FR2671906A1 - Temperature-compensated magnetothermal circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
DISJONCTEUR MAGNETOTHERMIQUE
COMPENSE EN TEMPERATURE
La présente invention concerne les disjoncteurs et en particulier les disjoncteurs magnétothyermiques.THERMAL MAGNETIC CIRCUIT BREAKER
TEMPERATURE COMPENSATION
The present invention relates to circuit breakers and in particular to magnetothyermal circuit breakers.
En général, les disjoncteurs comportent une bilame qui est traversée par le courant du disjoncteur. La bilame est calculée pour avoir une certaine résistance électrique telle que, lorsque le courant dépasse un niveau predéterminé, la bilame se déforme et actionne un mécanise qui déclenche le disjoncteur. In general, circuit breakers have a bimetallic strip which is crossed by the circuit breaker current. The bimetallic strip is calculated to have a certain electrical resistance such that, when the current exceeds a predetermined level, the bimetallic strip deforms and actuates a mechanized device which trips the circuit breaker.
Dans les disjoncteurs de faible calibre, c'est-à-dire de oourant nominal inférieur à 2 ampères, la réalisation de la bilame pose des problèmes. En effet, la bilame doit présenter une résistance relativement élevée pour que le courant qui la traverse la chauffe suffisamment. On est amené à la concevoir de trés faible épaisseur (environ 0,1 milimètre) et/ou en plusieurs parties connectées en série. Des bilames ainsi obtenues fournissent un effort faible quand elles se déforment, par oéquent le mécanisme qu'elles actionnent doit être très sensible. I1 en résulte que des disjoncteurs comprenant des bilames de ce type sont très sensibles aux vibrations. In circuit breakers of small caliber, that is to say with a rated current of less than 2 amperes, the realization of the bimetallic strip poses problems. Indeed, the bimetallic strip must present a relatively high resistance so that the current which crosses it heats it sufficiently. We are led to design it very thin (about 0.1 millimeter) and / or in several parts connected in series. Bimetallic strips thus obtained provide a weak force when they deform, therefore the mechanism which they actuate must be very sensitive. As a result, circuit breakers comprising bimetallic strips of this type are very sensitive to vibrations.
Il existe des disjoncteurs de faible calibre comprenant des bilames plus épaisses. Alors, pour que la bilame se déforme suffisamment, elle est chauffée par une résistance additionnelle reliée en série avec la bilame. Néanmoins, de tels disjoncteurs présentent une grande inertie, notamment pour les fortes surcharges, car la résistance met un certain temps à chauffer la bilame. There are low caliber circuit breakers including thicker bimetallic strips. Then, so that the bimetallic strip deforms sufficiently, it is heated by an additional resistance connected in series with the bimetallic strip. However, such circuit breakers have a high inertia, especially for heavy overloads, because the resistance takes a while to heat the bimetallic strip.
Pour diminuer l'inertie, on a créé des disjoncteurs, tomme par exemple ceux du type U du fabricant Legrand, compre- nant, outre le système à résistance de chauffage, un électro- aimant traversé par le courant du disjoncteur, qui est susceptible d'actionner aussi le mécanisme de déclenchement. Pour des faibles surcharges, c'est la bilame qui actionne le mécanisme de déclenchement, et pour les fortes surcharges c'est le mécanisme à électre-aimant qui assure un déclenchement rapide. Toutefois, de tels disjoncteurs sont complexes et encombrants. To reduce the inertia, circuit breakers have been created, such as those of the U type from the manufacturer Legrand, comprising, in addition to the heating resistance system, an electromagnet through which the circuit breaker current passes, which is capable of '' also activate the release mechanism. For weak overloads, it is the bimetallic strip which activates the triggering mechanism, and for strong overloads it is the electromagnet mechanism which ensures rapid triggering. However, such circuit breakers are complex and bulky.
Un objet de la présente invention est de prévoir un disjoncteur magnétothermique simple et dont l'encombrement n'excède pas celui d'un disjoncteur classique. An object of the present invention is to provide a simple thermomagnetic circuit breaker and whose size does not exceed that of a conventional circuit breaker.
Cet objet est atteint grâce à un disjoncteur magnétothermique comprenant une bilame octuplée à des mayens de déclenchement du disjoncteur et un électro-aimant constitué d'un enroulement bobiné autour d'un noyau ferromagnétique, également susceptible d'agir sur les moyens de déclenchement, le noyau de l'électro-aimant étant formé par ladite bilame et l'enroulement constituant une résistance qui chauffe la bilame. This object is achieved thanks to a magneto-thermal circuit breaker comprising a bimetallic strip eight-fold to tripping means of the circuit breaker and an electromagnet consisting of a winding wound around a ferromagnetic core, also capable of acting on the tripping means, the core of the electromagnet being formed by said bimetallic strip and the winding constituting a resistor which heats the bimetallic strip.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la bilame est aussi chauffée par un courant qui la traverse. According to an embodiment of the present invention, the bimetallic strip is also heated by a current which passes through it.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le disjoncteur comprend un intact mobile et un contact fixe, et il comporte des moyens pour canaliser entre les contacts le flux créé par l'électro-aimant, de manière à souffler un arc naissant entre ces s contacts lorsqu'ils se séparent. According to an embodiment of the present invention, the circuit breaker comprises a movable intact and a fixed contact, and it comprises means for channeling between the contacts the flux created by the electromagnet, so as to blow an incipient arc between these s contacts when they separate.
Un avantage de la présente invention est que l'enrou- lament de 1 'électro-aimant sert aussi de résistance de chauffage de la bilame. An advantage of the present invention is that the winding of the electromagnet also serves as a heating resistor for the bimetallic strip.
Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles
La figure 1 illustre sous forme simplifiée un mode de réalisation d'un disjoncteur selon la présente invention à l'état enclenché ;
la figure 2 illustre le disjoncteur de la figure 1 à l'état déclenché par une faible surcharge ; et
la figure 3 illustre le disjoncteur de la figure 1 à l'état déclenché par une surcharge brutale et intense.These objects, characteristics and advantages as well as others of the present invention will be explained in more detail in the following description of particular embodiments made in relation to the attached figures among which
Figure 1 illustrates in simplified form an embodiment of a circuit breaker according to the present invention in the closed state;
Figure 2 illustrates the circuit breaker of Figure 1 in the tripped state by a low overload; and
Figure 3 illustrates the circuit breaker of Figure 1 in the tripped state by a sudden and intense overload.
La figure 1 illustre un schéma simplifié d'un mode de réalisation d'un disjoncteur selon la présente invention à l'état enclenche. Le disjoncteur comprend une bilame 10 reliée à sa partie inférieure à une première cosse 11. Une deuxième cosse 12 se trouve à côté (à droite) de la cosse 11 et comporte sur sa partie supérieure un contact fixe 13. Un contact mobile 14 monté sur un levier 15 articulé en A sur le boîtier du disjoncteur, est appliqué sur le contact 13. Un ressort 16 tend à séparer le contact 14 du contact 13 mais la position est maintenue par l'extrémité droite du levier 15, qui vient se loger dans une encoche N d'une bilame de compensation 17 parallèle à la bilame 10.Des bilames de compensation sont utilisées dans la plupart des disjoncteurs et servent à annuler les effets des variations de la température ambiante. Une tige 18 s'appuie entre les extrémités supérieures des bilames 10 et 17. FIG. 1 illustrates a simplified diagram of an embodiment of a circuit breaker according to the present invention in the on state. The circuit breaker comprises a bimetallic strip 10 connected at its lower part to a first terminal 11. A second terminal 12 is located next to (on the right) of the terminal 11 and has on its upper part a fixed contact 13. A movable contact 14 mounted on a lever 15 articulated at A on the circuit breaker box, is applied to the contact 13. A spring 16 tends to separate the contact 14 from the contact 13 but the position is maintained by the right end of the lever 15, which is housed in a notch N of a compensation bimetallic strip 17 parallel to the bimetallic strip 10. Compensating bimetallic strips are used in most circuit breakers and are used to cancel the effects of variations in ambient temperature. A rod 18 is supported between the upper ends of the bimetallic strips 10 and 17.
Selon la présente invention, la bilame 10 est entourée d'un enroulement 19 traverse par le courant du disjoncteur. Un levier coudé 20 est articulé au niveau d'un coude B sur le boîtier du disjoncteur et comprend un premier bras 21 en un matériau ferromagnétique, sur lequel peut agir le flux créé dans la bilame 10 par l'enroulement 19, et un deuxième bras 22. L'extrémité 23 de la tige 18 du côté de la bilame 10, est en matériau isolant et canporte un orifice dans lequel se loge le bras 22 du levier coudé 20. Le bras 21 du levier coodé s'étend, carme cela est représenté, au-dessus de l'extrémité supérieure de la bilame 10. According to the present invention, the bimetallic strip 10 is surrounded by a winding 19 traversed by the current of the circuit breaker. A bent lever 20 is articulated at an elbow B on the circuit breaker housing and comprises a first arm 21 made of a ferromagnetic material, on which the flux created in the bimetallic strip 10 by the winding 19 can act, and a second arm 22. The end 23 of the rod 18 on the side of the bimetallic strip 10 is made of insulating material and has an orifice in which is housed the arm 22 of the bent lever 20. The arm 21 of the bent lever extends, as this is shown, above the upper end of the bimetallic strip 10.
L'enroulement 19 a une résistance choisie et assure une double fonction, à savoir chauffer la bilame 10 et créer dans cette bilame un flux magnétique qui tend à attirer le bras 21 du levier 20. On notera que les matériaux habituellement utilisés pour fabriquer une bilame ont des caractéristiques ferromagnéti- ques. Pour optimiser en fonction du calibre les tepps de coosuta- tien, l'enroulement 19 peut être connecté selon l'une des manières suivantes
- en série avec la bilame 10 et le contact 14
- en parallèle sur la bilame 10, oet t ensemble parallèle étant connecte entre la cosse 11 et le contact 14 ; ou
- entre la cosse 11 et le contact 14, la bilame 10 pouvant alors être isolée électriquement.The winding 19 has a chosen resistance and performs a double function, namely heating the bimetallic strip 10 and creating in this bimetallic strip a magnetic flux which tends to attract the arm 21 of the lever 20. It will be noted that the materials usually used to manufacture a bimetallic strip have ferromagnetic characteristics. To optimize the coosutatian tepps according to the size, the winding 19 can be connected in one of the following ways
- in series with bimetallic strip 10 and contact 14
- in parallel on the bimetallic strip 10, oet t parallel assembly being connected between the terminal 11 and the contact 14; or
- Between the terminal 11 and the contact 14, the bimetallic strip 10 can then be electrically isolated.
La figure 2 représente le disjoncteur de la figure 1 à l'état déclenché par une faible surcharge, par exemple par un courant atteignant 1,4 fois le courent nominal du disjoncteur. Le courant traversant l'enroulement 19 a chauffé la bilame 10 qui s'est courbée en poussant la bilame 17 vers la droite par l'intermédiaire de la tige 18-23. Ainsi, l'extrémité du levier 15 qui était engagée dans l'encoche N de la bilame 17 est libérée et le ressort 16 sépare le contact mobile 14 du contact fixe 13. Figure 2 shows the circuit breaker of Figure 1 in the tripped state by a low overload, for example by a current reaching 1.4 times the rated current of the circuit breaker. The current passing through the winding 19 has heated the bimetallic strip 10 which has bent by pushing the bimetallic strip 17 to the right by means of the rod 18-23. Thus, the end of the lever 15 which was engaged in the notch N of the bimetallic strip 17 is released and the spring 16 separates the movable contact 14 from the fixed contact 13.
La figure 3 illustre le disjoncteur selon la présente invention à l'état déclenché par une surcharge brutale, par exemple par un pic de courant dépassant 20 fois le curant nominal. Le courant traversant l'enroulement 19 n'a pas eu le temps de chauffer la bilame 10 mais a provoqué un flux suffisamment important pour attirer le bras 21 du levier 20. Le levier 20 a basculé et son bras 22 a poussé la bilame 17 vers la droite par 1'intermediaire de la tige 18-23, en libérant 1'extremité du levier 15 engagée dans l'encoche N de la bilame 17. FIG. 3 illustrates the circuit breaker according to the present invention in the state triggered by a sudden overload, for example by a current peak exceeding 20 times the nominal current. The current passing through the winding 19 did not have time to heat the bimetallic strip 10 but caused a sufficiently large flow to attract the arm 21 of the lever 20. The lever 20 tilted and its arm 22 pushed the bimetallic strip 17 towards the right through the rod 18-23, freeing the end of the lever 15 engaged in the notch N of the bimetallic strip 17.
De préférence, les bilames 10 et 17 comportent à leur extrémité inférieure des extensions perpendiculaires 24 et 25 en matériau ferrrnagnétique venant en regard l'une de l'autre au niveau de l'interface entre les contacts 13 et 14. Ainsi, le flux créé par l'enrculement 19 est canalisé par ces extensions dans l'interface entre les contacts 13 et 14. Ce flux circule préfé- rentiellement selon le circuit suivant : bilame 10, levier 20, tige 18, bilame 17, extension 25, et extension 24 ; tous ces éléments étant en des matériaux ferromagnétiques. Ainsi, quand l'ouverture des contacts est provoquez par une surcharge brutale résultant par exemple d'un court-circuit et qu'il peut se produire un arc nocif ente les contacts, le flux créé par l'enroulement 19, qui a servi à déterminer le déclenchement du disjoncteur, sert aussi à souffler l'arc. Preferably, the bimetallic strips 10 and 17 comprise, at their lower end, perpendicular extensions 24 and 25 of ferragnetic material coming opposite one another at the interface between the contacts 13 and 14. Thus, the flow created by the recess 19 is channeled by these extensions in the interface between the contacts 13 and 14. This flow preferably flows according to the following circuit: bimetallic strip 10, lever 20, rod 18, bimetallic strip 17, extension 25, and extension 24 ; all these elements being made of ferromagnetic materials. Thus, when the opening of the contacts is caused by a sudden overload resulting for example from a short circuit and that there can be a harmful arc between the contacts, the flux created by the winding 19, which served to determining the tripping of the circuit breaker, also serves to blow out the arc.
mode de réalisation particulier a été décrit à titre d'exemple pour illustrer le fonctionnement de la présente invention. L'homme de l'art pourra y apporter diverses variantes et modifications, par exemple en oe qui concerne la liaison entre les bilames et le maintien et la libération du contact mobile. particular embodiment has been described by way of example to illustrate the operation of the present invention. Those skilled in the art can make various variants and modifications, for example in regard to the connection between the bimetallic strips and the maintenance and release of the movable contact.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9100826A FR2671906B1 (en) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | TEMPERATURE COMPENSATED MAGNETOTHERMAL CIRCUIT BREAKER. |
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Publications (2)
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| FR2671906B1 FR2671906B1 (en) | 1996-10-31 |
Family
ID=9409030
Family Applications (1)
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| FR9100826A Expired - Fee Related FR2671906B1 (en) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | TEMPERATURE COMPENSATED MAGNETOTHERMAL CIRCUIT BREAKER. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB2591796A (en) * | 2020-02-07 | 2021-08-11 | Eaton Intelligent Power Ltd | Circuit breaker and method for operating a circuit breaker |
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1991
- 1991-01-21 FR FR9100826A patent/FR2671906B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2671906B1 (en) | 1996-10-31 |
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