FR2758412A1

FR2758412A1 - ELECTROMAGNETIC SWITCHING APPARATUS

Info

Publication number: FR2758412A1
Application number: FR9700369A
Authority: FR
Inventors: Francois Chaudot; Gerald Gaschet; Dominique Leglaye; Dominique Millot
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 1998-07-17
Anticipated expiration: 2017-01-14
Also published as: EP0854489A1; FR2758412B1

Abstract

La présente invention concerne un appareil interrupteur électromagnétique équipé d'un porte-contacts (2) portant un pont de contacts (11) coopérant avec des contacts fixes (12, 13) et pouvant être manoeuvré par une palette (41) actionnée, autour d'un axe d'articulation (43), par un électroaimant (4) et soumise par ailleurs à au moins un ressort d'ouverture (8), caractérisé par le fait que le ressort d'ouverture (8) s'appuie sur le bout de la palette attelé au porte-contacts (11) et que la palette (41) est profilée de manière que les masses augmentent en allant de la zone d'appui (45) des ressorts vers l'articulation (43).par.The present invention relates to an electromagnetic switch device equipped with a contact carrier (2) carrying a contact bridge (11) cooperating with fixed contacts (12, 13) and being able to be operated by an actuated pallet (41), around it. 'a hinge pin (43), by an electromagnet (4) and also subjected to at least one opening spring (8), characterized in that the opening spring (8) rests on the end of the pallet coupled to the contact holder (11) and that the pallet (41) is profiled so that the masses increase going from the bearing zone (45) of the springs towards the articulation (43) .par.

Description

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La présente invention concerne un appareil interrupteur électromagnétique équipé d'un porte-contacts pourvu d'un pont de contacts coopérant avec des contacts fixes et pouvant être manoeuvré par une palette actionnée, autour d'un axe d'articulation, par un électroaimant et soumise par ailleurs à au moins un ressort d'ouverture. Il existe des appareils appelés contacteurs-disjoncteurs pouvant assurer les fonctions d'un disjoncteur, d'un contacteur et d'un relais de protection thermique à l'aide des mêmes pôles de puissance. Les pôles de puissance comprennent chacun deux contacts fixes reliés à des bornes de raccordement et un pont de contacts mobiles qui forme un pont entre ces contacts fixes, en position de fermeture. Chaque pont de contacts est monté sur un porte-contacts et peut être actionné par un The present invention relates to an electromagnetic switch device equipped with a contact carrier provided with a contact bridge cooperating with fixed contacts and which can be operated by an actuated pallet, around an axis of articulation, by an electromagnet and subjected in addition to at least one opening spring. There are devices called contactor breakers that can perform the functions of a circuit breaker, a contactor and a thermal protection relay using the same power poles. The power poles each include two fixed contacts connected to connection terminals and a bridge of movable contacts which forms a bridge between these fixed contacts, in the closed position. Each contact bridge is mounted on a contact carrier and can be actuated by a

électroaimant (fonction contacteur), par un percuteur (protection contre les courts- electromagnet (contactor function), by a striker (protection against short-

circuits), par un module de protection thermique et/ou magnétique (fonction de protection contre les surcharges, les déséquilibres de phases et les surintensités) circuits), by a thermal and / or magnetic protection module (protection function against overloads, phase imbalances and overcurrents)

agissant sur la serrure de l'appareil. acting on the device lock.

La présente invention a pour but de fournir un appareil interrupteur à The object of the present invention is to provide a switch device with

électroaimant pouvant avoir une fonction de contacteur ou de disjoncteur ou les deux. electromagnet which can have a contactor or circuit breaker function or both.

L'ouverture des pôles puissance s'effectue le plus rapidement possible, ceci The power poles are opened as quickly as possible, this

notamment grâce à la faible inertie des parties mobiles. in particular thanks to the low inertia of the moving parts.

Conformément à l'invention, I'appareil est caractérisé par le fait que le ressort d'ouverture s'appuie sur le bout de la palette situé du côté du porte-contacts et que la palette présente un profil tel qu'elle est allégée du côté de la zone d'appui des ressort. Selon une caractéristique, la palette présente une plage étroite située entre une plage proche de l'axe d'articulation et une plage élargie servant à la liaison According to the invention, the device is characterized in that the opening spring bears on the end of the pallet located on the side of the contact carrier and that the pallet has a profile as it is lightened from the side of the spring support area. According to one characteristic, the pallet has a narrow range located between a range close to the axis of articulation and an enlarged range used for the connection

avec le porte-contacts et à l'appui des moyens élastiques. with the contact carrier and in support of the elastic means.

L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés par les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique, en coupe, d'un appareil interrupteur selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective montrant la partie électroaimant et une vue partielle des pôles; - la figure 3 est une variante de la figure 1; - la figure 4 est une vue de détail de la palette montée dans l'appareil représenté aux figures 1 et 2; The invention will now be described in more detail with reference to embodiments given by way of examples and represented by the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic view, in section, of an apparatus switch according to the invention; - Figure 2 is a perspective view showing the electromagnet part and a partial view of the poles; - Figure 3 is a variant of Figure 1; - Figure 4 is a detail view of the pallet mounted in the apparatus shown in Figures 1 and 2;

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- la figure 5 est une variante de l'électroaimant à palette. - Figure 5 is a variant of the paddle electromagnet.

L'appareil illustré par les dessins comporte plusieurs pôles de puissance à The apparatus illustrated by the drawings has several power poles to

double coupure logés chacun dans une chambre de coupure 33. double break each housed in a break chamber 33.

Chaque pôle de puissance comprend un pont de contacts mobiles 11 coopérant avec des contacts fixes 12 et 13. Ces contacts fixes 12 et 13 sont montés sur des conducteurs 14 et 15 pourvus de bornes de raccordement entre lesquelles le pôle établit ou interrompt le passage du courant. Les deux bornes sont par exemple Each power pole comprises a bridge of movable contacts 11 cooperating with fixed contacts 12 and 13. These fixed contacts 12 and 13 are mounted on conductors 14 and 15 provided with connection terminals between which the pole establishes or interrupts the flow of current . The two terminals are for example

des bornes à vis permettant de raccorder des conducteurs électriques. screw terminals for connecting electrical conductors.

Les chambres de coupure 33 des pôles de puissance sont confinées dans un module 31 qui est associé, du côté apparent, à un boîtier 32 contenant The breaking chambers 33 of the power poles are confined in a module 31 which is associated, on the visible side, with a housing 32 containing

l'électroaimant 4 de commande des pôles. the pole control electromagnet 4.

Chaque pont de contacts 11 est monté sur un porte-contacts 2 qui est Each contact bridge 11 is mounted on a contact carrier 2 which is

réalisé en matériau isolant et est guidé en translation. made of insulating material and is guided in translation.

Le porte-contacts 2 est déplacé par une palette 41 qui peut être manoeuvrée par un électroaimant 4, autour d'un axe d'articulation 43 sur les parties fixes, et qui est par ailleurs soumise à deux ressorts hélicoïdaux d'ouverture 8 de type à compression. La palette s'étend sensiblement parallèlement aux ponts de contact 11. L'électroaimant 4 se compose d'un circuit magnétique fixe 42 coopérant avec le circuit magnétique mobile que constitue la palette 41 et d'une bobine 5. La palette 42 est magnétique. La bobine 5 est pourvue de bornes d'alimentation qui sont The contact carrier 2 is moved by a pallet 41 which can be operated by an electromagnet 4, around a hinge pin 43 on the fixed parts, and which is also subjected to two opening coil springs 8 of the type compression. The pallet extends substantially parallel to the contact bridges 11. The electromagnet 4 consists of a fixed magnetic circuit 42 cooperating with the mobile magnetic circuit that constitutes the pallet 41 and a coil 5. The pallet 42 is magnetic. The coil 5 is provided with supply terminals which are

accessibles sur le boîtier. Elle est par exemple du type à deux enroulements. accessible on the housing. It is for example of the type with two windings.

Le circuit magnétique 42 présente trois branches dont les sections de passage du flux magnétique ont des valeurs différentes. Ainsi la section de la branche 421 située près des porte-contacts est plus petite que la section de la branche 422 située à proximité de l'axe d'articulation 43 qui est elle-même plus petite The magnetic circuit 42 has three branches whose cross sections of the magnetic flux have different values. Thus the section of the branch 421 located near the contact carriers is smaller than the section of the branch 422 located near the hinge pin 43 which is itself smaller

que la section de la branche médiane 423. than the section of the middle branch 423.

L'électroaimant peut être du type à courant alternatif ou du type à courant continu. La palette 41 est plate d'épaisseur constante ou variable mais avec une forme générale trapézoïdale, la plage la plus lourde étant située du côté de l'articulation 43 et la plage la plus légère étant située du côté du porte-contacts. Elle est, par son profil, allégée du côté du porte-contacts de manière que la répartition des masses soit plus faible du côté de la zone d'appui 45 des ressorts que du côté de I'articulation 43. Elle présente une plage étroite 412 située entre une plage 413 proche de l'axe d'articulation 43 et une plage élargie 414 servant à la liaison avec les porte-contacts 2 et à l'appui des ressorts 8. Le rapport moment d'inertie I/couple de rappel C des parties mobiles de l'électroaimant 4 est égal ou inférieur à une valeur prédéterminée. Les deux ressorts de compression 8 sont disposés symétriquement par rapport au plan médian de symétrie de la palette et du même côté que l'électroaimant 4, par rapport à cette même palette. Ils agissent sur la palette 41 de manière à tendre à l'écarter du circuit magnétique 42. Leurs axes sont parallèles à l'axe de translation du porte-contacts 2 et à l'axe de la bobine. Ils s'appuient sur la plage élargie 414 de la palette, par des zones d'appui 45 situées sur le bout de la palette et près du point d'attelage de la palette au porte-contacts 2. Ils sont logés et guidés dans des The electromagnet may be of the alternating current type or of the direct current type. The pallet 41 is flat of constant or variable thickness but with a general trapezoidal shape, the heaviest area being located on the side of the joint 43 and the lightest area being located on the side of the contact carrier. It is, by its profile, lightened on the side of the contact carrier so that the distribution of the masses is weaker on the side of the support zone 45 of the springs than on the side of the articulation 43. It has a narrow range 412 located between a range 413 close to the axis of articulation 43 and an enlarged range 414 used for the connection with the contact carriers 2 and for the support of the springs 8. The ratio moment of inertia I / return torque C moving parts of the electromagnet 4 is equal to or less than a predetermined value. The two compression springs 8 are arranged symmetrically with respect to the median plane of symmetry of the pallet and on the same side as the electromagnet 4, with respect to this same pallet. They act on the pallet 41 so as to tend to separate it from the magnetic circuit 42. Their axes are parallel to the axis of translation of the contact carrier 2 and to the axis of the coil. They are supported on the widened area 414 of the pallet, by support zones 45 situated on the end of the pallet and near the point of coupling of the pallet to the contact carrier 2. They are housed and guided in

cylindres de guidage 81.guide cylinders 81.

La palette 41 peut être feuilletée, c'est à dire constituée par un empilage de tôles minces en acier au silicium, isolées les unes des autres et assemblées au Pallet 41 can be laminated, that is to say constituted by a stack of thin sheets of silicon steel, isolated from each other and assembled in

moyen de rivets de manière à réduire les courants de Foucault ou bien être massive. means of rivets so as to reduce the eddy currents or else be massive.

Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, la palette 41 représentée en détail à la figure 4 est reliée par une liaison articulée au porte-contacts 2. Elle présente des tenons 411 qui sont engagés entre des appuis 21 ménagés sur les In the embodiment of Figures 1 and 2, the pallet 41 shown in detail in Figure 4 is connected by an articulated connection to the contact carrier 2. It has pins 411 which are engaged between supports 21 formed on the

côtés de ce porte contacts.sides of this contact holder.

Les ponts de contacts 11 sont montés de manière connue sur des coulisseaux qui sont guidés dans les porte-contacts 2 et sont reliés à ceux-ci par des The contact bridges 11 are mounted in known manner on slides which are guided in the contact carriers 2 and are connected to these by means of

ressorts de pression de contact.contact pressure springs.

Dans une variante de type contacteur-disjoncteur, la palette appuie sur le In a variant of contactor-circuit breaker type, the pallet presses on the

porte-contacts, après une course morte. contact carrier, after a dead stroke.

Dans le mode de réalisation de la figure 3, I'extrémité de la palette déplace un levier pivotant 9 qui est attelé par une articulation 21 au porte-contacts 2 et qui est articulé aux parties fixes autour d'un axe 91. Cette solution est favorable si In the embodiment of FIG. 3, the end of the pallet moves a pivoting lever 9 which is coupled by an articulation 21 to the contact carrier 2 and which is articulated at the fixed parts around an axis 91. This solution is favorable if

l'on veut centrer l'électroaimant.we want to center the electromagnet.

Dans la variante de la figure 5, la palette 41 est équipée à son extrémité d'une pièce de liaison 44 en matière plastique qui agit sur les porte-contacts 2 et sert d'appui aux ressorts 8. Cette pièce de liaison 44 se fixe de préférence par clipsage à In the variant of FIG. 5, the pallet 41 is equipped at its end with a connecting piece 44 of plastic material which acts on the contact carriers 2 and serves as support for the springs 8. This connecting piece 44 is fixed preferably by clipping to

I'extrémité de la palette et par son faible poids diminue l'inertie de l'équipage mobile. The end of the pallet and by its low weight reduces the inertia of the moving assembly.

Dans la version disjoncteur, I'appareil comprend un circuit de protection 7 de manière à assurer la protection contre des courants de défaut. Lorsque ce circuit de protection 7 décèle une surcharge ou une surintensité sur un chemin de courant, il commande l'ouverture rapide de l'électroaimant 4. Tous les ordres de fonctionnement manuel ou de déclenchement agissent sur un contact qui est raccordé en série avec la bobine 5 de l'électroaimant. Les différents états du mécanisme sont matérialisés In the circuit breaker version, the device includes a protection circuit 7 so as to protect against fault currents. When this protection circuit 7 detects an overload or an overcurrent on a current path, it controls the rapid opening of the electromagnet 4. All the manual operating or tripping orders act on a contact which is connected in series with the solenoid coil 5. The different states of the mechanism are materialized

par la position d'un bouton de commande 6 situé sur la face avant de l'appareil. by the position of a control button 6 located on the front face of the device.

Le fonctionnement de l'appareil va maintenant être décrit. The operation of the apparatus will now be described.

En position de fermeture des contacts (marche), la palette 41 est plaquée In the closed position of the contacts (on), the pallet 41 is pressed

contre le circuit magnétique fixe 42. against the fixed magnetic circuit 42.

Lorsque la bobine 5 cesse d'être alimentée, les ressorts d'ouverture 8 écartent la palette 41 du circuit magnétique 42 et les contacts s'ouvrent. Du fait que l'inertie est faible et que les ressorts sont puissants, I'ouverture des contacts est rapide. Lorsque, à partir de la position d'ouverture, I'électroaimant est activé, la palette 41 se rapproche de I'électroaimant et fait remonter les porte-contacts 2 et les ponts associés. Lorsque les ponts arrivent au contact des contacts fixes, la palette 41 continue sa course (conservation de la quantité de mouvement) et les ressorts de pression de contact se compriment. La partie active de la palette est allégée du fait de When the coil 5 ceases to be supplied, the opening springs 8 separate the pallet 41 from the magnetic circuit 42 and the contacts open. Because the inertia is low and the springs are powerful, the opening of the contacts is rapid. When, from the open position, the electromagnet is activated, the pallet 41 approaches the electromagnet and brings up the contact carriers 2 and the associated bridges. When the bridges come into contact with the fixed contacts, the pallet 41 continues its course (conservation of the momentum) and the contact pressure springs are compressed. The active part of the palette is lightened due to

la forme de la palette. Cette forme est favorable pour le flux magnétique. the shape of the palette. This shape is favorable for magnetic flux.

Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de même envisager It is understood that it is possible without departing from the scope of the invention, to imagine variants and improvements of detail and even to envisage

I'emploi de moyens équivalents.The use of equivalent means.

Claims

1. Electromagnetic switch device equipped with a contact carrier (2) carrying a contact bridge (11) cooperating with fixed contacts (12, 13) and being able to be operated by an actuated pallet (41), around an axis articulation (43), by an electromagnet (4) and also subjected to at least one opening spring (8), characterized in that the opening spring (8) is supported on the end of the pallet coupled to the contact carrier (11) and that the pallet (41) has a profile

as it is lightened on the side of the support zone (45) of the spring.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pallet (4) has a narrow range (412) located between a range (413) located near the axis of articulation (43) and an enlarged range (414 ) used for the connection with the contact carrier

and in support of the elastic means (8).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the pallet (41) is subjected to two compression springs (8) arranged symmetrically with respect to the median plane of symmetry of this pallet and on the same side as

the electromagnet (4), relative to the pallet (41).

4. Apparatus according to any one of the preceding claims,

characterized in that the pallet (41) is equipped at its end with a connecting piece (44) made of plastic which acts on the contact carrier (2) and serves as a support for the

springs (8).

5. Apparatus according to any one of the preceding claims,

characterized by the fact that the springs (8) press on the widened range of the pallet.

6. Apparatus according to any one of the preceding claims,

characterized in that the pallet (41) has, on the side of the contact carrier (2),

pins (411) used for coupling with the contact carrier (2).

7. Apparatus according to any one of the preceding claims,

characterized in that the compression springs (8) are housed and guided in

guide cylinders (81).

8. Apparatus according to any one of the preceding claims,

characterized by the fact that the end of the pallet (41) moves a pivoting lever (9) which is coupled by an articulation (21) to the contact carrier (2) and which is articulated around

an axis (91).