FR2505552A1 - Dispositif de commutation de circuits electriques de puissance - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LA TELECOMMANDE DE RECEPTEURS D'ENERGIE ELECTRIQUE. LE DISPOSITIF FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE EN CE QUE LE NOMBRE D'ELECTRO-AIMANTS 30 POUR L'OUVERTURE DES PAIRES DE CONTACTS 2 EST EGAL AU NOMBRE D'ORGANES 19 DE FIXATION DESDITES PAIRES DE CONTACTS, L'ARMATURE DE CHACUN DESDITS ELECTRO-AIMANTS POUR L'OUVERTURE DES PAIRES DE CONTACTS ETANT RELIEE A L'UN DES ORGANES DE FIXATION DE MANIERE A POUVOIR OUVRIR LA PAIRE DE CONTACTS CORRESPONDANTE. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE NOTAMMENT DANS UN DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN GROUPE DE RECEPTEURS D'ENERGIE ELECTRIQUE, PAR EXEMPLE UN GROUPE DE MOTEURS ELECTRIQUES, DANS DIVERS DOMAINES INDUSTRIELS ET NOTAMMENT DANS L'INDUSTRIE HOUILLERE.
Description
La présente invention se rapporte au domaine de la télécommande des
récepteurs d'énergie électrique et a notamment pour objet un dispositif de commutation de
circuits électriques.
L'invention peut être utilisée notamment dans un dispositif de commande d'un groupe de récepteurs d'énergie électrique, par exemple un groupe de moteurs électriques, dans divers domaines industriels et notamment dans
l'industrie houillère.
On connaît des dispositifs servant à commander un groupe de moteurs électriques (stations de commande) composés
d'un grand nombre de contacts, de relais électromagné-
tiques intermédiaires et d'autres éléments commutateurs dont le nombre dépend du nombre de moteurs électriques à commander Ces dispositifs sont compliqués, peu fiables
et encombrants.
On est confronté à des difficultés particulières lorsqu'on veut créer des dispositifs destinés à commander les machines employées dans les mines, o il y a toujours
un risque d'explosion Dans ces conditions, pour satis-
faire aux normes de sécurité, on est tenu d'observer toute une série de consignes de sécurité spécifiques, prévoyant, par exemple, un contrôle de l'isolation du circuit reliant l'appareillage technologique à la source d'énergie électrique Ce genre de contrôle doit être réalisé avant de brancher ledit circuit sur la source
d'énergie électrique.
Le respect de ces consignes exige l'utilisation de dispositifs de contrôle spéciaux dans chaque ensemble d'appareils destiné à commander un récepteur d'énergie
électrique particulier.
On connaît un dispositif de commutation d'un appareil-
lage haute tension (voir le certificat d'auteur URSS NO 320846), comprenant un panneau fixe à contacts disposés suivant une circonférence, une commande électromagnétique dont l'organe d'exécution est mobile en rotation autour d'un axe passant par le centre de ladite circonférence et
perpendiculaire en plan des contacts, ainsi qu'en va-
et-vient le long dudit axe Le dispositif comprend également un organe commutateur solidaire de l'organe d'exécution de la commande électromagnétique et commutant les contacts lors du fonctionnement de ladite commande électromagnétique Dans le dispositif considéré, l'armature de l'électro-aimant, qui constitue l'organe d'exécution, porte un gabarit réalisé sous forme d'un manchon dont la surface cylindrique présente une encoche en dents de scie de profondeur variable, dans laquelle se déplace
un doigt copieur fixé au corps de l'électro-aimant.
Lorsqu'une impulsion de tension est appliquée à la bobine de l'électroaimant, l'armature de celui-ci se déplace vers l'intérieur Ledit doigt glisse alors sur la surface de l'encoche en dents de scie du gabarit et,
en agissant sur celui-ci, fait tourner l'armature con-
jointement avec l'élément commutateur d'un angle déterminé
par le pas de l'encoche en dents de scié.
Toutefois, le dispositif qui vient d'être décrit ne permet qu'une commutation successive des circuits à commander et n'assure pas une mise en circuit sélective
de chaque récepteur d'énergie électrique séparément.
D'autre part, le dispositif considéré ne permet pas d'obtenir un état des circuits à commuter dans lequel tous les récepteurs d'énergie électrique(ou plusieurs
d'entre eux) se trouvent mis en circuit.
Il est également à noter que le dispositif en question
est dépourvu de moyens de protection des circuits élec-
triques en cas de panne de tension dans le réseau
d'alimentation de la source d'énergie électrique.
L'utilisation dudit dispositif pour la commutation de circuits électriques de puissance nécessite l'emploi
d'éléments commutateurs auxiliaires.
Pour les raisons mentionnées ci-dessus le dispositif considéré ne permet pas de réduire sensiblement le nombre de relais et d'autres éléments commutateurs auxiliaires lorsqu'il s'agit de commander un groupe de
consommateurs d'énergie électrique.
On connait un autre dispositif de commutation de circuits électriques (voir les demandes de brevet URSS NO 2195531/07; Etats Unis d'Amérique NO 15 167 du 26.02 79; RFA NO P 2904287 du 05 02 79; Roumanie NO 17086/96538 du 07 02 79; France NO 7903871 du 15 02 79; Grande-Bretagne NO 7904820 du 12 02 79; Inde NO 103/Cal/79 du 31 01 79), comprenant des paires de contacts principales formées par des contacts fixes disposés suivant une circonférence sur un panneau isolant et par des contacts mobiles, des paires de contacts auxiliaires servant à commuter les circuits de commande du dispositif, des mécanismes de commutation individuelle des paires de contacts, munis d'organes de fixation desdites paires Le dispositif en question comprend en outre un organe de fermeture présentant au moins une saillie agissant sur le mécanisme de commutation des paires de contacts, une commande électromécanique de rotation dont l'arbre passe par un trou ménagé au centre dudit panneau isolant et qui
assure à l'organe de fermeture l'angle de rotation voulu.
Le dispositif est muni d'une commande électromagnétique ayant unêLectroaimant pour la fermeture des paires de contacts, dont l'armature creuse embrassant l'arbre de ladite commande électromécanique supporte l'organe de fermeture mentionné, lequel électro-aimant assure le déplacement de cet organe de fermeture le long dudit arbre lors de la fermeture des pairesd* contacts La commande électromagnétique comporte aussi des électro-aimants pour l'ouverture des paires de contacts, dont l'un est de conception analogue à celle de l'électro-aimant pour la fermeture des paires de contacts et met en mouvement un organe d'ouverture desdites paires de contacts, tandis que l'autre fonctionne en cas de panne de tension dans le circuit d'alimentation du consommateur d'énergie électrique en ouvrant simultanément toutes les paires de contacts et en assurant ainsi une protection contre les manques de op j TjTsods Tp un %uenbgsuoo aud es TA uo T 4 ue Au T#'I 9 elq Tsvodm T lua T Aap aolnmmoo i sq Tnoa To sep j Toalgs l.uemaqou Baq 9 p el 194 oeluoo sep eanqae Anol anod luem Te gç -oal oelq uos op auuvd op geo ue loldwaxe aud:- apuummoo op amqlo s uos op sellenlue Ag saou Bl I Tujgp sel aaluoo uo T:zeq ojd apol op n Ainodgp jsa gagp Touoo j TI Tsods Tp el -jaqoueaqgp 1 I Tnoi To ne %uepuodsoiaoo sjoeuoo op ai Tud el je Anoal anod aa Tessezqu aise sdma: u Tui,jeo Oç unnb 4 Te; el jed al To Tj;îp anpuai 1- se je%nmmoo i sTnoa To
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Uo Tquel.
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commutation de circuits électriques de puissance qui, grâce à des perfectionnements apportés à la conception de la commande électromagnétique permettrait d'accélérer le
débranchement sélectif des circuits à commuter.
Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif de commutation de circuits électriques de puissance, du type comprenant des paires de contacts dites principales,formées par des contacts fixes disposés suivant une circonférence et par des contacts mobiles, des paires de contacts dites auxiliaires servant à commuter les circuits de commande du dispositif, des mécanismes de commutation individuelle
des paires de contacts, munis d'organes de fixation des-
dites paires, un organe de fermeture présentant au moins une saillie agissant sur les mécanismes de commutation des paires de contacts, une commande électromécanique de rotation assurant à l'organe de fermeture l'angle voulu d rotation, une commande électromagnétique munie d'un électro-aimant pour la fermeture des paires de contacts et d'une armature creuse embrassant l'arbre de ladite commande électromécanique et sur laquelle est fixé ledit organe de fermeture, ledit électro-aimant assurant le déplacement de cet organe de fermeture le long dudit arbre ainsi que d'électro-aimanibpour l'ouverture des paires de contacts, ledit dispositif étant caractérisé,selon
l'invention, en ce que l'armature de chacun des électro-
aimants pour l'ouverture des paires de contacts est reliée à l'un des organes de fixation de manière à pouvoir ouvrir
la paire de contacts correspondante.
Un tel dispositif assure la coupure rapide et fiable ainsi que la coupure d'urgence de n'importe lequel des circuits de puissance en cas de panne d'un circuit de commande ou d'un électro-aimant pour l'ouverture des contacts ce qui assure la protection du dispositif contre toute défaillance éventuelle de son système de commande et une
amélioration de-ses caractéristiques d'exploitation.
D'autre part, la hauteur du dispositif est diminuée de 20 %.
Il est rationnel de réaliser le dispositif de manière qu'une partie des paires de contacts auxiliaires soient reliées aux électro-aimants pour l'ouverture des paires de contacts de façon à permettre leur commutation lorsque ces électro-aimants entrent enjeu. Dans ce cas on n'a plus besoin de relais intermédiaires du fait que lesdits électro-aimants d'ouverture reliéq/s
aux paires de contacts auxiliaires, sont alors fonction-
nellement analogues aux relais mentionnés.
Il est intéressant de réaliser les électro-aimants pour l'ouverture des paires de contacts sous forme d'appareils déclencheurs à manque de tension adaptés pour agir sur les organes de fixation lorsqu'il y a un manque de tension dans les bobines de ces électro-aimants Il est rationnel que celles des paires de contacts qui sont reliées aux électro- aimants pour l'ouverture des contacts soient insérées dans le circuit de commande
de la commande électromécanique de rotation.
Il est rationnel que les bobines des électro-aimants pour l'ouverture des paires de contacts ont des paramètres
assurant la sécurité électrique.
Il est très intéressant que les paires de contacts principales et auxiliaires, les mécanismes de commutation individuelle des paires de contacts et les organesde fixation desdites paires de contacts soient réunis en modules amovibles fixés sur une base commune de sorte que chacun desdits modules comprenne au moins une paire de contacts principale, au moins une paire de contacts
auxiliaire, ainsi qu'un mécanisme correspondant de commu-
tation individuelle des paires de contacts et un organe
de fixation des paires de contact.
Ce mode de réalisation du dispositif assure sa fabri-
cation et son exploitation commodes (remplacement des ensembles, réparations,réglage) D'autre part, il permet la fabrication de différentes variantes du dispositif pour différents nombres de commandes électriques à commander et différentes valeurs nominales du courant, tout en assurant
un haut degré d'unification de toutes ces variantes.
En cas de commutation des circuits triphasés, il est rationnel que chacun des modules amovibles comprenne trois paires de contacts principales et que l'organe de fixation des paires de contacts soit relié, par l'intermédiaire du mécanisme de mise en circuit individuelle des paires de contacts, à une traverse reliant les contacts mobiles
des paires de contacts principales.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la
lumière de la description explicative qui va suivre de
différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: la figure 1 représente un dispositif de commutation de circuits électriques de puissance conforme à l'invention (vue en coupe en position de coupure); la figure 2 est une vue de dessus du dispositif selon l'invention, en coupe suivant I-I, II-II et III-III de la figure 1; la figure 3 représente un organe de fixation d'une paire de contacts (fixation de la paire de contacts en position connectée); la figure 4 représente un schéma électrique de commande des circuits de puissance utilisant le dispositif conforme à l'invention; la figure 5 représente un autre mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention (vue en coupe); la figure 6 représente un module amovible avec un électro-aimant pour l'ouverture des paires de contacts, selon l'invention; la figure 7 est une vue de dessous du module de la figure 6 En conformité avec un mode préféréde réalisation de l'invention, le dispositif de commutation de circuits électriquesde puissance comprend quatre panneaux dont chacun est réalisé sous forme d'un disque Sur le panneau
isolant supérieur 1 (figure 1) sont disposées régulière-
ment suivant une circonférence des paires de contacts principales Dans ce mode de réalisation de l'invention les paires de contacts 2 se présentent sous forme de chambres de coupure à vide Le nombre de paires de contacts
2 est choisi en fonction du nombre de circuits à commuter.
Le mode de réalisation considéré ici à titre d'exemple est destiné à commander quinze circuits électriques monophasés Les contacts mobiles 3 des paires 2 sont connectés par l'intermédiaire de conducteurs flexibles 4 à des barres 5 et 6 reliées l'une à l'autre par des
barrettes 7 (figure 2).
Lesdites barres sont reliées à des douilles 8 à contact (figure 1) destinées au branchement du dispositif au secteur d'alimentation Les prises des contacts fixes 9 sont elles aussi réalisées sous forme de douilles 10 à contact Les barres 5 et 6 sont fixées sur un panneau isolant intermédiaire 11 Des mécanismes 12 de commutation des contacts sont montés sur la face inférieure du panneau 11 Le nombre de mécanismes 12 est égal au nombre
de paires 2 de contacts.
Chacun des mécanismes 12 comporte un corps 13 dans lequel est disposé un bras pivotant 14 monté sur un axe et muni d'un galet presseur 16 Le bras pivotant 14 est relié par l'intermédiaire d'un manchon 17 et d'une
broche 18 au contact mobile 3.
La face supérieure du panneau intermédiaire 11 porte des organes 19 de fixation des paires de contacts L'organe
de fixation 19 se présente sous forme d'un corps cylindri-
que 20 comprenant une tige 21 à ressort munie d'un galet 22 et un cliquet 23 monté sur un axe 24 dans une fente pratiquée dans le corps 20 et muni d'un ressort de rappel 25. Afin de diminuer les frottements, on emploie en tant que galet 22 un roulement à billes A cette même fin, le cliquet 23 est muni d'un roulement à billes 26 La tige 21 est munie sur sa partie extérieure d'une plaque de pression 27 destinée à agir sur un microinterrupteur 28 employé en tant que contacts auxiliaires (premier groupe de contacts auxiliaires) et monté sur le panneau isolant supérieur 1 Le ressort 29 dont est muni l'organe de fixation 19 est destiné à agir sur le contact mobile 3 de la paire 2 au moyen de la tige 21, du manchon 17 et de la broche 18 Chacun des organes de fixation 19 est relié à un électro-aimant 30 pour l'ouverture des paires de contacts (figure 3), destiné à agir sur le cliquet 23 par l'intermédiaire d'une tige 31 munie d'un ressort 32 et
reliée à l'armature de l'électro-aimant 30.
Chacun des électro-aimants 30 est muni d'un micro-
interrupteur 33 servant de contacts auxiliaires (deuxième groupe de contacts auxiliaires) et coopérant avec une tige 34 L'électro-aimant en question est représenté dans les
dessins (figure 1) en position débranchée.
La position des éléments constituant l'organe de fixation 19 lorsque les paires de contacts sont comnect 5 s E est montré sur la figure 3 (organe de fixation
en position armée).
Dans le mode de réalisation considéré les électro-aimants se présentent sous forme d'appareils déclencheurs à manque de tension Toutefois, d'autres modes de réalisation des électro-aimants sont également possibles par exemple
sous forme de déclencheurs indépendants (non représentés).
Sur le panneau isolant 11 est monté un électro-aimant du type à solénoïde pour la fermeture des paires de contacts Du fait de la présence des organes de fixation 19, la bobine 36 de l'électro-aimant 35 est prévu pour
fonctionner en régime de courte durée et est par consé-
quent de petites dimensions L'armature 37 de l'électro-
aimant 35 se présente sous forme d'un cylindre creux Sur la face terminale de ce dernier, pourvue d'une fente 38, est rigidement fixé un organe de fermeture 39, L'organe de fermeture 39 est muni de saillies 4 O coopérant avec les bras pivotants 14 Le nombre de saillies 40 dépend du nombre de circuits à commuter simultanément et de leur type (polyphasés, monophasés, circuits à courant continu) Du fait que le mode de réalisation considéré est prévu pour la commutation de circuitszonephasés, l'organe de fermeture 39 est muni d'une seule saillie L'armature 37 est munie d'un ressort de rappel 41 Un arbre d'entraînement 42 est monté dans des roulements à billes 43 dont sont munis le panneau isolant supérieur 1 et le panneau inférieur 44, et passe par des trous ménagés dans l'organe de fermeture 39, le corps et l'armature de l'électro-aimant 35 L'arbre
d'entraînement 42 est relié à l'armature 37 de l'électro-
aimant à l'aide d'un doigt 45 engagé dans la fente 38 de l'armature 37 Cette conception assure la rotation de l'organe de fermeture 39 conjointement avec l'arbre 42 ainsi que le déplacement en translation de l'organe de fermeture 39 avec l'armature 37 lors de la mise en jeu
de l'électro-aimant.
Le dispositif de commutation de circuits électriques de puissance est muni d'une commande électromécanique 46 de rotation servant à assurer à l'arbre d'entrainemnt 42 l'angle voulu de rotation La valeur de cet angle est déterminée par la position de la paire de contacts à commuter (chambre de coupure à vide montée sur le panneau 1) Dans ce mode de réalisation du dispositif, la commande 46 comprend un moteur électrique 47 avec un réducteur
dont l'arbre est relié par lqhtermédiaire d'un demi-
manchon 48 à une unité de commande 49 qui assure à l'arbre 42 l'angle de rotation nécessaire pour trouver la paire
de contacts à commuter.
L'unité de commande 49 se présente sous forme d'un support 50 qui coopère à l'aide de galets 51 avec des interrupteurs de position 52 disposés suivant une circonférence dans un corps 53 Le nombre de galets 51 est
déterminé par le nombre de contacts à commuter simultané-
ment pour constituer le circuit de commande Le support de l'unité de commande est fixé sur un demi-manchon 54 dans un roulement à billes 55 et solidaire de l'arbre d'entraînement 42 L'unité de commande est montée sur le panneau supérieur métallique 56 et est reliée à l'arbre
d'entraînement 42 par l'intermédiaire d'une clavette 57.
Les panneaux 1, 11, 44 et 56 sont reliés entre eux à l'aide de trois goujons 58 disposés suivant une circonférence, symétriquement par rapport à son centre Le dispositif de commutation de circuits électriques est muni d'un cylindre fileté 59 destiné à la fixation dudit dispositif dans l'enveloppe d'un appareil électrique et adapté pour agir sur celui-ci pour relier les douilles à contacts 8 et 10 aux broches mâles d'un panneau raccordé (non représenté) On fait coïncider les douilles réceptrices
et lesbroches mâles à l'aide de guides 60.
Le dispositif comporte aussi un connecteur de fiches 61 servant à la connexion des circuits de commande audit dispositif. La figure 4 illustre un exemple d'iilisation du dispositif conforme à l'invention Pour en simplifier la
description, la commande de circuits électriques de
puissance représentée sur le figure 4 est une commande à
six circuits.
En 62, -63, 64, 65, 66 et 67 sont montrés les boutons "marche"; en 68, 69, 70, 71, 72 et 73, les enroulements des électro-aimants 30 pour l'ouverture des paires de contacts; en 74 un transformateur; en 75, 76, 77, 78, 79 et 80,les boutons "arrêt"; en 81, 82, 83, 84, 85 et 86, des diodes; en 87, 88, 89, 90, 91 et 92 des résistances; en 93, 94, 95, 96, 97 et 98, les contacts auxiliaires des électro-aimants pour l'ouverture des paires de contacts; en 99, 100, 101, 102, 103 et 104, dés contacts auxiliaires des micro-interrupteurs 28 des mécanismes 12 de commutation en 105, 106, 107, 108, 109, et 110 les contacts à ouverture des interrupteurs de position; en 111, 112, 113, 114, 115 et 116, les contacts à fermeture des interrupteurs de position; en 117, un pont redresseur; en 118, le bouton "arrêt général". La figure 4 ne montre pas les éléments de puissance des -12 circuits électriques Les bobines des électro-aimants sont branchées sur l'enroulement du transformateur en parallèle, les paramètres de chacune des bobines étant choisis de sorte que, traversée par un courant alternatif, elle ne provoque pas la mise en jeu de l'éléctro-aimant. Pour que celle-ci se produise il faut que la bobine soit
shuntée par une diode ( 81-86).
En conformité avec un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de commutation de circuits électriques de puissance se présente comme un bâti 117 ayant la forme d'un tambour formé par des plateaux 120
et 121 reliés entre eux par des tiges 122.
A l'intérieur du Bâti 119 sont disposés régulièrement suivant une circonférence des modules amovibles 123 Les éléments mobiles de chacun des modules sont reliés à un levier 124 orienté vers l'axe du bâti 119 et se termine
par un galet 125.
Dans la partie axiale du dispositif est disposé un électro-aimant 126 du type à solénoïde pour la fermeture des paires de contacts, lequel électroaimant est composé d'un boîtier 127, d'une bobine 128 et d'une armature 129 munie d'un ressort de rappel 130 Le boîtier 127 de l'électro-aimant est fixé conjointement avec une bride
131 au plateau supérieur 120.
Un organe de fermeture 132 est solidaire de l'arma-
ture 129 de façon à agir sur les leviers 124 des modules 123 par l'intermédiaire des galets 125 Selon le nombre de modules à connecter simultanément, le nombre de
saillies 133 de l'organe de fermeture 132 peut varier.
Dans le mode de réalisation considéré, l'organe de fermeture 132 présente une seule saillie L'arbre d'entrainement 134 du dispositif est monté dans des roulements à billes 135 et 136 logés dans les brides 131 et 137 et passe par des trous appropriés ménagés dans le
boîtier 127 et l'armature 129.
L'arbre d'entraînement 134, analogue à celui décrit ci-dessus est relié àl'armature 129 à l'aide d'une goupille
138 engagée dans une fente 139 pratiquée dans l'armature.
13- Chacun des modules amovibles 123 (figure 6) est constitué par un bâti formé par des embases supérieure et inférieure et 141 reliées entre elles à l'aide des tiges 142, lequel bêti porte intérieurement et extérieurement des éléments de commutation et des organes d'entraînement desdits éléments de commutation Le dispositif montré sur la figure est destiné à la commande de circuits à courant alternatif triphasé, de sorte que son module comprend trois paires
de contacts principales.
Dans le mode de réalisation considéré, on emploie en tant que paires de contacts principales 2 des chambres de coupure à vide Les paires de contact sont fixées sur l'embase supérieure 140 du module Les prises des paires de contacts sont réalisées sous la forme de fiches femelles 143, 144 Les contacts mobiles 3 des paires de contacts 2 Si reliés entre eux par une traverse isolante 145 munie din C rouleau 146 s'engageant dans une douille de guidage 147. Un levier 124 de commande de la mise en jeu des chambres à vide est relié au rouleau 146 par l'intermédiaire d'un axe 148 Le levier 124 est mobile en rotation autour d'un axe
149 fixé sur un montant 150.
Le module est muni d'un organe de fixation 19 d'une conception analogue à celle qui vient d'être décrite et
montrée (figures 1, 3).
L'organe de fixation 19 est monté sur l'embase infé-
rieure 141 du module L'extrémité inférieure de la tige de l'organe de fixation est articulée par l'intermédiaire
d'un axe 151 (figure 7) au levier 124.
Le dispositif représenté sur la figure 5 est équipé
d'une commande de rotation électromécanique 46 (compor-
tant un moteur électrique 47 et une unité de commande 49), d'un cylindre fileté 59 et d'autres éléments montrés sur les
figures 1, 3 et décrits plus haut.
Le dispositif fonctionne comme suit.
Lorsqu'on appuie sur l'un des boutons "marche" 62-67, par exemple sur le bouton 62, la bobine 68 (bobines 68 73) de l'électro-aimant 30 est parcourue par un courant
traversant le circuit: secondaire du tranformateur 74-
bobine 68 bouton 62 bouton "arrêt 75 (groupe de boutons 75-80) diode 81 (groupe de diodes 81-86) bobine 68 secondaire du transformateur 74. Alors l'électro-aimant 30 se met en jeu et attire son armature en armant ainsi l'organe de fixation Grâce à la résistance 87 (groupe de résistances 8792) shuntant le bouton 62, l'électro-aimant 30 reste branché même après
qu'on ait relâché le bouton 62, c'est-à-dire que l'électro-
aimant 30 est mis en régime d'autoblocage Au lieu des résistances 87-92 on peut utiliser des contacts auxiliaires de circuit de puissance qui permet aussi d'obtenir un régime d'autoblocage Mis en jeu, l'électro- aimant 30 de débranchement agit sur le micro-interrupteur 33 et ferme ainsi ses contacts auxiliaires 93 (faisant partie du deuxième groupe fonctionnel de contacts auxiliaires 93-98) qui permettent l'alimentation du moteur électrique 47 par le circuit: enroulement secondaire du transformateur 74 contacts 93 contact auxiliaire d'ouverture 99 (micro- interrupteur 28) faisant partie du premier groupe fonctionnel de contacts auxiliaires 99-104 c ntact d'ouverture 105 de l'interrupteur de position 52 (du groupe
fonctionnel de contacts 105-110) moteur électrique 47 -
secondaire du transformateur 74.
Le moteur se met en rotation et anime l'arbre
d'entraînement 42 Lorsque le galet 51 parvient à l'in-
terrupteur de position 52 correspondant aubouton poussé et aux paires de contacts choisies, l'interrupteur de postion est commuté, ses contacts 105 s'ouvrent en débranchant le moteur électrique 47, tandis que les contactsde fermeture 111 (faisant partie du groupe fonctionnel de contacts 111-116) de ce même interrupteur de position branchent sur l'enroulement secondaire du transformateur 74, la bobine 36 de l'électro- aimant 35 par l'intermédiaire
du pont de redresseurs 117.
Le moteur électrique s'arrête, l'électro-aimant 35 se met en jeu, tandis que l'organe de fermeture 39 relié à celui-ci agit sur le levier 14 et ferme la paire
de contacts choisie En fin de course, le contact auxili-
aire 99 (micro-interrupteur 28) s'ouvre et interrompt
l'alimentation de la bobine 36 de l'électro-aimant 35.
A partir de ce moment, le dispositif est prêt pour rechercher et connecter d'autres paires de contacts En position de fermeture, chacune des paires de contacts est fixée par l'organe de fixation 19, qui agit à cet effet, comme suit, Lorsque la saillie 40 de l'organe de fermeture agit sur le bout du levier 14, la tige 21 reiée à celui-ci monte en comprimant le ressort 29 et en libérant le cliquet 23, qui tourne alors autour de son axe et
verrouille la tige 21 en cette position (figure 3).
La déconnexion des paires de contacts est opérée de la manière suivante: d'abord on pousse l'un des boutons "arrêt" ( 75-80), celui notamment qui correspond à la paire de contacts à déconnecter Dans ce cas, se produit l'ouverture du circuit d'alimentation de la bobine ( 68-73) de l'un des électro-aimants 30,celui-ci se débranche et, sollicité par le ressort de rappel 32, agit par son armature et par la tige 31 sur le cliquet 23 de l'organe de fixation
19 i qui libère la tige 21 La tige agit par l'intermé-
diaire du ressort 29 sur le levier 14 (figure 1) en ouvrant la paire de contacts que l'on veut déconnecter En même temps, à lieu l'ouverture de l'un des contacts auxiliaires 92-98, d'o la préparation du circuit considéré au branchement ultérieur- En même temps s'effectue la fermeture de l'un des contacts auxiliaires du groupe 99-104 (micro-interrupteurs 28) , cequia aussi pour résultat de préparer le circuit considéré au branchement ultérieur Le bobn "arrêt" relaché, l'électro-aimant 30 reste débranché grâce à la présence, dans le circuit, d'une résistance 87-92, c'est -à-dire que le circuit de
commande I se décompose".
Afin d'obtenir un débranchement de tous les consomma-
teurs en cas de panne ou d'urgence, on appui sur le bouton 118 "arrêt général", qui coupe les circuits d'alimentation de toutes les bobines des électro-aimants d'ouverture, d'o l'ouverture de toutes les paires de contacts principales et des circuits du moteur électrique 47 et de la bobine 36 de l'électro-aimant 35. D'une manière analogue s'opère la protection de tous les groupes de contacts depiissance à manque de tension, Lorsqu'il se produit une disparition ou une baisse de tension dans le secteur, tous les contacts précités sont
débranchés sous l'effet des bobines 68-73 des électro-
aimants 30 Il est à noter que les circuits de commande des bobines 68-73 satisfont aux normes de sécurité électrique grâce à l'utilisation, dans le transformateur 74, d'enroulemenit secondaires individuels à haute résistance, au branchement en parallèle des bobines 68-73, au choix convenable de leurs paramètres (résistance et inductances). Ces mêmes circuits sont conçus comme des circuits de commande auto-contrôlables, grâce à l'utilisation des diodes 81-86 qui, en l'occurence, font partie du tableau de télécommande Lorsqu'on est en présence d'un court-circuit ou d'une rupture dans le circuit de commande, ou lorsque celui-ci présente une résistance élevée, les électro-aimants 30 se débranchent, s'ils sont branchés, et on n'arrive pas à les brancher en poussant les boutons 62-67, s'ils sont débranchés Il est aussi possible de réaliser les circuits en question suivant une variante ne satisfaisant pas aux normes de sécurité électrique et de construire les circuits sans ce qu'ils soient auto-contr 8 lables Ce mode de
réalisation n'est pas représenté dans les dessins.
L'emploi du dispositif conforme à l'invention à l'échelle industrielle permettra de bénéficier d'un gain économique sensible, Comme le montrent les calculs, l'utilisation du dispositif dans les stations de commande adaptée pour fonctionner dans des conditions présentant des risques d'explosion permet de réduire sensiblement la quantité de métal et de main-d'oeuvre nécessaire à leur fabrication, ainsi que le poids)les dimensions et les prix de revient desdites stations de commande ou bien de dispositifs analogues On arrive à réduire les dimensions et les prix de revient grâce à ce qui suit: 1 Le dispositif proposé occupe 3 fois moins de place en comparaison d'un groupe de contacteurs à usage analogue, ce qui permet de réduire la quantité de matériaux et de main-d'oeuvre nécessaires à la fabrication de l'enveloppe
de l'appareil.
2 Le dispositif permet de se passer des blocs de commande (munis de relais intermédiaires) qui étaient employés jusqu'ici dans les dispositifs connus Chacun des contacteurs nécessite un tel bloc L'économie d'acier et de cuivre, estimée approximativement, constitue 1 t et 0,02 t, respectivement, pour une station de commande
an 4-idéflagrante.
L'emploi du dispositif conforme à l'invention en %e.:sicrn 13 mdulaire (figure 5) permet de simplifier la fabrication en série de dispositifs conçus pour différents courants nominaux et différents nombres de récepteurs d'énergie électrique commandés, grâce à l'utilisation
d'éléments standardisés.
Un avantage économique important du dispositif conforme à l'invention consiste en ce qu'il permet un remplacement aisé en présence de modules séparés dont chacun est pratiquement un appareil électrique séparé muni de contacts
de puissance et d'éléments de commande.
D'autre part, en utilisant le dispositif conforme à l'invention, on obtient une économie d'énergie électrique car le maintien des contacts en position fermée n'est pas nécessaire pour que les bobines de fermeture se trouvent
toujours sous tension comme dans le cas des contacteurs.
En outre, le dispositif de l'invention n'utilise qu'une seule bobine de connexion pour tout un groupe de circuits à commuter, laquelle bobine n'exige, d'ailleurs, d'être
branchée que pendant une durée très faible.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinai- sons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.
Claims (6)
1 Dispositif de commutation de circuits électriques de puissance, du type comprenant des paires de contacts principales forméespar des contacts fixes disposés suivant une circonférence et par des contacts mobiles, des paires de contacts auxiliaires servant à commuter les circuits de commande du dispositif, des mécanismes de commutation individuelle des paires de contacts, munis d'organes de fixation de celles-ci, un organe de fermeture présentant au moins une saillie destinée à agir sur les mécanismes de commutation des paires de contacts, une commande électromécanique de rotation qui assure à l'organe de
fermeture l'angle voulu de rotation, une commande électro-
magnétique munie d'un électro-aimant pour la fermeture des paires de contacts équipé d'une armature creuse embrassant l'arbre de la commande électromécanique et à laquelle est fixé ledit organe de fermeture, ledit électro-aimant assurant le déplacement de cet organe
de fermeture le long dudit arbre, ainsi que d'électro-
aimants pour l'ouverture des paires de contacts, carac-
térisé en ce que le nombre d'électro-aimants( 30) pour l'ouverture des paires de contacts ( 2) est égal au nombre d'organes ( 19) de fixation desdites paires de contacts, l'armature de chacun desdits électro-aimants pour l'ouverture des paires de contacts étant reliée à l'un des organes de fixation ( 19) de manière à pouvoir ouvrir la paire de
contacts correspondante.
2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un groupe de paires de contacts auxiliaires est relié aux électro-aimants ( 30) pour l'ouverture des paires de contacts de manière à pouvoir commuter cellesci lorsque les électro-aimants ( 30) fonctionnent
3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que les électro-aimants ( 30) pour l'ouverture des paires de contacts se présentent sous forme d'appareils déclencheurs à manque de tension adaptés pour agir sur les organes de fixation ( 19) lorsque les
bobines desdits électro-aimants sont mises hors tension.
4 Dispositif selon l'une des revendications 1, 2,ou
3, caractérisé en ce que celles des paires de contacts auxiliaires qui sont reliées aux électro-aimants ( 30) pour l'ouverture des paires de contacts, sont insérées
dans le circuit de commande de la commande électroméca-
nique de rotation.
Dispositif selon l'une des revendications 1 2, 3
ou 4 caractérisé en ce que les électro-aimants ( 30) pour l'ouverture des paires de contacts sont réalisés de sorte que leurs bobines aient des paramètres assurant
la sécurité électrique.
6 Disposil Uf selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les paires de contacts principales et auxiliaires, les mécanismes ( 12) de commutation individuelle desdites paires de contacts et les organes ( 19) de fixation desdites paires de contacts sont réunis en'modules amovibles ( 123) montés sur une base commune, chacun desdits modules comprenant au moins une paire de contacts principale, au moins une paire de contacts auxiliaire, ainsi que le mécanisme correspondant de commutation individuelle des paires de contacts et l'organe
correspondant de fixation des paires de contacts.
7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'en cas de commutation de circuits électriques triphasés, chacun des modules amovibles ( 123) comprend trois paires de contacts principales, tandis que l'organe ( 19) de fixation des paires de contacts est relié, par l'intermédiaire du mécanisme ( 12) de commutation individuelle des paires de contacts, à une traverse ( 145) reliant les contacts mobiles des paires de contacts principales.
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|---|---|---|---|
| US06/249,840 US4368443A (en) | 1981-04-01 | 1981-04-01 | Power electric circuit switching device |
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ID=26222378
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- 1981-04-01 US US06/249,840 patent/US4368443A/en not_active Expired - Fee Related
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