FR2853132A1 - Circuit de fonctionnement et dispositif de commutation de puissance utilisant un tel circuit. - Google Patents

Abstract

Dans ce circuit de fonctionnement comportant un mécanisme d'actionnement comprenant des paires de bobines (2-5, 3-6, 4-7) est agencé de manière à déplacer un élément mobile entre les bobines, des moyens (15,16,17,18) sont prévus pour supprimer une surtension au moment de l'interruption d'un courant d'excitation dans une première des bobines et pour interrompre un courant d'induction produit dans cette bobine au moment de l'excitation de l'autre bobine.Application notamment à des dispositifs de commutation de puissance.

Description

La présente invention concerne un circuit de fonctionnement destiné à être

utilisé par exemple dans un dispositif de commutation de puissance.

Jusqu'à présent, dans un circuit de fonctionnement destiné à être utilisé dans un mécanisme d'actionnement pour activer un dispositif de commutation de puissance tel que représenté à la page 4 et sur les figures 9 à il de la demande de brevet japonais publiée (sans examen) N0033034/2002, il est prévu que deux interrupteurs de décharge comme par exemple des interrupteurs à thyristors, qui sont prévus de manière à être commandés de l'extérieur, sont fermés en synchronisme avec une commande d'ouverture ou une commande de fermeture et sont placés à l'état fermé en synchronisme avec une commande d'ouverture ou une commande de fermeture, et sont placés à l'état ouvert au moment de l'achèvement d'une telle opération d'ouverture ou d'une telle opération de fermeture.

Dans le circuit de fonctionnement classique mentionné, destiné à être utilisé dans un mécanisme de fonctionnement pour activer un dispositif de commutation de puissance possédant l'agencement indiqué précédemment, il se pose les problèmes suivants.

Dans le circuit classique de fonctionnement, une bobine d'ouverture et une bobine de fermeture sont connectées en parallèle à des condensateurs, et une énergie électrique est déchargée au moyen d'interrupteurs de décharge branchés en série respectivement avec ces deux bobines. Dans cet agencement connu, on sait en général que la bobine d'ouverture et la bobine de fermeture mentionnées sont disposées au voisinage l'une de l'autre dans le mécanisme d'actionnement. C'est pourquoi il se pose un problème consistant en ce que n'importe quel courant produit par induction, qui circule dans une direction opposée à une direction de courant dans la bobine du côté excitation, est produit dans la bobine du côté sans excitation en raison du couplage magnétique lorsqu'un courant et véhiculé. Par conséquent un flux magnétique nécessaire pour la commande est annulé et la production d'une force d'entraînement est bloquée.

En outre, étant donné que l'état du couplage magnétique varie d'une manière extrêmement sensible en fonction d'une relation de position entre un élément mobile dans l'état arrêté et la bobine d'ouverture et la bobine de fermeture mentionnées, il se pose un autre problème consistant en ce que le fonctionnement n'est pas stable.

La présente invention a été mise au point pour résoudre les problèmes indiqués précédemment et a pour but de fournir un circuit de fonctionnement très fiable, dans lequel les caractéristiques d'entraînement sont améliorées et dans lequel on obtient une performance stable. Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif de commutation de puissance qui utilise ce circuit de fonctionnement.

Dans un circuit de fonctionnement d'un mécanisme d'actionnement selon l'invention, qui inclut une paire de bobines et est agencé de telle sorte qu'un élément mobile peut être entraîné entre lesdites bobines, il est prévu des moyens connectés pour supprimer une surtension au moment de l'interruption d'un courant d'excitation d'une première des bobines ainsi que pour interrompre un courant d'induction produit dans cette bobine au moment de l'excitation de l'autre bobine.

Il en résulte qu'il est possible d'améliorer grandement le rendement de fonctionnement du mécanisme d'actionnement et d'empêcher que les bobines soient dans des conditions de surtension.

Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits moyens sont connectés en parallèle auxdites bobines et sont constitués par des diodes et par des interrupteurs réalisant une interruption d'induction.

Selon une autre caractéristique de l'invention, des condensateurs sont utilisés en tant que moyens d'excitation des bobines, et des condensateurs sont disposés respectivement par rapport à chacune des bobines et qu'il est prévu un circuit de charge en rapport avec l'ensemble des condensateurs.

Selon une autre caractéristique de l'invention, des interrupteurs de décharge sont fermés en synchronisme avec ou après la fermeture desdits interrupteurs réalisant une interruption d'induction.

Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits interrupteurs réalisant une interruption d'induction sont ouverts au bout de l'écoulement d'un intervalle de temps prédéterminé après que les moyens d'excitation des bobines ont été désactivés.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les interrupteurs réalisant une interruption d'induction sont ouverts alors qu'aucun courant ne circule dans les bobines.

Selon une autre caractéristique de l'invention, un courant d'excitation servant à entraîner un élément mobile traverse l'une des bobines, est ensuite interrompu au bout de l'écoulement d'un intervalle de temps prédéterminé, puis est à nouveau appliqué au bout d'un intervalle de temps prédéterminé avant l'achèvement de l'actionnement de l'élément mobile.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma du circuit de fonctionnement selon la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective représentant un mécanisme d'actionnement d'un dispositif de commutation de puissance selon l'invention; - les figures 3(a) et (b) sont des vues en coupe transversale de chaque partie interne, montrant un état de fonctionnement du mécanisme d'actionnement du dispositif de commutation de puissance selon l'invention; - la figure 4 est une vue en perspective représentant un exemple du dispositif de commutation de puissance selon l'invention; - la figure 5 est une vue en coupe transversale d'une partie intérieure du dispositif de commutation de puissance représenté sur la figure 4; - la figure 6 est une vue en coupe transversale d'une partie intérieure montrant un état de fermeture du mécanisme d'actionnement du dispositif de commutation de puissance selon l'invention; - la figure 7 représente un schéma d'un circuit de fonctionnement selon une autre forme de réalisation de l'invention; - les figures 8 (a) et (b) sont des exemples de simulation d'un circuit montrant chacune des effets techniques du circuit de fonctionnement selon une autre forme de réalisation de l'invention; - la figure 9 est un schéma de circuit de fonctionnement correspondant à une autre forme de réalisation de l'invention; - la figure 10 est un schéma d'un circuit de fonctionnement conformément à une autre forme de réalisation de l'invention; - la figure il est un schéma de circuit de fonctionnement conformément à une autre forme de réalisation de l'invention; - la figure 12 est un diagramme du courant circulant dans le circuit de fonctionnement et du déplacement d'un élément mobile conformément à l'invention; et - la figure 13 est un diagramme du courant circulant dans le circuit de fonctionnement et du déplacement d'un élément mobile conformément à une autre forme de réalisation de l'invention.

On va décrire ci-après, en référence aux dessins annexés, plusieurs formes de réalisation préférées d'un circuit de fonctionnement selon la présente invention.

La figure 1 représente un schéma de circuit montrant un exemple d'un circuit de fonctionnement selon l'invention. Un circuit de fonctionnement 1 selon l'invention est constitué par des bobines d'ouverture 2-4, des bobines de fermeture 5-7, un condensateur d'ouverture 8 qui est une source de courant pour l'activation d'une opération d'ouverture, un condensateur de fermeture 9 qui est une source de courant pour l'activation d'une opération de fermeture, une source d'alimentation en courant continu 10 pour charger les condensateurs et les convertisseurs 11, 12 pour le redressement d'une tension de charge des condensateurs, un interrupteur de décharge 13 qui décharge une énergie électrique de la bobine d'ouverture, un interrupteur de décharge 14 qui décharge une énergie électrique du circuit de la bobine de fermeture, une diode 15 qui protège des bobines d'ouverture vis-à-vis de conditions de surtension produites lors de l'interruption d'une énergie électrique des bobines d'ouverture moyennant l'utilisation de l'interrupteur mentionné 13, une diode 16 empêchant que les bobines de fermeture soient dans des conditions de surtension générées lors de l'interruption d'une énergie électrique des bobines de fermeture, avec l'utilisation de l'interrupteur de décharge 14 mentionné précédemment, et un interrupteur 17 d'interruption d'induction provoquant l'établissement d'un trajet de courant de la diode 15 au moment de l'excitation, et un interrupteur 18 d'interruption d'induction provoquant l'interruption d'un trajet de courant de la diode 16 au moment d'une non-excitation.

Comme sources de courant 8, 9, on utilise par exemple un condensateur.

En outre, sur le dessin, la diode 16 et le commutateur 18 d'interrupteur à induction sont connectés en parallèle aux cellules et sont connectés en série entre eux, en tant que moyens pour supprimer la surtension lors de l'interruption d'un courant d'excitation pour les bobines de fermeture ainsi que pour l'interruption d'un courant d'induction généré par les fentes de fermeture au moment de l'excitation des bobines d'ouverture.

De façon analogue, la diode 15 et l'interrupteur 17 d'interruption d'induction sont branchés en parallèle avec les bobines et sont connectés en série entre eux, en tant que moyens pour supprimer la surtension lors de l'interruption d'un courant d'excitation pour des bobines d'ouverture, ainsi que pour interrompre un courant d'induction produit dans les bobines d'ouverture au moment de l'excitation des bobines de fermeture.

La figure 2 représente une vue en perspective montrant un exemple d'un mécanisme d'actionnement 19 pour la mise en oeuvre d'une opération d'ouverture et de fermeture utilisant le circuit de fonctionnement mentionné. La figure 3(a) est une vue en coupe transversale d'une partie intérieure de l'objet de cette vue en perspective, prise suivant la ligne B-B' sur la figure 3(a). La figure 3(b) est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne A-A' sur la figure 3(a).

Sur les dessins, la bobine d'ouverture et la bobine de fermeture sont disposées de manière à être entourées, sur une partie périphérique extérieure, par une culasse dans une direction axiale d'une tige de liaison 21, ainsi que de manière à être essentiellement parallèles entre elles moyennant la définition d'un espace entre elles par l'intermédiaire de la culasse 20; et entourer l'extérieur de cette tige de liaison 21 coaxialement à cette dernière, dans une direction perpendiculaire à un axe de cette tige de liaison.

En outre, un élément mobile 22 est fixé à une partie périphérique extérieure de la tige de liaison 21 et est dans l'état de pouvoir exécuter un déplacement en vaet-vient dans la direction axiale de la tige de liaison.

Un aimant permanent 23 servant à retenir l'élément mobile précédent 22 lorsque le mécanisme d'actionnement mentionné 19, qui est dans l'état d'ouverture ou dans l'état de fermeture, est disposé de telle sorte qu'il est fixe par rapport à la partie intérieure de la culasse mentionnée, moyennant la formation d'un espace par rapport à ce côté extérieur droit de l'élément mobile 22.

En outre le mécanisme de fonctionnement 19 agencé de cette manière entraîne l'élément mobile mentionné 22 de manière qu'il soit dans l'état d'ouverture ou de fermeture avec l'utilisation du circuit de fonctionnement mentionné 1.

En outre, les figures 3(a) et 3(b) représentent des conditions, dans lesquelles l'élément mobile 22 est entraîné de manière à être situé dans l'état d'ouverture et être retenu dans cet état avec le circuit d'actionnement mentionné 1 utilisant le mécanisme d'actionnement 19.

La figure 4 est une vue en perspective représentant un exemple d'un dispositif de commutation de puissance 24 exécutant l'interruption et l'application d'un courant moyennant l'application d'un mécanisme d'actionnement 19 mentionné précédemment. La figure 5 est une vue en coupe transversale d'une partie intérieure du dispositif de commutation de puissance 24, sur laquelle le mécanisme d'actionnement 19 mentionné est monté.

En référence aux figures 4 et 5, le mécanisme d'actionnement mentionné 19 est connecté à une soupape à dépression 26 moyennant l'interposition d'un isolant 25.

En outre en référence aux figures 4 et 5, trois mécanismes d'actionnement 19a, 19b, 19c sont montés respectivement en rapport avec chaque phase d'un dispositif de commutation triphasé. Cependant, même dans le cas o une liaison triphasée disposée est prévue et o un mécanisme d'actionnement 19 est monté par rapport aux trois phases, le dispositif agit de façon effective en tant que dispositif de commutation de puissance pour exécuter des opérations d'interruption et d'application du courant.

Ci-après, on va décrire une opération d'ouverture en référence aux figures 1, 3(a) et 3(b).

Une tension de charge du condensateur 8 est chargée à une valeur réglée par une source d'alimentation à courant continu 10.

L'interrupteur de décharge 13 est un interrupteur pouvant être commandé à partir de l'extérieur, par exemple par un interrupteur à thyristor, qui est placé à l'état fermé en synchronisme avec une commande d'ouverture, un courant déchargé en direction des bobines d'ouverture 2-4 connectées en parallèle avec le condensateur 8. Ensuite, l'élément mobile 22 se déplace depuis l'état de fermeture en direction de l'état d'ouverture sous l'effet d'une force électromagnétique, et est retenu dans l'état d'ouverture par la force d'un flux magnétique produit par l'aimant permanent 23.

A cet instant, dans les bobines d'ouverture 2-4, pour une protection de ces bobines d'ouverture 2-4 vis-àvis de conditions correspondant à une surtension Vo, qui est produite sur la base de l'expression (1) indiquée plus loin, lors de l'interruption d'un courant de décharge avec l'interrupteur de décharge 13, la diode 15 et l'interrupteur 17 réalisant une interruption d'induction pour la circulation sont disposés en parallèle avec les bobines d'ouverture. L'interrupteur 17 réalisant une interruption d'induction est dans un état ouvert.

Vo = Lbobine. di/dt (1) Lbobine désignant l'inductance de la bobine et di/dt désignant la vitesse de décroissance du courant au moment de l'interruption du courant.

Dans le cas par exemple d'un interrupteur à thyristor, étant donné que le courant devient nul instantanément, la valeur di/dt prend une valeur extrêmement élevée et la tension Vo produite entre les bornes de la bobine devient très élevée, ce qui peut aboutir à un claquage diélectrique des bobines. C'est pourquoi l'interrupteur 17 d'interruption d'induction est placé à l'état fermé.

De façon analogue, dans les bobines de fermeture 5-7, qui sont connectées en série à l'autre condensateur de fermeture 9, la diode 7 et l'interrupteur 18 réalisant une interruption d'induction pour la circulation sont disposés en parallèle avec les bobines de fermeture. En outre l'interrupteur 18 d'interruption de l'induction est à l'état conducteur.

A cet instant, en ouvrant l'interrupteur 18 d'interruption de l'induction mentionné avant que l'interrupteur de décharge 13 pour l'ouverture soit fermé, il est possible d'interrompre un courant d'induction produit dans les bobines de fermeture 5-7, qui sont couplées aux bobines d'ouverture 24 sous l'effet d'un couplage magnétique.

Etant donné que ce courant d'induction annule un flux magnétique pour activer une opération d'ouverture, le rendement de l'opération peut être énormément amélioré par interruption du courant d'induction mentionné.

En outre, un condensateur est disposé respectivement d'une manière qui correspond à chacun du côté d'excitation et du côté sans excitation de sorte qu'une opération individuelle devient possible en rapport avec chacun du côté ouverture et du côté fermeture.

Ci-après on va décrire une opération de fermeture en référence aux figures 1 et 6.

Une tension de charge du condensateur de fermeture 9 est chargée de manière à être égale à une valeur réglée par la source d'alimentation en courant continu 10.

L'interrupteur de décharge 14 est un interrupteur pouvant être commandé de l'extérieur, par exemple un interrupteur à thyristor, qui est fermé en synchronisme avec une commande d'ouverture, ce qui a pour effet qu'un courant est déchargé en direction des bobines de fermeture 5-7 branchées en série avec le condensateur de fermeture 9. Ensuite l'élément mobile 22 se déplace depuis l'état d'ouverture vers l'état de fermeture sous l'effet d'une force électromagnétique et est maintenu dans l'état de fermeture par la force d'un flux magnétique fourni par l'aimant permanent 23.

A cet instant, dans les bobines de fermeture 5-7, pour empêcher que les bobines de fermeture 5-7 se trouvent dans des conditions de surtension Vo qui est produite conformément à l'expression (1) mentionnée, lors de l'interruption d'un courant de décharge avec l'interrupteur à décharge 14, la diode 16 et l'interrupteur 18 réalisant une interruption de l'induction pour la circulation sont disposés en parallèle avec les bobines de fermeture 5-7. L'interrupteur 18 réalisant une interruption d'induction est dans l'état fermé.

La valeur Lbobine dans l'expression précédente (1) désigne l'inductance de la bobine et di/dt désigne la vitesse de décroissance du courant lors de l'interruption du courant.

Dans le cas par exemple d'un interrupteur à thyristor, étant donné que le courant s'annule instantanément, la valeur di/dt prend une valeur extrêmement élevée et la tension Vo produite entre les bornes de la bobine devient très élevée, ce qui conduit éventuellement à un claquage dans le film isolant de la bobine. Par conséquent, l'interrupteur 18 d'interruption de l'induction est placé à l'état fermé.

De façon analogue au niveau des bobines d'ouver- ture 2-4, qui sont connectées en parallèle à l'autre condensateur d'ouverture 8, la diode 15 et l'interrupteur d'interruption de l'induction 17 pour la circulation sont disposés en parallèle avec les bobines d'ouverture. En outre, l'interrupteur 18 d'interruption de l'induction est à l'état fermé.

A cet instant, en ouvrant l'interrupteur 17 d'interruption de l'induction mentionné avant que l'interrupteur de décharge 14 pour la fermeture soit fermé, il est possible d'interrompre un courant d'induction produit dans les bobines d'ouverture 2-4, qui sont couplées aux bobines de fermeture 57 en raison du couplage magnétique.

Etant donné que ce courant d'induction annule le flux magnétique pour activer une opération de fermeture, le rendement de l'opération peut être énormément amélioré par interruption du courant d'induction mentionné. Les autres effets sont identiques à ceux qui ont été décrits dans le cas de l'opération de fonctionnement.

En outre, en référence à la figure 1, le fait de prévoir un seul circuit de charge incluant la source d'alimentation à courant continu 10 par rapport au condensateur d'ouverture 8 et au condensateur de fermeture 9 permet de réduire le coût.

En outre, en référence à la figure 1, la connexion en série entre les bobines de fermeture 5-7 conduit à l'absence de conduction de courant vers l'une quelconque des bobines de fermeture 5-7 dans le cas de l'apparition d'un défaut implicite quelconque au niveau des bobines de fermeture mentionnées 5-7 ou au niveau du câblage de raccordement des bobines de fermeture mentionnées. C'est pourquoi il est possible d'empêcher des conditions dans lesquelles l'une quelconque des trois phases n'est pas fermée.

En outre, la connexion en série augmente l'impédance dans le circuit et réduit le flux de courant et par conséquent l'accélération est réduite, ce qui permet une réduction du choc appliqué à la soupape à dépression 102 au moment de la fermeture.

N'importe lequel des avantages mentionnés permet des améliorations de la fiabilité pour un coupe-circuit.

Bien que l'on ait représenté ici la connexion en série des -bobines de fermeture, la connexion en série des bobines d'ouverture de la même manière permet d'obtenir les mêmes avantages que ceux décrits.

Bien que ceci ne soit pas décrit dans cette première forme de réalisation, le circuit de charge d'un condensateur peut être connecté ou déconnecté au moyen d'un interrupteur à l'instant de la décharge d'une énergie électrique en direction des bobines. Il n'existe aucune différence concernant les avantages de l'invention entre les deux étapes.

Un exemple de connexion des bobines de fermeture en série est représenté dans la première forme de réalisation indiquée précédemment, mais la connexion en série des bobines d'ouverture permet également d'obtenir les mêmes avantages que ceux décrits précédemment.

En connectant des bobines d'ouverture 2-4 en parallèle comme représenté sur la figure 1, une impédance totale du circuit peut être réduite, on peut obtenir une capacité plus faible du condensateur 8 et une opération d'ouverture qui nécessite un fonctionnement à grande vitesse, ce gui permet d'obtenir une réduction du coût de la source d'alimentation et une opération d'ouverture et des performances supérieures. Bien qu'on ait représenté ici la connexion des bobines d'ouverture en parallèle, la connexion en parallèle des bobines de fermeture permet de la même manière d'obtenir les mêmes avantages que ceux décrits précédemment.

Comme cela est représenté sur la figure 7, un condensateur 27 et une résistance 28 sont disposés en parallèle avec la bobine d'ouverture 2 et un condensateur 29 et une résistance 30 sont disposés en parallèle avec la bobine de fermeture 5. C'est pourquoi, en réponse à toute variation du courant dont la retombée est rapide dans le cas de l'interruption d'un courant d'excitation avec l'utilisation de l'interrupteur de décharge 13 ou de l'interrupteur de décharge 14 (non représenté), une impédance composite du condensateur 27 et de la résistance 28 et une impédance composite du condensateur 29 et de la résistance 30 deviennent inférieures aux impédances respectivement de la bobine d'ouverture et de la bobine de fermeture mentionnées.

C'est pourquoi, par exemple, au moment de l'ouverture de l'interrupteur de décharge 13, un courant vient à circuler au niveau de la bobine d'ouverture 2, et de ce fait le condensateur 27 et la résistance 28, ce qui conduit à une atténuation graduelle du courant conformément à l'impédance du circuit de circulation.

Il en résulte que la tension produite entre les deux bornes de la bobine d'ouverture 2 peut être réduite conformément à l'expression (1).

D'autre part, comme pour un courant d'induction traversant la bobine de fermeture 5 sur le côté opposé sans excitation, la variation du courant est aussi faible que pour le courant d'excitation. Dans ce cas, étant donné qu'une impédance composite du condensateur 29 et de la résistance 30 devient supérieure à l'impédance de la bobine de fermeture mentionnée, aucun courant ne circule dans le circuit de circulation. C'est pourquoi il n'existe aucune production d'un courant d'induction.

Sur le dessin, pour réagir en tant que moyens pour supprimer la surtension au moment de l'interruption d'un courant d'excitation de la bobine d'ouverture ainsi que pour interrompre un courant d'induction produit par la bobine d'ouverture au moment de l'excitation de la bobine de fermeture, on prévoit le condensateur 27 et la résistance 28 qui sont connectés en parallèle à la bobine et sont connectés en série entre eux.

En outre, on a représenté sur le dessin le fait qu'on a prévu le condensateur 29 et la résistance 20, qui sont connectés en parallèle avec les bobines et sont connectés en série entre eux de manière à agir en tant que moyens pour supprimer la surtension au moment de l'interruption d'un courant d'excitation dans la bobine de fermeture, ainsi que pour interrompre un courant d'induction produit par la bobine de fermeture au moment de l'excitation de la bobine d'ouverture.

Les figures 8(a) et (b) représentent les résultats, qui sont obtenus lors du test d'effets à l'aide d'une analyse des circuits.

A titre d'exemple, la figure 8(a) représente des formes d'ondes de la tension entre les bornes de la bobine d'ouverture 2 et entre celles de la bobine de fermeture opposée 5 dans le cas de la décharge d'une énergie électrique en direction de la bobine d'ouverture 2. La figure 8(b) représente le courant de conduction traversant la bobine d'ouverture 2 et la bobine de fermeture opposée 5.

On comprendra à partir de la figure 8(a) que, dans le cas de la réception d'une commande d'interruption d'urgence et d'un courant d'interruption instantané au moyen de la bobine d'ouverture 2, la tension 31 entre les bornes de la bobine d'ouverture 2 est réduite à un degré d'environ -100 V, ce qui a pour effet que la bobine d'ouverture 2 est protégée vis-à-vis de la surtension. On comprendra en outre à partir de la figure 8(b) que le courant 34 traversant la bobine de fermeture 5 pendant le transfert du courant dans la bobine d'ouverture 2 est sensiblement à zéro, ce qui a pour effet qu'un courant d'induction dû au couplage magnétique est interrompu.

En outre, bien que l'on ait représenté respecti- vement une bobine d'ouverture et une bobine de fermeture dans l'explication donnée précédemment, il est évident qu'on peut obtenir les mêmes effets même dans le cas d'une pluralité de bobines comme représenté sur la figure 1.

Dans le cas de la figure 1, les interrupteurs de décharge 13, 14 sont disposés respectivement sur chacun des côtés d'ouverture et de fermeture. Cependant, même lorsque les interrupteurs de décharge sont disposés individuellement dans chaque phase et pour chaque électrode, par exemple comme représenté avec les interrupteurs de décharge 13a-13c et 14a-14c sur la figure 9, il n'existe aucune différence concernant les effets en rapport avec les formes de réalisation précédentes 1 à 3.

En outre, un agencement des interrupteurs de décharge disposés individuellement au niveau de chaque phase et de chaque électrode permet la commande de l'ouverture ou de la fermeture individuelle de chaque phase, ce qui conduit à l'avantage consistant en ce qu'il devient possible d'appliquer ce dispositif à un coupe-circuit à commande de phase.

La figure 10 représente un agencement dans lequel des diodes 35-40 sont disposées en série respectivement avec chacune des bobines d'ouverture 24 et des bobines de fermeture 5-7.

Avec cet agencement par exemple il devient possible d'empêcher la circulation d'un courant d'induction dans les bobines triphasées en raison d'une différence d'auto-impédance des bobines d'ouverture 2-4, ce qui conduit à l'avantage de supprimer une fluctuation de fonctionnement entre les trois phases.

Dans les formes de réalisation 1 à 5 mentionnées, on utilise un condensateur en tant que moyens d'excitation d'une bobine. Cependant, une excitation directe à partir d'une source d'alimentation en courant continu fournit les mêmes effets.

Comme cela est représenté sur la figure 7, il est prévu des condensateurs, à savoir un condensateur respectif sur chacun du côté d'ouverture complet et du côté de fermeture complet avec un agencement d'accompagnement, dans lequel il est prévu un seul circuit de charge en rapport avec l'unité desdeux côtés, ce qui permet de réduire le nombre de pièces du circuit, en entraînant une amélioration de la fiabilité.

La figure Il représente un agencement d'unités communes 41a, 41b, 41c, 42a, 42b, 42c d'un circuit selon la présente invention.

Comme cela est représenté sur la figure 11, les unités communes sont disposées sur le côté d'une électrode positive du circuit de décharge, ce qui rend inutile l'isolation du circuit des unités communes. Ceci entraîne une réduction du nombre de pièces, ce qui conduit à l'avantage d'une fiabilité accrue et d'un coût réduit.

La figure 12 représente, à titre d'exemples de conditions de variation dans le temps de chaque composant du présent dispositif de commutation au moment d'une opération de fermeture, une variation de courant de déplacement de l'élément mobile 22, une forme d'onde de courant de conduction 44 et des bobines de fermeture 5-7, un chronogramme 45 de l'interrupteur de décharge 14 et un chronogramme de l'interrupteur 18 réalisant l'interruption d'induction.

Sur le dessin, tl désigne une période de conduction; t2 désigne une période s'étendant depuis l'exécution de l'opération de fermeture jusqu'à ce que l'interrupteur de décharge 14 soit ouvert; et t3 désigne une période s'étendant depuis l'ouverture de l'interrupteur de décharge 14 jusqu'à ce que le courant de conduction atteigne une valeur correspondant essentiellement à zéro (valeur considérée comme zéro).

Lorsqu'une commande de fermeture est reçue par le dispositif de commutation de puissance 24, l'interrupteur 18 d'interruption de l'induction, qui est branché en parallèle avec les bobines de fermeture 57, est placé à l'état fermé, en même temps ou après que l'interrupteur de décharge 14 a été placé à l'état fermé, et un courant est déchargé du condensateur de fermeture 9 en direction des bobines de fermeture 5-7. Cependant, étant donné que ce courant augmente graduellement selon des degrés, il est possible d'empêcher que les bobines ne soient le siège d'une surtension.

La décharge du courant en direction des bobines de fermeture 5-7 a pour effet que l'élément mobile 22 se déplace depuis l'état d'ouverture vers l'état de fermeture sous l'action d'une force électromagnétique et soit retenu dans l'état de fermeture sous l'effet d'un flux magnétique produit par l'aimant permanent 23.

A cet instant, étant donné qu'il est prévu dans le circuit de fonctionnement 1, des moyens pour interrompre le courant au bout d'un intervalle de temps prédéterminé de telle sorte que la minuterie ou un interrupteur de retardement dispose d'un temps suffisant pour exécuter l'opération de fermeture, l'interrupteur de décharge 14 est placé à l'état ouvert, et une conduction au moyen des bobines de fermeture est interrompue. Par conséquent l'ouverture de l'interrupteur de décharge 14 peut être exécutée sans aucun détecteur de courant spécial.

Au moment de l'ouverture de l'interrupteur de décharge 14 mentionné, l'interrupteur 18 réalisant une interruption d'induction est dans l'état fermé et par conséquent le courant d'ouverture circule en direction du côté de l'interrupteur 18 réalisant l'interruption d'induction et de la diode 16 et est atténué selon des degrés. C'est pourquoi, aucune surtension n'apparaît entre des bornes des bobines de fermeture 5-7, ce qui permet d'empêcher que les bobines de fermeture 5-7 possèdent un courtcircuit diélectrique.

D'autre part, lorsque l'interrupteur 18 réalisant une interruption d'induction est placé à l'état ouvert pendant la chute du courant au moment du débranchement des bobines de fermeture 5-7, le courant à l'instant du débranchement des bobines de fermeture passe instantanément à la valeur zéro. C'est pourquoi il est possible que la surtension apparaisse entre les bornes des bobines de fermeture 5-7.

Dans le circuit d'actionnement selon l'invention, l'interrupteur 18 d'interruption de l'induction est réglé de manière à être ouvert avec une durée prédéterminée s'étendant depuis l'ouverture de l'interrupteur de décharge 14 jusqu'à ce que le courant traversant les bobines de fermeture 5-7 atteigne une valeur sensiblement nulle (valeur considérée comme zéro). Par conséquent ceci empêche que les bobines de fermeture 5-7 soient le siège d'une surtension. Il est possible de calculer aisément ces durées prédéterminées en effectuant une inspection au moment de la distribution de ces articles.

L'interrupteur 18 réalisant une interruption de l'induction est réglé de manière à être maintenu encore à l'état ouvert après que l'ensemble de la séquence de conduction est achevé, ce qui permet d'empêcher la circulation d'un courant d'induction dans les bobines de fermeture 5-7, qui est situé sur le côté de non-excitation, sans qu'il soit nécessaire d'ouvrir l'interrupteur 18 d'interruption de l'induction au moment de l'opération d'interruption suivante. Par conséquent le rendement au moment de l'opération d'ouverture peut être amélioré.

En outre, pour un actionnement manuel pour exécuter manuellement l'interruption au moment du manque de puissance, il est possible que le flux magnétique de l'aimant permanent 23 varie sous l'effet du déplacement de l'élément mobile, et un courant d'induction est produit dans des bobines de fermeture 5-7. Cependant étant donné que l'interrupteur 18 réalisant une interruption de l'induction était dans l'état ouvert, lorsqu'il n'existe aucune conduction après l'achèvement de la dernière opération de fermeture, aucun courant d'induction ne circule dans les bobines de fermeture 5-7, ce qui permet d'exécuter une opération d'interruption manuelle en douceur et d'une manière fiable.

La figure 13 représente une variation 47 du déplacement de l'élément mobile 22 et d'une forme d'onde courant de conduction 48 des bobines de fermeture 5-8 au moment de l'opération de fermeture.

D'une manière générale, un choc intense est appliqué à la soupape à dépression 26 au moment de l'opération de fermeture, de sorte qu'il est nécessaire, dans un coupe-circuit normal, de réduire la vitesse de déplacement de l'élément mobile 22 au moment de l'opération de fermeture de manière qu'elle ne soit pas supérieure à un niveau prédéterminé pour garantir une haute durabilité de la soupape à vide 26.

D'autre part, dans le mécanisme d'actionnement 19, une force électromagnétique appliquée à l'élément mobile augmente et une accélération de l'élément mobile est susceptible d'augmenter lorsque cet élément se rapproche de l'état de fermeture.

Pour traiter ce problème, comme représenté sur la figure 13, on ouvre l'interrupteur de décharge 14 et le courant de conduction est interrompu après que l'élément mobile a été accéléré suffisamment, ce qui réduit l'accélération sous l'action de la force électromagnétique. Ensuite, l'interrupteur de décharge 14 est à nouveau fermé et le courant est transmis à nouveau juste avant la fermeture, ce qui permet d'éviter un cliquetis qui est un phénomène de rebond au moment de la fermeture.

Par conséquent, le choc appliqué à la soupape à vide 26 peut être réduit au minimum, ce qui garantit une plus longue durée de vie de fonctionnement du coupe-circuit et une plus grande fiabilité.

Dans les formes de réalisation précédentes, on décrit principalement à titre d'exemple un circuit de fonctionnement d'un dispositif de commutation de puissance. Cependant l'invention n'est pas limitée à cet exemple et il est évident que l'invention peut être appliquée à n'importe quel autre circuit de fonctionnement pour un mécanisme d'actionnement tel qu'une commande de soupape, une commande de pompe à carburant ou un oscillateur linéaire destiné à être utilisé dans une automobile.

En outre, dans la forme de réalisation, on prend pour référence et on décrit un mécanisme d'actionnement, dont l'agencement diffère des formes de réalisation classiques. Cependant un mécanisme d'actionnement ciblé peut avoir une autre configuration. Dans la mesure o il s'agit d'un mécanisme d'actionnement entraîné par une pluralité de bobines avec un couplage magnétique au moyen de l'action d'une force électromagnétique, la présente invention peut être appliquée naturellement à n'importe quel autre mécanisme.

Bien que l'on ait représenté et décrit les formes de réalisation actuellement préférées de la présente invention, on comprendra qu'elles ne sont indiquées qu'à titre d'illustration et n'ont aucun caractère limitatif.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Circuit de fonctionnement pour un mécanisme d'actionnement qui inclut une paire de bobines (2-5, 3-6, 4-7) et est agencé de telle sorte qu'un élément mobile (22) peut être entraîné entre lesdites bobines, caractérisé en ce que des moyens connectés sont prévus pour supprimer une surtension au moment de l'interruption d'un courant d'excitation d'une première des bobines ainsi que pour interrompre un courant d'induction produit dans cette bobine au moment de l'excitation de l'autre bobine.

2. Circuit de fonctionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens sont connectés en parallèle auxdites bobines (2-4, 5-7) et sont constitués par des diodes (15,16) et par des interrupteurs (17, 18) réalisant une interruption d'induction.

3. Circuit de fonctionnement selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des condensateurs (8,9) sont utilisés en tant que moyens d'excitation des bobines, et que des condensateurs (27,29) sont disposés respectivement par rapport à chacune des bobines (2-4, 5-7) et qu'il est prévu un circuit de charge en rapport avec l'ensemble des condensateurs (8,9,27,29).

4. Circuit de fonctionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des interrupteurs de décharge (13,14) sont fermés en synchronisme avec ou après la fermeture desdits interrupteurs (17,18) réalisant une interruption d'induction.

5. Circuit de fonctionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits interrupteurs (17,18) réalisant une interruption d'induction sont ouverts au bout de l'écoulement d'un intervalle de temps prédéterminé après que les moyens d'excitation des bobines (2-4, 5-7) ont été désactives.

6. Circuit de fonctionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les interrupteurs (17,18) réalisant une interruption d'induction sont ouverts alors qu'aucun courant ne circule dans les bobines (2-4, 5-7).

7. Circuit de fonctionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un courant d'excitation servant à entraîner un élément mobile (22) circule dans l'une des bobines, est ensuite interrompu au bout de l'écoulement d'un intervalle de temps prédéterminé, puis est à nouveau appliqué au bout d'un intervalle de temps prédéterminé avant l'achèvement de l'actionnement de l'élément mobile (22).

8. Dispositif d'interruption de commutation de puissance, caractérisé en ce que dans ce dispositif on utilise le circuit de fonctionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.