FR2914484A1 - Actionneur electromagnetique bistable a accrochage magnetique - Google Patents

Abstract

Actionneur électromagnétique bistable comprenant un circuit magnétique (12) comprenant une culasse (20) magnétique dans laquelle un shunt (26) s'étend perpendiculairement à un axe longitudinal (Y) de ladite culasse et comprenant un aimant permanent (14) positionné entre une première face (22) de la culasse et le shunt (26). Un noyau (16) mobile est monté à coulissement axial entre une position d'accrochage et une position de décrochage. Une bobine (30, 30A, 30B) s'étendand entre le shunt (26) et une seconde face (24) de la culasse est destinée à engendrer un premier flux magnétique de commande (φC1) pour déplacer le noyau (16) mobile d'une position de décrochage (PD) à une position d'accrochage (PA). Un second flux magnétique de commande (φC2) autorise le déplacement du noyau (16) de la position d'accrochage vers la position de décrochage (PD) sous l'action d'un ressort de rappel (36, 37).

Description

ACTIONNEUR ELECTROMAGNETIQUE BISTABLE A ACCROCHAGE MAGNETIQUE DOMAINE

TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention est relative à un actionneur électromagnétique bistable à accrochage magnétique pour des commandes d'ouverture et de fermeture d'une ampoule à vide d'un dispositif de coupure. L'actionneur comprend un circuit magnétique ayant une culasse magnétique dans laquelle un shunt s'étend perpendiculairement à un axe longitudinal de ladite culasse, le shunt étant positionné parallèlement entre une première et une seconde faces de ladite culasse. L'actionneur comprend aussi au moins un aimant permanent à aimantation axiale selon l'axe longitudinal de la culasse, ledit aimant étant positionné entre la première face et le shunt. Un noyau mobile est monté à coulissement axial selon l'axe longitudinal de la culasse entre une position d'accrochage et une position de décrochage. Au moins une bobine s'étend axialement entre le shunt et la seconde face et étant destinée à engendrer un premier flux magnétique de commande s'additionnant au flux de polarisation dudit au moins un aimant permanent pour déplacer le noyau mobile d'une position de décrochage à une position d'accrochage, un ressort de rappel s'opposant au déplacement dudit noyau. La bobine est destinée à engendrer un second flux magnétique de commande s'opposant au flux de polarisation de l'aimant permanent et autorisant le déplacement du noyau mobile cle la position d'accrochage vers la position de décrochage sous l'action dudit au moins un ressort de rappel. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE L'utilisation d'actionneurs électromagnétiques bistable à accrochage magnétique pour les commandes d'ouverture et de fermeture d'un dispositif de coupure, notamment d'ampoule à vide, est connue et décrite notamment dans des brevets (EP1012856B1, EP0867903B1, US6373675B1). Compte tenu de la géométrie du circuit magnétique des différents actionneurs connus, il est généralement nécessaire d'utiliser des bobinages de commande de taille importante capable de générer des champs électromagnétiques nécessaires au déplacement des mécanismes de commande. La puissance électrique de commande (nombre d'ampères tours) utilisée est très importante et le rendement est faible. En outre, compte tenu du positionnement du ou des aimants dans le circuit magnétique, il est possible d'observer des risques de démagnétisation desdits aimants. En effet, lorsque les aimants sont placés en série dans le circuit magnétique, le flux magnétique généré par la bobine de commande peut s'opposer à celui de l'aimant et provoquer à terme la démagnétisation desdits aimants. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un actionneur électromagnétique à haut rendement énergétique. La culasse de l'actionneur électromagnétique selon l'invention comprend la seconde face ayant un manchon interne s'étendant partiellement autour du noyau mobile, ce dernier étant séparé dudit manchon par un entrefer glissant radial restant uniforme durant le déplacement en translation du noyau mobile. Le noyau mobile est, en position de décrochage, séparé de la seconde face de la culasse par un troisième entrefer, le shunt étant séparé du noyau mobile par un premier entrefer axial. Avantageusement, le manchon, en position d'accrochage, recouvre le noyau mobile sur une distance de recouvrement.

De préférence, ledit au moins un aimant permanent est séparé du shunt par un quatrième entrefer. De préférence, le shunt est séparé radialement de la culasse par un cinquième entrefer.

Avantageusement, le noyau mobile magnétique est couplé à un organe d'actionnement non magnétique s'étendant selon l'axe longitudinal pour traverser ledit au moins un aimant et la première face de la culasse. Dans un mode de réalisation particulier, l'actionneur électromagnétique 5 comporte au moins un aimant ayant un trou de passage au travers duquel passe l'organe d'actionnement. Dans un mode de réalisation particulier, l'actionneur électromagnétique comporte au moins deux aimants accolés, lesdits aimants étant respectivement découpés de manière à laisser un trou de passage lorsqu'ils sont accolés. io Avantageusement, l'actionneur électromagnétique comporte quatre aimants de forme identique. De Préférence, une pièce de centrage est placée dans le trou de passage. Avantageusement, la pièce de centrage dépasse dudit au moins un aimant de la hauteur du quatrième entrefer, ladite pièce étant en contact avec le shunt. 15 Avantageusement, le noyau mobile comporte une surface radiale tronconique destinée à se coller contre le shunt en position d'accrochage. De préférence, le noyau mobile comporte un trou positionné dans le surface radiale en contact avec le troisième entrefer. De préférence, le trou est débouchant et traverse de part en part le noyau 20 mobile selon un direction parallèle à l'axe longitudinal. Selon un mode développement de l'invention, l'actionneur électromagnétique comporte une première bobine destinée à produire le premier flux magnétique de commande et une seconde bobine destinée à produire le second flux magnétique de commande. 25 Avantageusement, un absorbeur de choc est placé dans l'espace formé par le quatrième entrefer.

Avantageusement, au moins un élément intermédiaire en matériau amagnétique est placé dans le cinquième entrefer. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels : les figures 1 et 2 représentent des vues en coupe de l'actionneur électromagnétique dans deux positions de fonctionnement selon un mode de io réalisation de l'invention ; la figures 3 représente une vues éclatée en perspective de l'actionneur électromagnétique selon les figures 1 et 2 ; la figure 4 représente une vue de détail en perspective de l'actionneur électromagnétique selon les figures 1 et 2 ; 15 les figures 5A, 5B, 5C et 5D représentent des schémas de l'actionneur électromagnétique en cours d'actionnement de la position de décrochage vers la position d'accrochage ; les figures 6A, 6B, 6C et 6D représentent des schémas de l'actionneur électromagnétique en cours d'actionnement de la position d'accrochage vers la 20 position de décrochage ; la figure 7 représente une vue un schéma synoptique de l'actionneur électromagnétique couplé à un dispositif de coupure ; la figure 8 représente des courbes de l'intensité des efforts engendrés par l'actionneur électromagnétique ; 25 la figure 9 représente un schéma électrique d'un circuit de commande de l'actionneur électromagnétique.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Selon un premier mode préférentiel de réalisation présenté sur les figures 1 et 2, l'actionneur électromagnétique bistable à accrochage magnétique comprend un circuit magnétique 12 fixe en matériau ferromagnétique.

Le circuit magnétique 12 comprend une culasse 20 s'étendant selon un axe longitudinal Y. La culasse 20 du circuit magnétique comporte à ; ses extrémités opposées un premier et un deuxième faces 22, 24 parallèles. Les faces 22, 24 s'étendent perpendiculairement à l'axe longitudinal Y de la culasse 20. De préférence, comme représenté sur la figure 3, la culasse 20 est composée de deux parois métalliques allongées et positionnées l'une par rapport à l'autre de telle sorte à libérer un volume interne. Les deux parois sont maintenues parallèles par un premier et un second flasques 22, 24 placés respectivement aux extrémités desdites parois. Selon de mode particulier de réalisation, la culasse 20 de forme parallélépipédique comporte au moins deux faces longitudinales ouvertes sur le volume interne. Le circuit magnétique 12 comprend en outre un shunt 26 de répartition du flux magnétique. Le shunt 26 saturable s'étend radialement selon une direction parallèle au premier flasque 22. L'actionneur électromagnétique comprend au moins une bobine de commande 30 fixe montée coaxialement sur un fourreau 32 isolant à l'intérieur de la culasse 20. Ladite au moins une bobine 30, 30A, 30B s'étend axialement entre le shunt 26 et le deuxième flasque 24. A l'intérieur du volume interne de la culasse 20 est aussi positionné au moins un aimant permanent 14 à aimantation axiale. Ledit au moins un airnant est placé entre les parois de la culasse 20. L'aimant permanent 14 comporte deux surfaces frontales coplanaires de polarités opposées. Une première surface est positionnée face au shunt 26. Une seconde surface est positionnée contre la paroi interne du premier flasque 22. Les surfaces frontales sont sensiblement perpendiculaires à l'axe longitudinal Y de la culasse 20.

L'actionneur électromagnétique comprend un noyau 16 mobile monté à coulissement axial selon la direction d'un axe longitudinal de la culasse 20. Le déplacement du noyau mobile 16 s'effectue à l'intérieur de la bobine de commande 30, entre deux positions de fonctionnement appelées par la suite position d'accrochage et position de décrochage. Un premier entrefer el axial correspond à l'intervalle entre le shunt 26 et le noyau 16 mobile. Cet entrefer est maximal lorsque le noyau mobile est dans une seconde position de fonctionnement dit de décrochage PD tel que représenté sur la figure 1. Cet entrefer est nul lorsque le noyau mobile est dans une première io position de fonctionnement dit d'accrochage PA tel que représenté sur la figure 2. De préférence, le noyau est composé d'un cylindre en matériau magnétique ou magnétisable. Une première face radiale du cylindre est destinée à être en contact avec le shunt 26 lorsque le noyau est en position d'accrochage PA. Une seconde face radiale du cylindre est destinée à être positionnée à 1proximité de la 15 face interne de second flasque 24 lorsque le noyau est en position de décrochage PD. La face interne du deuxième flasque 24 comprend un manchon 46 interne s'étendant partiellement dans un espace annulaire ménagé coaxialement autour du noyau 16 mobile. Le noyau 16 mobile est alors séparé dudit manchon 46 par 20 un deuxième entrefer glissant e2 radial restant uniforme durant le déplacement en translation du noyau 16 mobile. De préférence, le manchon 46, en position d'accrochage, recouvre le noyau 16 mobile sur une distance de recouvrement L. Le manchon 46 est de préférence de forme tubulaire en matériau ferromagnétique. Il peut faire partie intégrante du second flasque 24 ou être fixé à 25 ce dernier par des moyens de fixation. L'entrefer glissant e2 et l'a distance de recouvrement L entre noyau 16 mobile et le manchon 46 sont réglés de sorte à ce que la réluctance de l'ensemble du circuit magnétique 20 soit la plus faible possible dans le volume interne de la bobine 30. La réluctance doit être la plus faible sur toute la course du noyau mobile 16 entre les deux positions de 30 fonctionnement. Le noyau 16 mobile en position de décrochage PD est séparé de la paroi interne du second flasque 24 par un troisième entrefer e3 axial correspondant à l'intervalle entre le second flasque 24 et le noyau 16 mobile. Cet entrefer e3 est minimal lorsque le noyau mobile est en position de décrochage PD tel que représenté sur la figure 1.

Lorsque le noyau est en position d'accrochage, ce dernier est maintenu collé contre le shunt 26 par une force d'attraction magnétique FA due à un flux de polarisation OU généré par ledit au moins un aimant permanent 14. Le noyau 16 mobile est destiné à être sollicité en position de décrochage PD par au moins un ressort de rappel 36. La force rappel FR du ressort de rappel 36 tend à s'opposer ~o à la force d'attraction magnétique FA générée par l'aimant permanent 14. En position d'accrochage, l'intensité à la force d'attraction magnétique FA est d'intensité supérieure à la force de rappel antagoniste dudit au moins un ressort de rappel 36. La première surface frontale de ledit au moins un aimant permanent 14 est 15 séparée du shunt 26 par un quatrième entrefer e4. Ledit entrefer e4 est dimensionné de sorte qu'il soit le plus petit possible pour ne pas réduire l'efficacité de l'aimant 14 mais suffisant pour éviter tous chocs mécaniques sur le ou les aimants. Un absorbeur de choc peut être placé dans l'espace formé par le quatrième entrefer e4. Cet absorbeur peut comprendre un gel. Cet absorbeur a 20 pour but de réduire toute répercussion du choc entre noyau mobile 16 et le shunt 26 lorsque ledit noyau passe de la position de décrochage PD à sa position d'accrochage PA. Le noyau mobile 16 magnétique est couplé à un organe d'actionnement non magnétique 18 traversant axialement une ouverture 17 pratiquée dans le premier 25 flasque 22. L'organe d'actionnement non magnétique 18 traverse aussi ledit au moins un aimant 16. Le noyau 16 et l'organe d'actionnement 18 formant l'équipage mobile de l'actionneur 1. Selon un mode de réalisation particulier, l'équipage mobile de l'actionneur 1 est destiné à piloter une ampoule à vide de dispositif de coupure. 30 Selon un mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur les figures 1 et 2, le ressort de rappel est positionné à l'extérieur de la culasse 20. II comprend une première face d'appui sur un premier support externe tel qu'un bâti 100 et comprend une seconde face d'appui sur une butée 19 placée sur l'organe d'actionne 18. En position de décrochage PD, ladite butée 19 est en appui sur second support externe. A titre d'exemple, le second support externe peut notamment faire partie de face externe du premier flasque 22. Ce positionnement longitudinal de la butée 19 sur l'organe d'actionne 18 permet de contrôler la longueur du déplacement l'équipage mobile de l'actionneur 1 et plus particulièrement la longueur du troisième entrefer e3 en position de décrochage PD. En effet, le déplacement de la butée 19 le long de l'organe d'actionnement 18 permet de régler la taille minimale de ce troisième entrefer e3. L.e maintien en position d'accrochage PA est garanti par ledit au moins un ressort de rappel 36, 37. Ladite au moins une bobine 30 est destinée à engendrer clans le circuit magnétique 12 un premier flux magnétique de commande L.e premier flux magnétique de commande OC1 est destiné à s'additionner au flux de polarisation OU de l'aimant permanent 14. Ainsi le premier flux magnétique de commande OC1 tend à s'opposer à l'action dudit au moins une ressort de rappel 36, 37 de manière à déplacer le noyau 16 mobile de sa position de décrochage PD à sa position d'accrochage PA. Ladite au moins une bobine 30 est destinée à engendrer dans le circuit magnétique 12 un second flux magnétique de commande OC2 qui s'oppose au flux de polarisation OU de l'aimant permanent 14 de manière à libérer le noyau 16 mobile et à autoriser son déplacement de la position d'accrochage vers la position de décrochage PD. Le déplacement du noyau mobile 16 de la position d'accrochage PA vers la position de décrochage PD se fait sous l'action dudit au moins un ressort de rappel 36, 37. De préférence, l'actionneur électromagnétique 1 comporte une première bobine 30A optimisée pour produire le premier flux magnétique de commande 4C1 et une seconde bobine 30B optimisée pour produire le second flux magnétique de commande OC2. Selon un mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 7, l'actionneur électromagnétique 1 peut être destiné à commander un dispositif de coupure 22 comprenant notamment une ampoule à vide 2. La première bobine 30A générant le premier flux de commande OC1 est alors destinée à fermer les contacts de l'ampoule à vide. En outre, la seconde bobine 30B générant le second flux magnétique de commande OC2 est alors destinée à !l'ouverture des contacts de l'ampoule à vide 2. La première bobine 30A s'appelle alors bobine de fermeture et la seconde bobine 30B s'appelle bobine d'ouverture. Grâce à la configuration géométrique du circuit magnétique 12 et notamment grâce au positionnement du shunt magnétique 26 par rapport à la bobine 30 et io dudit au moins un aimant 16, ledit au moins aimant n'est jamais traversé par le flux créé par la ou les bobines 30, 30A, 30B. Le risque de démagnétisation de l'aimant 14 est ainsi limité. Pour passer d'une position d'ouverture à une position de fermeture des contacts de l'ampoule 2, le fonctionnement du dispositif d'actionnement électromagnétique 15 1 est le suivant. Comme représenté sur la figure 5A, deux forces antagonistes s'appliquent sur le noyau mobile 16. Une force de rappel FR appliquée par le ressort de rappel 36 sur le noyau mobile 16 par l'intermédiaire d'un organe d'actionnement non magnétique 18 tend à maintenir le noyau mobile 16 dans une position de décrochage, les contacts étant en position ouverte. La force de rappel 20 FR s'oppose à une première force de fermeture magnétique FA due au flux de polarisation OU de l'aimant 14. La force de fermeture magnétique FA est d'intensité inférieure à la force de rappel FR. Tel que représenté sur la figure 5B, la première bobine 30A est alimentée pour fermer les contacts. La première bobine 30A génère le premier flux de commande C1. Le premier flux de 25 commande OC1 circule dans le même sens que le flux de polarisation OU de l'aimant 14. Le premier flux produit une force de fermeture FFE électromagnétique. Les deux forces de fermetures FA, FFE s'additionnent et tendent à déplacer le noyau mobile 16 de sa position de décrochage PD vers sa position d'accrochage PA. L'intensité de la force de fermeture électromagnétique 30 FFE subit une variation de type exponentielle comme représenté sur la figure 8. Cette variation dépend directement de la géométrie de la bobine, notamment de son inductance et du type d'alimentation électrique utilisé. Selon un mode de réalisation de l'invention, lorsque le noyau mobile 16 quitte sa position de décrochage, l'intensité de la force de fermeture électromagnétique FFE est supérieure à celle de la force de rappel FR du ressort de rappel 36. Cette intensité non nulle (offset) de la force de fermeture électromagnétique FFE au début du déplacement du noyau 16, permettra d'obtenir une force de fermeture électromagnétique FFE toujours supérieure à la force de rappel FR au cours du déplacement du noyau mobile. La valeur de l'offset est liée à la taille du troisième entrefer e3, à l'aimant 14 et au premier flux de commande (>C1. Comme représenté sur la figure 5B, le second flasque 24 détourne une partie du premier flux de commande 4C1 du circuit magnétique principale. Ce flux détourné 0Cd crée une force antagoniste s'opposant temporairement à la force de fermeture électromagnétique FFE. Le temps nécessaire à l'établissement d'une force de fermeture électromagnétique FFE efficace pour le déplacement du noyau mobile se trouve alors allongé. Le départ dynamique du noyau mobile 16 est alors retardé. Ce temps de retard permet au courant électrique circulant dans la première bobine 30A d'atteindre une intensité suffisante pour générer un premier flux de commande ~C1 efficace. Comme représenté sur la figure 8, lorsque le noyau mobile 16 commence à se déplacer, l'énergie potentielle emmagasinée par l'actionneur électromagnétique alors suffisante pour garantir une force de fermeture électromagnétique FFE qui sera toujours d'intensité supérieure aux forces de rappel FR. Cela permet de garantire une fermeture sans temps d'arrêt et sans ralentissement du noyau mobile 16.

Selon un mode particulier de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 9, au cours de déplacement du noyau mobile 16 de sa position de décrochage PD vers sa position d'accrochage PA, la force de fermeture électromagnétique FFE va s'opposer à une seconde force générée par un second ressort de rappel 37. Ce second ressort 37 est destiné à appliquer' une force de pression de contact pour notamment maintenir fermés les contacts électriques de l'ampoule à vide 2. Ce second ressort 37 va être compressé sous l'action de la force de fermeture électromagnétique FFE. Comme représenté sur la figure 8, c'est environ aux deux tiers de la course de fermeture du noyau 16 que les efforts de rappel combinés des premier et second ressorts de rappel 36, 37 vont s'opposer à la force de fermeture électromagnétique FFE. Lorsque le noyau mobile 16 est en position d'accrochage PA telle que représentée sur la figure 5D, l'alimentation de la bobine de fermeture est coupée. Comme représenté sur la figure 8, la première force de fermeture magnétique FA est alors d'intensité supérieure à la somme des efforts de rappel FR développés par les premier et second ressorts 36, 37. Cet accrochage magnétique du noyau mobile 16 en position d'accrochage PA peut aussi être combiné à un accrochage mécanique. Pour passer d'une position de fermeture à une position d'ouverture des contacts de l'ampoule 2, autrement dit de la position d'accrochage PA à la position de décrochage PD du noyau mobile 16, le fonctionnement du dispositif d'actionnement électromagnétique 1 est le suivant. Comme représenté sur la figure 6A, deux forces antagonistes s'appliquent sur le noyau mobile 16 ; une force magnétique FA due à au flux de polarisation OU de l'aimant 14 et une force de rappel FR résultant des efforts appliqués par ledit au moins un ressort de rappel 36, 37. La force magnétique FA est alors d'intensité supérieure à la force de rappel FR. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 7, la force de rappel FR résulte de la somme des efforts appliqués conjointement par le premier et second ressorts de rappel 36, 37. Comme représenté sur la figure 6B, la seconde bobine 30B est alimentée pour générer le second flux de commande ^:I)C2. Le second flux de commande OC2 circule dans un sens opposé au flux de polarisation OU de l'aimant 14. Le second flux de commande OC2 produit une force d'ouverture électromagnétique FOE. La force de rappel FR et la force d'ouverture électromagnétique FOE s'additionnent. La force d'ouverture résultante est alors d'intensité supérieure à la force magnétique d'accrochage FA et tend à déplacer le noyau mobile 16 de sa position d'accrochage PA vers sa position de décrochage PD.

Les deux bobines 30A, 30B peuvent être alimentées électriquement de manière indépendante. A titre d'exemple, la première bobine 30A de fermeture fonctionne sous 250 Volts continu avec un courant de 10A, tandis que la seconde bobine 30B d'ouverture nécessite quelques centaines de volts avec 40mA. Le diamètre du fil des deux bobines 30A, 30B est différent. En outre, lesdites bobines comportent un nombre différent de spires. La première bobine 30A nécessite une énergie importante pendant un temps donné pour fermer l'actionneur. A titre d'exemple le temps d'alimentation de la première bobine 30A est environ égal à 150ms. Cette énergie provient du réseau.

A l'inverse, la seconde bobine 30B n'a besoin que d'une très faible énergie pour ouvrir l'actionneur. Cette énergie peut provenir d'un condensateur C de faible capacité. A titre d'exemple, la capacité sera notamment d'une dizaine de MicroFarads ayant une tension de service pouvant atteindre plusieurs milliers de volts. A titre d'exemple, la tension de service peut être égale à 1000Vdc. De préférence, ce condensateur C sera de type film notamment film polypropylène. Contrairement aux capacités chimiques dont l'électrolyte s'assèche, ce type de condensateur C comportant un film de polypropylène a une excellente durée de vie. Ce type de composant ne nécessite aucun remplacement pendant toute la durée de vie de l'actionneur électromagnétique. Ce condensateur C via la seconde bobine 30B, agit sur l'ouverture en cas en court-circuit. En outre, sa fiabilité garantit un bon niveau de sécurité de fonctionnement de l'actionneur électromagnétique. Compte tenu de la faible valeur capacitive du condensateur, ce dernier peut se recharger en quelques milisecondes, ce qui est particulièrement intéressant pour des disjoncteurs à cycles rapides destinés aux protections Moyenne Tension. Ces disjoncteurs généralement utilisés pour le réseau aérien sont communément appelés disjoncteurs de type Recloser. L'utilisation de ce condensateur C présente un intérêt lorsque le disjoncteur est utilisé pour des cycles rapides d'ouverture et de fermeture successive O-F-O-F.

Ce condensateur C peut être rechargé en permanence par le secteur ou par des transformateurs de courants. Des cellules photovoltaïques peuvent aussi être utilisées lorsque l'appareil est situé en haut de poteaux. En outre, comme représenté sur la figure 9, un couplage électromagnétique est présent entre les deux bobines de commande 30A, 30B. Compte tenu de ce couplage, le condensateur C peut être rechargé par la tension VO récupérée aux bornes de la seconde bobine 30B d'ouverture lorsqu'on applique urne tension VF sur la première bobine 30A de fermeture. En cas de perte de secteur après une fermeture de l'actionneur électromagnétique 1 associé à un disjoncteur de type Recloser, la capacité ayant été rechargée par l'énergie induite dans la bobine d'ouverture 30B, une ouverture est possible immédiatement sans apport d'énergie supplémentaire. Comme représenté sur la figure 9, un interrupteur TH comprenant notamment un thyristor ou un transistor peut être utilisé pour connecter le condensateur C à la seconde bobine 30B d'ouverture. Ladite tension VO récupérée étant élevée du fait du rapport élevé du nombre de spires la seconde bobine, la capacité serait utilisée comme stockage mais aussi comme moyen pour écrêter toute tension induite. Selon un mode de réalisation particulier, le shunt 26 s'étendant radialement selon une direction parallèle au premier flasque 22 26, est séparé de la culasse 20 par un cinquième entrefer e5. Au moins un élément intermédiaire 33 en matériau amagnétique peut être placé dans le cinquième entrefer e5. Cet élément intermédiaire servant notamment de support au shunt 26, permet de garantir la tenue du cinquième entrefer e5. Le shunt 26 peut comporter une section variable. La modification de la taille du cinquième entrefer e5 et/ou de la section du shunt 26 permet de régler la valeur de la réluctance dudit shunt. Selon un mode de réalisation de l'invention, afin de faciliter la réalisation dudit au moins aimant 16, l'actionneur électromagnétique comporte au moins deux aimants 16 accolés. Lesdits aimants permanents sont respectivement découpés de manière à laisser le trou de passage 17 lorsqu'ils sont accolés. [)e préférence, une pièce de centrage 19 est placée dans le trou de passage 17'. La pièce de centrage 19 dépasse dudit au moins un aimant 16 de la hauteur du troisième quatrième entrefer e4. Ladite pièce est alors en contact avec le shunt 26. La pièce de centrage 19 permet à la fois le positionnement des aimants, l'absorption d'une partie des chocs mécaniques lorsque le noyau mobile 16 vient au contact du shunt 26 et enfin intervient également dans le guidage de l'équipage mobile 16, 18. Selon une variante de réalisation telle que représentée sur la figure 4, l'actionneur électromagnétique comporte quatre aimants 16 de forme identique. Selon une variante de réalisation, le noyau mobile 16 comporte un trou 39 positionné dans la surface radiale en contact avec le troisième entrefer e3. Ce trou 39 est débouchant et traverse ledit noyau selon son axe longitudinal. Lorsque le noyau mobile passe de la position d'accrochage PA à la position de décrochage PD, le trou 39 permet une évacuation de l'air contenu dans le volume du troisième entrefer e3. L'air peut être évacué au lieu d'être comprimé ce qui permet de réduire un effet dit de pistonnage. Cet effet de pistonnage donne naissant à une force de compression qui s'opposerait au mouvement du noyaumobile 16. Selon une variante de réalisation de l'invention, l'alimentation électrique de la première bobine 30A peut être réalisée à l'aide d'une impulsion de courant modulée en amplitude. Cette gestion de l'intensité du courant électrique circulant dans la première bobine 30A peut permettre de contrôler la vitesse du noyau mobile 16 de sa position de décrochage PD vers sa position d'accrochage PA. La réduction de la vitesse du noyau mobile 16 lorsqu'il rentre en contact avec le shunt peut notamment présenter un intérêt. La réduction de la force d'impact entre le noyau mobile et le shunt réduit les contraintes mécaniques emmagasinées par le circuit magnétique. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, le noyau mobile 16 comporte une surface radiale tronconique destinée à se coller contre le shunt 26 en position d'accrochage. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, la première et seconde bobines peuvent être mises en série lors de l'ouverture. La seconcle bobine 30B d'ouverture sera en court circuit lors de la fermeture.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Actionneur électromagnétique bistable à accrochage magnétique pour les commandes d'ouverture et de fermeture d'une ampoule à vide d'un dispositif de coupure, comprenant : un circuit magnétique (12) comprenant une culasse (20) magnétique dans laquelle un shunt (26) s'étend perpendiculairement à un axe longitudinal (Y) de ladite culasse, le shunt (26) étant positionné parallèlement entre une première et une seconde faces (22, 24) de ladite culasse, au moins un aimant permanent (14) à aimantation axiale selon l'axe longitudinal (Y) de la culasse (20), ledit aimant étant positionné entre la première face (22) et le shunt (26), - un noyau (16) mobile monté à coulissement axial selon l'axe longitudinal (Y) de la culasse (20) entre une position d'accrochage (PA) et une position de décrochage (PD), - au moins une bobine (30, 30A, 30B) s'étendant axialement entre le shunt (26) et la seconde face (24), et étant destinée à engendrer : un premier flux magnétique de commande (4 C1) s'additionnant au flux de polarisation (OU) dudit au moins un aimant permanent (14) pour déplacer le noyau (16) mobile d'une position de décrochage (PD) à une position d'accrochage (PA), au moins un ressort de rappel (36, 37) s'opposant au déplacement dudit noyau, un second flux magnétique de commande (OC2) s'opposant au flux de polarisation (OU) de l'aimant permanent (14) et autorisant le déplacement du noyau (16) mobile de la position d'accrochage (PA) vers la position de décrochage (PD) sous l'action dudit au moins un ressort de rappel (36, 37), caractérisé en ce que la seconde face (24) de la culasse (20) comprend un manchon (46) interne s'étendant partiellement autour du noyau (16) mobile, ce dernier étant séparé dudit manchon (46) par un entrefer glissant (e2) radial restant uniforme durant le déplacement en translation du noyau (16) mobile 15et en ce que le noyau (16) mobile est, en position de décrochage, séparé de la seconde face (24) de la culasse (20) par un troisième entrefer (e3), le shunt (26) étant séparé du noyau mobile (16) par un premier entrefer (el) axial.

2. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le manchon (46), en position d'accrochage, recouvre le noyau (16) mobile sur un distance de recouvrement (L).

3. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit au moins un aimant permanent (14) est séparé du shunt (26) par un 10 quatrième entrefer (e4).

4. Actionneur électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le shunt (26) est séparé radialement de la culasse (20) par un cinquième entrefer (e5).

5. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes caractérisé en ce que le noyau mobile (16) magnétique est couplé à un organe d'actionnement non magnétique (18) s'étendant selon l'axe longitudinal (Y) pour traverser ledit au moins un aimant (16) et la première face (22) de la culasse (20).

6. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 20 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un aimant (16) ayant un trou de passage (17) au travers duquel passe l'organe d'actionnement (18).

7. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux aimants (16) accolés, lesdits aimants étant respectivement découpés de manière à laisser un trou de 25 passage (17) lorsqu'ils sont accolés.

8. Actionneur électromagnétique selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte quatre aimants (16) de forme identique.

9. Actionneur électromagnétique selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte une pièce de centrage (19) placée dans le trou de passage (17).

10. Actionneur électromagnétique selon la revendication 9 caractérisé en ce que la pièce de centrage (19) dépasse dudit au moins un aimant (16) de la hauteur du quatrième entrefer (e4), ladite pièce étant en contact avec le shunt (26).

11. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le noyau mobile (16) comporte une surface radiale tronconique destinée à se coller contre le shunt (26) en position 1 o d'accrochage.

12.Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le noyau mobile (16) comporte un trou (39) positionné dans le surface radiale en contact avec le troisième entrefer (e3).

13. Actionneur électromagnétique selon la revendication 12 précédentes 15 caractérisé en ce que le trou (39) est débouchant et traverse de part en part le noyau mobile (16) selon un direction parallèle à l'axe longitudinal) (Y).

14. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une première bobine (30A) destinée à produire le premier flux magnétique de commande (e1) et une 20 seconde bobine (30B) destinée à produire le second flux magnétique de commande (4C2).

15. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un absorbeur de choc est placé dans l'espace formé par le quatrième entrefer (e4). 25

16. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins un élément intermédiaire (33) en matériau amagnétique est placé dans le cinquième entrefer (e5).