FR2477807A1 - ASSEMBLY FOR THYRISTORS AND TRIACS STARTING - Google Patents
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Abstract
MONTAGE DESTINE A L'AMORCAGE DE THYRISTORS, DE TRIACS ET DE COMPOSANTS ANALOGUES ET AU MOYEN DUQUEL PEUT ETRE INDUITE, DANS UN ENROULEMENT DETECTEUR ASSOCIE PAR COUPLAGE MAGNETIQUE A UN NOYAU FERROMAGNETIQUE, UNE IMPULSION DE TENSION QUI EST UTILISEE COMME IMPULSION D'AMORCAGE. LE NOYAU FERROMAGNETIQUE 1 EST UN ELEMENT MAGNETIQUE BISTABLE ET IL EST PREVU DES ORGANES 3, 4 POUR CREER UN CHAMP MAGNETIQUE QUI, AU NIVEAU DE L'ELEMENT MAGNETIQUE BISTABLE, EST FONCTION DE LA POSITION D'UN OBJET MOBILE 8 ET PEUT ETRE INVERSE. L'INVENTION EST APPLICABLE PAR EXEMPLE DANS LE DOMAINE DES COMMANDES DE MACHINES.MOUNTING INTENDED FOR THE PRIMING OF THYRISTORS, TRIACS AND SIMILAR COMPONENTS AND BY MEANS OF WHICH CAN BE INDUCED, IN A DETECTOR WINDING ASSOCIATED BY MAGNETIC COUPLING WITH A FERROMAGNETIC CORE, A VOLTAGE PULSE WHICH IS USED AS AMORCAGE. FERROMAGNETIC CORE 1 IS A BISTABLE MAGNETIC ELEMENT AND ORGANS 3, 4 ARE PROVIDED TO CREATE A MAGNETIC FIELD WHICH, AT THE LEVEL OF THE BISTABLE MAGNETIC ELEMENT, IS A FUNCTION OF THE POSITION OF A MOBILE OBJECT 8 AND CAN BE INVERTED. THE INVENTION IS APPLICABLE FOR EXAMPLE IN THE FIELD OF MACHINE CONTROLS.
Description
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La présente invention part d'un montage destiné à The present invention starts from an assembly intended to
l'amorcage de thyristors, de triacs et de composants ana- the priming of thyristors, triacs and analogous components
logues et au moyen duquel peut être induite, dans un en- and by means of which it can be induced, in a
roulement électrique (enroulement détecteur) associé par couplage magnétique à un noyau ferromagnétique, une im- pulsion de tension qui est utilisée en tant qu'impulsion d'amorçage. electrical rolling (detector winding) associated by magnetic coupling to a ferromagnetic core, a voltage pulse which is used as a starting pulse.
La commande de thyristors et de triacs par l'inter- The thyristor and triac control
médiaire de contacts de commutation, telle qu'elle est pratiquée,par exemple pour des commandes de machines lors de l'enregistrement d'états de déplacement de pièces en mouvement, exige que le signal de commande passant par switching contacts, as practiced, for example for machine controls when recording moving object moving states, requires that the control signal passing through
les contacts de commutation soit préparé de façon appro- the switching contacts are prepared in an appro-
priée par des mesures pour faire cesser le rebondissement urged by measures to stop the rebound
des commutateurs ou pour supprimer des composantes para- switches or to remove para-
sites du signal de commande, qui sont dues au rebondis- control signal sites, which are due to the bouncing
sement des contacts de commutation, en prévoyant des ré- switching contacts, providing for
sistances de fuite et par des moyens pour raccourcir la durée des impulsions, par exemple par l'utilisation de leakage and by means to shorten the duration of the pulses, for example by the use of
diodes à quatre couches (trijonction). diodes with four layers (trijunction).
Pour empêcher tout amorçage intempestif du thyris- To prevent inadvertent priming of the thyristor
tor ou du triac, l'entrée de la gâchette doit présenter une impédance terminale suffisamment faible. Le surcroît tor or triac, the trigger input must have a sufficiently low terminal impedance. The extra
de puissance des signaux de commande ainsi rendu néces- power of control signals thus made necessary.
saire doit être fourni par le circuit de commande. must be provided by the control circuit.
Par ailleurs, il est connu d'utiliser pour l'amor- Moreover, it is known to use for the amor-
çage de thyristors et de triacs des transformateurs pour thyristors and triacs transformers for
impulsions qui sont relativement coûteux. pulses that are relatively expensive.
La présente invention a pour objet de créer un mon- The object of the present invention is to create a
tage pouvant être commandé notamment par des déplacements mécaniques et qui est d'une construction simple et d'un which can be controlled in particular by mechanical displacements and which is of simple construction and
fonctionnement exempt de perturbations. operation free of disturbances.
Ce but est atteint suivant l'invention, pour un montage du type mentionné plus haut, par le fait que le noyau ferromagnétique est un élément magnétique bistable This object is achieved according to the invention, for a mounting of the type mentioned above, in that the ferromagnetic core is a bistable magnetic element.
et que des organes sont prévus pour créer un champ magné- and that organs are intended to create a magnetic field
tique qui, au niveau de l'élément magnétique bistable, est fonction de la position d'un objet mobile et peut which, at the level of the bistable magnetic element, is a function of the position of a moving object and can
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être inversé.to be reversed.
En tant qu'éléments magnétiques bistables, égale- As bistable magnetic elements,
ment appelés noyaux de commutation magnétiques bistables, il convient d'utiliser notamment des fils du type dit Wiegand dont la constitution et la fabrication sont dé- crites dans la Demande de Brevet allemand publiée n0 Bistable magnetic switching cores, Wiegand-type wires, the construction and manufacture of which are described in the published German patent application no.
2 143 326. Des fils Wiegand sont, quant à leur composi- 2 143 326. Wiegand sons are, in their composition,
tion, des fils ferromagnétiques homogènes (par exemple en un alliage de fer et de nickel, de préférence 48 % de fer et 52 % de nickel, ou en alliage de fer et de cobalt, ou en un alliage de fer avec du cobalt et du nickel, ou encore en un alliage de cobalt avec du fer et du vanadiumn de préférence 52 % de cobalt, 38 % de fer et 10 % de vanadium), qui par suite d'un traitement mécanique et thermique spécial possèdent un noyau magnétique doux et homogeneous ferromagnetic wires (for example, an alloy of iron and nickel, preferably 48% iron and 52% nickel, or an alloy of iron and cobalt, or an iron alloy with cobalt and nickel). nickel, or a cobalt alloy with iron and vanadium, preferably 52% cobalt, 38% iron and 10% vanadium), which as a result of a special mechanical and thermal treatment have a soft magnetic core and
une enveloppe magnétique dure, c'est-à-dire que l'enve- a hard magnetic envelope, that is to say that the enve-
loppe, présente une force coercitive supérieure à celle du noyau. Des fils Wiegand présentent typiquement une longueur de 5 à 50 mm, de préférence de 20 à 30 mm. Si un fil Wiegand, dans lequel le sens d'aimantation du noyau magnétique doux correspond au sens d'aimantation de l'enveloppe magnétique dure, est placé dans un champ magnétique extérieur dont la direction correspond à la direction de l'axe du fil mais dont le sens est opposé loppe, has a coercive force superior to that of the nucleus. Wiegand yarns typically have a length of 5 to 50 mm, preferably 20 to 30 mm. If a Wiegand wire, in which the magnetization direction of the soft magnetic core corresponds to the magnetization direction of the hard magnetic envelope, is placed in an external magnetic field whose direction corresponds to the direction of the axis of the wire but whose meaning is opposite
au sens d'aimantation du fil Wiegand, alors le sens d'ai- in the sense of magnetization of the Wiegand wire, then the sense of
mantation du noyau doux du fil Wiegand se trouve inversé en cas de dépassement d'une intensité de champ d'environ 16 A/cm. Cette inversion est également appelée remise à l'état initial. En cas d'une nouvelle inversion du sens du champ magnétique extérieur le sens d'aimantation du noyau s'inverse à nouveau dès que l'intensité du champ Wiegand's soft core mantle is inverted when a field strength of approximately 16 A / cm is exceeded. This inversion is also called resetting. In case of a new inversion of the direction of the external magnetic field, the direction of magnetization of the nucleus is reversed again as soon as the intensity of the field
magnétique extérieur excède une valeur critique, de sor- magnetic field exceeds a critical value, of
te que le noyau et l'enveloppe se trouvent de nouveau that the core and the envelope are again
aimantés parallèlement. Cette inversion du sens d'aiman- magnetized parallel. This inversion of the sense of
tation s'effectue très rapidement et s'accompagne d'une forte variation correspondante du flux magnétique par unité de temps (effet Wiegand). Cette variation du flux magnétique peut induire dans une bobine d'induction une 2477g07 -3- impulsion de tension (impulsion Wiegand) courte et très forte (pouvant en fonction du nombre de spires et de la résistance de charge de la bobine d'induction atteindre tation takes place very rapidly and is accompanied by a corresponding large variation in the magnetic flux per unit of time (Wiegand effect). This variation of the magnetic flux can induce in a induction coil a short and very strong voltage pulse (pulse Wiegand) (depending on the number of turns and the load resistance of the induction coil)
jusqu'à environ 12 volts).up to about 12 volts).
Lors de la remise du noyau à son état initial une When returning the kernel to its initial state a
impulsion est également produite dans une bobine d'induc- pulse is also produced in an inductive coil.
tion mais cette impulsion présente, par rapport au cas du passage du sens d'aimantation antiparallèle à celui parallèle, une amplitude sensiblement plus faible et de this pulse has, compared to the case of the passage of the direction of magnetization antiparallel to that parallel, a substantially lower amplitude and
signe contraire.opposite sign.
Si l'on choisit comme champ magnétique extérieur If one chooses as external magnetic field
un champ alternatif, capable d'inverser d'abord l'aiman- an alternating field, capable of reversing the magnetism first
tation du noyau et ensuite celle de l'enveloppe et de les amener chacun à l'état de saturation magnétique, alors tation of the core and then that of the envelope and bring them each to the state of magnetic saturation, then
il se produit, par suite du changement du sens d'aimanta- it occurs as a result of the change in the sense of magnetism
tion du noyau magnétique doux,-des impulsions Wiegand présentant alternativement une polarité positive et une of the soft magnetic core, Wiegand pulses alternatively having a positive polarity and a
polarité négative et on peut alors parler d'une excita- negative polarity and then we can talk about an excitatory
tion symétrique du fil Wiegand. Pour cela il faut des intensités de champ d'environ - (80 à 120 A/cm) à + (80 à 120 A/cm). L'invention de l'aimantation de l'enveloppe se produit également brusquement et conduit aussi à une symmetrical Wiegand wire. For this, field strengths of about - (80 to 120 A / cm) to + (80 to 120 A / cm) are required. The invention of the magnetization of the envelope also occurs abruptly and also leads to a
impulsion dans la bobine d'induction, mais cette impul- impulse in the induction coil, but this impulse
sion est beaucoup plus faible que celle induite lors de sion is much weaker than that induced during
2S l'inversion de l'aimantation du noyau et n'est pas ex- 2S the inversion of the magnetization of the nucleus and is not ex-
ploitée dans la plupart des cas.in most cases.
Si l'on choisit, par contre, comme champ magnéti- If, on the other hand, one chooses as a magnetic field
que extérieur un champ capable d'inverser seulement le sens d'aimantation du noyau doux et non pas celui de l'enveloppe dure, alors les fortes impulsions Wiegand ne se produisent qu'avec une même polarité et on peut alors parler d'une excitation asymétrique du fil Wiegand. Pour cela il faut dans un sens une intensité de champ d'au that a field capable of reversing only the magnetization direction of the soft core and not that of the hard shell, then the strong Wiegand pulses only occur with the same polarity and we can then speak of an excitation asymmetrical Wiegand wire. For this it is necessary in a sense a field intensity of
moins 16 A/cm (pour ramener le fil Wiegand à l'état ini- minus 16 A / cm (to bring the Wiegand wire back to
tial) et dans le sens inverse une intensité de champ tial) and in the opposite direction a field intensity
d'environ 80 à 120 A/cm.from about 80 to 120 A / cm.
Il est caractéristique de l'effet Wiegand que les impulsions produites par cet effet sont, quant à leurs -4- amplitude et largeur, dans une large mesure indépendantes de la vitesse de variation du champ magnétique extérieur It is characteristic of the Wiegand effect that the pulses produced by this effect are, as to their amplitude and width, to a large extent independent of the rate of change of the external magnetic field.
et présentent un rapport signal/bruit élevé. and have a high signal-to-noise ratio.
Dans le cadre de l'invention peuvent également être utilisés des éléments magnétiques bistables conçus différemment, à condition que ceux-ci comportent deux régions couplées magnétiquement entre elles et présentant l'une par rapport à l'autre une dureté magnétique (force coercitive) différente et puissent, de manière analogue à des fils Wiegand, servir à la génération d'impulsions par inversion rapide, induite, de l'aimantation de la région magnétique douce. Ainsi il est décrit,par exemple In the context of the invention can also be used bistable magnetic elements designed differently, provided that they include two regions magnetically coupled to each other and having with respect to each other a different magnetic hardness (coercive force) and may, in a manner analogous to Wiegand wires, be used for the generation of pulses by rapid, induced inversion of the magnetization of the soft magnetic region. So it is described, for example
dans le Brevet allemand no 2 514 131 un noyau de commu- in German Patent No. 2,514,131 a nucleus of
tation magnétique bistable présenté sous la forme d'un fil qui est constitué d'un noyau magnétique dur (par exemple en nickel-cobalt), d'une couche intermédiaire conductrice de l'électricité (par exemple en cuivre) déposée sur le noyau et d'une couche magnétique douce Bistable magnetic resistor in the form of a wire which consists of a hard magnetic core (for example nickel-cobalt), an electrically conductive intermediate layer (for example made of copper) deposited on the core and a soft magnetic layer
(par exemple en nickel-fer) déposée sur la couche inter- (eg nickel-iron) deposited on the inner layer
médiaire. Une autre variante comporte en outre un noyau formé d'un conducteur intérieur dépourvu de perméance (par exemple en bérylliumcuivre) sur lequel est alors médiaire. Another variant further comprises a core formed of an inner conductor devoid of permeance (for example beryllium copper) on which is then
déposée la couche magnétique dure sur laquelle est en- deposited the hard magnetic layer on which is
suite déposée la couche intermédiaire qui est enfin re- subsequently deposited the intermediate layer which is finally
couverte de la couche magnétique douce. Ce noyau de commutation magnétique bistable connu génère toutefois des impulsions de commutation plus faibles que celles covered with the soft magnetic layer. This known bistable magnetic switching core, however, generates lower switching pulses than those
générées par un fil Wiegand.generated by a Wiegand thread.
Si, conformément à la présente invention, l'élé- If, in accordance with the present invention, the
ment magnétique bistable se trouve dans un champ magné- bistable magnetic resonance is in a magnetic field
tique qui par suite du déplacement d'un objet peut chan- which as a result of the movement of an object may change
ger de sens au niveau de l'élément magnétique bistable, meaning in the bistable magnetic element,
alors ce champ magnétique est également capable d'inver- then this magnetic field is also capable of reversing
ser l'aimantation de l'élément magnétique bistable et de the magnetization of the bistable magnetic element and
produire ainsi dans l'enroulement détecteur, qui est as- thus produce in the winding detector, which is as-
socié à l'élément magnétique bistable par couplage ma- associated with the bistable magnetic element by manual coupling
gnétique, une impulsion caractéristique susceptible d' être utilisée pour l'amorçage d'un thyristor ou d'un a characteristic impulse that can be used to initiate a thyristor or a
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triac.triac.
Pour cela il est évidemment nécessaire que l'élé- For this it is obviously necessary that the
ment magnétique bistable soit orienté de façon que ses deux sens d'aimantation présentent une composante dans la même direction que celle du champ extérieur et soient de préférence autant que possible parallèles à ce dernier Bistable magnetic element is oriented so that its two directions of magnetization have a component in the same direction as that of the external field and are preferably as parallel as possible to the latter
afin que le couplage magnétique entre l'élément magnéti- so that the magnetic coupling between the magnetic element
que bistable et la source du champ extérieur soit aussi that bistable and the source of the outer field is also
fort que possible. En outre, le champ magnétique extéri- strong as possible. In addition, the external magnetic field
eur doit, au niveau de l'élément magnétique bistable, atteindre au moins les valeurs nécessaires à l'excitation must, at the level of the bistable magnetic element, reach at least the values necessary for excitation
asymétrique. Dans l'un des sens il faut au moins l'inten- asymmetric. In one of the senses, one must at least
sité de champ HR (dans le cas de fils Wiegand environ - 16 A/cm) nécessaire pour ramener l'élément magnétique HR field strength (in the case of Wiegand wires approx. - 16 A / cm) needed to bring back the magnetic element
bistable par voie magnétique à son état antérieur (inver- bistable by magnetic means to its previous state (inver-
ser la polarité de la région magnétique douce de l'élé- the polarity of the soft magnetic region of the
ment magnétique bistable de façon à la faire passer, par rapport au sens d'aimantation de la région magnétique bistable magnetic element so as to pass it, with respect to the magnetization direction of the magnetic region
dure, de l'orientation parallèle à celle antiparallèle). hard, orientation parallel to that antiparallel).
En cas d'inversion du sens du champ il faut alors une intensité de champ Ha suffisante pour inverser à nouveau la polarité de la région magnétique douce de l'élément In the event of a reversal of the field direction, it is then necessary to have a field strength Ha that is sufficient to reverse the polarity of the soft magnetic region of the element again.
magnétique bistable de façon à obtenir l'orientation pa- bistable magnetic so as to obtain the pa-
rallèle du sens d'aimantation (dans le cas de fils the sense of magnetization (in the case of
Wiegand Ha est d'environ 80 à 120 A/cm). Wiegand Ha is about 80 to 120 A / cm).
Il existe de nombreuses possibilités pour obtenir la géométrie de champ magnétique désirée. Ainsi on peut, There are many possibilities for obtaining the desired magnetic field geometry. So we can,
par exemple, créer un champ magnétique statique, inva- for example, creating a static magnetic field, inva-
riable dans l'espace, qui présente un passage par zéro. in space, which has a zero crossing.
Ceci peut être réalisé par exemple en prévoyant deux This can be achieved for example by providing two
paires de pôles magnétiques dont les polarités alter- pairs of magnetic poles whose alternating polarities
nent. Dans ce champ magnétique peut être déplacé un élé- NEET. In this magnetic field can be moved a
ment magnétique bistable relié à l'objet mobile et qui, après un passage par zéro dans un sens, se trouve ramené à son état antérieur et, après un passage par zéro dans bistable magnetic element connected to the moving object and which, after a zero crossing in one direction, is brought back to its previous state and, after a zero crossing in
l'autre sens, produit une impulsion caractéristique. the other direction produces a characteristic impulse.
L'enroulement détecteur peut être déplaçable avec l'élément magnétique bistable mais il peut également The detector winding can be movable with the bistable magnetic element but it can also
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être disposé à proximité de l'endroit du champ maigntique o le déclenchement de l'impulsion caractéristique est prévu. be placed near the location of the field where the characteristic pulse is triggered.
Une autre forme de réalisation préférée de l'inven- Another preferred embodiment of the invention
tion utilise deux champs magnétiques statiques dont l'un tion uses two static magnetic fields, one of which
est fixe par rapport à l'emplacement de l'élément magné- is fixed in relation to the location of the magnetically
tique bistable alors que l'autre est déplaçable. Les deux champs sont opposés. Ainsi on peut également créer, tick bistable while the other is movable. The two fields are opposite. So we can also create,
au niveau de l'élément magnétique bistable, un champ ma- at the level of the bistable magnetic element, a magnetic field
1-0 gnétique dont le changement de sens dépend de l'objet 1-0 gnetic whose change of direction depends on the object
mobile et à cet égard le fait de savoir si c'est l'élé- and in this respect whether it is
ment magnétique bistable ou l'un des aimants qui se dé- bistable magnetic magnet or one of the magnets
place est en principe sans importance. place is in principle irrelevant.
Le champ magnétique qui est lié à l'élément magné- The magnetic field that is linked to the magnetic element
tique bistable de manière fixe dans l'espace peut être fixed bistable tick in the space can be
créé aussi bien par un enroulement, parcouru par un cou- created by a winding, traversed by a neckline
rant et placé sur l'élément magnétique bistable ou à cô- rant and placed on the bistable or
té de celui-ci, que par un aimant permanent comme par of the latter, only by a permanent magnet as
exemple un barreau aimanté disposé parallèlement à l'élé- example, a magnetized bar arranged parallel to the
ment magnétique bistable.bistable magnetic
Le champ magnétique dépendant de l'objet mobile The magnetic field depending on the moving object
est lui aussi avantageusement créé par des aimants per- is also advantageously created by magnets per-
manents et à cet égard il peut s'agir aussi bien d'ai- and in this respect it may be
mants permanents formés par l'objet mobile ou reliés à celui-ci que d'aimants fixes influencés par un objet permanent magnets formed by or connected to the moving object as fixed magnets influenced by an object
ferromagnétique mobile de façon à faire varier, au ni- ferromagnetic mobile so as to vary,
veau de l'élément magnétique bistable, l'intensité du calf of the bistable magnetic element, the intensity of
champ établi par ces aimants.field established by these magnets.
En tout cas il est avantageux que le champ magne- In any case it is advantageous that the
tique se déplaçant avec l'élément magnétique bistable soit le champ magnétique le plus faible, lequel ne sert qu'à ramener l'élément magnétique bistable à son état antérieur. Dans ce cas, lorsque le champ magnétique plus The tick moves with the bistable magnetic element being the weakest magnetic field, which only serves to bring the bistable magnetic element back to its previous state. In this case, when the magnetic field more
intense dépendant de l'objet robile s'approche de l'élé- intense depending on the robil object approaches the
ment magnétique bistable, une impulsion caractéristioue est déclenchée aussitôt que la distance de l'objet l'élément magnétique bistable devient inférieure R un seuil critique alors que, en cas d'éloignement Je ce -7- bistable magnetic moment, a characteristic impulse is triggered as soon as the distance of the object the bistable magnetic element becomes lower R a critical threshold while, in case of removal I -7-
champ magnétique mobile, se produit la remise de l'élé- mobile magnetic field, occurs the delivery of the
ment magnétique bistable à son état antérieur. Ce proces- Bistable magnetic element in its previous state. This process
sus est particulièrement apte à être utilisé pour des sus is particularly suitable for use in
commandes de machines.machine controls.
Outre l'excitation asymétrique, l'excitation symé- trique de l'élément magnétique bistable est également possible à condition que les intensités de champ, au In addition to the asymmetric excitation, the symmetrical excitation of the bistable magnetic element is also possible provided that the field strengths, at
niveau de l'élément magnétique bistable, puissent attein- level of the bistable magnetic element, can reach
dre dans les deux sens des valeurs suffisamment importan- in both directions sufficiently large values
tes (Hs étant approximativement + (80 à 120) A/cm dans le cas de fils Wiegand) mais cela n'offre aucun avantage (Hs being approximately + (80 to 120) A / cm in the case of Wiegand wires) but this offers no advantage
sur l'excitation asymétrique. Du point de vue de l'ob- on asymmetric excitation. From the point of view of
tention de signaux avec un haut rendement il convient d'utiliser de préférence, en tant qu'élément magnétique signal retention with high efficiency it is preferable to use as a magnetic
bistable, un fil Wiegand entouré par l'enroulement dé- bistable, a Wiegand wire surrounded by winding de-
tecteur. L'utilisation d'un élément magnétique bistable pour produire des impulsions d'amorçage a pour avantage detector. The use of a bistable magnetic element to produce starting pulses has the advantage
que la durée et l'amplitude des impulsions sont sensi- that the duration and amplitude of the pulses are sensi-
blement indépendantes de la forme et de la fréquence du independent of the form and frequency of the
courant alternatif excitateur. D'autres influences am- alternating current exciter. Other influences
biantes, notamment la température, n'exercent pas non biants, including temperature, do not exert
plus d'influence notable sur la génération des impul- more significant influence on the generation of
sions. Si des fils Wiegand sont utilisés en tant qu'élé- sions. If Wiegand threads are used as
ments magnétiques bistables, la durée à mi-hauteur des bistable magnetic properties, the half-life
impulsions est de 20 micro-secondes. pulses is 20 micro-seconds.
Dans la plupart des cas l'impulsion produite au moment o l'aimantation de la région magnétique douce In most cases the pulse produced at the moment when the magnetization of the soft magnetic region
s'inverse de façon que le sens d'aimantation antiparal- reverses so that the sense of anti-parasitic magnetization
lèle devienne parallèle peut, sans autre traitement, être utilisée directement à des fins de commande. En cas d'excitation asymétrique de l'élément magnétique bistable l'impulsion produite lorsque l'aimantation de la région magnétique douce s'inverse de façon à obtenir l'orientation antiparallèle est beaucoup plus faible lele becomes parallel can, without further processing, be used directly for ordering purposes. In case of asymmetric excitation of the bistable magnetic element the pulse produced when the magnetization of the soft magnetic region is reversed so as to obtain the antiparallel orientation is much weaker
que l'impulsion produite lorsque l'aimantation s'inver- that the momentum produced when the magnetization is invaded
se de façon à obtenir l'orientation parallèle; en cas -8- d'excitation symétrique de l'élément magnétique bistable l'impulsion produite lorsque l'aimantation de la région to get the parallel orientation; in the case of symmetrical excitation of the bistable magnetic element, the pulse produced when the magnetization of the region
magnétique dure s'inverse de façon-à obtenir l'orienta- hard magnetic is reversed in order to obtain orienta-
tion parallèle est beaucoup plus faible que l'impulsion S produite lorsque l'aimantation de la région magnétique parallel is much weaker than the S pulse produced when magnetization of the magnetic region
douce s'inverse de façon à obtenir l'orientation anti- soft is reversed in order to obtain the anti-
parallèle. L'impulsion faible peut chaque fois, au be- parallel. The weak impulse can each time, at the
soin, être supprimée par un simple circuit discrimina- care, be suppressed by a simple discrimina-
teur. Il n'est pas non plus nécessaire de prendre des mesures techniques spéciales sur le plan du montage pour adapter la résistance gâchettecathode dans le cas d'un thyristor et on peut également se dispenser de filtres de rebondissement et d'organes analogues normalement nécessaires. tor. It is also not necessary to take special technical mounting measures to adapt the gate-type resistor in the case of a thyristor and one can also dispense with bouncing filters and similar organs normally required.
Le transformateur pour impulsions suivant l'inven- The pulse transformer according to the invention
tion est également éminemment apte à faire varier la po- tion is also eminently capable of varying the
sition de phase des impulsions produites, ce qui est d'un intérêt capital pour la commande de thyristors et de triacs. Dans les commandes connues de thyristors et de triacs le déphasage des impulsions se réalise par exemple par l'utilisation d'un pont déphaseur ou d'un phase of the pulses produced, which is of capital interest for the control of thyristors and triacs. In the known thyristor and triac commands, the phase shift of the pulses is carried out for example by the use of a phase-shifting bridge or a
transformateur rotatif en combinaison avec un transfor- rotary transformer in combination with a transformer
mateur pour impulsions. Ce mode de déphasage des impul- meter for pulses. This mode of dephasing the impulse
sions est coûteux et, de plus, il ne convient pas pour la commande par des processus de déplacement. Une autre possibilité consiste à utiliser un circuit électrique It is expensive and, moreover, it is not suitable for control by displacement processes. Another possibility is to use an electrical circuit
de retardement d'impulsions.pulse delay.
L'invention permet de réaliser la variation de la position de phase de façon élégante en prévoyant, en tant que second enroulement, un enroulement à courant continu qui est associé à l'élément magnétique bistable par couplage magnétique. Ce second enroulement créé un The invention makes it possible to achieve the variation of the phase position elegantly by providing, as a second winding, a DC winding which is associated with the magnetic bistable element by magnetic coupling. This second winding creates a
champ magnétique continu, lequel se superpose, au ni- continuous magnetic field, superimposed on
veau de l'élément magnétique bistable, au champ magné- calf of the bistable magnetic element, in the magnetic field
tique mobile qui, par suite de son mouvement, voit son mobile tick who, as a result of his movement, sees his
intensité varier (fluctuer) au niveau de- l'élément ma- intensity vary (fluctuate) at the level of the
gnétique bistable. Etant donné que les intensités de -9- champ qui sont nécessaires à l'excitation symétrique ou bistable gnetic. Since the field strengths that are required for symmetric excitation or
asymétrique de l'élément magnétique bistable pour pro- asymmetrical bistable magnetic element
duire des impulsions présentent une valeur fixée à l'a- pulses have a value fixed at
vance, la position de phase des impulsions produites dans l'élément magnétique bistable se déplace, au cours de chaque période de fluctuation de l'intensité du champ magnétique en mouvement, par suite de l'addition ou de la soustraction d'un champ magnétique continu statique ou quasi statique (par rapport à la durée de la période de fluctuation du champ magnétique oscillant au niveau the phase position of the pulses produced in the bistable magnetic element moves, during each period of fluctuation of the intensity of the moving magnetic field, as a result of the addition or the subtraction of a magnetic field continuous static or quasi-static (with respect to the duration of the fluctuation period of the oscillating magnetic field at
de l'élément magnétique bistable) et à cet égard la re- of the bistable magnetic element) and in this respect the
lation entre la position de phase et l'intensité du cou- between the phase position and the intensity of the
rant continu alimentant le second enroulement est liné- continuous supply to the second winding is linear
aire si le champ magnétique en mouvement présente, au niveau de l'élément magnétique bistable, une allure linéaire dans le temps. Mais même en cas d'utilisation area if the moving magnetic field has, at the level of the bistable magnetic element, a linear appearance in time. But even when using
d'un champ magnétique oscillant sinusoîdalement au ni- of a sinusoidally oscillating magnetic field at
veau de l'élément magnétique.istable, un tel champ étant obtenu par exemple au moyen d'un aimant permanent tournant, la relation entre la position de phase des impulsions et l'intensité du courant continu dans le of such a field being obtained for example by means of a rotating permanent magnet, the relation between the phase position of the pulses and the intensity of the direct current in the
second enroulement est encore simple.- second winding is still simple.-
Afin d'obtenir un couplage serré de l'élément ma- In order to obtain a tight coupling of the element ma-
gnétique bistable et du second enroulement il convient de placer celui-ci de préférence également autour de bistable gnetic and the second winding it is advisable to place it preferably also around
l'élément magnétique bistable.the bistable magnetic element.
Le champ magnétique continu statique ou quasi statique au niveau de l'élément magnétique bistable pourrait également être créé par un aimant permanent, auquel cas la variation de l'intensité du champ continu au niveau de l'élément magnétique bistable peut être The static or quasi-static continuous magnetic field at the level of the bistable magnetic element could also be created by a permanent magnet, in which case the variation of the intensity of the continuous field at the level of the bistable magnetic element can be
obtenue, soit par éloignement ou rapprochement de l'ai- obtained, either by removal or reconciliation of the
mant permanent, soit, dans le cas d'un aimant permanent immobile, par rapprochement et éloignement d'un objet permanent mantle, ie, in the case of a stationary permanent magnet, by bringing together and moving away from an object
ferromagnétique qui déforme le champ de l'aimant perma- ferromagnetic which deforms the field of the permanent magnet.
nent. Deux exemples de réalisation de l'invention sont NEET. Two embodiments of the invention are
illustrés schématiquement aux dessins annexés dans les- schematically illustrated in the accompanying drawings in the
247780?247780?
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quels: - la figure I représente un montage comportant un which: - figure I represents an assembly comprising a
fil Wiegand placé dans le circuit de commande d'un thy- Wiegand wire placed in the control circuit of a thy-
ristor; - la figure 2 représente un montage analogue à celui de la figure 1, le fil Wiegand étant cependant ristor; FIG. 2 represents an assembly similar to that of FIG. 1, the Wiegand wire being however
muni d'un second enroulement prévu à des fins de dépha- equipped with a second winding intended for the purpose of
sage;wise;
- la figure 3 montre un graphique destiné à éluci- - Figure 3 shows a graph intended to elucidate
der le déphasage des impulsions d'un fil Wiegand dans le cas d'un champ oscillant sinusoidalement; et der the phase shift of the pulses of a Wiegand wire in the case of a sinusoidally oscillating field; and
- la figure 4 montre un graphique analogue à ce- - Figure 4 shows a graph similar to this
lui de la figure 3 pour le cas d'un champ magnétique him from Figure 3 for the case of a magnetic field
mobile à allure linéaire.mobile at a linear pace.
La figure 1 montre un thyristor 5 dans le circuit Figure 1 shows a thyristor 5 in the circuit
de charge duquel se trouve une résistance RL. La gâchet- whose load is a resistance RL. The wasting
te 6 et la cathode 7 du thyristor 5 sont reliées à un 6 and the cathode 7 of the thyristor 5 are connected to a
enroulement détecteur 2 qui entoure un fil Wiegand 1. winding detector 2 surrounding a wire Wiegand 1.
Un barreau aimanté 3 servant d'aimant de remise à l'état Magnetic bar 3 serving as a reset magnet
antérieur est disposé parallèlement au fil Wiegand 1I. former is arranged parallel to Wiegand wire 1I.
Du c8té opposé du fil Wiegand 1 se trouve un autre bar- On the opposite side of the Wiegand 1 yarn is another bar-
reau aimanté 4, plus fort, qui s'étend également paral- magnetized water 4, stronger, which also extends parallel
lèlement au fil Wiegand 1 mais dont le sens d'aimanta- same as Wiegand 1 but whose sense of
tion est inverse de celui de l'aimant de remise à l'état antérieur 3. Le barreau aimanté 4 se trouve sur le fût d'un coulisseau 8 qui est déplaçable suivant la double The magnet bar 4 is on the barrel of a slider 8 which is displaceable in the double direction.
flèche 9. Le coulisseau 8 peut être actionné par exem- arrow 9. The slider 8 can be actuated for example
ple par une pièce de machine en mouvement. by a piece of moving machine.
Lorsque l'aimant 4 se rapproche du fil Wiegand de façon que sa distance par rapport à celui-ci se trouve ramenée à une valeur de seuil fixée à l'avance, il se produit dans l'enroulement détecteur 2 une impulsion Wiegand qui amorce le thyristor 5. Lorsque l'aimant 4 s'éloigne à nouveau, le fil Wiegand I est;emis à son état antérieur par l'aimant 3, après quoi il est prêt When the magnet 4 approaches the wire Wiegand so that its distance from it is brought back to a predetermined threshold value, there occurs in the detector winding 2 a pulse Wiegand which initiates the 5. When the magnet 4 moves away again, the wire Wiegand I is emitted to its previous state by the magnet 3, after which it is ready
à délivrer à nouveau une impulsion d'amorçage. to deliver a start pulse again.
L'exemple de réalisation de la figure 2 cortes- The exemplary embodiment of FIG.
pond à celui de la figure 1 à ceci près qu'il comporte, en outre, un enroulement à courant continu 11 qui est relié à une source de courant continu réglable 12 et crée, au niveau du fil Wiegand 1, un champ magnétique statique ou quasi statique, lequel se superpose au champ de l'aimant 4. En revanche, l'aimant de remise à l'état antérieur 3 n'est plus prévu puisque son r8le est rempli par l'enroulement à courant continu 11. D'autre part, il serait parfaitement possible de confier la mission de l'enroulement à courant continu 11 à l'aimant de remise à l'état antérieur 3 à condition que cet aimant 3 puisse changer de position par rapport au fil Wiegand 1 ou que to that of Figure 1 except that it further comprises a DC winding 11 which is connected to an adjustable direct current source 12 and creates a static magnetic field at the wire Wiegand 1, or quasi-static, which is superimposed on the field of the magnet 4. On the other hand, the reset magnet 3 is no longer provided since its role is filled by the DC winding 11. on the other hand, it would be perfectly possible to entrust the mission of the DC winding 11 to the reset magnet 3 provided that this magnet 3 can change its position relative to the wire Wiegand 1 or that
le couplage de l'aimant 3 et du fil Wiegand 1 soit va- the coupling of the magnet 3 and the wire Wiegand 1 is
riable par une palette ferromagnétique mobile ou analo- a movable ferromagnetic pallet or similar
gue.ford.
Les figures 3 et 4 élucident le processus du dé- Figures 3 and 4 elucidate the process of
phasage d'impulsions Wiegand 10 dans le cas de l'excita- impulse phasing Wiegand 10 in the case of excitatory
tion asymétrique du fil Wiegand 1.asymmetrical Wiegand wire 1.
Le graphique de la figure 3 est fondé sur le fait que l'intensité du champ magnétique créé par l'aimant 4 au niveau du fil Wiegand 1 varie de manière sinusoïdale, The graph of FIG. 3 is based on the fact that the intensity of the magnetic field created by the magnet 4 at the wire Wiegand 1 varies sinusoidally,
par exemple par suite d'une commande à manivelle agis- for example as a result of a crank drive
sant sur le coulisseau 8 suivant la double flèche 9 et déplaçant le coulisseau 8 d'un mouvement alternatif de manière sinusotdale suivant la formule (I) S = SO. sin wt o S représente le déplacement du coulisseau 8 de part et d'autre d'une position médiane, S0 est l'amplitude de ce déplacement, w la fréquence angulaire(pulsation) on the slider 8 along the double arrow 9 and moving the slider 8 reciprocally sinusotally according to the formula (I) S = SO. sin wt o S represents the displacement of the slider 8 on either side of a median position, S0 is the amplitude of this displacement, w the angular frequency (pulsation)
du mécanisme de commande à manivelle et t le temps. of the crank mechanism and t the time.
Afin que le champ magnétique de l'aimant 4, au niveau So that the magnetic field of the magnet 4, at the level
du fil Wiegand 1, oscille avec la même fréquence sui- wire Wiegand 1, oscillates with the same frequency
vant: (II) H =H0. sin w t o H,, représente l'intensité du champ de l'aimant 4 au niveau du fil Wiegand 1 et Ho est l'amplitude de cette intensité de champ, le champ magnétique de l'aimant 4 doit présenter, en direction du fil Wiegand 1 (direction (II) H = H0. sin wto H ,, represents the intensity of the field of the magnet 4 at the wire Wiegand 1 and Ho is the amplitude of this field strength, the magnetic field of the magnet 4 must present, towards the wire Wiegand 1 (direction
de la double flèche 9), un gradient constant de l'inten- of the double arrow 9), a constant gradient of the inten-
sité de champ, c'est-à-dire qu'il doit être linéaire dans l'espace. Des moyens pour linéariser l'allure de l'intensité de champs magnétiques font partie de l'état actuel de la technique et n'ont donc pas besoin d'être sity of field, that is to say that it must be linear in space. Means for linearizing the pace of the magnetic field intensity are part of the current state of the art and therefore do not need to be
spécialement décrits dans le cadre de l'invention. specially described in the context of the invention.
Au champ Hl se superpose le champ magnétique sta- In the field Hl is superimposed the static magnetic field
* tique de l'enroulement à courant continu 11 qui présente, au niveau du fil Wiegand 1, l'intensité H_ et est opposé au champ magnétique de l'aimant 4. Le champ magnétique résultant, au niveau du fil Wiegand 1, est alors* tick of the DC winding 11 which has, at the wire Wiegand 1, the intensity H_ and is opposite to the magnetic field of the magnet 4. The resulting magnetic field at the Wiegand wire 1 is then
(III) H = Ho0. sin w t - H_.(III) H = Ho0. sin w t - H_.
Une impulsion Wiegand est produite invariablement en présence de l'intensité de champ (IV) H = Hz, appelée également intensité de champ d'amorçage Hz. La A Wiegand pulse is invariably generated in the presence of the field strength (IV) H = Hz, also called the Hz prime field intensity.
position de phase correspondante w tz = <f de l'impul- corresponding phase position w tz = <f of the impulse
sion Wiegand 10 est déterminée en réunissant (III) et (IV) de façon à obtenir: (V) sin eZ Hz + H Ho Pour produire le champ magnétique oscillant on peut dans bien des cas utiliser, au lieu d'un aimant se Wiegand 10 is determined by joining (III) and (IV) so as to obtain: (V) sin eZ Hz + H Ho In order to produce the oscillating magnetic field it is possible in many cases to use, instead of a magnet,
déplaçant linéairement 4, avantageusement un aimant tour- linearly displacing 4, advantageously a magnet
nant qui s'approche périodiquement du fil Wiegand 1 grâ- periodically approaching the Wiegand wire 1 grâ-
ce à sa rotation.this to its rotation.
Le graphique de la figure 4 part du fait que le champ magnétique de l'aimant permanent 4, au niveau du fil Wiegand 1, varie au moins dans certaines limites linéairement dans le temps. Ceci peut être obtenu en linéarisant l'allure du-champ magnétique dans l'espace à l'intérieur d'une certaine zâne située entre l'aimant 4 et le fil Wiegand 1 et en déplaçant l'aimant 4, au The graph of FIG. 4 is based on the fact that the magnetic field of the permanent magnet 4, at the wire Wiegand 1, varies at least within certain limits linearly in time. This can be achieved by linearizing the pace of the magnetic field in the space inside a certain zane located between the magnet 4 and the Wiegand wire 1 and moving the magnet 4,
moins sur une partie de son parcours, uniformément. less on part of his course, evenly.
Dans cette zône linéarisée entre les phases w t1 et w t2 (figure 4) le champ de l'aimant 4 présente, au niveau In this linearized zone between the phases w t1 and w t2 (FIG. 4), the field of the magnet 4 presents, at the level of
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du fil Wjigand 1, une allure dans le temps suivant: (VI) IL}lLo. 2 + H 1 of thread Wjigand 1, a pace in the following time: (VI) IL} lLo. 2 + H 1
o IlLo et H1 sont des valeurs constantes. o IlLo and H1 are constant values.
Par superposition du champ magnétique continu pré- By superposition of the continuous magnetic field
sentant l'intensité H=, lequel est créé par l'enroule- sensing the intensity H =, which is created by the winding
ment a courant continu 11 et est opposé au champ de l'ai- 11 and is opposed to the field of
mant 4, le champ magnétique résultant, dans la zône en- mant 4, the resulting magnetic field in the inner zone
tre les angles de phase 1 t1 et 2 = t2, devient: l0 + H 1 - H (VII) H = HLo. + H1 = 2nu Une impulsion Wiegand 10 est produite suivant (IV) be the angles of phase 1 t1 and 2 = t2, become: 10 + H 1 - H (VII) H = HLo. + H1 = 2nu A Wiegand pulse 10 is produced according to (IV)
invariablement lorsque H = Hz, de sorte que pour la po- invariably when H = Hz, so that for the
sition de phase correspondante SZ = W.tz on obtient la relation linéaire suivante: (VIII) z Hz - H1 + H= 2-r HLo Par conséquent, dans la zône entre 1 et '2 la variation de la position de phase des impulsions Wiegand corresponding phase phase SZ = W.tz we obtain the following linear relationship: (VIII) z Hz - H1 + H = 2-r HLo Therefore, in the zone between 1 and 2 the variation of the phase position of the pulses Wiegand
est proportionnelle à l'intensité H= du champ magné- is proportional to the intensity H = of the magnetic field
tique statique et, par suite, également proportionnelle à l'intensité du courant continu excitant l'enroulement 11. Au lieu de créer le champ continu H= au moyen d'un enroulement 4, on peut également le créer au moyen static and therefore also proportional to the intensity of the direct current exciting the winding 11. Instead of creating the continuous field H = by means of a winding 4, it can also be created by means of
de l'aimant permanent 3 (figure 1) et faire varier l'in- of the permanent magnet 3 (FIG. 1) and vary the
tensité de ce champ en rapprochant cet aimant plus ou tensity of this field by bringing this magnet closer or
moins du fil Wiegand 1.less than Wiegand 1 wire.
En conclusion, l'invention permet, au moyen d'un montage compact, robuste et économique, aussi bien la In conclusion, the invention makes it possible, by means of a compact, robust and economical assembly, both the
production que le déphasage d'impulsions qui sont direc- production than the phase shift of pulses that are direc-
tement aptes à amorcer des thyristors et analogues. A cet égard un avantage notable réside en ce que tant la production d'impulsions que leur déphasage peuvent se able to initiate thyristors and the like. A notable advantage in this respect is that both the generation of pulses and their phase shift can be
réaliser en l'absence de source de tension électrique. perform in the absence of a source of electrical voltage.
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