magnétique indépen dant correspondant au circuit 3 de la fig. 1.
Dans l'appareil décrit, la course du ba lancier 12 est choisie suffisamment faible pour que la fermeture du relais soit assez brusque pour fournir un travail de déclenche ment suffisant. Si la surcharge disparaît en cours de fonctionnement du relais, le contact 8 s'ouvre à nouveau avant que l'alliage ait été suffisamment chauffé pour provoquer le déclenchement.
Two winding electromagnetic relay with delay timer. The invention relates to an electromagnetic relay with two windings provided with a retarder constituted by a thermal element.
Its main winding, supplied by the circuit to be monitored, induces a current in a secondary winding which supplies the thermal element. This thermal element acts on its side on the triggering member.
This relay is characterized in that the common circuit of the secondary winding and of the thermal element comprises a normally open switch, the closing of which is caused during an overload by the magnetic flux of the main winding.
The change of state of the thermal element, which must trigger the trip, can act in any way on the trip device. Thus the thermal element could be constituted by a bi-metallic strip, the deformation of which closes the circuit of an auxiliary coil, so that its magnetic flux then causes the trip. On the other hand, the heating of the thermal element could mechanically release the tripping members, which are locked during normal operation of the circuit to be monitored.
The accompanying drawing shows several examples of execution of the object of the invention. Figs. 1 and 2 schematically show the overall arrangement of two trip relays, while figs. 3 to 5 show details of execution of the apparatus according to FIG. 2.
In the diagram of fig. 1, the main magnetic circuit 1 comprises three vertical arms, the central arm carrying the main winding 2 which simultaneously energizes two auxiliary magnetic circuits 3 and 4. The main winding can be supplied either directly or by the secondary d 'a current transformer. The magnetic circuit 4 comprises a secondary bearing 5, normally open, and a bimetallic strip 6 placed opposite the circuit switch of an auxiliary winding 7 carried by the double lever forming the armature of the main magnetic circuit. In series with the auxiliary winding 5 and this bimetal 6 is connected a switch 8 normally open.
The moving part of this switch is secured to an armature 9 of the auxiliary magnetic circuit 3. When the circuit 3 is excited by the winding 2, the armature 2 is attracted, approaches the end 10 of the circuit 3 and thus closes switch 8.
The intensity giving rise to the closing of the movable arm 9 is determined by a res sort 11 or by an equivalent device.
The magnetic circuit 3 shown in the drawing is independent of the main circuit 1 of the automatic switch, but it is obvious that it could be integral with the latter or even with the circuit 4 which is also excited by the winding main 2.
The operation of this device is as follows: In the event of an over-current, the magnetic circuit .3 closes, ensuring at the same time the closing of the circuit of secondary 5 comprising the bimetallic strip. This results in the deformation of this bimetallic strip which closes the circuit of the auxiliary winding 7, which has the effect of setting in motion the double lever which is mechanically connected to the switch of the electrical circuit to be monitored.
By suitable adjustment of the bimetallic strip 6, it is possible to obtain an adjustment of the time necessary for the actuation of the winding 7.
Thus, the triggering of the device is no longer a function only of the overcurrent but also of the duration of the latter, so that it does not operate for a high over current of very low duration. It therefore has all the advantages of direct and secondary relays and allows both the adjustment of the delay and that of the admissible overcurrent. In the foregoing, it has been assumed that the primary winding is supplied by a current and that the operation of the relay is caused by an overcurrent. It is also possible to supply the primary winding with a voltage. In this case, the relay would be influenced by the overvoltages operating in the same way.
Fig. 2 shows, schematically, another embodiment of the object of the invention.
In this arrangement, the thermal element, instead of acting electrically as in FIG. 1 (where it closes the circuit switch of the auxiliary coil 7 normally or green), acts mechanically on the release lever 12 by means of rods 13, 14, 15 and a spring 16; these members, locked in normal operation by the thermal element, are released during the change of state of the latter and then allow the movement of the lever 12 under the action of the electromagnetic force that it undergoes, which for effect of triggering.
The arrangement of FIG. 2 comprises the following main elements of the apparatus described above, these elements being designated by the same references. The magnetic circuit 1 which carries the main bearing 2 and an armature winding 5; the circuit of the winding 5, which comprises the thermal element 6 and the switch 8 connected in series, the switch being normally open; the movable contact of the switch is fixed on the lever 9 that a spring 11 tends to maintain in a position corresponding to the opening of the switch 8.
The secondary winding 5 is here referred to and connected to several sockets 17, served by a contact lever 18 which is connected to the movable part of the switch 8.
The thermal element is shown on an enlarged scale in FIGS. 3 and 4. Its heating part is a resistor 19 supplied by the current induced in the winding 5. This resistor is located inside a tube 20, integral with a fixing flange 21. It is surrounded by a concentric cylinder 22, the ends of which are guided on those of the tube 20.
The hollow existing between the or ganes 20 and 22 is filled with an alloy 25 which, in the cold state, prevents any rotation of the cylinder 22 around its inner tube. When this alloy is heated by the resistor 19 to a temperature of 145, it melts and thus brings about the separation between the cylinder 22 and the fixed tube 20.
The tube 22 carries on the outside a ratchet wheel 23 to which is hooked a pawl 24 fixed to the lever 15 of the linkage connecting the thermal element to the triggering lever 12. FIG. 5 of the drawing shows this pawl in a view along the arrow X of FIG. 2.
The operation of this relay is as follows: When the current in coil 2 reaches a predetermined value, lever 9 is drawn upwards by magnetic circuit 1 and closes at 8 the circuit of secondary winding 5, whereby the resistor 19 of the thermal element 6 is heated by the current induced in the winding 5. The heat produced by this resistance is transmitted to the alloy 25 and melts the latter. At this moment, the tube 22 to which the electromagnetic force undergone by the lever 12 is transmitted via the linkage, the pawl 24 and the wheel 23, rotates around its axis, thus releasing the lever 12 and causing the triggering of the device it controls.
After this operation, the balance 12 is returned to its open position by a spring 26, the lever 9 by its spring 11 and the locking of the balance 12 occurs again by means of the thermal element whose alloy froze due to interruption of the heating circuit.
The delay in tripping is regulated by acting on the number of turns of the secondary by means of taps 17, which determines the intensity of the current passing through resistor 19. The air gap between lever 9 and magnetic circuit 1 is adjusted. so that the switch 8 closes when the current reaches a determined value, adjustable between 1.2 and 2 In where I "represents the normal intensity. The lever 9 can also form the armature of a magnetic circuit independent corresponding to circuit 3 of fig. 1.
In the apparatus described, the stroke of the ba lancer 12 is chosen to be sufficiently low so that the closing of the relay is sudden enough to provide sufficient tripping work. If the overload disappears during the operation of the relay, contact 8 opens again before the alloy has been heated enough to cause tripping.