FR2911002A1

FR2911002A1 - Dispositif de manoeuvre a distance d'un disjoncteur de circuit.

Info

Publication number: FR2911002A1
Application number: FR0707663A
Authority: FR
Inventors: Kenji Suzuki
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2008-07-04
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: US7671711B2; KR20080039311A; US20080128251A1; CN101174525B; FR2911002B1; KR101287005B1; CN101174525A

Abstract

Une manoeuvre à distance comporte un actionneur linéaire électromagnétique qui comporte une partie mobile liée à une manette d'un disjoncteur, et entraîne la manette suivant une instruction de manoeuvre à distance pour effectuer des opérations de changement sur la manette vers des positions ON, OFF et RESET. L'actionneur linéaire électromagnétique est constitué de moteurs (10) linéaire à impulsions de type à aimant permanent comportant une section de champ ayant une pluralité d'aimants (14) permanents agencés suivant une rangée et une section de bobine ayant une culasse magnétique de type à trois branches et des bobines d'actionnement enroulées autour des branches de la culasse (16) magnétique et en face de la section de champ. Du courant électrique dans les bobines d'actionnement est commandé par une modification en séquence des configurations d'excitation pendant le processus de manoeuvre, et la partie mobile est entraînée suivant un déplacement pas à pas, pour entraîner la manette du disjoncteur vers la position de fin de course par le processus de manoeuvre de permutation.

Description

DISPOSITIF DE MANîUVRE A DISTANCE D'UN DISJONCTEUR DE CIRCUIT Arrière-plan

de l'invention La présente invention concerne de manière générale un actionneur linéaire. Plus précisément, l'invention se rapporte à un actionneur linéaire qui peut être incorporé dans un dispositif de manoeuvre à distance, qui est monté sur un disjoncteur de circuit, tel qu'un disjoncteur de circuit en boîtier moulé ou un disjoncteur de circuit de fuite à la terre, l'actionneur linéaire commandant le déplacement de la manette du disjoncteur de circuit vers des positions ON ("Marche"), OFF ("Arrêt") et RESET ("Réinitialisation") par une opération de commande à distance. Des disjoncteurs de circuit sont utilisés en tant que composants dans des systèmes de distribution de basse tension, sont installés sur des tableaux de distribution ou des tableaux de commande, et constituent un système de commande centralisé. Lorsqu'un disjoncteur de circuit est utilisé en combinaison avec un dispositif de manoeuvre à distance, un dispositif auxiliaire externe est prévu qui déplace la manette du disjoncteur de circuit entre des positions ON, OFF et RESET, en fonction d'une commande externe (un signal électrique). En plus du système motorisé traditionnel comprenant un moteur de commande, des engrenages de réduction, et une vis de commande d'avance, on connaît un type de dispositif de manoeuvre à distance, actuellement disponible dans le commerce, dans lequel un actionneur linéaire électromagnétique commande directement la manette de manœuvre. Des exemples d'actionneurs linéaires sont représentés, par exemple, dans la publication de demande de brevet japonais non encore examinée n 2002-319504 (figure 1 et figure 6) et dans la publication de demande de brevet japonais non examinée n 2006-40665 (figure 3). La construction d'un dispositif de manoeuvre à distance d'un disjoncteur de circuit, et un disjoncteur de circuit utilisé en combinaison avec le dispositif de manoeuvre à distance, qui sont décrits dans les demandes de brevet référencées ci-dessus, est maintenant décrite en se référant aux figures 6(a), 6(b), 6(c), 7 et 8. Sur les figures 6(a), 6(b) et 6(c), le symbole 1 désigne un disjoncteur de circuit (un disjoncteur de circuit en boîtier moulé), le symbole la désigne une manette de manoeuvre d'ouverture et de fermeture du type bascule, faisant saillie vers l'extérieur et vers le haut d'un couvercle du boîtier lb du disjoncteur, et le symbole 2 désigne un dispositif de manoeuvre à distance monté sur le dessus du disjoncteur de circuit 1 et couplé à la manette la. Le dispositif de manoeuvre à distance 2 possède un actionneur linéaire électromagnétique installé dans un boîtier 3. L'actionneur linéaire est constitué d'un rail de guidage 4, d'une partie mobile 5 (qui seront décrites en détails ultérieurement) guidée et supportée par le rail de guidage 4, et d'une paire de parties fixes disposées de chaque côté du trajet de déplacement des parties mobiles, chaque partie fixe étant formée d'une culasse magnétique 6a, en forme de E, et d'une bobine d'actionnement 6b enroulée autour de la culasse 6a. Dans l'agencement dans lequel le dispositif de manoeuvre à distance 2 est monté sur le disjoncteur de circuit 1, la manette de manoeuvre la du disjoncteur de circuit est couplée à une structure d'évidement formée sur la surface inférieure de la partie mobile 5. Le repère 7 désigne une manette pour une manoeuvre manuelle, installée sur la partie mobile 5, et le repère 8 désigne un couvercle auxiliaire mis sur la surface supérieure du boîtier 3.

Tel que représenté sur la figure 7, la manette la du disjoncteur de circuit 1 est couplée à un contact mobile d'une structure de contact de circuit principal ld, par l'intermédiaire d'un mécanisme de commutation le qui rassemble une genouillère et un ressort de basculement. Le mécanisme de commutation le est couplé à un dispositif de déclenchement sur surintensité le par l'intermédiaire d'un mécanisme de verrouillage. Lorsque le disjoncteur de circuit est utilisé seul et que la manette la est déplacée de la position OFF à la position ON, ou de la position ON à la position OFF, indiquées sur la figure 7, le mécanisme de commutation le effectue un mouvement d'inversion par rapport au déplacement de la manette la (la genouillère est poussée par le ressort de basculement), pour fermer ou ouvrir le contact du circuit principal. Lorsque le dispositif de déclenchement sur surintensité le détecte une surintensité dans le circuit principal et libère le mécanisme de verrouillage, le disjoncteur de circuit se déclenche de façon à ouvrir le contact du circuit principal, et la manette la s'arrête à une position TRIP ("Déclenchement"), qui est une position centrale entre les positions ON et OFF, en raison d'une condition d'équilibre entre la genouillère et le ressort de basculement, ce qui indique une action de déclenchement. Pour rétablir le contact du circuit principal après l'action de déclenchement, on déplace la manette la une fois de nouveau de la position TRIP à la position RESET, pour réinitialiser le mécanisme de verrouillage, puis on la déplace jusqu'à la position ON, afin de fermer le contact du circuit principal. La figure 8 représente une structure d'un actionneur linéaire électromagnétique selon la technique antérieure. Les parties mobiles 5, qui sont guidées et supportées de manière mobile dans la direction de la flèche, comportent des aimants permanents 9 pour former le système de champ, sur les surfaces latérales gauche et droite, en regard des parties fixes 6. La partie fixe 6 forme une section bobine, constituée d'une culasse magnétique 6a, en forme de E, et d'une bobine d'actionnement 6b enroulée autour de la branche centrale de la culasse. La longueur A de l'aimant permanent 9 (la distance entre les pôles N et S) et la distance B entre la branche centrale et une branche extérieure de la culasse magnétique 6a sont définies de façon à satisfaire à la relation B < 2A < 2B. Dans le fonctionnement de l'actionneur linéaire de la structure décrite ci-dessus, lorsqu'une commande de manoeuvre vers la position ON ou la position OFF est envoyée depuis l'extérieur au dispositif de manoeuvre à distance 2 représenté sur la figure 6, et qu'un courant d'excitation est appliqué à la bobine d'actionnement 6b de l'actionneur linéaire, en fonction de la commande, une poussée magnétique est générée entre la culasse magnétique 6a de la partie fixe 6 et l'aimant permanent 9 de la partie mobile 5, en correspondance avec la direction du courant d'excitation. La poussée magnétique déplace la partie mobile 5 d'une extrémité de course à l'autre extrémité de course, le long du rail de guidage 4, de façon à déplacer la manette basculante la du disjoncteur de circuit 1 vers la position ON ou la position OFF. Un interrupteur de détection de la position ON ou OFF est prévu à la position d'extrémité du trajet de déplacement de la partie mobile 5. Lorsque la partie mobile 5 atteint la position d'extrémité ON ou OFF lors de la manoeuvre de mise en position ON ou OFF du disjoncteur de circuit 1, l'excitation de la bobine d'actionnement 6b est arrêtée sous l'effet du signal de sortie provenant de l'interrupteur de détection de position. Dans l'état de non-excitation de la bobine d'actionnement 6b, la partie mobile 5 reçoit une force magnétique en provenance des aimants permanents 9 et est attirée et retenue à la position d'extrémité correspondant à la position ON ou OFF.

La figure 9 représente un exemple de caractéristiques de poussée et de charge lorsqu'un dispositif de manœuvre à distance 2, ayant la construction décrite ci-dessus, est monté sur un disjoncteur de circuit 1 (un disjoncteur de circuit en boîtier moulé, de faible courant nominal), et le déplacement de la manette la vers la position ON, OFF ou RESET est commandé par l'actionneur linéaire. Sur la figure 9, les abscisses représentent une course (mm) dans les directions ON et OFF par rapport au centre de la manette la, et les ordonnées représentent une poussée (N) (dans laquelle + signifie une poussée dans la direction ON et - signifie une poussée dans la direction OFF). Les courbes caractéristiques A, B et C représentent les charges (principalement une force de réaction exercée par le ressort de basculement prévu dans le mécanisme de commutation) qui sont exercées sur l'actionneur linéaire du dispositif de manœuvre à distance 2 par la manette la du disjoncteur de circuit 1 au cours de chaque manœuvre du disjoncteur de circuit vers, respectivement, la position ON, la position OFF ou la position RESET. Les courbes caractéristiques D et E représentent les forces de poussée électromagnétique exercées sur la partie mobile 5 lors de l'application d'un courant d'excitation (courant continu) à la bobine d'actionnement 6b (figure 8) de l'actionneur linéaire, respectivement pour la direction ON et la direction OFF. Dans ces courbes caractéristiques, la surface définie entre l'abscisse de poussée nulle et chacune des courbes caractéristiques A à E représente un travail effectué au cours de chaque manoeuvre. Pour permuter la manette de manoeuvre du disjoncteur de circuit entre les positions ON, OFF et RESET, la poussée électromagnétique (courbes caractéristiques D et E) doit dépasser la charge exercée par la manette de manoeuvre (courbes caractéristiques A, B et C) pendant la manoeuvre de permutation. A ce propos, pendant la manoeuvre de permutation de la manette du disjoncteur de circuit de la position ON à la position OFF, la charge augmente en association avec le déplacement de la manette (courbe caractéristique B), atteint un maximum juste avant de passer le point de course nulle, puis diminue brusquement en raison de l'action d'inversion du mécanisme de commutation. D'autre part, la poussée électromagnétique qui est produite par l'actionneur linéaire (courbe caractéristique E), lançant l'excitation de la bobine d'actionnement à la position ON de la manette, augmente progressivement dans la première moitié de la manoeuvre de permutation, ce qui accélère la partie mobile 5 et applique une force d'inertie sur celles-ci. La partie mobile 5 dépasse le point maximal de la charge (courbe caractéristique B) dans la dernière moitié de la manœuvre de permutation, puis se précipite à la position d'extrémité OFF, ce qui termine la manoeuvre de la manette vers la position OFF. La manoeuvre de permutation de la manette du disjoncteur de circuit de la position OFF à la position ON est approximativement la même que la manœuvre de permutation de la position ON à la position OFF décrite ci-dessus. Dans la dernière moitié de la manœuvre, la charge (courbe caractéristique A) diminue brusquement lors de l'action d'inversion du mécanisme de commutation. La partie mobile de l'actionneur linéaire accélère dès le début de l'opération en recevant la poussée électromagnétique (courbe caractéristique D), à laquelle s'ajoute une force d'inertie, et se précipite à la position d'extrémité ON, ce qui termine la manoeuvre de la manette du disjoncteur de circuit vers la position ON.

Lors d'une action de déclenchement du disjoncteur de circuit (pendant laquelle les bobines d'actionnement de l'actionneur linéaire sont dans un état de non excitation), la partie mobile 5 de l'actionneur linéaire couplée à la manette de manoeuvre est attirée par la force magnétique des aimants permanents 9 et est retenue du côté ON. Ainsi, la manette la du disjoncteur de circuit ne se déplace pas vers la position TRIP comme dans le cas d'une utilisation du disjoncteur seul, mais reste encore au voisinage de la position ON. Pour la réinitialisation du mécanisme de commutation à l'aide du dispositif de manoeuvre à distance après une action de déclenchement du disjoncteur de circuit, la manette est ramenée une fois de nouveau jusqu'à la position d'extrémité ON sous la commande de l'actionneur linéaire, puis déplacée une nouvelle fois de cette position ON à la position OFF, pour effectuer une opération de réinitialisation du mécanisme de commutation. Lors de cette opération de réinitialisation, la charge (courbe caractéristique C) augmente à proximité de l'extrémité de course du côté OFF, ce qui ancre le verrou du mécanisme de commutation à une position de verrouillage. A cet égard, les parties mobiles, qui partent de la position ON et qui se déplacent vers la position d'extrémité OFF, peuvent dépasser la charge (courbe caractéristique C) à l'aide de la grande force d'inertie associée, et arrivent à la position RESET. Un dispositif de manoeuvre à distance qui déplace la manette d'un disjoncteur de circuit à l'aide de l'actionneur linéaire décrit ci-dessus présente les problèmes suivants de fonctionnement et de performances fonctionnelles. Lorsqu'un courant d'excitation est appliqué aux bobines d'actionnement 6b, en fonction d'une commande de manœuvre dans un actionneur linéaire ayant la structure classique représentée sur la figure 8, la partie mobile 5 se déplace, en une fois, d'une position d'extrémité à l'autre position d'extrémité, en recevant la poussée électromagnétique. La partie mobile 5 est accélérée au fur et à mesure de la distance qu'elle parcourt, et sa vitesse de déplacement augmente sous l'effet de la force d'inertie. D'autre part, la charge exercée par la manette (figure 9) diminue brusquement juste avant la position d'extrémité, tel que décrit ci-dessus. Par conséquent, la manette qui atteint la position d'extrémité ON ou OFF heurte violemment le cadre de la fenêtre formée sur le couvercle lb (figure 7) du boîtier du disjoncteur. La force impulsive est donc susceptible de casser la manette qui est réalisée en une résine. Pour résoudre ce problème, un dispositif de manoeuvre à distance est muni d'une structure d'amortissement au niveau de la fin de la course de la partie mobile, pour ainsi absorber la charge d'impulsion de la manette et éviter la rupture de la manette. Cette structure, cependant, se traduit par une complexité accrue et des coûts du dispositif plus élevés. Résumé de l'invention La présente invention vise un actionneur linéaire dans lequel une poussée électromagnétique stable est assurée. Lorsque l'actionneur linéaire est utilisé dans un dispositif de manoeuvre à distance, le processus dans son ensemble de manoeuvre de permutation d'une manette d'un disjoncteur et la manette ne nécessitent pas de supporter une charge d'impulsion qui est grande de manière non nécessaire à la position de fin du processus de permutation, ce qui permet d'avoir une manoeuvre stable et des performances de manoeuvres stables. Un actionneur linéaire conformément à l'invention comporte un premier moteur linéaire à impulsions du type à aimant permanent, qui comprend une première partie mobile et une première partie stationnaire ou fixe, un deuxième moteur linéaire à impulsions du type à aimant permanent, disposé à l'opposé du premier moteur à impulsions du type à aimant permanent, comportant une deuxième partie mobile et une deuxième partie stationnaire ou fixe, et un élément actionneur couplé à la première partie mobile et à la deuxième partie mobile. Chacun des premier et deuxième moteurs linéaires à impulsions de type à aimant permanent comporte une section de champ comportant une pluralité d'aimants permanents disposés suivant une rangée, de sorte que des aimants voisins ont des polarités inversées, et une section de bobine ayant une culasse magnétique du type à trois branches et des bobines d'actionnement enroulées autour des branches de la culasse magnétique. Une longueur A d'un aimant permanent et un pas B interbranche de la culasse magnétique du type à trois branches sont réglés pour satisfaire la relation (3/3 x A) 5 B S (5/3 x A) et plus préférablement B = (4/3 x A).

Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, la première partie mobile comporte la section de champ du premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent et la deuxième partie mobile comporte la section de champ du deuxième moteur linéaire de type à aimant permanent. En variante, suivant un autre mode de réalisation préféré de l'invention, la première partie mobile comporte la section de bobine du premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent et la deuxième partie mobile comporte la section de bobine du deuxième moteur linéaire de type à aimant permanent. L'élément actionneur peut comporter une ouverture d'actionneur par laquelle un élément (par exemple un commutateur de type bascule d'un disjoncteur), sur lequel l'élément actionneur applique une force, passe. En variante, l'élément actionneur soi-même peut comporter une manette manuelle. Un dispositif de commande est prévu pour entraîner la section de bobine du premier moteur linéaire de type à aimant permanent et la section de bobine du deuxième moteur linéaire du type à aimant permanent. Le dispositif de commande commande un courant électrique dans les bobines d'actionnement pour permuter en séquence des configurations d'excitation imprimées sur les bobines d'actionnement enroulées autour des branches de la culasse magnétique d'une étape à une autre étape. L'actionneur linéaire décrit ci-dessus peut être incorporé dans un dispositif de manoeuvre à distance qui est fixé à un disjoncteur ayant une manette de type bascule, l'actionneur linéaire étant couplé à la manette de type bascule et faisant fonctionner la manette vers les positions ON, OFF et RESET (marche, arrêt et réinitialisation).

Le courant dans les bobines d'actionnement est commandé par le dispositif de commande pour changer en séquence des configurations d'excitation pour les bobines d'actionnement d'une étape à l'autre étape. Les configurations d'excitation déterminent une sélection des bobines d'actionnement auxquelles du courant d'excitation est fourni et la direction du courant d'excitation. Le mouvement de la partie mobile se stabilise à chaque étape en recevant la charge de la manette et la force de tirée de frottement cinétique sur la partie mobile, et passe à l'étape suivante. Par conséquent, il n'y a pas de possibilité que la partie mobile de l'actionneur soit accélérée en continu pendant tout le processus de manoeuvre. Même lorsque la manette arrive à la position de fin de la manoeuvre de permutation, la manette ne reçoit pas une grande force d'inertie de la partie mobile. En outre, parce que la configuration d'excitation sur les bobines d'actionnement est changée en séquence d'une étape à l'étape suivante, la poussée sur la partie mobile est relativement uniforme et est à un niveau élevé pendant tout le processus de manoeuvre. Par conséquent, la manette s'arrête à la position d'extrémité de la manoeuvre de permutation sans recevoir une trop grande force impulsive, ce qui élimine le problème de rupture de la manette des dispositifs classiques. Une manoeuvre de permutation de la manette peut donc être exécutée d'une manière sûre et en douceur. Le dispositif de manoeuvre à distance n'a pas besoin de comporter une structure d'amortissement, ce qui simplifie la structure et réduit les coûts de production. L'une de la section champ et de la section bobine du moteur linéaire à impulsions forme une partie fixe, et l'autre forme une partie mobile, les parties mobiles des deux moteurs linéaires à impulsions agencées de manière symétrique dans la direction latérale étant couplées à la manette du disjoncteur de circuit. De ce fait, en plus d'obtenir une force de poussée exercée par les moteurs linéaires à impulsions pour entraîner la manette, les forces d'attraction qui agissent chacune entre la partie mobile et la partie fixe sur un moteur linéaire à impulsions et perpendiculairement à la force de poussée, sont annulées. Brève description des dessins L'invention est décrite ci-après en référence à certains modes de réalisation préférés et aux dessins annexés, dans lesquels : les figures 1(a) et 1(b) représentent une structure d'un dispositif de manoeuvre à distance de l'Exemple 1 d'une forme de réalisation selon l'invention, la figure 1(a) étant une vue en perspective du dispositif de manoeuvre à distance monté sur un disjoncteur de circuit, et la figure 1(b) représentant une construction schématique du moteur linéaire à impulsions de la figure 1(a) ; les figures 2(a) et 2(b) représentent une structure d'un dispositif de manoeuvre à distance de l'Exemple 2 d'une forme de réalisation selon l'invention, la figure 2(a) étant une vue en perspective du dispositif de manœuvre à distance monté sur un disjoncteur de circuit, et la figure 2(b) représentant une construction schématique du moteur linéaire à impulsions de la figure 2(a) ; les figures 3(a), 3(b) et 3(c) présentent des schémas d'excitation appliqués à une section bobine du moteur linéaire à impulsions lors d'une manoeuvre vers la position ON de la manette du disjoncteur de circuit, dans la construction des figures 1(a) et 1(b), les figures 3(a), 3(b) et 3(c) étant des chronogrammes respectifs pour la bobine 1, la bobine 2 et la bobine 3 de la section bobine ; les figures 4(a), 4(b) et 4(c), correspondant aux schémas d'excitation des figures 3(a), 3(b) et 3(c), présentent le sens de passage du courant d'excitation dans les bobines d'actionnement et le trajet du flux magnétique dans la section bobine et la section champs ; la figure 5 représente les courbes caractéristiques de la poussée électromagnétique correspondant aux schémas d'excitation des figures 3(a), 3(b) et 3(c), et la charge exercée par la manette d'un disjoncteur de circuit ; les figures 6(a), 6(b) et 6(c) représentent une structure d'un dispositif de manoeuvre à distance selon la technique antérieure, la figure 6(a) étant une vue de côté en coupe d'un disjoncteur de circuit et d'un dispositif de manoeuvre à distance monté sur le disjoncteur de circuit, la figure 6(b) étant une vue en élévation en coupe, et la figure 6(c) étant une vue en plan du dispositif de manoeuvre à distance ; la figure 7 représente une structure interne du disjoncteur de circuit des figures 6(a), 6(b) et 6(c) ; la figure 8 représente une structure d'un actionneur linéaire électromagnétique classique utilisé dans le dispositif de manœuvre à distance représenté sur les figures 6(a), 6(b) et 6(c) ; la figure 9 représente les courbes caractéristiques des forces de poussées exercées par l'actionneur linéaire électromagnétique représenté sur la figure 8 et la charge exercée par le disjoncteur de circuit ; les figures 10(a) à 10(f) représentent des positions relatives entre la section 18 de bobine et la section 15 de champ dans les configurations séquentielles d'alimentation en courant. La figure 10(a) correspond à la configuration n 1, la figure 10(b) à la n 2, la figure 10(c) à la n 3, la figure 10(d) à la n 4, la figure 10(e) à la n 5 et la figure 10(f), à la n 6 ; et la figure 11 est un tableau illustrant des configurations d'excitation de l'invention.

Description détaillée des modes de réalisation préférés de l'invention Les figures 1(a) et 1(b) représentent une structure d'un dispositif de manoeuvre à distance du premier mode de réalisation de l'invention, la figure 1(a) étant une vue en perspective d'un disjoncteur de circuit et d'une dispositif de manoeuvre à distance monté sur le disjoncteur de circuit, et la figure 1(b) représentant une construction schématique d'un moteur linéaire à une construction schématique d'un moteur linéaire à impulsions, du type à aimant permanent, composant le dispositif de manoeuvre à distance. Le dispositif de manoeuvre à distance 2 de cet exemple de forme de réalisation est pourvu de deux moteurs linéaires à impulsions 10, du type à aimant permanent, disposés à gauche et à droite. Le dispositif de manoeuvre à distance 2 est monté sur le dessus d'un boîtier du disjoncteur de circuit 1. Les parties fixes 11 des moteurs linéaires à impulsions 10 sont fixées sur le boîtier du disjoncteur, et les parties mobiles 12 sont couplées à une manette la du disjoncteur de circuit. Le moteur linéaire à impulsions 10, du type à aimant permanent, comporte une section champ 15 comprenant une base 13, ayant une configuration en bande, et une pluralité d'aimants permanents 14 agencés en ligne sur la base 13, et une section bobine 18 comprenant une culasse magnétique 16, du type à trois branches, et des bobines d'actionnement 17a (bobine 1), 17b (bobine 2) et 17c (bobine 3) enroulées autour des branches 16a, 16b et 16c de la culasse magnétique 16. L'aimant permanent 14 est un aimant ayant une forme plate rectangulaire, magnétisée dans le sens de l'épaisseur. Les aimants permanents sont agencés de telle sorte que des aimants voisins aient leurs pôle N et pôle S inversés. La rangée des aimants permanents 14 se trouve en regard de la section bobine 18, avec un entrefer entre elles. Dans la culasse 16 magnétique du type à trois branches de l'invention, afin de former une boucle du flux magnétique passant par la culasse 16 magnétique comme représenté aux figures 4(a), 4(b) et 4(c), une paire quelconque des branches sélectionnées parmi les branches 16a, 16b et 16c doit être réalisée pour former un pôle N et un pôle S. Il y a six combinaisons possibles pour attribuer deux branches à partir des branches 16a, 16b, 16c au pôle N et au pôle S. Le tableau 1 illustré à la figure 11 représente une configuration d'excitation des branches 16a, 16b et 16c de la culasse 16 magnétique du type à trois branches. Ces configurations sont produites en fournissant du courant électrique aux bobines d'actionnement 17a (bobine 1), 17b (bobine 2) et 17c (bobine 3) dans les configurations de fourniture de courant n 1 à 6 représentées à la figure 3. Il y a juste six configurations n 1 à n 6 de fourniture de courant à la figure 3 ; la configuration n 7 est identique à la configuration n 1. Au tableau 1, les configurations n 4, n 5 et n 6 sont similaires aux configurations n 1, n 2 et n 3 mais ont des polarités inversées des pôles magnétiques. De manière précise, la configuration n 4 est une configuration d'excitation à polarité inversée de la configuration n 1, la configuration n 5 est une configuration inversée de la configuration n 2 et la configuration n 6 est une configuration inversée de la configuration n 3. La figure 5 représente des courbes caractéristiques de la force de poussée pour chaque configuration d'alimentation de courant. Les configurations n 1 à n 6 au tableau 1 et à la figure 3 correspondent aux configurations "a" à "f" de la figure 5, respectivement. Les courbes caractéristiques de la force de poussée à la figure 5 présentent une relation inversée symétrique entre a-d, b-e et c-f, comme les configurations d'excitation au tableau 1. Afin d'effectuer en séquence des mouvements relatifs entre la culasse 16 magnétique du type à trois branches dans la section de bobine et les aimants 14 permanents dans la section de champ, il est nécessaire, dans les configurations d'excitation successives, d'inverser la polarité de l'une des branches 16a, 16b, 16c ou d'exciter une branche qui n'est pas excitée dans la configuration précédente. En outre, la polarité d'un aimant 14 permanent en regard, en face ou à l'opposé, de la branche dans une certaine polarité (pas une polarité neutre) doit être dans une polarité inversée par rapport à la polarité de la branche. En outre, dans le processus passant de la configuration n 1 à la configuration n 4, la culasse 16 magnétique du type à trois branches se déplace d'une distance A, une longueur d'un aimant 14 permanent, par rapport à l'aimant 14 permanent ; dans le processus passant d'une certaine configuration à la configuration suivante, la culasse 16 magnétique du type à trois branches se déplace sur une distance A/3 par rapport à l'aimant 14 permanent. Lesfigures 10(a) à 10(f) représentent des positions relatives entre la section 18 de bobine et la section 15 de champ dans les configurations de fourniture de courant en séquence. La figure 10(a) correspond à la configuration n 1, la figure 10(b) à la n 2, la figure 10(c) à la n 3, la figure 10(d) à la n 4, la figure 10(e) à la n 5 et la figure 10(f) à la n 6. Pour obtenir une force de poussée suivant une manière régulière, il est préférable de procéder par juste 1/3 de A, la longueur d'un aimant 14 permanent, à chaque étape de trois étapes de configurations d'excitation passant de la n 1 à la n 4. Une caractéristique de poussée équilibrée parmi les courses, comme représenté à la figure 5, peut être garantie par un mouvement dans une étape suivante de la configuration d'excitation d'une distance de 1/3 de la longueur A d'un aimant permanent. L'excitation de n 2 et n 3 sont effectuées entre l'excitation n 1 et n 4, avec un intervalle régulier, de sorte qu'une force de poussée est produite d'une manière régulière aux positions de course, comme représenté à la figure 5. Pour le mouvement d'1/3 de la longueur A de l'aimant 14 permanent dans chaque étape suivante de configurations d'excitation, les pôles magnétiques des branches 16a, 16b et 16c et les aimants 14 permanents en regard doivent être équilibrés dans chaque configuration d'excitation au tableau 1 et suivant une relation dimensionnelle qui peut maintenir une condition magnétiquement stable. (Voir la figure 10). Le domaine acceptable de la valeur B, le pas interbranche, pour cette condition est compris entre 3/3 x A et 5/3 x A et la valeur B la plus préférable est 4/3 x A. Dans le mode de réalisation de la figure 1, la section 18 de bobine constitue une partie 11 stationnaire et la section 15 de champ constitue une partie 12 mobile (élément actionneur). Les deux ensembles de moteurs 10 d'impulsions linéaires agencés à gauche et à droite sont disposés avec la section 15 de champ à l'intérieur et la section 18 de bobine à l'extérieur. Les deux ensembles de sections 15 de champ sont disposés dos-à-dos et combinés avec des côtés gauche et droit d'un bâti 19 mobile (qui, en étant fixé à la section 15 de champ, constitue également une partie de la partie mobile), comme représenté à la figure 1(a). Le bâti 19 mobile est guidé et supporté par un rail de guidage (non représenté à la figure 1(a) mais équivalent au rail 4 de guidage à la figure 6) et coopère avec la manette la faisant saillie hors du dessus du boîtier du disjoncteur 1. Les sections 18 de bobine sont disposées dans un boîtier (non représenté à la figure 1(a) mais équivalent au boîtier 3 de la figure 6), qui à son tour est vissé à un emplacement déterminé à l'avance de la surface supérieure d'un boîtier du disjoncteur 1. Dans un fonctionnement ON (marche), OFF (arrêt) et RESET (réinitialisation) sur la manette la, après montage du dispositif 2 de manoeuvre à distance ayant la structure décrite ci-dessus sur le disjoncteur 1, une instruction de manoeuvre externe est fournie au dispositif 2 de manoeuvre à distance par l'intermédiaire d'une ligne de commande (non représentée) d'une manière classique. Conformément à cette instruction de manoeuvre, du courant d'excitation est fourni aux bobines 17a, 17b et 17c d'actionnement, enroulées dans la section 18 de bobine du moteur 10 à impulsions linéaires, par des lignes d'alimentation (non représentées). Le courant d'excitation dans les lignes d'alimentation est commandé par un dispositif 30 de commande extérieure (par exemple un ordinateur à but général ou programmé pour effectuer le fonctionnement de commande, le dispositif de commande spécifique à l'application, un microprocesseur, etc.), de sorte que l'on obtienne des configurations d'excitation comme décrit ci-après, et produit une force de poussée électromagnétique entre la section 18 de bobine et la section 15 de champ. La force de poussée électromagnétique entraîne un déplacement pas à pas de la partie 12 mobile reliée à la manette la du disjoncteur 1 par l'intermédiaire du bâti mobile, et entraîne la manette la en direction d'une position de fin de la manoeuvre de permutation. Ensuite, on donne une description détaillée de la commande pour le courant d'alimentation et le fonctionnement de déplacement dans le dispositif 2 de manoeuvre à distance suivant un exemple du boîtier dans lequel la manette la du disjoncteur 1 est manoeuvrée de la position OFF à la position ON. Une technique d'excitation pour les bobines d'actionnement de la section 18 de bobine est fournie par les chronogrammes des figures 3(a), 3(b) et 3(c). Les figures 3(a), 3(b) et 3(c) représentent des graphes dans le temps de tensions d'excitation imprimées sur la bobine 1 (bobine 17a d'actionnement), la bobine 2 (bobine 17b d'actionnement) et la bobine 3 (bobine 17c d'actionnement) dans le processus de manoeuvre de permutation. Les figures 4(a), 4(b) et 4(c) représentent les directions du courant d'excitation fourni dans les bobines d'actionnement correspondant aux configurations d'excitation des figures 3(a), 3(b) et 3(c), et les trajets de flux magnétiques passant par les aimants 14 permanents de la section 15 de champ et la culasse 16 magnétique de la section 18 de bobine. Dans le cas d'une manoeuvre de la manette la du disjoncteur 1 de la position OFF à la position ON, la configuration d'excitation est divisée en des étapes n 1 à n 7 (chaque étape a une durée de 100 ms), s'adaptant au mouvement du processus de manoeuvre. A chaque étape, une tension positive ou négative est appliquée à deux bobines d'actionnement sélectionnées parmi les trois bobines d'actionnement (bobine 1, bobine 2 et bobine 3), comme représenté aux figures 3(a), 3(b) et 3(c), pour fournir du courant d'excitation. La figure 4(a) représente un état (de l'étape n 2 à la figure 3(a), 3(b) et 3 (c)) dans lequel la bobine 1 n'est pas excitée, on imprime à la bobine 2 une tension positive et on imprime à la bobine 3 une tension négative. Les flèches épaisses à la figure 4(a) (et aux figures 4(b) et 4 (c) ) désignent la direction du flux magnétique engendré dans la culasse magnétique par la force magnétomotrice du courant d'excitation. La figure 4(b) représente un état correspondant à la configuration d'excitation (de l'étape n 3 aux figures 3(a), 3(b), 3(c)) dans laquelle la bobine 1 reçoit une tension positive, la bobine 2 n'est pas excitée et la bobine 3 reçoit une tension négative. La figure 4(c) représente un état correspondant à la configuration d'excitation (de l'étape n 4 aux figures 3(a), 3(b), 3(c)) dans laquelle la bobine 1 reçoit une tension positive, la bobine 2 reçoit une tension négative et la bobine 3 n'est pas excitée. La figure 5 représente les caractéristiques de force de poussée par le moteur linéaire à impulsions correspondant aux configurations d'excitation décrites ci-dessus, et les caractéristiques de force de poussée représentant la charge exercée par la manette la sur le dispositif 2 de manoeuvre à distance dans les processus de manoeuvre ON, OFF et RESET du disjoncteur. A la figure 5, comme à la figure 9, les abscisses représentent une course (mm) le long des directions de ON ou OFF de la manette, et les ordonnées représentent la force de poussée (N). Les courbes A, B et C caractéristiques représentent la charge lors du processus de manoeuvre ON, OFF et RESET, respectivement. (Les valeurs positives indiquent la charge dans la direction ON et les valeurs négatives indiquent la charge dans la direction OFF). Les courbes caractéristiques "a" à "f" représentent les forces de poussée correspondant aux configurations d'excitation "a" à "f", respectivement, de l'insertion à la figure 5. (Des valeurs positives indiquent la poussée dans la direction ON et des valeurs négatives indiquent la poussée dans la direction OFF). La courbe caractéristique "g" représente une force de poussée d'attraction agissant entre les aimants 14 permanents de la section 15 de champ et la culasse 16 magnétique de la section 18 de bobine dans un état non excité des bobines d'actionnement. Ensuite, l'action du moteur 10 linéaire à impulsions est décrite ci-dessous. Dans la situation de positions relatives entre la culasse 16 magnétique de la section 18 de bobine (la partie 11 stationnaire) et les aimants 14 permanents de la section 15 de champ (une partie 12 mobile), comme représenté aux figures 4(a), 4(b) et 4(c), les configurations d'excitation pour les bobines d'actionnement produisent le débit de flux magnétique cl) dans les trajets passant par les branches de la culasse 16 magnétique et les aimants 14 permanents, comme représenté aux figures 4(a), 4(b) et 4(c). Le flux magnétique produit une force de poussée magnétique (force d'attraction magnétique) comportant une composante dans la direction de mouvement de la partie 12 mobile, entre la section 15 de champ et la section 18 de bobine. La poussée entraîne la partie 12 mobile dans la direction indiquée par la flèche F. Lorsque la position relative de la section 18 de bobine et de la section 15 de champ est légèrement déplacée vers la droite, la répartition de flux magnétique change pour diminuer la poussée dans la direction de la flèche F. Des forces supplémentaires de la charge de la manette la et la tirée de frottement cinétique sur la partie 12 mobile stabilisent le mouvement de la partie 12 mobile pour ralentir la partie mobile. En commandant (commande à boucle ouverte) le courant dans les bobines d'actionnement en séquence pour modifier la configuration d'excitation suivant les d'étapes représentées aux figures 3(a), 3(b) et 3(c), la partie 12 mobile se déplace suivant un déplacement pas à pas dans le processus de manoeuvre représenté aux figures 4(a)-+ 4(b) -> 4(c). Le déplacement par échelons ou pas à pas produit par ces configurations d'excitation est représenté suivant les courbes caractéristiques de la poussée représentées à la figure 5 ; la force de poussée agissant sur la partie mobile dans le processus de manoeuvre passe en séquence entre les courbes caractéristiques a-* b-+ c-+ d-+ e-* f. (La configuration d'excitation est permutée de sorte que chaque courbe caractéristique est transférée à la courbe caractéristique suivante au point de croisement des deux courbes caractéristiques). Par conséquent, une force de poussée relativement stable et grande est obtenue pendant tout le processus de manoeuvre ON. En outre, lorsque la partie mobile passe le point crête de la charge dans la dernière moitié du processus de manoeuvre et se déplace à la position de fin, le mouvement de la partie mobile se stabilise et la poussée (courbe "a" caractéristique) pour entraîner la manette diminue à presque zéro (N). L'action d'entraînement de la partie mobile comme décrit ci-dessus n'entraîne pas les phénomènes que l'on trouve dans les dispositifs classiques, dans lesquels une partie mobile était accélérée, augmentant ainsi la vitesse de déplacement pendant le processus de manoeuvre ON d'une manette, et faisant que la manette venant en collision violente contre un boîtier de disjoncteur à la position de fin de la manoeuvre ON. Ainsi, suivant la présente invention, une opération de permutation d'une manette est effectuée d'une manière sûre d'une position OFF à une position ON, tout en garantissant une force de poussée électromagnétique suffisante pour surmonter la charge exercée sur le dispositif de manoeuvre à distance du disjoncteur pendant le processus de la manoeuvre ON. Comme deux ensembles de moteurs 10 linéaires à impulsions sont disposés suivant une configuration latéralement symétrique et reliés à la manette la, l'annulation de forces d'attraction magnétiques est établie en agissant dans la direction perpendiculaire à la force de poussée (ainsi, les forces d'attraction perpendiculaires ne contribuent pas à la poussée) entre la partie 11 stationnaire et la partie 12 mobile. Ainsi, le frottement inutile, qui pourrait agir sur le mécanisme de guidage, est maintenu à un minimum. En outre, une structure d'amortissement, qui était nécessitée dans des dispositifs classiques pour ralentir la partie mobile et absorber le choc à la fin d'une course, est éliminée, pour ainsi simplifier la structure du dispositif. Dans le cas d'une manoeuvre OFF et d'une manoeuvre RESET d'un disjoncteur, comme dans la manoeuvre ON décrite ci-dessus, le courant dans les bobines d'actionnement est commandé en séquence pour changer les configurations d'excitation par étape. La partie mobile est déplacée, dans le déplacement pas à pas, de la position ON à la position OFF ou à la position RESET, et une permutation d'une manette est effectué de manière sûre. Bien que l'exemple de mode de réalisation décrit ci-dessus utilise une commande de boucle ouverte dans laquelle les configurations d'excitation sont changées à un instant déterminé à l'avance, une commande à boucle fermée peut également être utilisée, dans laquelle des capteurs de position sont prévus en correspondance avec l'agencement des aimants permanents, et le signal de position provenant de la partie mobile détecté par les capteurs est utilisé pour modifier les configurations d'excitation. Les figures 2(a) et 2(b) représentent un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de manoeuvre à distance, dans lequel une section de champ d'un moteur linéaire à impulsions constitue une partie stationnaire et une section de bobine constitue une partie mobile. Deux moteurs 10 linéaire à impulsions sont alignés à la gauche et à la droite et montés sur un dessus du boîtier d'un disjoncteur 1. Des sections 18 de bobine et des sections 15 de champ des moteurs linéaires à impulsions sont agencées dos-à-dos, avec les sections 18 de bobine à l'intérieur et les sections 15 de champ à l'extérieur, à l'opposé de l'agencement du premier mode de réalisation.

Les sections 15 de champ (parties 11 stationnaires dans ce mode de réalisation) sont disposées le long des parois latérales gauche et droite et à l'intérieur des parois latérales du boîtier 20 du dispositif 2 de manoeuvre à distance. Les sections 18 de bobine (partie 12 mobile dans ce mode de réalisation) sont guidées et supportées par un ou plusieurs rails 21 de guidage et reliées à une manette 7 manuelle suivant un agencement similaire à celui représenté à la figure 6. Par conséquent, la manette 7 manuelle constitue également une partie de la partie 12 mobile (qui constitue un élément actionneur) puisqu'elle est fixée aux sections 18 de bobine. Suivant cette structure, les sections 18 de bobine sont entraînées dans le processus de manoeuvre comme dans le premier mode de réalisation, et le dispositif 2 de manoeuvre à distance de l'exemple 2 peut effectuer de manière sûre des manoeuvres ON, OFF et RESET sur la manette la du disjoncteur 1. En comparant les mérites relatifs entre les deux modes de réalisation, bien qu'une poussée électromagnétique obtenue pendant le processus de manoeuvre de manette ne soit pas différente, des sections 18 de bobine constituent des parties 11 stationnaires dans le premier mode de réalisation, de sorte que les lignes d'alimentation pour exciter les bobines d'actionnement peuvent être posées de manière fixe pour simplifier le câblage. En outre, les aimants 14 permanents doivent être agencés sur toute la course de déplacement de la manette la dans le deuxième mode de réalisation qui nécessite une section 15 de champ longue. L'invention a été décrite en référence à certains modes de réalisation préférés de celle-ci. Il va de soi, cependant, que des modifications et des variantes sont possibles, tout en restant dans le domaine de protection des revendications annexées. Par exemple, le premier mode de réalisation illustré à la figure 1 comporte les sections 18 de bobine en tant qu'éléments stationnaires et les plaques 15 de champ en tant que la partie mobile qui est fixée au bâti 19, mais il va de soi que l'agencement pourrait être inversé (de manière similaire au deuxième mode de réalisation), de sorte que les éléments 18 de bobine constituent la partie mobile couplée au bâti 19 et les plaques 15 de champ en sont la partie stationnaire. De manière similaire, l'agencement des plaques 15 de champ et des éléments 18 de bobine pourrait être inversé dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, de sorte que les plaques 15 de champ soient couplées au commutateur 7 manuel et les éléments 18 de bobine soient stationnaires. Encore d'autres modifications et variantes sont possibles.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif caractérisé en ce qu'il comporte : un premier moteur linéaire à impulsions de type à 5 aimant permanent comportant une première partie mobile et une première partie stationnaire ; un deuxième moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent, disposé en face du premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent, 10 comportant une deuxième partie mobile et une deuxième partie stationnaire ; et un élément actionneur couplé à la première partie mobile et à la deuxième partie mobile ; chacun des premier et deuxième moteurs (10) 15 linéaires à impulsions de type à aimant permanent comportant une section de champ (15), comportant une pluralité d'aimants permanents (14) disposés suivant une rangée, de sorte que des aimants voisins ont des polarités inversées, et une section (18) de bobine ayant 20 une culasse (16) magnétique de type à trois branches et des bobines (17a, 17b, 17c) d'actionnement enroulées autour des branches (16a, 16b, 16c) de la culasse magnétique ; et une longueur A d'un aimant permanent et un pas B 25 interbranche de la culasse magnétique de type à trois branches sont réglés pour satisfaire la relation entre 3/3 x A <_ B <_ 5/3 x A.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en cé que B = 4/3 x A. 30

3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en cé que la première partie mobile comporte la section (15) de champ du premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent et la deuxième partie mobile comporte la section de champ du deuxième timoteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent.

4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première partie mobile comporte la section de bobine du premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent et la deuxième partie mobile comporte la section de bobine du deuxième moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent.

5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément actionneur comporte une ouverture d'actionneur.

6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément actionneur comporte une manette (la) manuelle.

7. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de commande destinés à entraîner la section de bobine du premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent et la section de bobine du deuxième moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent.

8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de commande commandent un courant électrique dans les bobines d'actionnement pour changer en séquence des configurations d'excitation imprimées sur les bobines d'actionnement enroulées autour des branches de la culasse magnétique d'une étape à une autre étape

9. Dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un disjoncteur comportant une manette de type à bascule ; et un actionneur linéaire couplé à la manette de type à 30 bascule ; l'actionneu linéaire comportant un premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent comportant une première partie mobile et une première partie fixe, un deuxième moteur linéaire à impulsions detype à aimant permanent, disposé en face du premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent, comportant une deuxième partie mobile et une deuxième partie fixe, et un élément d'actionnement couplé à la première partie mobile et à la deuxième partie mobile et en contact avec la manette de type à bascule ; dans lequel chacun des premier et deuxième moteurs linéaires à impulsions de type à aimant permanent comporte une section de champ comportant une pluralité d'aimants permanents disposés suivant une rangée, de sorte que des aimants voisins ont des polarités inversées ; et une section de bobine ayant une culasse magnétique de type à trois branches et des bobines d'actionnement enroulées autour des branches de la culasse magnétique ; et dans lequel une longueur A d'un aimant permanent et un pas B interbranche de la culasse magnétique de type à trois branches sont réglés pour satisfaire la relation 3/3 x A <_ B <_ 5/3 x A.

10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que B = 4/3 x A.

11. Dispositif suivant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la première partie mobile comporte la section de champ du premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent et la deuxième partie mobile comporte la section de champ du deuxième moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent.

12. Dispositif suivant la revendication 9, 10 ou 11, caractérisé en cé que la première partie mobile comporte la section de bobine du premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent et la deuxième partie mobile comporte la section de bobine du deuxième moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent.

13. Dispositif suivant l'une des revendications 9 à12, caractérisé en ce que l'élément actionneur comporte une ouverture d'actionneur par laquelle passe la manette (la) de type à bascule.

14. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5 13, caractérisé en ce que l'élément actionneur comporte une manette manuelle.

15. Dispositif suivant l'une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de commande pour entraîner la section de bobine du 10 premier moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent et la section de bobine du deuxième moteur linéaire à impulsions de type à aimant permanent.

16. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens de commande commandent 15 un courant électrique dans les bobines d'actionnement pour changer en séquence des configurations d'excitation imprimées sur les bobines d'actionnement enroulées autour des branches de la culasse magnétique d'une étape à une étape suivante.