FR2637413A1 - Remotely controlled cutoff apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
APPAREIL DE COUPURE TELECOMMANDE. REMOTE CONTROL CUTTING APPARATUS.
L'invention concerne un appareil de coupure telécommande unipoiaire ou multipolaîre, comportant un nispositif de coupure par pale, les différents pales étant respectivement connectes 3 uiIferentes pnases d'un réseau alternatif basse-tension, chaque dispositif de coupure comportant un contact mobile déplaçable entre des positions d'ouverture et de fermeture, un organe de telécommande comportant un électro-aimant, associe a un mecanisme de déplacement des contacts mobiles et comportant une bobine connectee a une source d'alimentation par l'intermédiaire d'un interrupteur statique comportant une électrode de commande, l'organe de télécommande comportant un circuit éleotronique de commande comportant au moins une entree sur laquelle sont appliqués des signaux de télécommande et une sortie produisant, en réponse å un signal de télécommande impliquant un changement de position des contacts mobiles, un ordre de commande synchronisé sur l'une des phases du réseau.The invention relates to a unipolar or multipole-type remote control device comprising a blade cut-off device, the different blades being respectively connected to three low-voltage reciprocating networks, each cut-off device comprising a movable contact that can be moved between opening and closing positions, a remote control member comprising an electromagnet, associated with a moving mechanism movable contacts and having a coil connected to a power source via a static switch having an electrode control device, the remote control member comprising an electronic control circuit having at least one input to which are applied remote control signals and an output producing, in response to a remote control signal involving a change of position of the movable contacts, an order synchronized control on one of the network phases.
Un tel appareil, dans lequel les ordres de commande synchronises sur l'une des phases du réseau sont appliques à l'électrode de commande de l'interrupteur statique pour commander un changement de position simultané des contacts mobiles de tous les pôles, peut fonctionner soit en teiérupteur, soit en contacteur. On a egalement propose des appareils à fonctions multiples comportant une entrée télérupteur et une entree contacteur.Dans les appareils de coupure de ce type, actionnes en charge, le fonctionnement en telerupteur et/ou en contacteur implique un grand nombre de changements de position des contacts noDiles. Or, on a remarque, notamment dans les appareils multipolaires de ce type, que l'usure des paies est trJs inégale.Such an apparatus, in which the synchronized control commands on one of the network phases are applied to the control electrode of the static switch to control a simultaneous change of position of the moving contacts of all the poles, can operate either in switch, or in contactor. Multi-function devices having a switch input and a contactor input have also been proposed. In switchgear devices of this type, operated under load, the operation of the switch and / or contactor involves a large number of changes in the position of the contacts. noDiles. Now, it has been remarked, especially in multipolar apparatuses of this type, that the wear of payrolls is very unequal.
La pressente invention a pour but dfaméliorer la fiabilité des appareils de coupure de ce type en limitant les cifrences d'usure entre les paies.The aim of the present invention is to improve the reliability of such cut-off devices by limiting the wear differences between the payloads.
Dans ce but, l'appareil de coupure selon l'invention comporte un circuit auxiliaire aisposé entre la sortie du circuit électronique de commande et l'électrode de commande de l'interrupteur statique et destiné à appliquer sur ladite électrode, en réponse à un ordre de commande, une impulsion de commande déphasée aléatoirement par rapport audit ordre.For this purpose, the switching device according to the invention comprises an auxiliary circuit arranged between the output of the electronic control circuit and the control electrode of the static switch and intended to apply to said electrode, in response to a command control, a control pulse phase shifted randomly with respect to said order.
Alors cue dans un appareil dans lequel le signal de commande de la bobinede l'électro-aim2nt est synchronisé avec 1 une des phases du réseau, l'ouverture ou la fermeture des contacts s'effectue toujours approximativement au même moment de la sinusoïde des signaux appliqués à un pale, les changements de position des contacts s'effectuent à des instants variables aléatoirement de la sinusoide, répartissant au mieux l'usure des contacts.Then, in an apparatus in which the control signal of the coil of the electromagnet is synchronized with one of the phases of the grating, the opening or closing of the contacts is always effected at approximately the same time as the sinusoid of the signals. When applied to a blade, changes in the position of the contacts are made at randomly varying times of the sinusoid, distributing the wear of the contacts as well as possible.
Un tel circuit auxiliaire comporte de préférence un oscillateur produisant un signal d'horloge asynchrone et de fréquence supérieure à la fréquence du réseau, et des moyens de déphasage recevant en entrée l'ordre de commande et le signal d'horloge et permettant de déphaser l'impulsion de commande par rapport à l'ordre de commande.Such an auxiliary circuit preferably comprises an oscillator producing an asynchronous clock signal and of frequency higher than the frequency of the grating, and phase shifting means receiving as input the control command and the clock signal and making it possible to phase out the control pulse with respect to the control command.
Selon un mode particulier de réalisation, les moyens de déphasage sont constitués par une bascule, de type D, recevant sur son entrée l'ordre de commande et sur son entrée horloge le signal d'horloge, et une porte logique ET dont les entrées reçoivent l'ordre de commande et le signal de sortie de la bascule et dont la sortie fournit l'impulsion de commande.According to a particular embodiment, the phase shift means are constituted by a flip-flop, of type D, receiving on its input the control command and on its clock input the clock signal, and an AND logic gate whose inputs receive the control command and the output signal of the flip-flop and the output of which provides the control pulse.
Le circuit auxiliaire peut également comporter des moyens de calibration de l'impulsion de commande de manizre à en réduire la durée.The auxiliary circuit may also include means for calibrating the control pulse so as to reduce its duration.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre ae modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés dans lesquels:
La figure 1 représente le schéma synoptique d'un appareil de coupure selon l'invention.Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of the particular embodiments of the invention given by way of nonlimiting example and represented in the accompanying drawings in which:
Figure 1 shows the block diagram of a switchgear according to the invention.
La figure 2 illustre les formes d'onde des signaux présents en aivers points du circuit représenté sur la figure 1.FIG. 2 illustrates the waveforms of the signals present at various points of the circuit shown in FIG.
La figure 3 représente un second mode de réalisation du circuit auxiliaire pouvant être substitué au circuit auxiliaire de l'appareil de coupure selon la figure 1.FIG. 3 represents a second embodiment of the auxiliary circuit that can be substituted for the auxiliary circuit of the switching device according to FIG. 1.
La figure 4 illustre les formes d'onde des signaux présents en divers points du circuit selon la figure 3.FIG. 4 illustrates the waveforms of the signals present at various points of the circuit according to FIG.
L'appareil de coupure représenté a titre d'exemple sur la figure 1 comporte trois pôles 10, il et 12 comportant chacun un contact mobile 16 actionnable entre des positions d'ouverture et de fermeture. Chacun des pôles est relié par les bornes d'arrivée associées, respectivement 18, 19 et 20 å une phase différente d'un réseau d'alimentation alternatif basse tension. Chaque pôle peut, de manière connue, former un bloc unipolaire de coupure, plusieurs pales identiques pouvant être juxtaposés pour former un appareil de coupure modulaire bipolaire, tripolaire comme sur la figure, ou tétrapolaire.The interrupter shown by way of example in Figure 1 comprises three poles 10, 11 and 12 each having a movable contact 16 operable between open and closed positions. Each of the poles is connected by the associated arrival terminals, respectively 18, 19 and 20 to a different phase of a low voltage AC supply network. Each pole may, in known manner, form a unipolar block of cut, several identical blades can be juxtaposed to form a modular bipolar cutoff device, three-pole as in the figure, or four-pole.
Un bloc de télécommande 22 est accolé aux pôles 10 à 12 de maniere constituer un système modulaire tripolaire de commande à distance. Le bloc de télécommande 22 est équipé d'un mécanisme de télécommande destiné à assurer le basculement simultané des contacts mobiles 16 des différents pôles. Ce bloc comporte au moins trois bornes de connexion 24, 26 et 28. La borne 24 reçoit les signaux de télécommande tandis que les bornes 26 et 28 sont des bornes d'alimentation dont l'une 26 est reliée à lune des phases du réseau et dont l'autre est reliée au neutre N.Les bornes 24, 26 et 28 sont connectées a l'intérieur du bloc de télécommande a un circuit électronique de commande (30,32,34) destiné à produire en réponse aux signaux de télécommande, des ordres de commande A synchronisées sur l'une des phases du réseau.A remote control unit 22 is connected to the poles 10 to 12 so as to constitute a modular three-pole remote control system. The remote control unit 22 is equipped with a remote control mechanism intended to ensure the simultaneous tilting of the movable contacts 16 of the different poles. This block comprises at least three connection terminals 24, 26 and 28. The terminal 24 receives the remote control signals while the terminals 26 and 28 are supply terminals, one of which 26 is connected to one of the phases of the network and the other of which is connected to the neutral N.The terminals 24, 26 and 28 are connected inside the remote control unit to an electronic control circuit (30, 32, 34) for generating in response to the remote control signals, control commands A synchronized on one of the phases of the network.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, les ordres de commandes A sont synchronisés sur la phase du réseau alimentant le pale 10, le circuit électronique ae commande comportant un circuit d'horloge 32 connecté aux bornes d'alimentation 26 et 28 et produisant un signal d'horloge I synchronisé sur le réseau, donc de période 20ms pour un réseau à 50 Hz. Le circuit électronique de commande comporte également un circuit d'alimentation 34 qui peut avantageusement être connecté aux mêmes bornes d'alimentation 26 et 28 de manière à fournir au circuit électronique de commande les tensions continues qui lui sont nécessaires. il est bien entendu que ces tensions continues pourraient etre fournies par tout autre moyen équivalent (batteries,...> . Le bloc de télécommande 22 comporte également un électro-aimant dont la bobine 36 est connectée par l'intermédiaire d'un interrupteur statique 38 à une source d'alimentation. Dans le mode de réalisation préféré représenté sur la figure, la bobine 36 est connectée en série avec un thyristor entre les bornes de connexion 26 et 28. Il est évident que la source d'alimentation peut être différente et constituée par une source auxiliaire indépendante de tension alternative ou de tension continue, l'interrupteur statique étant dans ce dernier cas un transistor de puissance, par exemple un transistor à effet de champ.In the embodiment shown in FIG. 1, the control commands A are synchronized on the phase of the network supplying the blade 10, the electronic control circuit comprising a clock circuit 32 connected to the supply terminals 26 and 28 and producing a clock signal I synchronized on the network, therefore having a 20 ms period for a 50 Hz network. The electronic control circuit also comprises a supply circuit 34 which can advantageously be connected to the same power supply terminals 26 and 28. in order to supply the electronic control circuit with the DC voltages that are necessary for it. it is understood that these DC voltages could be provided by any other equivalent means (batteries, ...> .The remote control unit 22 also comprises an electromagnet whose coil 36 is connected via a static switch In the preferred embodiment shown in the figure, the coil 36 is connected in series with a thyristor between the connection terminals 26 and 28. It is obvious that the power source may be different. and constituted by an independent auxiliary source of AC voltage or DC voltage, the static switch being in the latter case a power transistor, for example a field effect transistor.
Le circuit électronique de commande peut commander un fonctionnement de l'appareil soit en télérupteur soit en contacteur, ou même dans le cas où il comporte une seconde entrée de télécommande (non representée) un fonctionnement multiple télérupteur et/ou contacteur.The electronic control circuit can control an operation of the apparatus either as a remote switch or contactor, or even in the case where it comprises a second remote control input (not shown) a multiple operation remote control switch and / or contactor.
Dans tous les cas de fonctionnement, les ordres de commande A de sortie du circuit électron-ue de commande sont synchronisés, grâce au circuit a'horloge 32, sur l'une des phases du réseau.In all cases of operation, the output control commands A of the control electron circuit are synchronized, thanks to the clock circuit 32, to one of the phases of the network.
Ceci provoque une ouverture ou une fermeture de chacun des pôles à un instant prédéterminé de la courbe sinusoïdale du signal d'alimentation qui lui est appliqué. Si lton considere par exemple un appareil tripolaire, alimenté par un réseau triphasé, compte tenu du temps T nécessaire à l'ouverture ou à la fermeture des contacts, si l'ouverture ou la fermeture a lieu dans le premier pôle (instants t6 ou t7) lorsque le courant (I1, figure 2 > (pour l'ouverture} ou la tension (pour la fermeture) est sensiblement à son maximum, pour les seconds et troisièmes pales, l'ouverture ou la fermeture des contacts associés aura lieu pour des courants (12, 13;; figure 2) très inférieurs, Ceci a pour conséquence une usure très inégale des pôles. This causes an opening or closing of each of the poles at a predetermined time of the sinusoidal curve of the supply signal applied thereto. If, for example, you consider a three-pole device powered by a three-phase network, taking into account the time T necessary for opening or closing the contacts, if the opening or closing takes place in the first pole (times t6 or t7). ) when the current (I1, figure 2> (for opening) or the voltage (for closing) is substantially at its maximum, for the second and third blades, the opening or closing of the associated contacts will take place for These currents (12, 13 ;; Figure 2) are much lower, This results in very unequal wear of the poles.
Selon l'invention, cet inconvenient est évite grâce à l'introduction entre la sortie du circuit électronique de commande 30 et l'électrode de commande de l'interrupteur statique d'un circuit auxiliaire produisant des impulsions de commande déphasées aléatoirement par rapport aux ordres de commande.According to the invention, this disadvantage is avoided thanks to the introduction between the output of the electronic control circuit 30 and the control electrode of the static switch of an auxiliary circuit producing control pulses phase shifted randomly with respect to the commands control.
Selon un mode de réalisation préferé représente sur la figure 1, ceci est réalisé au moyen d'un circuit oscillateur 40, alimenté par le circuit d'alimentation 34, et produisant en sortie un signal d'horloge B de fréquence supérieure à la fréquence du réseau et non synchronisé sur celui-ci. Ceci peut être réalisé par tout moyen connu, par exemple par un multivibrateur astable ayant la fréquence désirée ou de fréquence plus élevée (par exemple 100kHz) suivi par un diviseur.According to a preferred embodiment shown in FIG. 1, this is achieved by means of an oscillator circuit 40, powered by the supply circuit 34, and producing as output a clock signal B of frequency higher than the frequency of the network and not synchronized to it. This can be achieved by any known means, for example by an astable multivibrator having the desired frequency or higher frequency (eg 100kHz) followed by a divider.
Le signal d'horloge B (figure 2 > est appliqué à l'entrée horloge d'une bascule 42, de type D, recevant sur son entrée Di les signaux A de sortie du circuit 30. On obtient ainsi sur la sortie de la bascule un signal Qi déphasé aléatoirement vis à vis du signal A. Ceci ressort clairement des formes d'onde représentées sur la figure 2. En effet tandis que le front montant du signal A, aux temps tO ou t2, cofncide avec le passage à zéro (par exemple le début de la demi-onde positive) de la sinusoïde du courant I1 traversant un premier pale (phase 1 du réseau), le signal Q1 ne passe à la valeur logique 1 qu'au front montant suivant du signal d'horloge B, c'est à dire respectivement aux instants tl ou t3.The clock signal B (FIG. 2) is applied to the clock input of a flip-flop 42, of type D, receiving on its input D1 the output signals A of the circuit 30. This results in the output of the flip-flop. a signal Qi randomly phase-shifted with respect to the signal A. This clearly emerges from the waveforms shown in FIG. 2. Indeed, while the rising edge of the signal A, at times t0 or t2, coincides with the zero crossing ( for example the beginning of the positive half-wave) of the sinusoid of the current I1 passing through a first blade (phase 1 of the network), the signal Q1 only goes to the logic value 1 at the next rising edge of the clock signal B , ie respectively at times t1 or t3.
Le déphasage, tl-tO ou t3-t2, entre les fronts montants des signaux A et 3, asynchrones, est variable et cette variation est aléatoire. Elle peut varier entre 0 et une période du signal d'horloge v. The phase shift, tl-t0 or t3-t2, between the rising edges of the signals A and 3, asynchronous, is variable and this variation is random. It can vary between 0 and a period of the clock signal v.
Les signaux A et Q1 sont combinés par une porte logique ET d4 de manière à fournir un signal C dont le front montant est déphasé de manière aléatoire vis à vis du front montant de l'ordre de commande correspondant A et dont le front descendant coïncide avec le front descendant de l'ordre A, c'est à dire avec le passage à zéro suivant (fin de la desi-one -,ositive) oes signaux associés à la phase 1 du réseau.
The signals A and Q1 are combined by an AND logic gate d4 so as to provide a signal C whose rising edge is shifted randomly with respect to the rising edge of the corresponding control command A and whose falling edge coincides with the falling edge of the order A, ie with the following zero crossing (end of the desi-one -, ositive) oes signals associated with the phase 1 of the network.
Le signal C de sortie du circuit auxiliaire est appliqué, éventuellement par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation (non représenté), à l'électrode de commande de l'interrupteur statique 38.The output signal C of the auxiliary circuit is applied, possibly via an adaptation circuit (not shown), to the control electrode of the static switch 38.
Le temps T nécessaire à l'ouverture ou à la fermeture des contacts après application d'une impulsion de commande C sur l'électrode de commande de l'interrupteur statique étant sensiblement constant, le changement de position des contacts aura lieu aux instants t4 et t5, en des positions différentes des sinusoides associées à chaque phase et non pas toujours dans la même position (t6,t7) comme lorsque les ordres de commande synchronisés A sont appliqués au commutateur statique.Sur le figure 2, on voit que pour deux ordres de commande A successifs, l'ouverture des contacts a lieu au temps t4 lorsque la sinusoïde (I3) liée à la phase 3 est, en valeur absolue, à son maximum, tandis cue les sinusoïdes (Il et 12) lites aux phases 1 et 2 sont inférieures à la moitie de leur valeur maximun, la fermeture des contacts ayant lieu à l'instant t5 pour lequel I2 est presque nul, I3 est, en valeur absolue, voisin de I3/2 et I1 est proche du maximum. il est clair qu'il est ainsi possible d'avoir une usure moins inégale des contacts des différents pales.La fréquence du signal d'horloge B de sortie de l'oscillateur 40 devra être choisie en tenant compte du déphasage maximum désiré, du temps T nécessaire à l'ouverture ou à la fermeture, et de la fréquence du réseau. A titre d'exemple, pour une fréquence de réseau de 50 ou 60 Hz, cette fréquence d'horloge pourra être comprise entre 120
Hz et 800 hz environ.The time T required for the opening or closing of the contacts after application of a control pulse C on the control electrode of the static switch being substantially constant, the change of position of the contacts will take place at times t4 and t5, at different positions of the sinusoids associated with each phase and not always in the same position (t6, t7) as when the synchronized control commands A are applied to the static switch.On Figure 2, we see that for two orders control A successive, the opening of the contacts takes place at time t4 when the sinusoid (I3) related to phase 3 is, in absolute value, at its maximum, while the sinusoids (II and 12) lites at phases 1 and 2 are less than half of their maximum value, the closing of the contacts taking place at time t5 for which I2 is almost zero, I3 is, in absolute value, close to I3 / 2 and I1 is close to the maximum. it is clear that it is thus possible to have less unequal wear of the contacts of the different blades. The frequency of the output clock signal B of the oscillator 40 must be chosen taking into account the maximum phase shift desired, the time T needed for opening or closing, and the frequency of the network. For example, for a network frequency of 50 or 60 Hz, this clock frequency can be between 120
Hz and 800 hz approximately.
Dans le cas ou le commutateur statique est un transistor a effet de champ, donc un élément dont l'électrode de commande a une consommation en courant faible, le circuit auxiliaire tel que décrit ci-dessus est parfaitement adapté. Par contre si l'on utilise un thyristor, le courant appliqué a la gâchette de celui- ci peut être relativement important, ce qui implique un circuit d'alimentation 34 capable de fournir ce courant.En pratique on dispose un transistor, alimenté par une tension continue (par exemple 2aV) distincte de la tension continue (typiquement 5V > alimentant les autres circuits logiques du bloc télécommande, entre la sortie du circuit auxiliaire et la gâchette du thyristor et, pour réduire la consommation, on réduit la durée des impulsions de commande appliquées à la base du transistor.In the case where the static switch is a field effect transistor, therefore an element whose control electrode has a low current consumption, the auxiliary circuit as described above is perfectly suitable. On the other hand, if a thyristor is used, the current applied to the gate of the thyristor can be relatively large, which implies a power supply circuit 34 capable of supplying this current. In practice, a transistor, powered by a DC voltage (for example 2aV) distinct from the DC voltage (typically 5V> supplying the other logic circuits of the remote control block, between the output of the auxiliary circuit and the gate of the thyristor and, to reduce the consumption, reduces the duration of the pulses of control applied to the base of the transistor.
La figure 3 représente une variante du circuit auxiliaire selon l'invention, dans laquelle les impulsions de commande E sont non seulement déphasées aléatoirement par rapport aux ordres de commande A, mais également calibrés de manière à en limiter la duree.FIG. 3 represents a variant of the auxiliary circuit according to the invention, in which the control pulses E are not only phase shifted randomly with respect to the control commands A, but also calibrated so as to limit the duration thereof.
Les éléments identiques à ceux du circuit auxiliaire selon la figure 1 portent les mêmes références. Le circuit auxiliaire selon la figure 3 comporte une seconde bascule 46, de type D, recevant sur son entrée D2 le signal de sortie 1 de la première bascule 42, et sur son entrée d'horloge le signal 3 complémentaire du signal d'horloge B de sortie de l'oscillateur 40. Le signal Q2 de sortie de la seconde bascule est en conséquence décalé d' une demi-période de 1' norloge par rapport au signal Q1 de sortie de la première bascule (figure 4). Ce décalaye est utilisé par une porte logique ET 48 recevant en entrée les signaux Q1 et Q2 pour former un signal E dont le front montant est aécalé de manière aléatoire (tO-t1, t2-t3) par rapport au front montant de l'ordre de commande A de la même maniere que le signal C selon le mode de réalisation de la figure 1, et dont les impulsions ont une durée constante, gale a une demi-période du signal d'horloge B.The elements identical to those of the auxiliary circuit according to Figure 1 bear the same references. The auxiliary circuit according to FIG. 3 comprises a second flip-flop 46, of type D, receiving on its input D2 the output signal 1 of the first flip-flop 42, and on its clock input the signal 3 complementary to the clock signal B output signal of the oscillator 40. The output signal Q2 of the second flip-flop is consequently shifted by half a period of one clock relative to the output signal Q1 of the first flip-flop (FIG. 4). This offset is used by an AND logic gate 48 receiving the signals Q1 and Q2 as inputs to form a signal E whose rising edge is randomly offset (t0-t1, t2-t3) with respect to the rising edge of the order control A in the same manner as the signal C according to the embodiment of Figure 1, and whose pulses have a constant duration equal to half a period of the clock signal B.
il est bien évident que d'autres circuits de calibration pourraient être utilisés de la même manière, la durée des impulsions de commanae pouvant être différente d'une demipériode du signal d'horloge B.it is obvious that other calibration circuits could be used in the same way, the duration of the commanae pulses being different from a half period of the clock signal B.
Tandis que l'invention a été décrite pour un appareil de coupure tripolaire, il est clair que l'utilisation du principe d'un déphasage aléatoire est applicable quel que soit le nombre de pôles. Dans le cas d'un appareil unipolaire, il peut également être intéressant d'éviter que l'ouverture ou la fermeture ait lieu toujours au même moment de la sinusoïde. On peut ainsi obtenir, dans tous les types d'appareil, une usure moyenne des contacts des différents pôles. While the invention has been described for a three-pole breaking device, it is clear that the use of the principle of a random phase shift is applicable regardless of the number of poles. In the case of a unipolar device, it may also be advantageous to prevent the opening or closing always occurs at the same time of the sinusoid. It is thus possible to obtain, in all types of apparatus, an average wear of the contacts of the different poles.
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| FR8812942A FR2637413B1 (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | REMOTE CUTTING APPARATUS |
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| FR8812942A FR2637413B1 (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | REMOTE CUTTING APPARATUS |
Publications (2)
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| FR2637413A1 true FR2637413A1 (en) | 1990-04-06 |
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1988
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| FR2637413B1 (en) | 1996-02-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |