EP2538005A1 - Method for controlling an electromagnetic suction system and electromagnetic suction system for implementing said method - Google Patents
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
- E05C—BOLTS OR FASTENING DEVICES FOR WINGS, SPECIALLY FOR DOORS OR WINDOWS
- E05C19/00—Other devices specially designed for securing wings, e.g. with suction cups
- E05C19/16—Devices holding the wing by magnetic or electromagnetic attraction
- E05C19/166—Devices holding the wing by magnetic or electromagnetic attraction electromagnetic
Definitions
- the present invention relates to the field of electrical locking systems, more particularly intended for the electric locking of doors or windows in buildings and relates to a method of controlling an electromagnetic vacuum system. It also relates to an electromagnetic vacuum system suitable for implementing such a method.
- the electric strike In the field of the electric locking of the doors or windows, the electric strike is known which is a female part whose opening is electrically controlled and receives a male part or bolt to form a mechanical obstacle capable of opposing the opening of the door or window.
- the electromagnetic lock systems are ideally suited to equip fire safety doors such as fire doors.
- An electromagnetic sucker system is usually constituted by a metal plate or counterplate, generally integral with the opening of the door or the window and by an electromagnetic suction cup incorporating an electromagnet, generally integral with the frame, so that in the state of closing the door or window, corresponding to the locking mode of said system, the counterplate is applied and held against the magnet by magnetic attraction.
- the electromagnet comprises connecting means for its electrical connection to a power supply or electrical generator delivering a continuous supply voltage causing the appearance of a magnetic field and generating a force of attraction and retention between the electromagnet and the counterplate, said force being an increasing monotonic function of the current flowing through the electromagnet.
- an electromagnet and therefore the electromagnetic suction cup incorporating the latter is designed to operate efficiently, optimally or maximally under a specific voltage commonly called nominal voltage.
- the electromagnet is generally connected to a power supply delivering a DC supply voltage equal to its nominal voltage.
- the electromagnet exerts a force of attraction and nominal retention on the counter plate.
- the opening of the door is achieved by cutting the supply voltage of the electromagnet, which has the effect of removing the attraction and retention force between the electromagnet and the counter plate.
- the terms current, voltage and power used in the present application refer respectively to the electric current, to the electrical voltage and to a power supply capable of supplying an electric current.
- the electromagnet which generally comprises two coils or windings, but which may comprise a single coil or winding, is usually constituted around an elongated magnetic core of "E" section made most often from a magnetic material based on soft laminated iron or solid magnetic material and the plywood is usually a massive soft iron plywood.
- the quality and efficiency of an electromagnetic pad depends on the choice of materials and mainly the magnetic characteristics of the core, as well as the good size of the winding or coils, on which the aforementioned nominal voltage of said pad depends.
- the effectiveness of an electromagnetic plunger in terms of attraction and retention force, is conditioned by the configuration of the winding of the electromagnet, regardless of the resistance of the latter.
- the magnetic attraction and retaining forces between the plywood and the suction cup are of the order of several hundred daN and generally range between about 150 and 600 daN.
- An electromagnetic sucker system is therefore a passive safety system in the sense that if the supply voltage is zero, for example due to an accidental cut-off of the electrical network or a cut-off caused by an alarm device, said electromagnetic suction pad system unlocks automatically, which allows the opening of the opening concerned.
- the disadvantage is that, in the locked state of the door or the window, the electromagnetic suckers of such systems are electrically activated permanently, which has the effect of causing significant current consumption which are against the energy savings currently being sought.
- the supply voltages provided for known electromagnetic suction cups which are low currents, are, according to the practical cases and the regulations in force, of the order of 12 V or 24 V, or even, for some countries such as France, 48 V.
- these electromagnetic suction cups generally comprise two windings, which according to whether they are respectively connected in parallel or in series respectively adapt to the supply voltage of 12 V or that of 24 V or respectively to the supply voltage of 24 V or that to 48 V.
- An electromagnetic lock comprising an electromagnet, supplied with energy by a battery, mounted on a movable closure element such as a door leaf and a counterplate fixed on the leaf, and a controller for controlling the speed of rotation.
- electromagnet and comprising a microcontroller which controls the power supplied by the electromagnet via a supply voltage regulating assembly comprising one or more regulated power supplies and two separate supply lines which each feed a clean coil or a common coil of the electromagnet.
- the aim of the present invention is to overcome at least one of these disadvantages by proposing a method of controlling an electromagnetic vacuum system that significantly reduces its electrical consumption when said system is in locking mode and its manufacturing cost, without losing the effectiveness of the locking of the suction cup when a significant opening stress is exerted on the door or on the window concerned, whether it is an instantaneous solicitation, particularly sudden or sudden, or a progressive solicitation, and while limiting the number of organ implemented.
- the subject of the present invention is a method for controlling an electromagnetic vacuum system intended more particularly for locking a door or window in a building, said system comprising a counterplate and an electromagnetic suction cup incorporating a electromagnet provided with connection means enabling it to be electrically connected to a power supply supplying a given supply voltage, said electromagnet being designed to operate efficiently, optimally or at maximum under a nominal voltage by exerting, in lock mode, when traversed by a nominal current at the nominal voltage, a force of attraction and nominal retention on the counterplate.
- the continuous adjustment may consist of a progressive variation of the duty cycle switching and consumption reduction until it reaches a value substantially satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I as a function of the standby mode or work mode.
- the discrete setting can consist in choosing from a set of predetermined values of the duty cycle switching and consumption reduction ratio, the predetermined value satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I according to the standby mode or the working mode. to control, and, secondly, to adjust said duty cycle to said selected predetermined value.
- the force representative of the high threshold opening constraint may be provided so as to be preferentially less than the reduced force of attraction and restraint.
- the method can consist, in lock mode, of electronically controlling the electromagnet to put the system in a third mode of locking or acceleration mode where the electromagnet can be controlled to temporarily set a higher value current in the latter than the nominal current, by temporarily increasing the value of the duty cycle k beyond the duty cycle value controlling the putting of said system into the work mode and thereby to increase the rate of rise of the force of attraction and nominal retention F.
- the present invention can provide, to substantially increase the value of the duty ratio k that it is equal to twice the duty cycle k mode.
- Such an acceleration mode ensuring the transition from standby mode to work mode, for which the average electrical current in the electromagnet is then temporarily increased beyond the current command mode work can significantly improve the rate of rise of the force of attraction and retention of the electromagnetic suction pad 2 and more particularly when there is a detection of an opening stress, especially abrupt and sudden.
- the system according to the present invention is able to react even more quickly and not to be "accelerated” especially in the case of a sudden and sudden shock on the door or window equipped with the system.
- the transition from standby mode to work mode can be preferentially very fast, that is to say instantaneous or almost instantaneous, the transition from work mode to standby mode. is not necessarily critical from the point of view of speed or immediacy. However, the present invention may nevertheless provide that the transition from working mode to standby mode is also controlled instantaneously or almost instantaneously.
- the method according to the present invention therefore aims to control the electromagnetic suction pad system in three operating states, if necessary four states, namely a conventional unlocking mode and two locking modes (standby and work), if applicable three lock modes (standby, work and acceleration).
- These different modes of locking allow, thanks to the existence of sleep mode, where the attraction and restraint force is reduced, significantly reduce the consumption of electrical current of the suction cup.
- Such a method allows an increased reduction in the overall consumption of the electromagnetic pad, through its operating cycles and depending on the restraining forces it will have to provide.
- the detection of the opening stress can be achieved by detecting a displacement of at least one element of said system and more particularly a displacement of the electromagnet.
- the detection of the opening stress can be achieved by measuring a variation of electrical capacitance depending on the displacement of the concerned part of said system, more particularly of the electromagnet, under the effect of the stress of opening.
- the method according to the present invention can provide for enslaving the variation of the duty cycle switching and consumption reduction ratio to a frequency signal whose frequency is a continuous increasing function of the opening constraint.
- the reduction of the consumption of the suction cup according to the present invention is thus obtained by varying the duty cycle switching and consumption reduction and more particularly by decreasing the duty cycle relative to the value given to it in working mode, this in order to reduce the average current in the electromagnet, for a given and adapted supply voltage.
- the method according to the present invention therefore allows, at will, at constant supply voltage, to reduce the average current in the electromagnet by reducing the value of the duty cycle switching and consumption reduction.
- control method according to the present invention makes it possible to cut off the electric current directly at the terminals of the electromagnet while maintaining the supply voltage.
- the continuous setting may consist of a gradual change in the duty cycle of switching and voltage matching until it reaches a value substantially satisfying the corresponding proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I in function from sleep mode or work mode.
- the discrete setting may consist in choosing from among a set of predetermined values of the duty cycle switching and voltage matching ratio, the predetermined value satisfying said corresponding proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I according to the standby mode or the work mode to be controlled, and, secondly, to adjust said duty cycle to said predetermined value chosen.
- the additional feature of the method according to the present invention may be provided to allow an automatic and electronic adaptation of said system to two DC supply voltages, where appropriate three voltages. continuous supply, respectively delivered by three separate power supplies, namely, on the one hand, a first supply voltage V1, preferably equal to the nominal voltage of said electromagnetic pad, and, on the other hand, a second supply voltage V2 greater than said first supply voltage V1, if necessary a third supply voltage V3 greater than said second supply voltage V2.
- the method according to the present invention may consist in adjusting the duty cycle for commutation and voltage adaptation, in order to adapt said system to one or other of said supply voltages V1, V2, V3, in allocating to said duty cycle a first value k1 or high value, when said system is connected to the first power supply and a second value k2, lower than said first value k1, when said system is connected to the second power supply, if necessary, a third value k3, lower than the second value k2, when said system is connected to the third power supply.
- the present invention also relates to an electromagnetic suction pad system, more particularly for locking a door or window in a building, suitable for implementing the method according to the present invention, said system comprising a plywood and an electromagnetic suction cup incorporating an electromagnet provided with connection means enabling it to be electrically connected to a supply supplying a given supply voltage, said electromagnet being designed to operate efficiently, optimally or at maximum under a nominal voltage by exerting, in said lock mode, system, when a current is traversed at said nominal voltage, a force of attraction and nominal retention on the counter plate.
- the processing and control means are able to generate the switching and consumption reduction signal as defined in the method according to the present invention and to control the electromagnet by adjusting the switching duty cycle and reducing consumption of said signal according to said method.
- the supply voltage is directly cut off, without the intermediary of voltage regulators, as is the case, for example, for a device such as the one described in the document US 2010/325967 of the aforementioned prior art, which ensures maximum energy efficiency.
- a system makes it possible to respond to a sudden solicitation of the suction cup corresponding, for example, to a shock on the locked door and to a progressive increase in the thrust on the door.
- the electromagnetic lock can furthermore incorporate voltage detection means enabling the system to detect and measure the supply voltage of the power supply connected to the latter and the means for electronic processing and control can be furthermore able, on the one hand, to generate the voltage switching and adaptation signal as defined in the additional characteristic of the method according to the present invention and to compare the detected supply voltage with the reference voltage defined in said additional characteristic and, secondly, to adjust the duty cycle switching and voltage matching in accordance with said additional characteristic and its preferred form.
- the figures show an electromagnetic suction pad system, according to the present invention, intended more particularly for locking a door or a window in a building, said system being suitable for implementing the method according to the present invention and comprising a counterplate 1 and an electromagnetic suction cup 2 incorporating an electromagnet 2 'provided with connection means, not shown, for its electrical connection to a supply 3 delivering a given supply voltage, said electromagnet 2' being designed to operate efficiently, optimally or at a nominal voltage by applying a nominal attraction and holding force F to the counterplate 1 when it is traversed by a rated current at the rated voltage.
- the system according to the present invention will be referred to hereafter as the system.
- the detection or the non-detection of the opening constraint is carried out thanks to the opening constraint detection means 10, 11.
- An external force forcing the opening of the door or the window will be understood, in particular, as a force capable of separating the counterplate 1 of the electromagnet 2 'with which it is in contact in the locking mode of the system.
- the system can be conventionally set in unlocking mode, in which the electromagnet 2 'will not be supplied with current so as to eliminate the magnetic attraction and holding force F generated by the latter and allow the opening of the door or window.
- said transmitting means can be integrated, for example, in an access control center.
- said transmitting means can be integrated, for example, in a control and transmission unit integrated in the electromagnetic lock 2.
- the control signal can have the effect of controlling the passage of the electromagnetic suction pad system 2 in the standby mode, during a certain period of the day when the door or the window will not be subjected to constraint of opening likely to cause their opening, in particular of forced way.
- the control signal may take, for example, a logic state "0" or "1" to control the transition to standby mode or work mode.
- the continuous adjustment may consist of a progressive variation of the duty cycle switching and consumption reduction until it reaches a value substantially satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I as a function of the standby mode or work mode.
- the discrete setting may consist of choosing from a set of predetermined values of said switching duty cycle and reducing the consumption, the predetermined value satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the parameter 1 according to the standby mode or the working mode to be controlled, and, secondly, adjusting the duty cycle k to said predetermined value chosen.
- the aforementioned predetermined values can be stored in electronic storage means of the type comprising one or more electronic memory (s) that can be integrated into the processing and control means 5, 6.
- the representative force of the threshold opening constraint may preferably be smaller than the reduced force of attraction and retention F.
- the processing and control means 5, 6 may be able to control the electromagnet 2 'to put the system in a third mode of locking or acceleration mode where the electromagnet 2' is controlled so temporarily establishing in the latter a current of value greater than that of the nominal current, this temporarily increasing the value of the duty cycle (k) beyond the value of the duty cycle (k) controlling the setting of said system in the working mode and to increase the rate of rise of the attraction force and nominal restraint (F).
- processing and control means 5, 6 may be provided to be able to increase substantially the value of the duty cycle k, for example so that it is equal to twice the cyclic ratio k in working mode, for the instantaneous transition from standby mode to acceleration mode, prior to switching to work mode.
- Such an acceleration mode temporarily providing the transition from standby mode to work mode, for which the average electric current in the electromagnet 2 'is then temporarily increased beyond the current controlling the working mode, can significantly improve the speed of rise of the attraction and retention force F of the electromagnetic plunger 2.
- the acceleration mode may be provided preferentially in the case where the system comprises means for detecting opening stress, in particular for detecting a stress of abrupt and sudden opening.
- the control in acceleration mode thus allows the system to be able to react even more quickly and not to be "speeding" especially in the case of a sudden shock, sudden and / or sudden on the door or window equipped system that would not allow the system time to go into work mode and then open the door or window ( figure 5 ).
- transition to acceleration mode can also take place in the case of a progressive constraint such as a push or a progressive pull on the door or window to achieve its opening, in order to meet the practical realities of the ground.
- strain detecting means 10, 11 these can consist of a capacitive sensor 10, 11 integrated in said system and the processing and processing means.
- control 5, 6 may be able to measure the variation of electrical capacitance of said sensor and to control the electromagnet 2 'as a function of said measurement, said variation of electrical capacitance depending on the displacement of the concerned part of said system, more particularly of the electromagnet 2 ', due to the opening constraint.
- the present invention can provide for associating the capacitive sensor 10, 11 with an oscillator, not shown, capable of generating a processed square or rectangular logic frequency signal whose frequency decreases continuously when the opening constraint increases. in order to enslave the progressive variation of the cyclic ratio of switching and consumption reduction to the frequency signal.
- the latter can be processed by the processing and control means 5, 6 in order to control the electromagnet 2 'by continuously varying said duty cycle to gradually bring the system into work mode or standby according to the increase or decrease in the opening constraint.
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- the latter can be processed by the processing and control means 5, 6 in order to control the electromagnet 2 'by continuously varying said duty cycle to gradually bring the system into work mode or standby according to the increase or decrease in the opening constraint.
- the electronic oscillator can be made from an integrable multivibrator astable NE555 type or other circuit capable of providing a square or rectangular logic signal whose frequency depends on the capacitance of the measuring capacitor.
- the period, and therefore the frequency, of said logic signal generated by the electronic oscillator can then be evaluated by the processing and control means by counting the clock periods between two rising edges, the number of clock periods thus counted. being representative of the value of the capacitance of the measuring capacitor and thus of said opening constraint.
- this can be directly assigned to the processing and control means, for example by evaluating the charging time of the latter when it is subjected to a current constant charge or simply known.
- the capacitive sensor may comprise a capacitor provided essentially with two armatures 10 and 11 separated by an air gap 13, namely a first armature 10 secured to the support 12 to which is fixed the electromagnet 2 'and a second armature 11 secured to this last.
- the electromagnet 2 ' can be fixed on its support 12 by means of connecting means 14 associated with elastic return means 15 allowing a displacement of the electromagnet 2', from a position of equilibrium, under the effect of an opening constraint exerting traction on said electromagnet 2 ', with elastic return of said electromagnet 2' to its equilibrium position upon the disappearance of said stress, said displacement then having the effect of modifying the gap 13 between said frames 10 and 11 and, therefore, its capacity ( figure 1 ).
- the support 12 may have a housing shape comprising an inner wall or bottom 12 'extending substantially perpendicular to the tensile force that can be exerted on the electromagnet 2' and the first armature 10 can be fixed on said bottom 12 ', facing the electromagnet 2' while the second armature 11 can be fixed on one side of the electromagnet 2 'or fixing face, facing the first armature 10.
- the electromagnet 2 ' can be fixed on the bottom 12' of the housing-shaped support 12 by means of at least one screw 14 freely passing through the bottom 12 'and, where appropriate, the first armature 10, coming from screw into the fixing face of the electromagnet 2 '.
- the head 14 'of the or each screw 14 may be axially movable in a housing 16 formed said bottom 12' so as to allow the displacement of the electromagnet 2 'and its spacing from said bottom 12' when a constraint opening on the latter.
- the or each housing 16 may comprise an abutment face 16 'limiting the stroke of the head 14' of the corresponding screw 14 and therefore the traction displacement of the electromagnet 2 'under the effect of a stress of 'opening.
- the or each screw 14 may comprise an elastic member 15 for recalling elastically, upon the disappearance of the opening stress, the electromagnet 2 'to its equilibrium position.
- the or each elastic member 15 may be an elastic washer that can be provided to surround the body of the corresponding screw 14 between its head 14 'and the corresponding abutment face 16' of the support 12 in the form of a housing.
- the continuous setting can consist of a gradual variation of the duty cycle of switching and voltage adaptation until it reaches a value substantially satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I as a function of the standby mode or the working mode.
- the discrete setting may consist in choosing from a set of predetermined values of the duty cycle and voltage adaptation duty cycle, the predetermined value satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the I parameter according to the sleep mode or the mode. to control, and, secondly, to set the duty cycle k to said predetermined value chosen.
- the aforementioned predetermined values can be stored in electronic storage means of the type comprising one or more electronic memory (s) that can be integrated into the processing and control means 5, 6.
- V (t) the voltage applied to the electromagnet 2', its coil or winding or its electrical equivalent consisting of at least two coils or windings, and I (t) the current flowing therethrough
- V (t) RI (t) + LdI (t) / dt
- dI (t) the derivative of the current I (t) with respect to time.
- the average current which passes through the electromagnet 2 'and which causes the effect of magnetic attraction and retention of the counterplate 1 by the electromagnet 2' consists of an active component corresponding to the energy actually supplied by the power supply 3 and a reactive component corresponding to the electromagnetic energy stored and exchanged alternately between the electromagnet 2 'and the processing and control means 5, 6.
- the power supply 3 thus only sees the active component of this current which is therefore, especially for the intermediate values of the duty ratio k, less than the total current.
- the time constant ⁇ of the coil is therefore much greater than the duration T of a complete alternation of cutting as defined preferentially according to the present invention.
- the electronic processing and control means 5, 6, can essentially comprise an electronic processing and control circuit 5 connected to the power supply 3.
- the latter is particularly suitable for processing all information from the respectively voltage detection means 4 and, where appropriate, opening constraint detecting means 10, 11 and for generating, according to said information, the consumption switching and consumption reduction signal S and / or, if necessary, the switching signal and voltage adaptation S 'for the control of the electromagnet 2'.
- the processing and control means 5, 6 can also comprise an electronic control switch 6 that can be adapted to be controlled by said signal S or S 'to open or close so as to switch directly and periodically across the terminals of the electromagnet 2 'the supply voltage delivered by the power supply 3 connected to the electromagnetic lock 2 ( figure 4 ).
- the electronic processing and control circuit 5 may consist of a microcontroller 5 powered by a clean voltage by means of a voltage regulator 7, integrated or not in said microcontroller 5, connected to the power supply 3 of the suction cup .
- the switch 6 may consist of a switching transistor, for example a n-channel MOSFET transistor or enriched p-channel. Such a transistor may be interposed, for example in the case a n-channel transistor between the negative pole of the power supply 3 and the negative pole of the electromagnet 2 'or, if appropriate, for example in the case of a p-channel transistor, between the positive pole of the power supply 3 and the positive pole the electromagnet 2 '.
- the means for storing the predetermined values of the corresponding duty cycle can be integrated in the electronic processing and control circuit 5 of the processing and control means 5, 6 and more particularly in the microcontroller 5 .
- the voltage detection means 4 may consist essentially of a divider bridge, preferably associated with a filtering capacitor 8 and a Zener diode 9, said diode 9 being intended to protect, if necessary, the microcontroller from possible overshoots. voltage beyond its maximum voltage.
- the two functions of reducing the power consumption of the system and, if necessary, adapting the latter to at least one supply voltage can use the same control principle of the state of the electromagnet. 2 'by variation of the corresponding cyclic ratios and the integration of the means for the implementation of these two functions in the electromagnetic pad 2 provides a very compact system from the point of view of electronic circuits.
- the voltage detection means 4, the processing and control means 5, 6 and, if appropriate, the means for detecting an opening constraint 10, 11 may be electrically powered preferably by the power supply 3 connected to the power supply. electromagnetic lock 2.
- the present invention can provide that the electromagnet 2 comprises a control connection means 17, separate connection means ensuring its electrical connection to a power supply 3.
- the connecting means 17 allows to electrically connect the electromagnet 2 ' a fire panel, not shown, which activates or deactivates the electromagnet 2, regardless of the state of the power supply 3 to which it is connected.
- the present invention can provide that the disconnection of said connection means 17 deactivates the electromagnet 2 ', whatever the state of said supply 3.
- Such a possibility allows independent control of the electromagnetic suction cup system 2, according to the present invention. invention, by a fire station, low power, and dissociated from the power supply 3 connected thereto, which can then remain permanent.
- the electronic implementation of such a control by a fire panel may be based on the electronic control of the switching transistors or ballast, not shown, which are, in known manner, in series on the winding or windings of the electromagnet 2 '.
- the control as a priority, blocks said transistors, thereby interrupting the current in the electromagnet 2 '.
- the system according to the present invention does not require more than one supply line, coming directly from the continuous supply with adjustment of the duty cycle k by means of the processing and control means 5, 6, to control the 2 'electromagnet according to the method of the present invention, that is to say to control at least one coil, preferably a single coil, the electromagnet 2'.
- the supply voltage is thus directly cut, without the intermediary of voltage regulators as is the case for systems of the prior art such as that which is the subject of the document. US 2010/325967 .
- the number of members or constituent elements necessary for the system according to the present invention is therefore very small and guarantees a great compactness and a great simplicity of the system as well as an increased reliability and a modest cost.
- the DC supply voltage supplied by the external power source activating the suction cup is used such that, preferably in a voltage range which may range, for example, from 10V to 30V, or more, and with such a method and such a system suitable for its implementation, the efficiency is close to 100% because the only energy consumption, which is not that of the coil or coils of the electromagnet 2 ', is due to the electronic part of control and more particularly, in the preferred embodiment, the electronic control circuit built around the microcontroller and the switching transistor, preferably MOSFET type, operating as a switch.
- the opening constraint detection means implemented in the system according to the present invention and more particularly the capacitive stress sensor, the armatures of the capacitor of said sensor are directly integral respectively with the fixed part (cradle of the fixed suction cup). its substrate) and the moving part (magnetic circuit in contact with the counterplate), guarantee an instantaneous or instantaneous conversion of the opening constraint detected and applied more particularly in variation of electrical capacitance of said sensor.
- a capacitive sensor is read directly by the processing and control means and more particularly by the microcontroller, without intermediary.
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine des systèmes de verrouillage électrique, plus particulièrement destinés au verrouillage électrique des portes ou des fenêtres dans les bâtiments et a pour objet un procédé de commande d'un système de ventouse électromagnétique. Elle a également pour objet un système de ventouse électromagnétique convenant à la mise en oeuvre d'un tel procédé.The present invention relates to the field of electrical locking systems, more particularly intended for the electric locking of doors or windows in buildings and relates to a method of controlling an electromagnetic vacuum system. It also relates to an electromagnetic vacuum system suitable for implementing such a method.
Dans le domaine du verrouillage électrique des portes ou des fenêtres on connaît la gâche électrique qui est une pièce femelle dont l'ouverture est commandée électriquement et reçoit une pièce mâle ou pêne pour former un obstacle mécanique susceptible de s'opposer à l'ouverture de la porte ou de la fenêtre.In the field of the electric locking of the doors or windows, the electric strike is known which is a female part whose opening is electrically controlled and receives a male part or bolt to form a mechanical obstacle capable of opposing the opening of the door or window.
Ce type de système de verrouillage pose plusieurs inconvénients. Tout d'abord, les contacts mécaniques des pièces mâle et femelle entre elles entraînent une usure des pièces préjudiciable au bon fonctionnement du système de verrouillage et à une fermeture efficace de la porte ou de la fenêtre. En outre, les gâches électriques nécessitent que l'installateur possède des qualifications à la fois en serrurerie et dans le domaine électrique ou électronique.This type of locking system has several disadvantages. Firstly, the mechanical contacts of the male and female parts together cause wear of the parts detrimental to the proper functioning of the locking system and effective closure of the door or window. In addition, electric strikes require that the installer has qualifications in both locksmithing and in the electrical or electronic field.
Pour remédier à ces inconvénients, il a été proposé de remplacer les gâches électriques par des systèmes de ventouse électromagnétique, dont l'installation et notamment le câblage sont plus simples que ceux des gâches électriques, tout en offrant une plus grande fiabilité du fait de l'absence de toute pièce en mouvement.To overcome these drawbacks, it has been proposed to replace the electric strikes by electromagnetic suction pad systems, the installation and particularly the wiring are simpler than those of electric strikes, while offering greater reliability due to the fact that absence of any moving parts.
En outre, de part leur conception et leur fonctionnement, les systèmes de ventouse électromagnétique sont parfaitement adaptés pour équiper des portes de sécurité incendie telles que des portes coupe feu.In addition, because of their design and operation, the electromagnetic lock systems are ideally suited to equip fire safety doors such as fire doors.
Un système de ventouse électromagnétique est usuellement constitué par une plaque métallique ou contreplaque, généralement solidaire de l'ouvrant de la porte ou de la fenêtre et par une ventouse électromagnétique intégrant un électroaimant, généralement solidaire du dormant, de sorte que à l'état de fermeture de la porte ou de la fenêtre, correspondant au mode de verrouillage dudit système, la contreplaque est appliquée et retenue contre l'électroaimant par attraction magnétique.An electromagnetic sucker system is usually constituted by a metal plate or counterplate, generally integral with the opening of the door or the window and by an electromagnetic suction cup incorporating an electromagnet, generally integral with the frame, so that in the state of closing the door or window, corresponding to the locking mode of said system, the counterplate is applied and held against the magnet by magnetic attraction.
L'électroaimant comporte des moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation ou générateur électrique délivrant une tension d'alimentation continue provoquant l'apparition d'un champ magnétique et générant une force d'attraction et de retenue entre l'électroaimant et la contreplaque, ladite force étant une fonction monotone croissante du courant qui traverse l'électroaimant.The electromagnet comprises connecting means for its electrical connection to a power supply or electrical generator delivering a continuous supply voltage causing the appearance of a magnetic field and generating a force of attraction and retention between the electromagnet and the counterplate, said force being an increasing monotonic function of the current flowing through the electromagnet.
Par ailleurs, il est connu qu'un électroaimant et donc la ventouse électromagnétique intégrant ce dernier, est conçu(e) pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension spécifique communément appelée tension nominale. A cet effet, l'électroaimant est généralement connecté à une alimentation délivrant une tension d'alimentation continue égale à sa tension nominale. Ainsi lorsque l'électroaimant est traversé par un courant nominal à ladite tension nominale, en mode verrouillage du système de ventouse électromagnétique, l'électroaimant exerce une force d'attraction et de retenue nominale sur la contreplaque. L'ouverture de la porte est réalisée en coupant la tension d'alimentation de l'électroaimant, ce qui a pour effet de supprimer la force d'attraction et de retenue entre l'électroaimant et la contreplaque.Furthermore, it is known that an electromagnet and therefore the electromagnetic suction cup incorporating the latter, is designed to operate efficiently, optimally or maximally under a specific voltage commonly called nominal voltage. For this purpose, the electromagnet is generally connected to a power supply delivering a DC supply voltage equal to its nominal voltage. Thus, when the electromagnet is traversed by a nominal current at said nominal voltage, in locking mode of the electromagnetic suction cup system, the electromagnet exerts a force of attraction and nominal retention on the counter plate. The opening of the door is achieved by cutting the supply voltage of the electromagnet, which has the effect of removing the attraction and retention force between the electromagnet and the counter plate.
Les termes de courant, de tension et d'alimentation utilisés dans la présente demande font référence respectivement au courant électrique, à la tension électrique et à une alimentation électrique capable de fournir un courant électrique.The terms current, voltage and power used in the present application refer respectively to the electric current, to the electrical voltage and to a power supply capable of supplying an electric current.
L'électroaimant qui comporte généralement deux bobines ou enroulements, mais qui peut comporter une unique bobine ou enroulement, est usuellement constitué autour d'un noyau magnétique allongé de section en « E » réalisé le plus souvent à partir d'un matériau magnétique à base de fer doux feuilleté ou d'un matériau magnétique plein et la contreplaque est généralement une contreplaque massive en fer doux.The electromagnet, which generally comprises two coils or windings, but which may comprise a single coil or winding, is usually constituted around an elongated magnetic core of "E" section made most often from a magnetic material based on soft laminated iron or solid magnetic material and the plywood is usually a massive soft iron plywood.
La qualité et l'efficacité d'une ventouse électromagnétique dépendent du choix des matériaux et principalement des caractéristiques magnétiques du noyau, ainsi que du bon dimensionnement du ou des bobinages, dont dépend la tension nominale précitée de ladite ventouse. Ainsi, sous réserve du bon choix d'un noyau magnétique approprié, l'efficacité d'une ventouse électromagnétique, en termes de force d'attraction et de retenue, est conditionnée par la configuration de l'enroulement de l'électroaimant, indépendamment de la résistance de ce dernier.The quality and efficiency of an electromagnetic pad depends on the choice of materials and mainly the magnetic characteristics of the core, as well as the good size of the winding or coils, on which the aforementioned nominal voltage of said pad depends. Thus, subject to the proper choice of a suitable magnetic core, the effectiveness of an electromagnetic plunger, in terms of attraction and retention force, is conditioned by the configuration of the winding of the electromagnet, regardless of the resistance of the latter.
Dans la pratique courante, les forces d'attraction et de retenue magnétiques entre la contreplaque et la ventouse sont de l'ordre de plusieurs centaines de daN et s'étagent généralement entre 150 et 600 daN environ.In current practice, the magnetic attraction and retaining forces between the plywood and the suction cup are of the order of several hundred daN and generally range between about 150 and 600 daN.
Un système de ventouse électromagnétique est donc un système à sécurité passive en ce sens que si la tension d'alimentation est nulle, par exemple du fait d'une coupure accidentelle du réseau électrique ou d'une coupure provoquée par un dispositif d'alarme, ledit système de ventouse électromagnétique se déverrouille automatiquement, ce qui autorise l'ouverture de l'ouvrant concerné.An electromagnetic sucker system is therefore a passive safety system in the sense that if the supply voltage is zero, for example due to an accidental cut-off of the electrical network or a cut-off caused by an alarm device, said electromagnetic suction pad system unlocks automatically, which allows the opening of the opening concerned.
En corollaire, l'inconvénient est que, à l'état de verrouillage de la porte ou de la fenêtre, les ventouses électromagnétiques de tels systèmes sont activées électriquement de façon permanente, ce qui a pour effet d'entraîner des consommations de courant importantes qui vont à l'encontre des économies d'énergie recherchées actuellement.As a corollary, the disadvantage is that, in the locked state of the door or the window, the electromagnetic suckers of such systems are electrically activated permanently, which has the effect of causing significant current consumption which are against the energy savings currently being sought.
D'autre part, les tensions d'alimentation prévues pour les ventouses électromagnétiques connues, qui relèvent des courants faibles, sont, selon les cas pratiques et les réglementations en vigueur, de l'ordre de 12 V ou de 24 V, voire, pour certains pays comme la France, de 48 V. Pour ce faire, ces ventouses électromagnétiques comportent généralement deux enroulements, qui selon qu'ils sont connectés respectivement en parallèle ou en série s'adaptent respectivement à la tension d'alimentation de 12 V ou à celle de 24 V ou respectivement à la tension d'alimentation de 24 V ou à celle 48 V.On the other hand, the supply voltages provided for known electromagnetic suction cups, which are low currents, are, according to the practical cases and the regulations in force, of the order of 12 V or 24 V, or even, for some countries such as France, 48 V. To do this, these electromagnetic suction cups generally comprise two windings, which according to whether they are respectively connected in parallel or in series respectively adapt to the supply voltage of 12 V or that of 24 V or respectively to the supply voltage of 24 V or that to 48 V.
Pour adapter de telles ventouses électromagnétiques en fonction de la tension d'alimentation, il est connu d'utiliser des cavaliers qui permettent à l'installateur de configurer manuellement, en série ou en parallèle, les enroulements correspondants en fonction de la tension d'alimentation, mais lesdits cavaliers présentent l'inconvénient d'être fréquemment perdus ou cassés, difficiles à manipuler et de donner lieu à des erreurs humaines.To adapt such electromagnetic suction pads according to the supply voltage, it is known to use jumpers that allow the installer to manually configure, in series or in parallel, the corresponding windings according to the supply voltage. , but said riders have the disadvantage of being frequently lost or broken, difficult to handle and give rise to human errors.
Par ailleurs, la règlementation actuelle impose la puissance maximale qu'une ventouse électromagnétique, commandée directement par une centrale d'alarme incendie, peut prélever sur cette liaison de commande. Or, la puissance totale nécessaire au bon fonctionnement de la ventouse excède fréquemment cette puissance maximale règlementaire, en sorte que la ventouse ne bénéficie pas de toute la puissance nécessaire à son bon fonctionnement. Pour résoudre ce problème, il a été proposé de rajouter un dispositif extérieur à la ventouse ayant pour fonction de dissocier la liaison de commande de celle de l'alimentation, mais un tel dispositif supplémentaire vient grever d'autant le coût de l'installation.Moreover, the current regulation imposes the maximum power that an electromagnetic pad, controlled directly by a fire alarm center, can take on this control link. However, the total power required for the proper operation of the suction cup frequently exceeds this maximum power regulation, so that the suction cup does not have all the power necessary for its smooth operation. To solve this problem, it has been proposed to add a device outside the suction cup having the function of separating the control link from that of the power supply, but such an additional device will encumber the cost of the installation.
Le document
Toutefois, une telle serrure décrite dans ce document
La présente invention a pour but de pallier au moins un de ces inconvénients en proposant un procédé de commande d'un système de ventouse électromagnétique permettant de réduire notablement sa consommation électrique lorsque ledit système est en mode verrouillage et son coût de fabrication, ce sans perdre l'efficacité du verrouillage de la ventouse lorsqu'une contrainte d'ouverture significative est exercée sur la porte ou sur la fenêtre concernée, que ce soit une sollicitation instantanée, notamment brutale ou brusque, ou une sollicitation progressive, et tout en limitant le nombre d'organe mis en oeuvre.The aim of the present invention is to overcome at least one of these disadvantages by proposing a method of controlling an electromagnetic vacuum system that significantly reduces its electrical consumption when said system is in locking mode and its manufacturing cost, without losing the effectiveness of the locking of the suction cup when a significant opening stress is exerted on the door or on the window concerned, whether it is an instantaneous solicitation, particularly sudden or sudden, or a progressive solicitation, and while limiting the number of organ implemented.
A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de commande d'un système de ventouse électromagnétique destiné plus particulièrement au verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre dans un bâtiment, ledit système comprenant une contreplaque et une ventouse électromagnétique intégrant un électroaimant muni de moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation délivrant une tension d'alimentation donnée, ledit électroaimant étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage, lorsqu'il est traversé par un courant nominal à la tension nominale, une force d'attraction et de retenue nominale sur la contreplaque.For this purpose, the subject of the present invention is a method for controlling an electromagnetic vacuum system intended more particularly for locking a door or window in a building, said system comprising a counterplate and an electromagnetic suction cup incorporating a electromagnet provided with connection means enabling it to be electrically connected to a power supply supplying a given supply voltage, said electromagnet being designed to operate efficiently, optimally or at maximum under a nominal voltage by exerting, in lock mode, when traversed by a nominal current at the nominal voltage, a force of attraction and nominal retention on the counterplate.
Un tel procédé se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste, à partir d'un système de ventouse électromagnétique adapté, en mode verrouillage :
- à commander électroniquement l'électroaimant pour mettre le système dans l'un des deux modes de verrouillage suivants :
- un premier mode de verrouillage ou mode travail où l'électroaimant est commandé de manière à établir dans ce dernier soit un courant nominal ou sensiblement nominal provoquant une force d'attraction et de retenue nominale ou sensiblement nominale, ce pour mettre ledit système en mode travail maximal soit, éventuellement, un courant intermédiaire provoquant une force d'attraction et de retenue intermédiaire inférieure à la force d'attraction et de retenue F nominale ou sensiblement nominale, pour mettre ledit système en mode travail intermédiaire,
- un deuxième mode de verrouillage ou mode veille, permettant de réduire la consommation électrique dudit système, où l'électroaimant est commandé de manière à établir dans ce dernier un courant réduit provoquant une force d'attraction et de retenue réduite inférieure à la force d'attraction et de retenue nominale ou, le cas échéant, à la force d'attraction et de retenue intermédiaire,
- à assujettir la commande de l'électroaimant soit à la détection, commandant le mode travail, ou à la non détection, commandant le mode veille, d'une contrainte d'ouverture de la porte ou de la fenêtre correspondant à une sollicitation significative de son ouverture, soit à un signal de commande provenant de l'intérieur ou de l'extérieur dudit système,
- à commander l'électroaimant en commutant périodiquement la tension d'alimentation aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire ou signal de commutation et de réduction de consommation, de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, et de fréquence variable ou non,
- à commander l'électroaimant pour réaliser les passages du mode veille au mode travail ou réciproquement en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante : V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant et à attribuer, d'une part, au paramètre V la valeur de la tension d'alimentation et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant à établir dans l'électroaimant en fonction du mode veille ou du mode travail à commander,
- à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de manière discrète ou, éventuellement, de manière continue.
- electronically controlling the electromagnet to put the system in one of two following locking modes:
- a first mode of locking or working mode where the electromagnet is controlled so as to establish in the latter a nominal or substantially nominal current causing a force of attraction and nominal or substantially nominal retention, to put said system in working mode maximum is, optionally, an intermediate current causing a force of attraction and intermediate retention lower than the attraction and retention force F nominal or substantially nominal, to put said system in intermediate work mode,
- a second mode of locking or standby mode, to reduce the power consumption of said system, where the electromagnet is controlled so as to establish in the latter a reduced current causing a force of attraction and reduced retention less than the force of attraction and nominal restraint or, as the case may be, the force of attraction and intermediate restraint,
- to subject the control of the electromagnet either to the detection, controlling the working mode, or to the non-detection, controlling the standby mode, of a constraint of opening the door or the window corresponding to a significant solicitation of its opening either to a control signal from inside or outside said system,
- controlling the electromagnet by periodically switching the supply voltage across the latter, from a square or rectangular periodic signal or switching signal and consumption reduction, variable duty cycle or switching duty cycle and reduction of consumption, and frequency variable or not,
- to control the electromagnet to perform the transition from standby mode to working mode or vice versa by adjusting the duty cycle switching and consumption reduction so that it verifies the following equation of proportionality: V * k = RI where the parameter k is said duty cycle and the parameter R is the value of the overall or mean electrical resistance of the electromagnet and to assign, on the one hand, parameter V the value of the supply voltage and, on the other hand, at parameter I a predetermined value of the current to be established in the electromagnet according to the standby mode or the working mode to be controlled,
- to adjust the duty cycle switching and consumption reduction discretely or, optionally, continuously.
Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur vérifiant sensiblement ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.The continuous adjustment may consist of a progressive variation of the duty cycle switching and consumption reduction until it reaches a value substantially satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I as a function of the standby mode or work mode.
Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs prédéterminées du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, la valeur prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre I selon le mode veille ou le mode travail à commander, et, d'autre part, à régler ledit rapport cyclique à ladite valeur prédéterminée choisie.The discrete setting can consist in choosing from a set of predetermined values of the duty cycle switching and consumption reduction ratio, the predetermined value satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I according to the standby mode or the working mode. to control, and, secondly, to adjust said duty cycle to said selected predetermined value.
Dans une première forme de réalisation de la commande des passages du mode veille au mode travail ou réciproquement, le procédé selon la présente invention peut consister à régler de manière discrète le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation pour déclencher :
- instantanément ou quasi instantanément, le passage du mode veille au mode travail, lorsque la contrainte d'ouverture détectée est supérieure ou égale à une contrainte d'ouverture seuil haute pour la mise en mode travail maximal, le cas échéant à une contrainte d'ouverture seuil basse inférieure à la contrainte d'ouverture seuil haute pour la mise en travail intermédiaire,
- le passage du mode travail en mode veille, lorsque la contrainte d'ouverture n'est plus détectée, c'est-à-dire lorsqu'elle est inférieure ou égale à la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant à la contrainte d'ouverture seuil basse,
- instantaneously or almost instantly, the transition from standby mode to work mode, when the opening constraint detected is greater than or equal to a high threshold opening constraint for setting the maximum working mode, where appropriate to a low threshold opening constraint lower than the high threshold opening constraint for the intermediate work setting,
- the transition from working mode to standby mode, when the opening constraint is no longer detected, that is to say when it is less than or equal to the high threshold opening constraint, if necessary to the constraint Low threshold opening,
Dans ce dernier cas, la force représentative de la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant la contrainte d'ouverture seuil basse, peut être prévue de sorte à être préférentiellement inférieure à la force d'attraction et de retenue réduite.In the latter case, the force representative of the high threshold opening constraint, where appropriate the low threshold opening constraint, may be provided so as to be preferentially less than the reduced force of attraction and restraint.
De préférence, dans cette première forme de réalisation, le procédé, selon la présente invention, peut consister, en mode verrouillage, à commander électroniquement l'électroaimant pour mettre le système dans un troisième mode de verrouillage ou mode accélération où l'électroaimant peut être commandé de manière à établir temporairement dans ce dernier un courant de valeur supérieure à celle du courant nominal, ce en augmentant temporairement la valeur du rapport cyclique k au-delà de la valeur du rapport cyclique commandant la mise dudit système dans le mode travail et afin d'augmenter la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue nominale F.Preferably, in this first embodiment, the method, according to the present invention, can consist, in lock mode, of electronically controlling the electromagnet to put the system in a third mode of locking or acceleration mode where the electromagnet can be controlled to temporarily set a higher value current in the latter than the nominal current, by temporarily increasing the value of the duty cycle k beyond the duty cycle value controlling the putting of said system into the work mode and thereby to increase the rate of rise of the force of attraction and nominal retention F.
Ainsi, dans ce mode de réalisation préférentiel, la présente invention peut prévoir, pour augmenter substantiellement la valeur du rapport cyclique k que celui-ci soit égal à deux fois le rapport cyclique k en mode travail.Thus, in this preferred embodiment, the present invention can provide, to substantially increase the value of the duty ratio k that it is equal to twice the duty cycle k mode.
Un tel mode accélération assurant la transition du mode veille au mode travail, pour lequel le courant électrique moyen dans l'électroaimant est alors augmenté temporairement au-delà du courant commandant le mode travail permet d'améliorer considérablement la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue de la ventouse électromagnétique 2 et plus particulièrement lorsqu'a lieu une détection d'une contrainte d'ouverture, notamment brusque et soudaine. Ainsi, grâce au mode accélération le système selon la présente invention est capable de réagir encore plus rapidement et de ne pas être « pris de vitesse » notamment dans le cas d'un choc brutal et soudain sur la porte ou la fenêtre équipée du système.Such an acceleration mode ensuring the transition from standby mode to work mode, for which the average electrical current in the electromagnet is then temporarily increased beyond the current command mode work can significantly improve the rate of rise of the force of attraction and retention of the
Par ailleurs, on notera également que dans cette première forme de réalisation, si le passage du mode veille au mode travail peut être préférentiellement très rapide, c'est-à-dire instantané ou quasi instantané, le passage du mode travail au mode veille n'est pas nécessairement critique du point de vue de la rapidité ou de l'instantanéité. Toutefois, la présente invention peut néanmoins prévoir que le passage du mode travail en mode veille soit également commandé instantanément ou quasi instantanément.Furthermore, it will also be noted that in this first embodiment, if the transition from standby mode to work mode can be preferentially very fast, that is to say instantaneous or almost instantaneous, the transition from work mode to standby mode. is not necessarily critical from the point of view of speed or immediacy. However, the present invention may nevertheless provide that the transition from working mode to standby mode is also controlled instantaneously or almost instantaneously.
Dans une deuxième forme de réalisation de la commande des passages du mode veille au mode travail ou réciproquement, le procédé selon la présente invention peut consister à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation en faisant varier ce dernier de manière continue pour réaliser progressivement :
- le passage du mode veille en mode travail en fonction de l'accroissement progressif de la contrainte d'ouverture détectée,
- le passage du mode travail en mode veille en fonction de la diminution progressive de la contrainte d'ouverture détectée.
- switching from standby mode to work mode according to the progressive increase of the detected opening constraint,
- switching from working mode to standby mode according to the progressive decrease of the detected opening constraint.
Le procédé selon la présente invention a donc pour but de commander le système de ventouse électromagnétique dans trois états de fonctionnement, le cas échéant quatre états, à savoir un mode de déverrouillage classique et deux modes de verrouillage (veille et travail), le cas échéant trois modes de verrouillage (veille, travail et accélération). Ces différents modes de verrouillage permettent, grâce à l'existence du mode veille, où la force d'attraction et de retenue est réduite, de réduire notablement la consommation en courant électrique de la ventouse. Ceci contrairement aux ventouses actuelles qui ne peuvent être commandées que dans deux états de fonctionnement, ou au prix de nombreux éléments grevant le coût de fonctionnement et la compacité du système, à savoir un mode de déverrouillage classique et un unique mode de verrouillage, correspondant au mode travail selon la présente invention, ce qu'une contrainte d'ouverture soit appliquée ou non sur la porte ou la fenêtre concernée, dans le mode verrouillage, et plus particulièrement sur l'ouvrant de ces dernières.The method according to the present invention therefore aims to control the electromagnetic suction pad system in three operating states, if necessary four states, namely a conventional unlocking mode and two locking modes (standby and work), if applicable three lock modes (standby, work and acceleration). These different modes of locking allow, thanks to the existence of sleep mode, where the attraction and restraint force is reduced, significantly reduce the consumption of electrical current of the suction cup. This in contrast to the current suction cups which can be controlled in two operating states, or at the cost of many elements affecting the operating cost and compactness of the system, namely a conventional unlocking mode and a single locking mode, corresponding to the working mode according to the present invention, whether or not an opening constraint is applied to the door or the window concerned, in the locking mode, and more particularly on the opening thereof.
Un tel procédé, selon la présente invention, permet une réduction accrue de la consommation globale de la ventouse électromagnétique, à travers ses cycles de fonctionnement et en fonction des forces de retenue qu'elle aura à fournir.Such a method, according to the present invention, allows an increased reduction in the overall consumption of the electromagnetic pad, through its operating cycles and depending on the restraining forces it will have to provide.
De préférence, la détection de la contrainte d'ouverture peut être réalisée en détectant un déplacement d'au moins un élément dudit système et plus particulièrement un déplacement de l'électroaimant.Preferably, the detection of the opening stress can be achieved by detecting a displacement of at least one element of said system and more particularly a displacement of the electromagnet.
En outre, la détection de la contrainte d'ouverture peut être réalisée par la mesure d'une variation de capacité électrique dépendant du déplacement de la partie concernée dudit système, plus particulièrement de l'électroaimant, sous l'effet de la contrainte d'ouverture.In addition, the detection of the opening stress can be achieved by measuring a variation of electrical capacitance depending on the displacement of the concerned part of said system, more particularly of the electromagnet, under the effect of the stress of opening.
D'autre part, dans le cas où la présente invention prévoit de faire passer progressivement ledit système du mode veille au mode travail en faisant varier progressivement le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, le procédé selon la présente invention peut prévoir d'asservir la variation du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation à un signal fréquentiel dont la fréquence est une fonction continue croissante de la contrainte d'ouverture.On the other hand, in the case where the present invention provides for progressively transitioning said system from the standby mode to the working mode by gradually varying the duty cycle switching and consumption reduction, the method according to the present invention can provide for enslaving the variation of the duty cycle switching and consumption reduction ratio to a frequency signal whose frequency is a continuous increasing function of the opening constraint.
La réduction de la consommation de la ventouse selon la présente invention est donc obtenue en faisant varier le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation et plus particulièrement en diminuant ledit rapport cyclique par rapport à la valeur qui lui est donné en mode travail, ce de manière à réduire le courant moyen dans l'électroaimant, pour une tension d'alimentation donnée et adaptée.The reduction of the consumption of the suction cup according to the present invention is thus obtained by varying the duty cycle switching and consumption reduction and more particularly by decreasing the duty cycle relative to the value given to it in working mode, this in order to reduce the average current in the electromagnet, for a given and adapted supply voltage.
Le procédé selon la présente invention permet donc, à volonté, à tension d'alimentation constante, de réduire le courant moyen dans l'électroaimant en réduisant la valeur du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation.The method according to the present invention therefore allows, at will, at constant supply voltage, to reduce the average current in the electromagnet by reducing the value of the duty cycle switching and consumption reduction.
De ce fait, le procédé de commande selon la présente invention permet de réaliser un découpage du courant électrique directement aux bornes de l'électroaimant en conservant la tension d'alimentation.As a result, the control method according to the present invention makes it possible to cut off the electric current directly at the terminals of the electromagnet while maintaining the supply voltage.
Dans une caractéristique additionnelle du procédé selon la présente invention, celui-ci peut consister en outre :
- à détecter et à mesurer la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation connectée à ladite ventouse,
- à commander l'électroaimant en commutant périodiquement la tension d'alimentation aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire ou signal de commutation et d'adaptation de tension, de fréquence variable ou non et de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension,
- à comparer la tension d'alimentation avec une tension de référence, de préférence égale à la tension nominale, et, à défaut d'égalité entre lesdites tensions d'alimentation détectée et de référence, à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante : V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique, avec 0 <= k <= 1, et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant et, d'une part, à attribuer au paramètre V la tension d'alimentation détectée et mesurée et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant, proportionnelle au courant nominal, à établir dans l'électroaimant,
- à effectuer le réglage du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension de manière discrète ou, éventuellement continue,
ce en vue d'adapter automatiquement et électroniquement ledit système à la tension d'alimentation de l'alimentation à laquelle il est connecté.
- detecting and measuring the supply voltage delivered by the power supply connected to said suction cup,
- to control the electromagnet by periodically switching the supply voltage across the latter, from a periodic square or rectangular signal or switching signal and voltage adaptation, variable frequency or not and cyclic ratio variable or cyclic ratio of switching and voltage adaptation,
- comparing the supply voltage with a reference voltage, preferably equal to the nominal voltage, and, in the absence of equality between said detected and reference supply voltages, adjusting the duty cycle for switching and adaptation of voltage so that it verifies the following proportionality equation: V * k = RI where the parameter k is said duty cycle, with 0 <= k <= 1, and the parameter R the value of the overall electrical resistance or average of the electromagnet and, on the one hand, to assign to the parameter V the detected and measured supply voltage and, on the other hand, to the parameter I a predetermined value of the current, proportional to the nominal current, to be established in the electromagnet,
- to adjust the duty cycle and voltage adaptation in a discrete manner or, possibly continuously,
this to automatically and electronically adapt said system to the supply voltage of the power supply to which it is connected.
Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur vérifiant sensiblement l'équation de proportionnalité correspondante, pour une valeur prédéterminée du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.The continuous setting may consist of a gradual change in the duty cycle of switching and voltage matching until it reaches a value substantially satisfying the corresponding proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I in function from sleep mode or work mode.
Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs prédéterminées du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, la valeur prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité correspondante, pour une valeur prédéterminée du paramètre I selon le mode veille ou le mode travail à commander, et, d'autre part, à régler ledit rapport cyclique à ladite valeur prédéterminée choisie.The discrete setting may consist in choosing from among a set of predetermined values of the duty cycle switching and voltage matching ratio, the predetermined value satisfying said corresponding proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I according to the standby mode or the work mode to be controlled, and, secondly, to adjust said duty cycle to said predetermined value chosen.
D'autre part, dans une forme préférentielle de la caractéristique additionnelle du procédé selon la présente invention, celui-ci peut être prévu pour permettre une adaptation automatique et électronique dudit système à deux tensions d'alimentation continues, le cas échéant trois tensions d'alimentation continues, délivrées respectivement par trois alimentations distinctes à savoir, d'une part, une première tension d'alimentation V1, de préférence égale à la tension nominale de ladite ventouse électromagnétique, et, d'autre part, une deuxième tension d'alimentation V2 supérieure à ladite première tension d'alimentation V1, le cas échéant une troisième tension d'alimentation V3 supérieure à ladite deuxième tension d'alimentation V2.On the other hand, in a preferred form of the additional feature of the method according to the present invention, it may be provided to allow an automatic and electronic adaptation of said system to two DC supply voltages, where appropriate three voltages. continuous supply, respectively delivered by three separate power supplies, namely, on the one hand, a first supply voltage V1, preferably equal to the nominal voltage of said electromagnetic pad, and, on the other hand, a second supply voltage V2 greater than said first supply voltage V1, if necessary a third supply voltage V3 greater than said second supply voltage V2.
Dans ce dernier cas le procédé selon la présente invention peut consister à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, pour adapter ledit système à l'une ou l'autre desdites tensions d'alimentation V1, V2, V3, en attribuant audit rapport cyclique une première valeur k1 ou valeur haute, lorsque ledit système est connecté à la première alimentation et une deuxième valeur k2, inférieure à ladite première valeur k1, lorsque ledit système est connecté à la deuxième alimentation, le cas échéant, une troisième valeur k3, inférieure à la deuxième valeur k2, lorsque ledit système est connecté à la troisième alimentation.In the latter case, the method according to the present invention may consist in adjusting the duty cycle for commutation and voltage adaptation, in order to adapt said system to one or other of said supply voltages V1, V2, V3, in allocating to said duty cycle a first value k1 or high value, when said system is connected to the first power supply and a second value k2, lower than said first value k1, when said system is connected to the second power supply, if necessary, a third value k3, lower than the second value k2, when said system is connected to the third power supply.
La présente invention a également pour objet un système de ventouse électromagnétique, plus particulièrement pour le verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre dans un bâtiment, convenant à la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, ledit système comprenant une contreplaque et une ventouse électromagnétique intégrant un électroaimant muni de moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation délivrant une tension d'alimentation donnée, ledit électroaimant étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage dudit système, lorsqu'il est traversé par un courant nominal à ladite tension nominale, une force d'attraction et de retenue nominale sur la contreplaque.The present invention also relates to an electromagnetic suction pad system, more particularly for locking a door or window in a building, suitable for implementing the method according to the present invention, said system comprising a plywood and an electromagnetic suction cup incorporating an electromagnet provided with connection means enabling it to be electrically connected to a supply supplying a given supply voltage, said electromagnet being designed to operate efficiently, optimally or at maximum under a nominal voltage by exerting, in said lock mode, system, when a current is traversed at said nominal voltage, a force of attraction and nominal retention on the counter plate.
Un tel système se caractérise essentiellement en ce que la ventouse électromagnétique intègre des moyens de traitement et de commande électroniques et des moyens de détection de contrainte d'ouverture, reliés auxdits moyens de traitement et de commande, permettant de détecter et de mesurer la contrainte d'ouverture telle que définie dans le procédé selon la présente invention, en ce que, éventuellement, il comprend ou est associé à des moyens d'émission du signal de commande tel que défini dans ledit procédé et en ce que lesdits moyens de traitement et de commande sont aptes :
- à commander l'électroaimant pour mettre ledit système dans l'un des deux modes de verrouillage, le cas échéant trois modes de verrouillage, à savoir le mode veille ou le mode travail ou, le cas échéant le mode accélération, tels que définis dans ledit procédé,
- à permettre l'assujettissement, tel que défini dans ledit procédé, de la commande de l'électroaimant.
- controlling the electromagnet to put said system in one of the two locking modes, if necessary three locking modes, namely the standby mode or the working mode or, if appropriate the acceleration mode, as defined in said process,
- to allow the subjection, as defined in said method, of the control of the electromagnet.
Conformément à la présente invention, les moyens de traitement et de commande sont aptes à générer le signal de commutation et de réduction de consommation tel que défini dans le procédé selon la présente invention et à commander l'électroaimant en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation dudit signal conformément audit procédé.According to the present invention, the processing and control means are able to generate the switching and consumption reduction signal as defined in the method according to the present invention and to control the electromagnet by adjusting the switching duty cycle and reducing consumption of said signal according to said method.
Ainsi, grâce au procédé selon la présente invention et au système permettant sa mise en oeuvre la tension d'alimentation est directement découpée, sans l'intermédiaire de régulateurs de tension, comme c'est le cas, par exemple, pour un dispositif tel que celui décrit dans le document
Dans une caractéristique additionnelle du système selon la présente invention, la ventouse électromagnétique peut intégrer en outre, des moyens de détection de tension permettant au système de détecter et de mesurer la tension d'alimentation de l'alimentation connectée à ce dernier et les moyens de traitement et de commande électroniques peuvent être aptes en outre, d'une part, à générer le signal de commutation et d'adaptation de tension tel que défini dans la caractéristique additionnelle du procédé selon la présente invention et à comparer la tension d'alimentation détectée avec la tension de référence définie dans ladite caractéristique additionnelle et, d'autre part, à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension conformément à ladite caractéristique additionnelle et à sa forme préférentielle.In an additional feature of the system according to the present invention, the electromagnetic lock can furthermore incorporate voltage detection means enabling the system to detect and measure the supply voltage of the power supply connected to the latter and the means for electronic processing and control can be furthermore able, on the one hand, to generate the voltage switching and adaptation signal as defined in the additional characteristic of the method according to the present invention and to compare the detected supply voltage with the reference voltage defined in said additional characteristic and, secondly, to adjust the duty cycle switching and voltage matching in accordance with said additional characteristic and its preferred form.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- la
figure 1 montre une vue en coupe transversale schématique d'une ventouse électromagnétique d'un système de ventouse électromagnétique selon la présente invention, - la
figure 2 montre un schéma bloc du système de ventouse électromagnétique selon la présente invention, avec les unités fonctionnelles permettant au système d'être mis en mode veille ou en mode travail en vue de réduire sa consommation électrique, - la
figure 3 montre un schéma-bloc du système de ventouse électromagnétique avec les unités fonctionnelles permettant en outre au système de ventouse électromagnétique de s'adapter automatiquement et électroniquement à la tension d'alimentation, - la
figure 4 montre le circuit de traitement et de commande intégré dans la ventouse du système représenté sur lafigure 1 ainsi que les moyens de détection de tension, - la
figure 5 montre un graphique représentant le fonctionnement du système par deux graphiques temporels, l'un concernant la détection d'une contrainte d'ouverture et l'autre concernant le niveau du rapport cyclique en fonction de ladite contrainte.
- the
figure 1 shows a schematic cross-sectional view of an electromagnetic pad of an electromagnetic pad system according to the present invention, - the
figure 2 shows a block diagram of the electromagnetic lock system according to the present invention, with the functional units allowing the system to be put in standby mode or in working mode in order to reduce its power consumption, - the
figure 3 shows a block diagram of the electromagnetic suction cup system with the functional units allowing furthermore the electromagnetic suction cup system to adapt automatically and electronically to the supply voltage, - the
figure 4 shows the processing circuit and control integrated in the suction cup of the system shown on thefigure 1 as well as the voltage detection means, - the
figure 5 shows a graph representing the operation of the system by two temporal graphs, one concerning the detection of an opening constraint and the other concerning the level of the duty cycle according to said constraint.
Les figures montrent un système de ventouse électromagnétique, selon la présente invention, destiné plus particulièrement au verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre dans un bâtiment, ledit système convenant à la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention et comprenant une contreplaque 1 et une ventouse électromagnétique 2 intégrant un électroaimant 2' muni de moyens de raccordement, non représentés, permettant sa connexion électrique à une alimentation 3 délivrant une tension d'alimentation donnée, ledit électroaimant 2' étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage, lorsqu'il est traversé par un courant nominal à la tension nominale, une force d'attraction et de retenue F nominale sur la contreplaque 1.The figures show an electromagnetic suction pad system, according to the present invention, intended more particularly for locking a door or a window in a building, said system being suitable for implementing the method according to the present invention and comprising a
Le système selon la présente invention sera dénommé par la suite le système.The system according to the present invention will be referred to hereafter as the system.
La ventouse électromagnétique 2 d'un tel système intègre des moyens de détection de contrainte d'ouverture 10, 11, reliés électriquement aux moyens de traitement et de commande 5, 6, permettant de détecter et de mesurer une contrainte d'ouverture de la porte ou de la fenêtre correspondant à une sollicitation significative de son ouverture et les moyens de traitement et de commande 5, 6 sont aptes :
- à commander électroniquement l'électroaimant 2' pour mettre le système dans l'un des deux modes de verrouillage suivants :
- un premier mode de verrouillage ou mode travail où l'électroaimant 2' est commandé de manière à établir dans ce dernier soit un courant nominal ou sensiblement nominal provoquant une force d'attraction et de retenue F nominale ou sensiblement nominale, ce pour mettre ledit système en mode travail maximal soit, éventuellement, un courant intermédiaire provoquant une force d'attraction et de retenue F intermédiaire inférieure à la force d'attraction et de retenue F nominale ou sensiblement nominale, pour mettre le système en mode travail intermédiaire,
- un deuxième mode de verrouillage ou mode veille où l'électroaimant 2' est commandé de manière à établir dans ce dernier un courant réduit provoquant une force d'attraction et de retenue F réduite inférieure à la force d'attraction et de retenue F nominale ou, le cas échéant, inférieure à la force d'attraction et de retenue F intermédiaire
- à assujettir la commande de l'électroaimant 2' soit à la détection, commandant le mode travail, ou à la non détection, commandant le mode veille, de la contrainte d'ouverture, soit, éventuellement, à un signal de commande.
- electronically controlling the electromagnet 2 'to put the system in one of two following locking modes:
- a first mode of locking or working mode where the electromagnet 2 'is controlled so as to establish in the latter a nominal or substantially nominal current causing a force of attraction and retention F nominal or substantially nominal, to put said system in maximum working mode is optionally an intermediate current causing an attraction and retention force F intermediate lower than the attraction and retention force F nominal or substantially nominal, to put the system in intermediate work mode,
- a second mode of locking or standby mode where the electromagnet 2 'is controlled so as to establish in the latter a reduced current causing a reduced attraction and retention force F less than the attraction and retention force F nominal or , where appropriate, less than the intermediate force of attraction and retention F
- to subject the control of the electromagnet 2 'to the detection, controlling the working mode, or to the non-detection, controlling the standby mode, of the opening constraint, or possibly to a control signal.
La détection ou la non détection de la contrainte d'ouverture est réalisée grâce aux moyens de détection de contrainte d'ouverture 10, 11.The detection or the non-detection of the opening constraint is carried out thanks to the opening constraint detection means 10, 11.
On entendra par sollicitation significative de l'ouverture de la porte ou de la fenêtre concernée une contrainte due à une force extérieure forçant l'ouverture de la porte ou de la fenêtre, non représentés, plus particulièrement l'ouvrant de cette dernière. Une force extérieure forçant l'ouverture de la porte ou de la fenêtre sera comprise, notamment, comme une force susceptible de séparer la contreplaque 1 de l'électroaimant 2' avec lequel elle est en contact en mode verrouillage du système.Significant solicitation of the opening of the door or the window concerned constraint due to an external force forcing the opening of the door or window, not shown, especially the opening of the latter. An external force forcing the opening of the door or the window will be understood, in particular, as a force capable of separating the
On comprendra qu'en dehors du mode veille, le système pourra être mis de façon classique en mode de déverrouillage où l'électroaimant 2' ne sera pas alimenté en courant de sorte à supprimer la force d'attraction et de retenue F magnétique générée par ce dernier et à autoriser l'ouverture de la porte ou de la fenêtre.It will be understood that, apart from the standby mode, the system can be conventionally set in unlocking mode, in which the electromagnet 2 'will not be supplied with current so as to eliminate the magnetic attraction and holding force F generated by the latter and allow the opening of the door or window.
De préférence, lorsque le système est associé à des moyens d'émission du signal de commande situés à l'extérieur dudit système, lesdits moyens d'émission peuvent être intégrés, par exemple, dans une centrale de contrôle d'accès. Lorsque le système comprend de tels moyens d'émission situés à l'intérieur de ce dernier, lesdits moyens d'émission peuvent être intégrés, par exemple, dans une unité de commande et d'émission intégrée dans la ventouse électromagnétique 2. Le signal de commande peut avoir pour effet de commander le passage du système de ventouse électromagnétique 2 dans le mode veille, durant une certaine période de la journée où la porte ou la fenêtre ne risque pas de subir de contrainte d'ouverture susceptible d'entraîner leur ouverture, notamment de façon forcée. Le signal de commande peut prendre, par exemple, un état logique « 0 » ou « 1 » pour commander le passage en mode veille ou en mode travail.Preferably, when the system is associated with transmission means of the control signal located outside said system, said transmitting means can be integrated, for example, in an access control center. When the system comprises such transmitting means located inside the latter, said transmitting means can be integrated, for example, in a control and transmission unit integrated in the
Conformément à la présente invention, les moyens de traitement et de commande 5, 6 sont aptes :
- à commander l'électroaimant 2' en commutant périodiquement la tension d'alimentation aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire ou signal de commutation et de réduction de consommation S (
figure 2 ), de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, et de fréquence variable ou non, - à commander l'électroaimant 2' pour réaliser les passages du mode veille au mode travail ou réciproquement en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante : V * k = RI où le paramètre k est le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant 2' et à attribuer, d'une part, au paramètre V la valeur de la tension d'alimentation et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant à établir dans l'électroaimant 2' en fonction du mode veille ou du mode travail à commander,
- à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de manière discrète ou, éventuellement, de manière continue.
- controlling the electromagnet 2 'by periodically switching the supply voltage across the latter, from a square or rectangular periodic signal or switching signal and consumption reduction S (
figure 2 ), variable duty cycle or duty cycle switching and consumption reduction, and variable frequency or not, - to control the electromagnet 2 'to perform the transition from standby mode to working mode or vice versa by adjusting the duty cycle switching and consumption reduction so that it verifies the following equation of proportionality: V * k = RI where the parameter k is the duty cycle and consumption reduction ratio and the parameter R the value of the overall or average electrical resistance of the electromagnet 2 'and to assign, on the one hand, to the parameter V the value of the supply voltage and, on the other hand, at parameter I a predetermined value of the current to be established in the electromagnet 2 'according to the standby mode or the working mode to be controlled,
- to adjust the duty cycle switching and consumption reduction discretely or, optionally, continuously.
Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur vérifiant sensiblement ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.The continuous adjustment may consist of a progressive variation of the duty cycle switching and consumption reduction until it reaches a value substantially satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I as a function of the standby mode or work mode.
Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs prédéterminées dudit rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, la valeur prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre 1 selon le mode veille ou le mode travail à commander, et, d'autre part, à régler le rapport cyclique k à ladite valeur prédéterminée choisie.The discrete setting may consist of choosing from a set of predetermined values of said switching duty cycle and reducing the consumption, the predetermined value satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the
Les valeurs prédéterminées précitées peuvent être stockées dans des moyens de stockage électroniques du type comprenant une ou plusieurs mémoire(s) électronique(s) pouvant être intégrée(s) dans les moyens de traitement et de commande 5, 6.The aforementioned predetermined values can be stored in electronic storage means of the type comprising one or more electronic memory (s) that can be integrated into the processing and control means 5, 6.
Plus particulièrement, dans une première forme de réalisation, les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être aptes à commander l'électroaimant 2' en réglant de manière discrète le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation pour déclencher
- instantanément ou quasi instantanément, le passage du mode veille au mode travail, lorsque la contrainte d'ouverture détectée est supérieure ou égale à une contrainte d'ouverture seuil haute pour la mise en mode travail maximal, le cas échéant à une contrainte d'ouverture seuil basse, inférieure à ladite contrainte d'ouverture seuil haute, pour la mise en travail intermédiaire,
- le passage du mode travail, maximal ou intermédiaire, en mode veille, lorsque la contrainte d'ouverture n'est plus détectée, c'est-à-dire lorsqu'elle est inférieure ou égale à la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant à la contrainte d'ouverture seuil basse.
- instantaneously or almost instantly, switching from standby mode to work mode, when the detected opening constraint is greater than or equal to a high threshold opening constraint for setting the maximum working mode, if necessary to an opening constraint lower threshold, lower than said high threshold opening constraint, for the intermediate work setting,
- the passage of the working mode, maximum or intermediate, in standby mode, when the opening constraint is no longer detected, that is to say when it is less than or equal to the high threshold opening constraint, the if necessary to the low threshold opening constraint.
Toujours dans cette première forme de réalisation du système, la force représentative de la contrainte d'ouverture seuil peut être de préférence inférieure à la force d'attraction et de retenue F réduite.Still in this first embodiment of the system, the representative force of the threshold opening constraint may preferably be smaller than the reduced force of attraction and retention F.
Toujours dans cette première forme de réalisation les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être aptes à commander l'électroaimant 2' pour mettre le système dans un troisième mode de verrouillage ou mode accélération où l'électroaimant 2' est commandé de manière à établir temporairement dans ce dernier un courant de valeur supérieure à celle du courant nominal, ce en augmentant temporairement la valeur du rapport cyclique (k) au-delà de la valeur du rapport cyclique (k) commandant la mise dudit système dans le mode travail et afin d'accroître la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue nominale (F).Still in this first embodiment the processing and control means 5, 6 may be able to control the electromagnet 2 'to put the system in a third mode of locking or acceleration mode where the electromagnet 2' is controlled so temporarily establishing in the latter a current of value greater than that of the nominal current, this temporarily increasing the value of the duty cycle (k) beyond the value of the duty cycle (k) controlling the setting of said system in the working mode and to increase the rate of rise of the attraction force and nominal restraint (F).
Plus particulièrement, les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être prévus pour pouvoir augmenter substantiellement la valeur du rapport cyclique k, par exemple de sorte que celui-ci soit égal à deux fois le rapport cyclique k en mode travail, ce en vue du passage instantané du mode veille au mode accélération, préalablement au passage en mode travail.More particularly, the processing and control means 5, 6 may be provided to be able to increase substantially the value of the duty cycle k, for example so that it is equal to twice the cyclic ratio k in working mode, for the instantaneous transition from standby mode to acceleration mode, prior to switching to work mode.
Un tel mode accélération, assurant temporairement la transition du mode veille au mode travail, pour lequel le courant électrique moyen dans l'électroaimant 2' est alors augmenté temporairement au-delà du courant commandant le mode travail, permet d'améliorer considérablement la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue F de la ventouse électromagnétique 2. Le mode accélération peut être prévu préférentiellement dans le cas où le système comprend des moyens de détection de contrainte d'ouverture, notamment de détection d'une contrainte d'ouverture brusque et soudaine. La commande en mode accélération permet ainsi au système d'être capable de réagir encore plus rapidement et de ne pas être « pris de vitesse » notamment dans le cas d'un choc brusque, brutale et/ou soudain sur la porte ou la fenêtre équipée du système qui ne laisserait pas le temps au système de passer en mode travail entraînant alors l'ouverture de la porte ou de la fenêtre (
Bien entendu, comme on peut le voir également sur la
Dans une deuxième forme de réalisation du système selon la présente invention, les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être aptes à commander l'électroaimant 2' en faisant varier, de manière continue, le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation pour réaliser progressivement :
- le passage du mode veille en mode travail, maximal ou intermédiaire, ce en fonction de l'accroissement progressif de la contrainte d'ouverture détectée,
- le passage du mode travail, maximal ou intermédiaire, en mode veille, ce en fonction de la diminution progressive de la contrainte d'ouverture détectée.
- the transition from standby mode to working mode, maximum or intermediate, as a function of the progressive increase of the detected opening constraint,
- the transition from the working mode, maximum or intermediate, to standby mode, as a function of the progressive decrease of the detected opening constraint.
Dans un mode de réalisation préférentiel des moyens de détection de contrainte 10, 11, ceux-ci peuvent consister en un capteur capacitif 10, 11 intégré dans ledit système et les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être aptes à mesurer la variation de capacité électrique dudit capteur et à commander l'électroaimant 2' en fonction de ladite mesure, ladite variation de capacité électrique dépendant du déplacement de la partie concernée dudit système, plus particulièrement de l'électroaimant 2', due à la contrainte d'ouverture.In a preferred embodiment of the strain detecting means 10, 11, these can consist of a
Par ailleurs, la présente invention peut prévoir d'associer le capteur capacitif 10, 11 à un oscillateur, non représenté, apte à générer un signal fréquentiel logique carré ou rectangulaire traité, dont la fréquence diminue continument lorsque la contrainte d'ouverture s'accroît, ce de sorte à asservir la variation progressive du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation au signal fréquentiel. Ce dernier peut être traité par les moyens de traitement et de commande 5, 6 en vue de commander l'électroaimant 2' en faisant varier de manière continue ledit rapport cyclique pour mettre progressivement le système dans le mode travail ou veille en fonction de l'accroissement ou de la diminution de la contrainte d'ouverture.Furthermore, the present invention can provide for associating the
Par ailleurs, la présente invention peut prévoir d'associer le capteur capacitif 10, 11 à un oscillateur, non représenté, apte à générer un signal fréquentiel logique carré ou rectangulaire traité, dont la fréquence diminue continument lorsque la contrainte d'ouverture s'accroît, ce de sorte à asservir la variation progressive du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation au signal fréquentiel. Ce dernier peut être traité par les moyens de traitement et de commande 5, 6 en vue de commander l'électroaimant 2' en faisant varier de manière continue ledit rapport cyclique pour mettre progressivement le système dans le mode travail ou veille en fonction de l'accroissement ou de la diminution de la contrainte d'ouverture.Furthermore, the present invention can provide for associating the
De préférence, l'oscillateur électronique peut être réalisé à partir d'un circuit intégré multivibrateur astable du type NE555 ou autre circuit capable de fournir un signal logique carré ou rectangulaire dont la fréquence dépend de la capacité du condensateur de mesure.Preferably, the electronic oscillator can be made from an integrable multivibrator astable NE555 type or other circuit capable of providing a square or rectangular logic signal whose frequency depends on the capacitance of the measuring capacitor.
La période, et donc la fréquence, dudit signal logique généré par l'oscillateur électronique peut alors être évaluée par les moyens de traitement et de commande par comptage des périodes d'horloge entre deux fronts montants, le nombre de périodes d'horloge ainsi compté étant représentatif de la valeur de la capacité du condensateur de mesure et donc de ladite contrainte d'ouverture.The period, and therefore the frequency, of said logic signal generated by the electronic oscillator can then be evaluated by the processing and control means by counting the clock periods between two rising edges, the number of clock periods thus counted. being representative of the value of the capacitance of the measuring capacitor and thus of said opening constraint.
Dans une autre variante de la mesure de la variation de capacité du capteur capacitif, celle-ci peut être confiée directement aux moyens de traitement et de commande, par exemple en évaluant la durée de charge de ce dernier lorsqu'il est soumis à un courant de charge constant ou simplement connu.In another variant of the capacitance sensor capacity variation measurement, this can be directly assigned to the processing and control means, for example by evaluating the charging time of the latter when it is subjected to a current constant charge or simply known.
De préférence, le capteur capacitif peut comprendre un condensateur muni essentiellement de deux armatures 10 et 11 séparées par un entrefer 13, à savoir une première armature 10 solidaire du support 12 sur lequel est fixé l'électroaimant 2' et une seconde armature 11 solidaire de ce dernier. En outre, l'électroaimant 2' peut être fixé sur son support 12 par l'intermédiaire de moyens de liaison 14 associés à des moyens élastiques de rappel 15 autorisant un déplacement de l'électroaimant 2', depuis une position d'équilibre, sous l'effet d'une contrainte d'ouverture exerçant une traction sur ledit électroaimant 2', avec rappel élastique dudit électroaimant 2' vers sa position d'équilibre lors de la disparition de ladite contrainte, ledit déplacement ayant alors pour effet de modifier l'entrefer 13 entre lesdites armatures 10 et 11 et, partant, sa capacité (
Le support 12 peut présenter une forme de boîtier comprenant une paroi interne ou fond 12' s'étendant sensiblement perpendiculairement à la force de traction susceptible d'être exercée sur l'électroaimant 2' et la première armature 10 peut être fixée sur ledit fond 12', en regard de l'électroaimant 2' tandis que la seconde armature 11 peut être fixée sur une face de l'électroaimant 2' ou face de fixation, en regard de la première armature 10.The
L'électroaimant 2' peut être fixé sur le fond 12' du support 12 en forme de boîtier par l'intermédiaire d'au moins une vis 14 traversant librement le fond 12' et, le cas échéant, la première armature 10, en venant se visser dans la face de fixation de l'électroaimant 2'. En outre, la tête 14' de la ou de chaque vis 14 peut être mobile axialement dans un logement 16 pratiqué ledit fond 12' de sorte à permettre le déplacement de l'électroaimant 2' et son écartement dudit fond 12' lorsqu'une contrainte d'ouverture s'exerce sur ce dernier. Par ailleurs, le ou chaque logement 16 peut comporter une face de butée 16' limitant la course de la tête 14' de la vis 14 correspondante et donc le déplacement en traction de l'électroaimant 2' sous l'effet d'une contrainte d'ouverture. Par ailleurs, la ou chaque vis 14 peut comporter un organe élastique 15 permettant de rappeler élastiquement, lors de la disparition de la contrainte d'ouverture, l'électroaimant 2' vers sa position d'équilibre.The electromagnet 2 'can be fixed on the bottom 12' of the housing-shaped
Le ou chaque organe élastique 15 peut être une rondelle élastique pouvant être prévue pour entourer le corps de la vis 14 correspondante entre sa tête 14' et la face de butée 16' correspondante du support 12 en forme de boîtier.The or each
Dans une caractéristique additionnelle du système selon la présente invention la ventouse électromagnétique 2 peut intégrer en outre des moyens de détection de tension 4 permettant de détecter la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation 3 connectée à ladite ventouse et les moyens de traitement et de commande électroniques 5, 6 sont aptes en outre :
- à détecter et à mesurer la tension d'alimentation
délivrée par l'alimentation 3 connectée audit système, - à commander l'électroaimant 2' en commutant périodiquement la tension d'alimentation aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire ou signal de commutation et d'adaptation de tension S' (
figure 3 ), de fréquence variable ou non et de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, - à comparer la tension d'alimentation avec une tension de référence, de préférence égale à la tension nominale, et, à défaut d'égalité entre lesdites tensions d'alimentation détectée et de référence, à régler le rapport cyclique de commutation et de d'adaptation de tension de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante : V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique, avec 0 <= k <= 1, et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant et, d'une part, à attribuer au paramètre V la tension d'alimentation détectée et mesurée et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant, proportionnelle au courant nominal, à établir dans l'électroaimant,
- à effectuer le réglage du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension de manière discrète ou, éventuellement continue.
- detecting and measuring the supply voltage delivered by the
power supply 3 connected to said system, - controlling the electromagnet 2 'by periodically switching the supply voltage across the latter, from a square or rectangular periodic signal or switching signal and voltage adaptation S' (
figure 3 ), variable frequency or not and variable duty cycle or duty cycle switching and voltage adaptation, - comparing the supply voltage with a reference voltage, preferably equal to the nominal voltage, and, in the absence of equality between said sensed and reference supply voltages, to adjust the duty cycle and switching ratio. voltage adaptation so that it verifies the following proportionality equation: V * k = RI where the parameter k is said duty cycle, with 0 <= k <= 1, and the parameter R the value of the electrical resistance overall or average of the electromagnet and, firstly, to assign to the parameter V the detected and measured supply voltage and, secondly, to the parameter I a predetermined value of the current, proportional to the nominal current, to be established in the electromagnet,
- adjusting the switching duty cycle and voltage matching in a discrete or possibly continuous manner.
Ceci en vue d'adapter automatiquement et électroniquement ledit système à la tension d'alimentation de l'alimentation à laquelle il est connecté.This is to automatically and electronically adapt said system to the supply voltage of the power supply to which it is connected.
Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur vérifiant sensiblement ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.The continuous setting can consist of a gradual variation of the duty cycle of switching and voltage adaptation until it reaches a value substantially satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the parameter I as a function of the standby mode or the working mode.
Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs prédéterminées du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, la valeur prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre I selon le mode veille ou le mode travail à commander, et, d'autre part, à régler le rapport cyclique k à ladite valeur prédéterminée choisie.The discrete setting may consist in choosing from a set of predetermined values of the duty cycle and voltage adaptation duty cycle, the predetermined value satisfying said proportionality equation, for a predetermined value of the I parameter according to the sleep mode or the mode. to control, and, secondly, to set the duty cycle k to said predetermined value chosen.
Les valeurs prédéterminées précitées peuvent être stockées dans des moyens de stockage électroniques du type comprenant une ou plusieurs mémoire(s) électronique(s) pouvant être intégrée(s) dans les moyens de traitement et de commande 5, 6.The aforementioned predetermined values can be stored in electronic storage means of the type comprising one or more electronic memory (s) that can be integrated into the processing and control means 5, 6.
On rappellera que l'enroulement d'un électroaimant 2' peut être modélisé par une résistance R en série sur une inductance L et que si l'on appelle V(t) la tension appliqué à l'électroaimant 2', sous entendu sa bobine ou enroulement ou son équivalent électrique constitué par au moins deux bobines ou enroulements, et I(t) le courant qui la traverse, l'équation différentielle qui relie la tension V(t) au courant I(t) s'écrit :V(t) = RI(t) + LdI(t)/dt où dI(t) est la dérivée du courant I(t) par rapport au temps .It will be recalled that the winding of an electromagnet 2 'can be modeled by a resistor R in series on an inductance L and that if V (t) is called the voltage applied to the electromagnet 2', its coil or winding or its electrical equivalent consisting of at least two coils or windings, and I (t) the current flowing therethrough, the differential equation which connects the voltage V (t) to the current I (t) is written: V ( t) = RI (t) + LdI (t) / dt where dI (t) is the derivative of the current I (t) with respect to time.
On ne tiendra pas compte de l'éventuelle capacité parasite dont les effets aux fréquences qui nous occupent sont négligeables.We will not take into account the possible parasitic capacitance whose effects at the frequencies which occupy us are negligible.
On rappellera également que la variation dans le temps du courant en réponse à un créneau de tension est décrite par une fonction exponentielle décroissante ΔI=Io(1-e-t/τ) et que la constante de temps de la bobine τ=L/R varie selon les ventouses électromagnétiques existants sur le marché, mais reste de l'ordre de quelques micro secondes.It will also be recalled that the variation in time of the current in response to a voltage slot is described by a decreasing exponential function ΔI = I o (1-e -t / τ ) and that the time constant of the coil τ = L / R varies according to the electromagnets existing on the market, but remains of the order of a few microseconds.
Enfin on notera que le courant moyen qui traverse l'électroaimant 2' et qui provoque l'effet d'attraction magnétique et de retenue de la contreplaque 1 par l'électroaimant 2' est constitué d'une composante active correspondant à l'énergie réellement fournie par l'alimentation 3 et d'une composante réactive correspondant à l'énergie électromagnétique stockée et échangée alternativement entre l'électroaimant 2' et les moyens de traitement et de commande 5, 6. Un tel courant moyen Im est proportionnel à la tension d'alimentation selon l'équation suivante Im = kV/R où R est la résistance morte de l'électroaimant 2', k est le rapport cyclique et V la tension d'alimentation. L'alimentation 3 ne voit donc que la composante active de ce courant qui est donc, surtout pour les valeurs intermédiaires du rapport cyclique k, inférieur au courant total.Finally, it should be noted that the average current which passes through the electromagnet 2 'and which causes the effect of magnetic attraction and retention of the
Selon la présente invention, les fréquences de découpage du signal de commutation (S) peuvent, par exemple, être de l'ordre de 15 kHz, et donc de période T = 67us. On notera que la constante de temps τ de la bobine est donc beaucoup plus grande que la durée T d'une alternance complète de découpage telle que définie préférentiellement selon la présente invention. Les variations relatives possibles du courant sont donc très faibles, par exemple, inférieures à environ 2%, et il est ainsi possible en première approximation de considérer que les variations de courant dans des intervalles de temps de l'ordre de la période de découpage sont de la forme ΔI=Io t/τ. Comme t/τ est toujours petit, il est possible de considérer que le courant est sensiblement constant.According to the present invention, the switching frequencies of the switching signal (S) may, for example, be of the order of 15 kHz, and therefore of period T = 67us. It will be noted that the time constant τ of the coil is therefore much greater than the duration T of a complete alternation of cutting as defined preferentially according to the present invention. The possible relative variations of the current are therefore very small, for example, less than about 2%, and it is thus possible as a first approximation to consider that the current variations in time intervals of the order of the switching period are of the form ΔI = I o t / τ. Since t / τ is always small, it is possible to consider that the current is substantially constant.
Dans un mode de réalisation préférentiel des moyens de traitement et de commande électroniques 5, 6, ceux-ci peuvent comprendre essentiellement un circuit électronique de traitement et de commande 5 connecté à l'alimentation 3. Ce dernier est adapté notamment pour traiter l'ensemble des informations provenant des moyens respectivement de détection de tension 4 et, le cas échéant, de détection de contrainte d'ouverture 10, 11 et pour générer, en fonction desdites informations, le signal de commutation et de réduction de consommation S et/ou, le cas échéant, le signal de commutation et d'adaptation de tension S' en vue de la commande de l'électroaimant 2'. Les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent également comprendre un interrupteur de commande 6 électronique pouvant être apte à être commandé en ouverture ou en fermeture par ledit signal S ou S' de sorte à commuter directement et périodiquement aux bornes de l'électroaimant 2' la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation 3 connectée à la ventouse électromagnétique 2 (
De préférence, le circuit électronique de traitement et de commande 5 peut consister en un microcontrôleur 5 alimenté par une tension propre au moyen d'un régulateur de tension 7, intégré ou non dans ledit microcontrôleur 5, connecté à l'alimentation 3 de la ventouse. En outre, l'interrupteur 6 peut consister en un transistor de commutation, par exemple un transistor de type MOSFET canal n ou canal p à enrichissement. Un tel transistor peut être intercalé, par exemple dans le cas d'un transistor canal n, entre le pôle négatif de l'alimentation 3 et le pôle négatif de l'électroaimant 2' ou, le cas échéant, par exemple dans le cas d'un transistor canal p, entre le pôle positif de l'alimentation 3 et le pôle positif l'électroaimant 2'.Preferably, the electronic processing and
On notera que, le cas échéant, le moyen de stockage des valeurs prédéterminées du rapport cyclique correspondant, peut être intégré dans le circuit électronique de traitement et de commande 5 des moyens de traitement et de commande 5, 6 et plus particulièrement dans le microcontrôleur 5.It will be noted that, if appropriate, the means for storing the predetermined values of the corresponding duty cycle can be integrated in the electronic processing and
Les moyens de détection de tension 4 peuvent consister essentiellement en un pont diviseur, de préférence associé à un condensateur de filtrage 8 et à une diode Zener 9, ladite diode 9 étant destinée à protéger, le cas échéant, le microcontrôleur d'éventuels dépassements de tension au delà de sa tension maximale.The voltage detection means 4 may consist essentially of a divider bridge, preferably associated with a filtering capacitor 8 and a Zener diode 9, said diode 9 being intended to protect, if necessary, the microcontroller from possible overshoots. voltage beyond its maximum voltage.
Ainsi les deux fonctions, de réduction de la consommation électrique du système et, le cas échéant, d'adaptation de ce dernier à au moins une tension d'alimentation, peuvent faire appel au même principe de commande de l'état de l'électroaimant 2' par variation des rapports cycliques correspondants et l'intégration des moyens permettant la mise en oeuvre de ces deux fonctions dans la ventouse électromagnétique 2 permet d'obtenir un système très compact du point de vue des circuits électroniques.Thus, the two functions of reducing the power consumption of the system and, if necessary, adapting the latter to at least one supply voltage, can use the same control principle of the state of the electromagnet. 2 'by variation of the corresponding cyclic ratios and the integration of the means for the implementation of these two functions in the
Si l'on retient les deux tensions d'alimentation nominales de 12 V et de 24 V, un tel système selon la présente invention, adapté pour assurer les deux fonctions respectivement de réduction de la consommation électrique et, le cas échéant, d'adaptation de tension, peut prendre alors quatre états distincts, déterminés par la combinaison de deux paramètres qui sont :
- le mode de fonctionnement du système (mode veille ou mode travail,
- la tension d'alimentation (12 V ou 24V) de l'alimentation 3 connectée audit système et plus particulièrement à l'électroaimant 2' de la ventouse électromagnétique 2.
- the operating mode of the system (standby mode or work mode,
- the supply voltage (12 V or 24 V) of the
power supply 3 connected to said system and more particularly to the electromagnet 2 'of theelectromagnet 2.
Il résulte de ces paramètres, dans l'exemple particulier d'une adaptation du système selon la présente invention à deux tensions d'alimentation (12 V et 24 V), quatre valeurs possibles du rapport cyclique correspondant commandant la commutation de l'électroaimant 2' comportant un ou plusieurs enroulements. Ainsi, la présente invention peut prévoir, par exemple, préférentiellement, les valeurs suivantes du rapport cyclique pour chaque mode de fonctionnement du système et pour chaque tension d'alimentation précités :
- mode travail, 12 V k = 1
- mode travail, 24 V k < 1, par exemple k = 0,5
- mode veille, 12 V k < 1, par exemple k = 0, 35
- mode veille, 24 V k < 0, 5 (mode travail, 24 V), par exemple k = 0,2.
- work mode, 12 V k = 1
- working mode, 24 V k <1, for example k = 0.5
- standby mode, 12 V k <1, for example k = 0, 35
- sleep mode, 24 V k <0, 5 (working mode, 24 V), for example k = 0.2.
Les valeurs numériques du rapport cyclique correspondant sont données uniquement à titre indicatif, mais doivent être ajustées en fonction de la courbe de réponse de la force de d'attraction et de retenue F en fonction du courant moyen traversant l'électroaimant 2' qui n'est pas linéaire du fait de l'effet de saturation par les courants forts.The numerical values of the corresponding duty cycle are given for information only, but must be adjusted according to the response curve of the attraction and retention force F as a function of the average current flowing through the electromagnet 2 'which does not is not linear because of the saturation effect by strong currents.
Les moyens de détection de tension 4, les moyens de traitement et de commande 5, 6 et le cas échéant les moyens de détection d'une contrainte d'ouverture 10, 11 peuvent être alimentés électriquement de préférence par l'alimentation 3 connectée à la ventouse électromagnétique 2.The voltage detection means 4, the processing and control means 5, 6 and, if appropriate, the means for detecting an
Par ailleurs, la présente invention peut prévoir que l'électroaimant 2 comporte un moyen de raccordement de commande 17, distincts des moyens de raccordement assurant sa connexion électrique à une alimentation 3. Le moyen de raccordement 17 permet de relier électriquement l'électroaimant 2' à une centrale incendie, non représentée, qui active ou désactive l'électroaimant 2, quelque soit l'état de l'alimentation 3 à laquelle il est connecté. En outre la présente invention peut prévoir que la déconnexion dudit moyen de raccordement 17 désactive l'électroaimant 2', quelle que soit l'état de ladite alimentation 3. Une telle possibilité permet une commande indépendante du système de ventouse électromagnétique 2, selon la présente invention, par une centrale incendie, à faible puissance, et dissociée de l'alimentation 3 connectée à ce dernier, qui peut alors rester permanente.Furthermore, the present invention can provide that the
La mise en oeuvre électronique d'une telle commande par une centrale incendie peut être basée sur la commande électronique des transistors de commutation ou ballast, non représentés, qui se trouvent, de manière connue, en série sur la ou les enroulements de l'électroaimant 2'. La commande, de manière prioritaire, bloque lesdits transistors, interrompant ainsi le courant dans l'électroaimant 2'.The electronic implementation of such a control by a fire panel may be based on the electronic control of the switching transistors or ballast, not shown, which are, in known manner, in series on the winding or windings of the electromagnet 2 '. The control, as a priority, blocks said transistors, thereby interrupting the current in the electromagnet 2 '.
Ainsi grâce au système selon la présente invention ne nécessite pas plus d'une ligne d'alimentation, provenant directement de l'alimentation continue avec réglage du rapport cyclique k au moyen des moyens de traitement et de commande 5, 6, pour commander l'électroaimant 2' selon le procédé de la présente invention, c'est-à-dire pour commander au moins une bobine, préférentiellement une bobine unique, de l'électroaimant 2'. La tension d'alimentation est ainsi directement découpée, sans l'intermédiaire de régulateurs de tension comme c'est le cas pour des systèmes de l'art antérieur tel que celui faisant l'objet du document
La tension d'alimentation continue fournie par la source d'énergie extérieure activant la ventouse est utilisée telle qu'elle, de préférence dans une plage de tension pouvant aller, par exemple, de l'ordre de 10V à 30V, voire davantage et avec un tel procédé et un tel système convenant à sa mise oeuvre, le rendement est proche de 100% car la seule consommation énergétique, qui ne soit pas celle de la ou des bobines de l'électroaimant 2', est due à la partie électronique de commande et plus particulièrement, dans le mode de réalisation préférentiel, au circuit électronique de commande bâti autour du microcontrôleur et du transistor de commutation, de préférence de type MOSFET, fonctionnant en interrupteur.The DC supply voltage supplied by the external power source activating the suction cup is used such that, preferably in a voltage range which may range, for example, from 10V to 30V, or more, and with such a method and such a system suitable for its implementation, the efficiency is close to 100% because the only energy consumption, which is not that of the coil or coils of the electromagnet 2 ', is due to the electronic part of control and more particularly, in the preferred embodiment, the electronic control circuit built around the microcontroller and the switching transistor, preferably MOSFET type, operating as a switch.
Enfin les moyens de détection de contrainte d'ouverture mis en oeuvre dans le système selon la présente invention, et plus particulièrement le capteur de contrainte capacitif dont les armatures du condensateur dudit capteur sont directement solidaires respectivement de la partie fixe (berceau de la ventouse fixé à son substrat) et de la partie mobile (circuit magnétique en contact avec la contreplaque), garantissent une conversion immédiate ou instantanée de la contrainte d'ouverture détectée et appliquée plus particulièrement en variation de capacité électrique dudit capteur. En outre, un tel capteur capacitif est lu directement par les moyens de traitement et de commande et plus particulièrement par le microntrôleur, ce sans intermédiaire.Finally, the opening constraint detection means implemented in the system according to the present invention, and more particularly the capacitive stress sensor, the armatures of the capacitor of said sensor are directly integral respectively with the fixed part (cradle of the fixed suction cup). its substrate) and the moving part (magnetic circuit in contact with the counterplate), guarantee an instantaneous or instantaneous conversion of the opening constraint detected and applied more particularly in variation of electrical capacitance of said sensor. In addition, such a capacitive sensor is read directly by the processing and control means and more particularly by the microcontroller, without intermediary.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown in the accompanying drawings. Modifications are possible, particularly from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of protection of the invention.
Claims (21)
et en ce que la force représentative de la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant la contrainte d'ouverture intermédiaire, est inférieure à la force d'attraction et de retenue réduite.
and in that the force representative of the high threshold opening stress, where appropriate the intermediate opening stress, is smaller than the reduced force of attraction and restraint.
ce en vue d'adapter automatiquement et électroniquement ledit système à la tension d'alimentation de l'alimentation (3) à laquelle il est connecté.
this to automatically and electronically adapt said system to the supply voltage of the power supply (3) to which it is connected.
et en ce qu'il consiste à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, pour adapter ledit système à l'une ou l'autre desdites tensions d'alimentation V1, V2, V3, en attribuant audit rapport cyclique une première valeur k1 ou valeur haute, lorsque ledit système est connecté à la première alimentation et une deuxième valeur k2, inférieure à ladite première valeur k1, lorsque ledit système est connecté à la deuxième alimentation, le cas échéant, une troisième valeur k3, inférieure à la deuxième valeur k2, lorsque ledit système est connecté à la troisième alimentation.Method according to Claim 8, characterized in that it allows automatic and electronic adaptation of said system to two DC supply voltages, where appropriate three DC supply voltages, respectively delivered by three separate power supplies, namely: on the one hand, a first supply voltage V1, preferably equal to the nominal voltage of said electromagnetic pad, and, on the other hand, a second supply voltage V2 greater than said first supply voltage V1, if applicable a third supply voltage V3 greater than said second supply voltage V2
and in that it consists in adjusting the duty cycle and voltage adaptation ratio, to adapt said system to one or other of said supply voltages V1, V2, V3, by attributing to said duty cycle a first value k1 or high value, when said system is connected to the first power supply and a second value k2, lower than said first value k1, when said system is connected to the second power supply, if necessary, a third value k3, lower than the second value k2, when said system is connected to the third power supply.
système caractérisé en ce que :
characterized in that :
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