FR2568056A1 - Electroaimant polarise a trois etats et circuit pour sa commande - Google Patents

Abstract

L'ELECTROAIMANT COMPREND UNE ARMATURE 1 A AIMANT PERMANENT 2, MOBILE A L'INTERIEUR D'UNE BOBINE 5. DES PIECES POLAIRES 15 A 18 DE L'ARMATURE DEFINISSENT QUATRE ENTREFERS E1 A E4 AVEC DES BRAS 8 A 11 DE L'EQUIPAGE FIXE COMPORTANT UN AIMANT PERMANENT 14A. LES COUPLAGES DES FACES D'ENTREFERS AVEC LES AIMANTS PERMANENTS 2 ET 14A SONT TELS QUE CES DERNIERS ENGENDRENT DES FORCES DE REPULSION DANS LES QUATRE ENTREFERS. EN L'ABSENCE D'EXCITATION DE LA BOBINE 5 L'ARMATURE PREND UNE POSITION D'EQUILIBRE CENTRALE STABLE ENTE LES DEUX POSITIONS EXTREMES. UTILISATION POUR REALISER UN CONTACTEUR MONOSTABLE PERMETTANT LA COMMANDE D'UN MOTEUR A DEUX SENS DE MARCHE, AVEC TEMPORISATION EN CAS DE COMMANDE BRUSQUE D'INVERSION.

Description

La présente invention concerne un électro-aimant

à trns états.

La présente invention concerne également un

circuit pour sa commande.

Les électro-aimants à trois états sont utiles par exemple pour commander un appareil entre un état de repos et deux états de marche différents. Par exemple, un tel électro-aimant peutêtre monté dans un contacteur permettant de mettre un moteur triphasé, en marche avant, en marche arrière ou à l'arrêt. Un tel contacteur comprend des contacts du type inverseur susceptibles de prendre en outre une position intermédiaire entre lesdeux positionsextrêmes. Pour éviteruncourtcircuit de la source pendant la durée des arcs électrquessurlescontacts, il faut éviter

que l'inversion des contacts ne soit trop rapide.

On connaît d'après la DE A1 31 38 265 et le FR - A - 2 532 107 un contacteur polarisé à trois positions stables, comprenant un électroaimant de type bistable à aimant permanent etunressortderappeldont l'effet est nul en position centrale de l'armature avec une brusque variation dès que l'armature s'écarte de sa position centrale. L'aimant permanent assure la stabilité de chacune des positions extrêmes malgré

l'effet contraire du ressort.

Ainsi, ce contacteur connu est tristable.

Cependant, les utilisations avec des contacteurs monostables sont plus fréquentes. De plus, pour quitter une position extrême, il faut exciter la bobine dans un sens inverse de celui qui a servi à l'excitation précédente. Or à ce stade, l'armature risque de dépasser la position centrale stable et d'aller jusqu'à l'autre position extrême. Au lieu de s'arrêter, le moteur commandé va tourner en sens inverse, ce qui peut être très dangereux. On sait en effet qu'il est difficile de doser des ampèretours, à cause des écarts de tension et de résistance dûs à l'échauffement. De plus, la force des aimants varie avec la température et la force des ressorts des contacts diminue avec l'usure

des contacts.

Pour remédier à ce défaut, le document anté-

rieur propose d'exciter simultanément les bobinages en sens inverse. Leur effet total n'est alors plus que

celui résultant des fuites dues aux positions diffé-

rentes des bobinages, ce qui conduit à une mauvaise efficacité. En outre, la commutation des bobinages est difficile à mettre en oeuvre. De plus, la création de la position centrale stable par un ressort est difficile à obtenir et nécessite des précautions de mise en oeuvre onéreuses. Voir par exemple le livre "La Télégraphie et le Télex" de D.Faugeras

Ed. Eyrolles 1962, page 194 - relais à trois positions.

Il est bien proposé dans l'un des documents cités un moyen de rendre le contacteur monostable mais

ce moyen est insuffisant en pratique.

On connaît par ailleurs d'après le EP - A -

86 121 un électro-aimant ayant deux équipages munis d'aimants permanents et mobiles l'un par rapport à

l'autre en définissant entre eux quatre entrefers.

Les aimants permanents sont en série l'un avec l'autre à l'une des positions extrêmes qui est donc stable, et en oppQsition l'un avec l'autre à l'autre position extrême qui est donc instable. Un tel électro- aimant est bien monostable mais s'il est utilisé dans un contacteur, ne peut mettre les contacts de puissance

que dans deux positions différentes, et non trois.

Le but de l'invention est ainsi de proposer un électro-aimant monostable à trois positions, qui ne risque-pasde passer d'une position extrême à l'autre lorsqu'il a seulement été commandé pour revenir en position centrale ou intermédiaire, et qui, sans modification coateuse telle que l'augmentation de la course ou del'inertie

de l'équipage mobile, ne risque pas de passer trop rapide-

ment d'une position extrême à l'autre en créant un

risque de courtcircuit.

L'invention vise ainsi un électro-aimant polarisé comprenant un circuit magnétique et au moins une bobine d'excitation entourant une partie du circuit magnétique; ce dernier comprend deux équipages munis chacun de moyens magnétiques permanents et mobiles l'un par rapport à l'autre entre deux positions extrêmes; les équipages forment entre eux deux pairesantagonistes d'entrefer variables, les faces de chaque entrefer d'une paire s'éloignant l'une de l'autre lorsque les faces de chaque entrefer ce l'autre paire se rapprochent l'une de l'autre en raison du mouvement relatif des équipages dont le sens est déterminé par l'état d'excitation de

la bobine, chaque face d'entrefer est reliée magnéti-

quement aux moyens magnétiques permanents de l'équi-

page qui le porte de façon que danschaquepaire d'entrefersetsur chaque équipage, les deux faces d'entrefer portées par un même équipage sont reliées par l'intermédaire des moyens magnétiques permanents de cet équipage tandis quedans l'une des paires d'entrefers, chaque

entrefer a des faces de même polarité magnétique.

Suivant l'invention, l'électro-aimant est caractérisé en ce que, dans l'autre paire d'entrefers, chaque entrefer a des facesde mêmepolarité magnétique et en ce que la taille des moyens magnétiques permanents est choisie pour assurer au repos de la bobine un équilibre des équipages en position intermédiaire entre les deux

positions extrêmes.

De la sorte, lorsque les équipages sont dans une position extrême l'un par rapport à l'autre et que l'alimentation est coupée, il apparaît des forces de répulsion comme dans la position "Travai"' du contacteur décrit dans EP.A - 86121. Si laforce des moyens magnétiques permanents tels que des aimants permanents a été choisie suffisante par rapport à une rémanance

éventuelle dans les entrefers fermés, ces forces de répul-

sion ramènent les deux équipages dans leur position relative intermédiaire. On peut aussi choisir des aimants plus faibles en liaison avec des moyens de rappel élastiques, par exemple l'élasticité des contacts de puissance si l'électro-aimant est employé dans un contacteur; avec une bobine à deux bobinages bobinés pour créer des flux de sens contraires, on peut utiliser l'artifice consistant à alimenter les deux

bobinages pour décoller les équipages de la position rela-

tive extrême qu'ils occupent. Il faut bien comprendre que les moyens de rappel envisagés ici à titre éventuel n'ont qu'un rôle d'appoint mettant en jeu des efforts faibles et assurant éventuellement une meilleure résistance aux vibrations en position intermédiaire, l'essentiel de

l'effort de rappel étant fourni par les aimants permanents.

Au contraire, selon l'état de la technique, les moyens de rappel vers la position intermédiaire fournissent des efforts importants devant plus que contrebalancer la force

de l'aimant permanent, sous risque de rémanance.

Une fois décollés de leur position relative extrême, les équipages ne peuvent dépasser leur position relativeintermédiaire car au-delà, il. appara t des forces symétriques de rappel. La positionintermédadreestdonc

stable, sansnécessairement utiliser de ressort de rappel.

C'est dans cette position que chaque aimant "voit" la réluctance la plus faible du circuit magnétique qui lui

est imposé.

Lorsqu'on applique une excitation d'un sens donné, l'un des équipages se déplace par rapport à l'autre vers une position extrême, sous l'effet de forces semblables à celles engendréesdans le contacteurselon EP.A -86121. Les différences entre deux forces d'aimant étant stables dans le temps et indifférentes à la température, la position intermédiaire est définie avec précision. Elle peut être réglée par désaimantation sélective. 1 Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de commande pour l'électro-aimant ci-dessus est caractérisé en ce qu'il comprend, pour l'un au moins des bobinagesde la bobine, unensemble comprenantuncondensateur branchable en parallèle avec le bobinage, une résistance bran- chée en sée avec ce bobinage, une résitancededécharge branchable en parallle avec le condensateur, etun moyen de commutation mobile entre une première position dans laquelle une ligne d'alimentation du bobinage et le condensateur sont reliés à une borne de source tandis que la résistance de décharge est déconnectée, et une seconde position dans laquelle le condensateur est en série avec la

résistance de décharge tandis que la ligne d'alimen-

tation du bobinage est ouverte.

Ainsi, pour faire passer l'armature d'une

position extrême à l'autre, on commence par couper l'ali-

mentation du bobinage en service et on met sous tension le bobinage équipé de l'ensemble précité; l'équipage

mobile est ainsi rappelé en position inter-

médiaire. Mais dans un premier temps, il ne peut dépasser cette position. En effet, la tension aux bornes du bobinage en question croit au rythme de la charge du condensateur et ce n'est qu'après un certain délai ou temps d'arrêt que ladite tension suffit à pousser l'équipage mobile jusqu'à l'autre position extrême.Avec un tel circuit de commande, un contacteur selon l'invention permet par exemple à un moteur de changer de sens de rotation sans brusquerie ni risque de court-circuit entre phases. Quand on remet en service ledit autre bobinage, le condensateur se

décharge dans la résistance de décharge. Les deux bobi-

nages peuventêtre équipés chacun d'un ensemble précité, auquel cas le fonctionnement exposé ci-dessus a lieu chaque fois que l'on fait passer l'excitation d'un

bobinage à l'autre.

D'autres particularités et avantages de l'in-

vention ressortiront encore de la description ci-après.

Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue en perspective

et en coupe d'un électro-aimant selon l'inven-

tion; - la figure 2 est une vue en perspective du circuit magnétique de l'électro-aimant de la figure 1;

- la figure 3 est une vue en coupe de l'électro-

aimant de la figure 1, perpendiculairement à l'axe de la bobine; - la figure 4 est une vue en coupe selon les parties droites de la ligne IV-IV de la figure 3, en position moyenne de l'équipage mobile, certaineshachures de coupe étant omises pour laisser apparaître les lignes de flux;

- la figure 5 est une vue analogue à la figu-

re 4 mais lorsque l'équipage mobile est dans l'une de ses position extrêmes; - la figure 6 montre un schéma de montage de élecbtro-aimant des figures 1 à 5 dans un contacteurpour la commande avant-arrière-arrêt d'un moteur triphasé; et - les figures 7 et 8 montrent le contacteur des figures 1 à 5 respectivement associé à deux

circuits de commande selon 1' invention, pour la com-

mande avant-arrière-arret d'un moteur triphasé Dans la réalisation des figures 1 à 3, l'électro-aimant comprend un équipage fixe comprenant à son tour deux groupes de deux bras

parallèles 8, 9 et respectivement 10, 11. L'électro-

aimant comprend en outre un équipage mobile ou arma-

ture 1, de section en H, mobile par rapport aux bras 8 à 11, dans une direction perpendiculaire aux plans

desdits bras.

L' armature 1 comporte un moyen magnétque permanenttel qu'un aimant permanent 2 disposé dans la zone centrale du H et portant sur ses faces p] laires deux pièces polaires 3, 4 qui débordent

de chaque côté de l'aimant suivant l'axe de celui-ci.

Une bobine 5 maintenue dans une carcasse fixe 6 en matière plastique est enroulée autour de l'aimant 2 et de la région centrale de deux pièces polaires 3, 4, celles-ci restant toutefois libres par rapport

à la carcasse 6.

Les extrémités 15, 16 de la pièce polaire 3 sont cambrées à angle droit et engagées entre les bras 8 et 9 avec un certain jeu dans la direction de déplacement de l'armature. Les extrémités 17, 18 de la pièce polaire 4 sont cambrées à angle droit et engagées de part et d'autre des bras 10 et 11 avec

le même jeu dans la direction de déplacement de l'ar-

mature que les extrémités 15, 16 entre les bras 8 et 9.

L'armature 1 forme avec l'équipage fixe quatre

entrefers El, E2, E3, E4 respectivement entre l'extré-

mité 15 et le bras 8, l'extrémité 16 et le bras 9, l'extrémité 17 et le bras 10 et l'extrémité 18 et le bras 11. Une paire de ces entrefers, à savoir les entrefers E2 et E3 tendent à se fermer quand l'autre paire E1 et E4 tend à s'ouvrir en raison du déplacement

de l'armature 1. Lesdeux pairesd'entrefers ont donc des effets anta-

gonistes. Les faces d'entrefersportées par l'armature et appartenant à la même paire d'entrefers sont séparées

magnétiquement par l'aimant 2.

Lesbras8 à 1 1 sontraccordés à des moyens magnétiquesperma-

nents telsque des aimants pemanents 14a, 14b portés par l'équipage fixe de façon queles facesd'entreferportées par l'équipage fixe et appartenant à la même paire d'entrefers soient séparées magnétiquement par les aimants permanents

14a, 14b.

De plus, l'aimant permanent 2 et les aimants permanents 14a, 14b sont raccordés aux entrefers de façon telle que dans l'une des paires d'entrefers(par exemple E2, E3) les deux faces polaires

de chaque entrefer sont de même polarité magnétique.

En effet, dans l'exemple représenté, l'extré-

mité 16 est de polarité Nord de même que le bras 9 tandis que l'extrémité 17 est de polarité Sud de même

que le bras 10.

Suivant l'invention, il est en outre fait en sorte que les deux faces de chaque entrefer de l'autre paire (El, E4 dans l'exemple précédent) sont de même

polarité magnétique.

On vérifie en effet dans l'exemple représenté que l'extrémité 15 et le bras 8 sont de polarité Nord tandis que l'extrémité 18 et le bras 11 sont de

polarité Sud.

Pour réaliser cette condition, les groupes

de deux bras 8, 9ou 10, 11 de chaque groupe coopé-

rant avec la même pièce polaire 3 ou respectivement 4

sont réunis à leurs extrémités en regard par deux culas-

ses transversales 12a, 12b et respectivement 13a, 13b,

ce qui forme au total deux cadres parallèles magnéti-

quement isolés l'un de l'autre et coopérant chacun

avec l'une des pièces polaires 3 ou 4 respectivement.

Les culasses 12a, 12b; 13a, 13b de chaque cadre

sont de part et d'autre de la bobine 5.

Les deux aimants permanents 14a, 14b sont montés en parallèle l'un avec l'autre, chacun entre

deux culasses en regard 12a, 13a ou 12b, 13b, apparte-

nant à des cadres différents. Le cadre 8, 9, 12a, 12b coopérant avec la pièce polaire 3 reliée à la face Nord de l'aimant 2 est lui-même en contact avec les faces Nord des aimants 14a et 14b. L'autre cadre 10, 11, 13a, 13b est en contact avec les faces Sud de ces aimants. En outre, la force relative de l'aimant 2 d'une part et des aimants 14a et 14b d'autre part est choisie pour que les forces répulsives dont les quatre entrefers E1 à E4 sont le siège lorsque la bobine 5 n'est pas excitée s'équilibrent lorsque l'armature 1 est dans une position intermédiaire, sensblement centraleou à mi-courseentre ses deux positions extrêmes dans chacune desquelles deux entrefers d'une paire sont fermés par contact de

leurs faces l'une sur l'autre.

La force des aimants permanents 2 d'une part

et 14a, 14b d'autre part est de plus choisie en rela-

tion avec la puissance de la bobine 5 pour quel'action de cette

dernière, lorsqu'elle est excitée et conjuguée avec celle de l'aimant perma-

nent 2, prédomine sur celle des aimants permantents 14a,1 4b et déplace l'ar-

mature 1 dans un -sens correspondant à celui de l'excitation.

Le fonctionnement de l'électro-aimant est le suivant: En l'absence d'excitation de la bobine 5,

l'armature 1 prend une position d'équilibre à mi-

course, dans laquelle les forces de répulsion existant dans les entrefers s'équilibrent puisque tous les

entrefers sont semi-ouverts. Cette situation est repré-

sentée à la figure 4 o les lignes de flux ont été

figurées à titre d'exemple.

Les lignes de flux sont évidemment disposées

symétriquement par rapport à un axe horizontal.

Les deux culasses 12 (à gauche et à droite de la figure)

sont réunies entre elles en dehors du plan de la figure.

De même pour les culasses 13. On voit que l'épanouisse-

ment des lignes de flux de l'aimant mobile 2 sont gênées par les trajets parallèles des lignes de flux des aimants

fixes 14a et 14b.

La pièce polaire intérieure 3 de l'armature 1, 1 0 polarisée N, n'a donc pas tendance à se rapprocher

des bras 8 ou 9 reliés par 12a à la face N de 14a -

de même pour l'armature intérieure 4 polarisée S

is-à-vis des bras 10 ou 11.

C'est dans la position intermédiairedelafigure4

que les aimants permanents se gênent le moins mutuel-

lement (ou c'est dans cette position qu'ils voient

une réluctance intérieure la plus faible). Lapositioninter-

médiaire est donc stable, sans avoir eu besoin d'employer

un ressort de rappel.

Si, à partir de cette situation, l'on excite la bobine 5, par exemple sous 3A/mm2, dans le sens tendant à déplacer l'armature 1 vers le haut de la figure 4, l'armature 1 effectue ce déplacement jusqu'à fermeture des entrefers E2 et E3. Cette situation est représentée à la figure 5, toujours avec les lignes de flux. Les lignes de flux passant dans les entrefers fermés donnent la force d'attraction permettant de

comprimer un jeu de contacts travail.

Le flux de l'aimant mobile est plus important (ici 12 lignes de flux) car sa circulation est favorisée par les ampèretours de la bobine. Par contre,

le flux des aimants fixes est encore plus contrarié.

Si l'on fait cesser l'excitation de la

bobine 5, l'armature 1 retourne à la position d'équi-

libre de la figure 4, sous l'effet des forces magnéti-

ques permanentes éventuellement &stees, au décollage, par la force élastique des contacts de puissance du contacteur (non représenté aux figures 1 à 5). Mais

l'armature ne dépasse pas - ou peu - la position intermé-

diaire car très vite apparaissent des forces de rappel

contraires à la continuation du mouvement.

On a représenté à la figure 6 l'électro-aimant 21 des figures 1 à 5 dont l'armature mobile est fixée à la pièce mobile 22 de trois contacts de puissance 23 de type inverseur, c'est-à-dire que la pièce mobile 22 de chaque contact 23 raccorde deux paires de contacts fixes distinctes selon la position extrême occupée

par l'armature mobile 1.

Dans la situation représentée, l'armature 1 est enposition intermédiaire et les pièces mobiles 22 sont également dans une position intermédiaire dans laquelle

aucun contact n'est établi.

Les contacts 23 sont montés entre les bornes RST d'une source triphasée et les bornes d'un moteur triphasé M selon un montage classique tel que le moteur tourne dans un sens ou dans l'autre selon que les

contacts 23 sont dans une position o dans l'autre.

Le bobinage 5 comprend deux bobinages 5a, 5b (représentés schématiquement) bobinés pour générer des flux de sens contraires lorsqu'ils sont alimentés et ayant une extrémité commune A3 reliée à la borne négative d'une source de courant continu par l'intermédiaire d'un bouton d'arrêt d'urgence A. Les deux autres extrémités Aa, Ab des bobinages a, 5b sont reliables au choix à la borne positive de ladite source par une ligne d'alimentation 24a, 24b respectivement. La ligne 24a associée à l'enroulement 5a porte

les contacts Travail d'un commutateur manuel monosta-

ble Pa dont les contacts repos sont sur la ligne 24b. Celle-ci porte en outre les contacts travail d'un

autre commutateur manuel monostable Pb.

Au repos, aucun des bobinages 5a, 5b n'est alimenté, et le moteur M reste à l'arrêt Selon que l'on appuie sur un bouton ou sur l'autre Pa ou Pb, le moteur M tourne dans un sens ou dans l'autre. Dès qu'on relâche le bouton, le moteur s'arrête. Le montage de la figure 7 constitue un perfectionnement de celui de la figure 6, associé à un contacteur analogue à celui de la figure 6 excepté qu'il comporte un contact inverseur supplémentaire, référencé 23a, dont la pièce mobile 22 est solidaire des pièces mobiles 22 des contacts 23. La borne d'entrée de chaque contact fixe du contact 23a est raccordée à la borne positive de la source. Chacune des bornes de sortie est raccordée à une ligne respective 26a ou 26b. La ligne 26a est raccordée à la ligne 24a qui passe par un contact repos d'un inverseur 27b du commutateur Pb. De même la ligne 26b est raccordée àla ligne 24b passant par un contact repos d'un inverseur 27a du commutateur Pa. Comme on peut le

vérifier d'après les flèches a et b montrant respecti-

vement dans quel sens les bobinages 5a et 5b solli-

citent les pièces mobiles 22, l'arrangement est tel que la ligne d'autoalimentation 26a ou 26b qui est fermée par le contact 23a est toujours celle qui alimente le bobinage 5a ou 5b dont l'action maintientles pièces

mobiles 22 dans la position qu'elles occupent.

De plus, en parallèle avec le contact 23a, les lignes 24a et 24b sont raccordées à la borne positive de la source via un contact travail des

inverseurs 27a et 27b respectivement.

A chaque bobinage 5a ou 5b, est associé un ensemble comprenant un condensateur Ca ou Cb monté entre le point A3 et la borne positive de la source, en série avec un contact travail d'un second inverseur 28a ou 28b de l'inverseur Pa ou Pb respectivement. En parallèle avec chaque condensateur Ca ou Cb, est montée une résistance de décharge ra ourben série avec un contact repos du second inverseur 28a ou 28b. Une résistance R3 commune aux deux ensembles est montée entre le point A3 et le bouton d'arrêt A. Le fonctionnement est le suivant: Le moteur étant supposé en marche dans le sens déterminé par le bobinage 5a, l'équipage mobile du contacteur est en position extrême vers la droite (flèche a) et le bobinage 5a est auto-alimenté via le

contact 23a et la ligne 26a, les boutons des commu-

tateurs Pa ou Pb étant relâchés. Chaque condensateur Ca ou Cb est en circuit fermé sur sa résistance de décharge ra ou rb et n'a donc pas d'effet sur la

commande.

Pour changer de sens de rotation, on appuie sur le bouton Pb. Ceci a plusieurs effets. D'une part, l'inverseur 27b ouvre le circuit d'autoalimentation du bobinage 5a. Le même inverseur ferme la liaison directe entre la ligne 24b et la borne positive de la

source. En même temps, l'inverseur 28b met le conden-

sateur Cb en parallèle avec l'enroulement 5b et met

hors circuit la résistance rb.

Dès que son circuit d'auto-alimentation est interrompu, le bobinage 5a cesse son action et permet

le retour de 1' éequage mobile en position intermédiaire.

Dans un premier temps, l'équipage mobile ne va pas au-delà. EBeffet, l'autre bobinge 5b ayant été branché en parallèle avec le condensateur Cb et en série avec la résistance R3, sa montée en tension s'effectue avec la constante de temps R3Cb, par exemple ls, de préférence plus de 0,2s. Ce n'est qu'après un certain délai que la force magnétique engendrée par le bobinage 5b suffit à déplacer l'équipage mobile jusqu'à son autreposition extrême, vers la gauche, permettant

le démarrage du moteur dans l'autre sens.

L'exemple de la figure 8 est analogue à celui

de la figure 7 excepté que, pour profiter de la présen-

ce des condensateurs en permettant l'alimentation par

du courant alternatif,une diode de redressement demi-

alternance d a été intercalée entre le point A3 et la résistance R3. De plus, chaque enroulement 5a ou 5b est monté en parallèle avec une diode de roue libre da ou db avec laquelle l'enroulement 5a ou 5b

forme un circuit fermé lorsque l'enroulement est décon-

necté, la diode ayant alors pour sens passant le sens normal de passage dans le bobinage, tel qu'il est

permis par la diode d.

La résistance R évite l'emploi de fils de bobinage trop fins pour le cas d'une tension de 220 V alternatif et la faible puissance nécessaire à la commande de l'électro-aimant évite d'avoir une

résistance R3 de grande taille.

Les composants ra, rb, Ca, Cb et R3 et les diodeséventuelles peuvent facilement être logés dans un

boîtier de même profil que celui du contacteur (encli-

quetage sur barreau, bornes semblables etc)- ou dansun boîtier encliqueté sur le corps du contacteur comme

un additif classique.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation que l'on vient de décrire

et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifi-

cations sans sortir du cadre de l'invention.

Ainsi, suivant la place disponible, les aimants permanents 14a - 14b peuvent être tournés de 90 autour du centre de la figure 3 en ayant un axe magnétique

commun avec celui de l'aimant permanent 2. Cette dispo-

sition ne permet cependant plus un réglage par désaiman-

tation sélective. On peut aussi permuter les parties

fixe et mobile.

De même, au lieu d 'avoir des entrefers du type à surface constante et distance entre surfaces variables, comme dans le cas des exemples décrits, ces entrefers pourraient être du type à surface variable et distance entre surfaces constantes. Ce résultat peut être obtenu, par exemple en rapprochant les bords d'un bras et d'une pièce polaire. De tels entrefers sont cependant moins efficaces que ceux décrits,en raison des risques

de fermeture non complète et de frottements.

Dans le cas d'une commande automatique, les boutons poussoirs Pa et Pb peuvent être remplacés par un seul jeu de contacts inverseurs, avec ou sans

auto-alimentation, mais en conservant la temporisa-

tion de l'inversion des sens de rotation du moteur

commandé.

L'électro-aimant décrit peut aussi être employé

dans une électro-valve à 3 voies.

Pour améliorer la résistance aux vibra-

tions, il peut être prévu des moyens élastiques agissant sur l'armature dans le sens d'un rappel vers une position centrale précise. A cet effet, les moyens élastiques peuvent être relativement faibles puisque leur effet se surajoute à l'effet de rappeJ des forces magnétiques. Selon le DE-A1 31 38 265,au contraire, laposition centrale est magnétiquement instable; en effet dès que l'armature s'en écarte, les forces magnétiques tendent à accroître l'écart; le rappel élastique

doit donc être très puissant etréglé avec précision.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Electro-aimant à aimant permanent comprenant

un circuit magnétique et au moins une bobine d'excita-

tion (5) entourant une partie du circuit magnétique, ce dernier comprenant deux équipages (1; 8 à 11, 12a, 13a, 12b, 13b) munis chacun de moyens magnétiques permanents (2, 14a, 14b) et mobiles l'un par rapport à l'autre entre deux positions extrêmes, les équipages formant entre eux deux paires d'entrefers variables (El, E4; E2, E3), les faces de chaque entrefer d'une paire s'éloignant l'une de l'autre lorsque les faces de chaque entrefer de l'autre paire se rapprochent l'une de l'autre en raison du mouvement relatif des équipages dont le sens est déterminé par l'état d'excitation de la bobine (5), chaque face d'entrefer étant reliée magnétiquement aux moyens magnétiques permanents (2; 14a, 14b) de l'équipage qui le porte de façon que dans chaque paire d'entrefersetsurchaque équipage, lesdeuxfacesd'entrefer

portées par un même équipage sont reliées par l'inter-

médiaire des moyens magnétiques permanents de cet équipage tandis que dans l'une des paires d'éentrèefchaque entrefer a des facesde mêmepolaité magnétique, caractérisé en ce que, dans l'autre paire d'entrefers, chaque entrefer a des facesde même polarité magnétique, et en ce que la taille des moyens magnétiques permanents (2; 14a, 14b) est choisie pour assurer au repos de la bobine (5)

un équilibre des équipages en une position intermé-

diaire entre les deux positions extremes.

2. Electro-aimant suivant la revendication 1,

caractérisé en ce que les moyens magnétiques perma-

nents comprennent, dans un premier au moins des équipages, un aimant permament (14a, 14b) interposé entre deux groupes de chacun deux bras (8, 9; 10, 11) réunisparune pièce magnétique(12a, 13a) et portant chacununeface de

deux entrefers appartenant à des pairesd'entrefersdifférentes.

3. Electro-aimantseonla revendication 2, carac-

térisé en ce que le premier équipage est monté sta- tionnaire et chaque bras (8, 9; 10, 11) de cet équipage a deux extrémités fixées à des culasses (12a, 12b; 13a, 13b) qui sont transversales auxdits bras, l'autre équipage étant une armature (1) située à l'intérieur de la bobine (5) et possédant au moins une pièce polaire (4) dont les extrémités (17, 18) sont cambrées à angle droit de part et d'autre de deux bras d'un premier groupe tandis que deux des culasses (12a, 13a; 12b, 13b) situées d'un même côté de l'armature (1) sont séparées chacune par un aimant

permanent (14a, 14b).

4. Electro-aimant selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'armature (1) comporte une autre pièce polaire (3) dont les extrémités (15, 16) sont cambrées entre les deux bras (8, 9) d'un second groupe

de bras.

5. Electro-aimant selon l'une des revendica-

tions 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens magnéti-

ques permanents (2, 14a, 14b) sont dimensionnés pour décoller l'un de l'autre les équipages en position

extrême lorsque la bobine (5) n'est plus excitée.

6. Electro-aimant suivant l'une des revendi-

cations 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de rappel distincts des moyens magnétiques permanents (2, 14a, 14b) et tendant à décoller l'un de l'autre les équipages lorsqu'ils sont en position extreme.

7. Contacteur comprenant un électro-aimant

suivant la revendication 6, et des contacts de puis-

sance (23) du type inverseur.dont l'état est déter-

miné par la position relative des équipages de l'electro-aimant, caractérisé en ce que les moyens de rappel comprennent l'élasticité des contacts de puissance (23).

8.Circuit de commande pour électro-aimant

selon l'une des revendications 6 ou 7dans lequel la

bobine (5) comprend deux bobinages (5a, 5b) bobinés poux générer des flux de sens contraires, caractérisé en cequ'il comprend, pour l'un au moins des bobinages,

un ensemble comprenant un condensateur (Ca, Cb) bran-

chable en parallèle avec le bobinage, une résistance (R3)

branchéeen série avecce bobinage, une résstance de décharge(ra, rb) bran-

chable enparallèle avecle condensateur(Ca, Cb)et un moyen de commuta-

tion (Pa, Pb) mobile entre une première position dans laquelle une ligne d'alimentation (24a, 24b) du bobinage (5a, 5b) et le condensateur sont reliés à

une borne de source tandis que la résistance de déchar-

ge est déconnectée, et une seconde position dans

laquelle le condensateur est en série avec la résis-

tance de décharge tandis que la ligne d'alimentation

du bobinage est ouverte.

9. Circuit de commande conforme à la reven-

dication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble précité pour chaque enroulement, la première position de chaque moyen de commutation étant instable

et la seconde position stable.

10. Circuit de commande conforme à la reven-

dication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour raccorder les bobinages à la source via un contact de-type inverseur (23a) commandé par la position relative des équipages et via, pour chaque bobinage (5a, 5b), un contact fermé au repos (27a, 27b) du moyen de commutation (Pb, Pa) affecté à l'autre 19. bobinage (5b, 5a), de façon à réaliser une commande

du type à auto-alimentation.

11. Circuit de commande selon l'une des

revendications 8 à 10, pouvant être raccordé à une

source alternative, caractérisé en ce qu'une diode de redressement simple alternance (dl) est montée en série avec les deux bobinages (5a, 5b) et en ce que chaque bobinage (5a, 5b) est monté en parallèle avec

une diode de roue libre (d2, d3).