FR2581489A1

FR2581489A1 - Electrical circuit powering an electromagnet system by discharging capacitors.

Info

Publication number: FR2581489A1
Application number: FR8506981A
Authority: FR
Inventors: Raymond Perraud
Original assignee: SORELEM
Current assignee: SORELEM
Priority date: 1985-05-03
Filing date: 1985-05-03
Publication date: 1986-11-07

Abstract

A self-inductor 14 is inserted into one of the conductors bringing the alternating current to the rectifier bridge 4. Into the conductor 19 of the DC portion of the circuit are inserted a resistor 20 and a timed switch 21 which opens at the start of operations once the capacitors 11 are charged. The switch 22 corresponds to the unit for turning on the apparatus receiving the circuit illustrated. A resistor 23 and an automatic switch 25 enable the capacitor 11 to be discharged at the end of operations. There is furthermore provision for a capacitor 16 which compensates the loss in the mains power factor. Electromagnetically controlled concrete crusher.

Description

La présente invention est relative à un circuit électrique d'alimentation d'un électro-aimant dont le bobinage permet d'attirer un noyau plongeur deplaçable axialement. The present invention relates to an electrical circuit for supplying an electromagnet, the winding of which makes it possible to attract an axially displaceable plunger core.

On a décrit dans le document FR-A 2 356 483 un tel circuit d'alimentation dont la charge des condensateurs est contrôlée par un premier thyristor tandis que leur décharge est contrôlée par un second thyristor, les gâchettes de commande de ces thyristors étant reliées à des circuits de commande électroniques envoyant des impulsions sur chacune d'elles afin qu'd partir d'une source de courant redresse on charge alternativement un condensateur non polarise et un condensateur polarisé dit "tampon" ou "ballast". Document FR-A 2 356 483 describes such a supply circuit, the charge of the capacitors is controlled by a first thyristor while their discharge is controlled by a second thyristor, the control triggers of these thyristors being connected to electronic control circuits sending pulses on each of them so that, from a rectified current source, an unpolarized capacitor and a polarized capacitor called "buffer" or "ballast" are charged alternately.

Un tel circuit présente des inconvenients car le courant de charge révèle une valeur très importante de I'intensité qui provoque une chute de tension dans la ligne d'alimentation, tandis que l'énergie est fournie dans un temps très court. Dans ces conditions, il est nécessaire de disposer'd'une source de courant très supérieure à la puissance nominale de l'appareil à alimenter du fait de l'appel instan tané. Such a circuit has drawbacks because the load current reveals a very large value of the current which causes a voltage drop in the supply line, while the energy is supplied in a very short time. In these conditions, it is necessary to have a current source much higher than the nominal power of the device to be supplied due to the instantaneous call.

Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à ces inconvénients et à permettre la réalisation d'un circuit qui reponde mieux que jusqu'à présent aux desiderata de la pratique et en particulier qui permettent de limiter considrablement l'intensité du courant de charge du condensateur tout en augmentant le temps pendant lequel l'énergie lui est fournie. The improvements which are the subject of the present invention aim to remedy these drawbacks and to allow the realization of a circuit which responds better than hitherto to the wishes of the practice and in particular which make it possible to considerably limit the intensity of the charging current of the capacitor while increasing the time during which energy is supplied to it.

A cet effet et conformément à l'invention, le problème est résolu en insérant une self à réactance importante dans l'un des conducteurs d'amenée du courant alternatif au redresseur d'alimentation du condensateur. To this end and in accordance with the invention, the problem is solved by inserting a reactor with large reactance in one of the conductors for supplying alternating current to the rectifier supplying the capacitor.

le dessin annexe, donne à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
Fig. 1 est un schéma d'un circuit électrique usuel pour l'alimentation d'un système d'électro-aimant par decharge de condensateurs.the accompanying drawing, given by way of example, will make it possible to better understand the invention, the characteristics it exhibits and the advantages which it is likely to provide
Fig. 1 is a diagram of a usual electrical circuit for supplying an electromagnet system by discharging capacitors.

Fig. 2 représente les caractéristiques du courant de charge en intensité et en tension. Fig. 2 represents the characteristics of the load current in intensity and in voltage.

Fig. 3 est un circuit électrique établi conformément aux perfectionnements suivant l'invention. Fig. 3 is an electrical circuit established in accordance with the improvements according to the invention.

Fig. 4 est un diagramme identique à celui de fig. 3, mais représentant les caracteristiques du courant de charge en tension et en intensité, avec un circuit établi conformément à l'invention. Fig. 4 is a diagram identical to that of FIG. 3, but representing the characteristics of the charging current in voltage and in current, with a circuit established in accordance with the invention.

On a illustre en fig. 1 un schéma d'alimentation d'un bobinage l d'un électro-air"ant dont la masse mobile est constituée par un noyau 2 qui constitue un système oscillant ayant une fréquence propre. Ce circuit connu comprend une alimentation 3 en courant alternatif qui est redressé dans un pont à diodes 4 de manière a être transformé en courant continu. La tension continue permet la charge de condensateurs non polarisés 5 grâce à la présence d'une inductance 6 et d'un premier thyristor 7.Une autre partie du circuit comprend un second thyristor 8 qui permet la décharge du condensateur 5 dans le bobinage 1. La commande des deux thyristors 7 et 8 s'effectue par un ensemble électronique 9 fournissant des impulsions de commande aux gâchettes de chacun des thyristors, à'instant nécessaire, à partir d'une impulsion unique fournie périodiquement. Une diode 10 permet le passage de l'intensité négative de la décharge oscillante des condensateurs 5. We have illustrated in fig. 1 a diagram for supplying a coil 1 of an electro-air "ant whose moving mass is constituted by a core 2 which constitutes an oscillating system having a natural frequency. This known circuit comprises a supply 3 of alternating current which is rectified in a diode bridge 4 so as to be transformed into direct current. The direct voltage allows the charging of non-polarized capacitors 5 thanks to the presence of an inductor 6 and a first thyristor 7. Another part of the circuit includes a second thyristor 8 which allows the discharge of the capacitor 5 in the winding 1. The control of the two thyristors 7 and 8 is effected by an electronic assembly 9 supplying control pulses to the triggers of each of the thyristors, at the necessary moment, from a single pulse supplied periodically A diode 10 allows the negative intensity of the oscillating discharge of the capacitors 5 to pass.

On utilise de plus des condensateurs polarisés 11 destinés à accumuler lténergie, par exemple sur cinq périodes si la fréquence de vibration du noyau 2 est de vingt millisecondes, et qui servent à recharger les condensateurs 5 lorsque le thyristor 7 est activé. In addition polarized capacitors 11 are used which are intended to accumulate energy, for example over five periods if the vibration frequency of the core 2 is twenty milliseconds, and which serve to recharge the capacitors 5 when the thyristor 7 is activated.

On ne reviendra pas sur le fonctionnement de ce circuit puisqu'il est bien connu dans la technique. We will not return to the operation of this circuit since it is well known in the art.

le graphique de fig. 2 représente les caractéristiques du courant de charge en tension et en intensité. Le temps en millisecondes a été porté en abcisse tandis que l'intensite en ampères est indiquée en ordonnée. the graph in fig. 2 shows the characteristics of the charging current in voltage and in current. The time in milliseconds has been plotted on the abscissa while the intensity in amperes is indicated on the ordinate.

On observe que la sinusolde 12 représentant la tension est écrêtée dans la première boucle, du fait de l'impédance de la ligne d'alimentation, c'est-à-dire de celle du pont redresseur 4. De ce fait, sur le front montant de la sinusotde 12, on charge les condensateurs 5 à une valeur inférieure à la tension nominale, de sorte que dès que la tension dépasse le seuil de la charge du condensateur, le courant croit immediatement et de manière brutale, tel que cela est représente sur la courbe 13 illustrée en traits discontinus. It is observed that the sine wave 12 representing the voltage is clipped in the first loop, due to the impedance of the supply line, that is to say that of the rectifier bridge 4. Therefore, on the front amount of sinusotde 12, the capacitors 5 are charged at a value lower than the nominal voltage, so that as soon as the voltage exceeds the threshold of the capacitor charge, the current immediately and suddenly increases, as represented on curve 13 illustrated in broken lines.

On note enfin le temps très court d'énergie fournie puisque celle-ci représçnte l'aire déterminée par la courbe 12. Finally, note the very short time of energy supplied since it represents the area determined by curve 12.

Autrer4ntsdit, l'énergie est puisée dans le réseau dans un temps très court et la tension de charge du condensateur n'est pas la tension du réseau. Ceci présente deux inconvénients majeurs : d'une part il est obligatoire de disposer d'une source de courant très supérieure à la puissance nominale de l'appareil à alimenter puisque l'appel de courant est très éleve de manière instantanée et d'autre part l'appareil est sous-alimenté. Autrer4ntsdit, energy is drawn from the network in a very short time and the charging voltage of the capacitor is not the network voltage. This has two major drawbacks: on the one hand, it is compulsory to have a current source much greater than the nominal power of the device to be supplied since the current draw is very high instantaneously and on the other hand the device is undernourished.

Conformément à l'invention, et comme on l'a illustré en fig. 3, on insère dans un des conducteurs d'alimentation du pont redresseur 4 une self 14 de réactance importante. In accordance with the invention, and as illustrated in FIG. 3, a self reactive reactor 14 is inserted into one of the supply conductors of the rectifier bridge 4.

Les résultats de l'utilisation de la self 14 se lisent immédiatement sur les courbes de fig. 4 sur lesquelles on voit que la sinusoïde 12 representant la tension n'est pas écrêtée, de sorte que dans le front montant de cette sinusoide, la self limite le courant, tandis que dès qu'on arrive à la crête le courant s'inverse et l'induction repasse sous forme électrique. En outre, la self 14 permet la limitation du courant de charge du condensateur. La courbe des intensités référencée 15 illustree en traits discontinus est très aplatie, ce qui signifie que l'intensité appelée est faible. D'autre part, la self 14 permet de prolonger la période de charge grâce à sa self induction. On peut voir par comparaison avec la courbe de fig. 2 que l'augmentation du temps de conduction est pratiquement multipliée par deux grâce à la présence de la self 14. The results of using the choke 14 can be read immediately on the curves in fig. 4 on which we see that the sinusoid 12 representing the voltage is not clipped, so that in the rising edge of this sinusoid, the self limits the current, while as soon as we reach the peak the current reverses and the induction returns to electrical form. In addition, the choke 14 allows the limitation of the charging current of the capacitor. The intensity curve referenced 15 illustrated in broken lines is very flat, which means that the intensity called is low. On the other hand, the self 14 makes it possible to extend the charging period thanks to its self induction. We can see by comparison with the curve of fig. 2 that the increase in the conduction time is practically doubled thanks to the presence of the inductor 14.

Enfin, cette self 14 a été disposée en amont du pont redresseur 4 pour éviter que la composante continue engendrée par les condensateurs 11 vienne magnétiser son circuit et annuler l'effet de self induction. Finally, this inductor 14 was placed upstream of the rectifier bridge 4 to prevent the DC component generated by the capacitors 11 from magnetizing its circuit and canceling the effect of self induction.

Un condensateur 16 de compensation qui apporte une amélioration du facteur de puissance, donc une diminution des pertes en lignes, a été placé en dérivation entre les deux conducteurs d'alimentation en courant alternatif du pont redresseur 4. Un interrupteur 17 permet sa mise hors circuit. Ce condensateur 16 permet également, dans le cas d'une alimentation par groupe électrogène à auto-excitation par déphasage inductance-capacité, une réaction d'induit se traduisant par une augmentation de la tension. A compensation capacitor 16 which provides an improvement in the power factor, and therefore a reduction in line losses, has been placed in bypass between the two AC power supply conductors of the rectifier bridge 4. A switch 17 enables it to be switched off . This capacitor 16 also allows, in the case of a power supply by self-excitation generator set by inductance-capacity phase shift, an armature reaction resulting in an increase in the voltage.

De manière avantageuse, on a prévu de réaliser une alimentation du circuit illustrée en fig. 3 par l'intermédiaire d'un auto-transformateur 18 qui permet l'utilisation d'une tension supérieure à celle du réseau pour compenser la chute de tension provoquée par la self 14. D'autre part, en modifiant les caractéristiques de l'auto-transformateur, on peut alimenter le circuit de fig. 3 par une source de courant alternatif de tension différente de celle nominale. Par exemple, si la tension nominale d'alimentation est de 220 volts, grâce à un auto-transformateur 18 de caractéristiques appropriées, on peut brancher le circuit sur un réseau d'alimentation à 380 volts. Advantageously, provision has been made to supply the circuit illustrated in FIG. 3 via an auto-transformer 18 which allows the use of a voltage higher than that of the network to compensate for the voltage drop caused by the inductor 14. On the other hand, by modifying the characteristics of the auto-transformer, we can supply the circuit of fig. 3 by an alternating current source of voltage different from that nominal. For example, if the nominal supply voltage is 220 volts, thanks to an auto-transformer 18 of suitable characteristics, the circuit can be connected to a 380-volt supply network.

On note également dans l'un des conducteurs d'alimentation en courant continu référencé 19 la présence d'une résistance 20. En amont de la résistance 20 est inséré un interrupteur temporisé 21 qui s'ouvre automatiquement dès que les condensateurs ballast 11 sont chargés. We also note in one of the DC power supply conductors referenced 19 the presence of a resistor 20. Upstream of the resistor 20 is inserted a timed switch 21 which opens automatically as soon as the ballast capacitors 11 are charged .

L'ensemble résistance 20-interrupteur 21 est shunté par un interrupteur 22 qui est celui qu'on actionne lorsqu'on met l'appareil en marche. La résistance 14 limite automatiquement le courant de charge des condensateurs ballast 11 lors de la mise en route.The 20-switch resistor assembly 21 is shunted by a switch 22 which is the one that is actuated when the apparatus is started. The resistor 14 automatically limits the load current of the ballast capacitors 11 during start-up.

Une autre résistance 23 est branchée en dérivation entre le conducteur 20 et le second conducteur 24 issu du pont redresseur 4. La résistance 23 est branchée en série avec un interrupteur 25, le branchement de ce dernier s'effectuant en aval de la résistance 20 et de l'interrupteur 22. L'interrupteur 25 est agencé de manière que dès qu'on met sous tension le circuit par fermeture de l'interrupteur 22, ledit interrupteur 25 s'ouvre. I1 se referme lorsqu'on ouvre l'interrupteur 22 de manière que les condensateurs 11 se déchargent dans cette résistance à la fin du travail. Another resistor 23 is connected in branch between the conductor 20 and the second conductor 24 coming from the rectifier bridge 4. The resistor 23 is connected in series with a switch 25, the connection of the latter being made downstream of the resistor 20 and of the switch 22. The switch 25 is arranged so that as soon as the circuit is energized by closing the switch 22, said switch 25 opens. I1 closes when the switch 22 is opened so that the capacitors 11 discharge into this resistor at the end of work.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. It should moreover be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the execution details described by all other equivalents.

Claims

1. Electric circuit for supplying an electromagnet system (1, 2) by discharging capacitors (5, 11), of the type whose charge of these capacitors is controlled by a first thyristor (7), while that the discharge is controlled by a second tyristor (8), the control triggers of these charge and discharge thyristors being connected to electronic control circuits (9) sending pulses on each of them so that from d 'a rectified current source alternately charges a non-polarized capacitor (5) and a polarized capacitor (11) called "buffer" or "ballast, characterized in that a choke (14) with high reactance is inserted in one conductors for supplying alternating current to the diode rectifier (4).

2. Electrical circuit according to claim 1, characterized in that a resistor (23) for discharging the capacitors (5, 11) is placed in shunt between the conductors (19, 24) supplied with direct current, said resistor being placed in series with a switch (25) which opens and closes automatically at the start and at the end of the work respectively.

3. Electrical circuit according to any one of claims 1 and 2, characterized in that a resistor (20) is inserted in one of the conductors (19) of the circuit, downstream of the rectifier bridge (4), this resistor being connected in series with a timed switch (21) which opens as soon as the ballast capacitor (11) is charged.

4. Electrical circuit according to any one of the preceding claims, characterized in that the supply of alternating current is carried out by means of an auto-transformer (18).

5. Electrical circuit according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a capacitor (16) is placed between the terminals of the alternating current supply, upstream of the inductor (14).

6. Electrical circuit according to claim 5, characterized in that a switch 17 is placed in series with the capacitor (16).