FR2943840A1 - Mono stable or bi stable electromagnetic actuator i.e. contactor, has disconnection unit for disconnecting winding having resistance equal to alert threshold, and another winding receiving hundred percentage of total electric energy - Google Patents

Mono stable or bi stable electromagnetic actuator i.e. contactor, has disconnection unit for disconnecting winding having resistance equal to alert threshold, and another winding receiving hundred percentage of total electric energy Download PDF

Info

Publication number
FR2943840A1
FR2943840A1 FR0901579A FR0901579A FR2943840A1 FR 2943840 A1 FR2943840 A1 FR 2943840A1 FR 0901579 A FR0901579 A FR 0901579A FR 0901579 A FR0901579 A FR 0901579A FR 2943840 A1 FR2943840 A1 FR 2943840A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
electromagnetic actuator
resistance
winding
actuator according
processing unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0901579A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2943840B1 (en
Inventor
Charles Blondel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Electric Industries SAS filed Critical Schneider Electric Industries SAS
Priority to FR0901579A priority Critical patent/FR2943840B1/en
Publication of FR2943840A1 publication Critical patent/FR2943840A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2943840B1 publication Critical patent/FR2943840B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/28Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844Monitoring or fail-safe circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • H01F2007/1692Electromagnets or actuators with two coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/02Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • H01H2047/025Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay with taking into account of the thermal influences, e.g. change in resistivity of the coil or being adapted to high temperatures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002Monitoring or fail-safe circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/26Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil having thermo-sensitive input
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/32Energising current supplied by semiconductor device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/28Electromagnetic mechanisms with windings acting in conjunction

Abstract

The actuator (100) has a treatment unit (2) comprising a control unit (21) connected to windings (L1, L2) for simultaneously supplying the windings, where each of the windings receives 50 percentage of total electric energy produced by the unit. The treatment unit has a measurement unit for measuring variation of resistances of the windings during usage of windings. A disconnection unit disconnects one of the windings having a resistance distinct from that of another winding and equal to one of alert thresholds (S1, S2). The latter winding receives 100 percentage of the electric energy.

Description

ACTIONNEUR ELECTROMAGNETIQUE COMPORTANT DES MOYENS DE FONCTIONNEMENT SECURISES DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention est relative à un actionneur électromagnétique comprenant une armature mobile, une culasse fixe magnétique et au moins deux bobinages ayant respectivement une même résistance calibrée, une même inductance calibrée et un même nombre de spires, ladite résistance calibrée étant fonction de la température. Une unité de traitement comprend des moyens commande reliés auxdits bobinages pour les alimenter simultanément, chaque bobinage étant destiné à recevoir 50% de l'énergie électrique totale produite par lesdits moyens de commande. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE L'utilisation de moyens de contrôle du fonctionnement des actionneurs électromagnétiques, notamment des appareils type contacteur est connue. Les moyens de contrôle fournissent en temps réel ou différé un certain nombre de paramètres de fonctionnement telles que la température du ou des bobinages, les temps de fermeture et/ou d'ouverture. Ces paramètres de fonctionnement peuvent varier dans le temps en fonction des conditions internes ou externes d'utilisation. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to an electromagnetic actuator comprising a movable armature, a magnetic fixed yoke and at least two windings having respectively the same calibrated resistance, the same calibrated inductance and a same number of turns, said calibrated resistance being a function of the temperature. A processing unit comprises control means connected to said coils for supplying them simultaneously, each coil being intended to receive 50% of the total electrical energy produced by said control means. STATE OF THE PRIOR ART The use of means for controlling the operation of electromagnetic actuators, particularly contactor devices, is known. The control means provide in real time or deferred a certain number of operating parameters such as the temperature of the winding (s), the closing and / or opening times. These operating parameters may vary over time depending on the internal or external conditions of use.

En cas de défaillance de l'actionneur électromagnétique, des moyens de communication reliés aux moyens de contrôle peuvent informer l'utilisateur que l'actionneur est défectueux et nécessite par exemple un remplacement. A titre d'exemple, une des raisons de fin de vie d'un actionneur électromagnétique de type contacteur est la défaillance de la bobine d'actionnement. Les deux principales défaillances de la bobine d'actionnement sont une coupure du fil du bobinage ou un court-circuit entre au moins deux spires. 2 Dans le cas d'une coupure du fil, le contacteur par exemple s'ouvre et ne remplit plus ses fonctions de commutation. L'utilisateur est contraint d'intervenir immédiatement en remplaçant l'appareil. Dans le cas d'un court-circuit entre spires, le déclenchement des organes de sécurité classiques tels que les fusibles ou les disjoncteurs indiquent à l'utilisateur un défaut dans son installation électrique. L'utilisateur doit donc intervenir pour procéder à une recherche du défaut et le remplacement du produit défectueux. Un défaut de la bobine du contacteur peut entrainer un arrêt du fonctionnement du contacteur et un disfonctionnement ou arrêt de l'installation électrique. Ceci peut avoir des conséquences économiques néfastes, lorsque l'arrêt du contacteur entraine par exemple l'arrêt d'une chaine de fabrication ou l'arrêt du déroulement d'un processus industriel. Des problèmes de sécurité peuvent aussi être observés lorsque le fonctionnement en continu d'une installation est directement dépendant du fonctionnement dudit contacteur. In case of failure of the electromagnetic actuator, communication means connected to the control means can inform the user that the actuator is defective and requires for example a replacement. By way of example, one of the end-of-life reasons for a contactor type electromagnetic actuator is the failure of the actuating coil. The two main failures of the actuating coil are a break in the winding wire or a short circuit between at least two turns. 2 In the event of a wire break, the switch, for example, opens and no longer fulfills its switching functions. The user is forced to intervene immediately by replacing the device. In the case of a short-circuit between turns, tripping of conventional safety devices such as fuses or circuit breakers indicates to the user a fault in his electrical installation. The user must therefore intervene to proceed to a search for the defect and the replacement of the defective product. A fault in the contactor coil may cause the contactor to stop working and the electrical installation to malfunction or stop. This can have adverse economic consequences, when the shutdown of the contactor leads, for example, to stop a production line or stop the progress of an industrial process. Security problems can also be observed when the continuous operation of an installation is directly dependent on the operation of said contactor.

Pour remédier à ces problèmes, certaine solution telle que décrite dans le brevet DE3642233, privilégie la redondance en utilisant au moins deux contacteurs en parallèle. Un premier contacteur est utilisé de manière courante et un second contacteur, placé en réserve, sera utilisé seulement si le premier est défectueux. Cette redondance entraine un surcoût dans le prix d'une installation. II est aussi obligatoire de subir au moins un défaut avant de basculer d'appareil. 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 comportant des moyens de fonctionnement sécurisé garantissant un fonctionnement de l'actionneur sans discontinuité. L'unité de traitement de l'actionneur électromagnétique selon l'invention comporte des moyens de mesure de la variation, en cours d'utilisation, de la résistance de chaque bobinage. Des moyens de déconnection sont destinés à déconnecter un premier bobinage ayant une résistance distincte de celle du second bobinage, et égale un premier ou un second seuil d'alerte. Le second bobinage reçoit alors 100% de l'énergie électrique totale produite. Selon un mode préférentiel de réalisation, le premier seuil d'alerte est égal à une valeur absolue de résistance, ladite valeur absolue étant supérieure à une valeur de résistance théorique maximale. Ladite valeur de résistance maximale est atteinte lorsque les bobinages sont à la température maximale fonctionnement. De préférence, le premier seuil d'alerte est au moins deux fois supérieur à la valeur de résistance maximale. Selon un mode préférentiel de réalisation, le second seuil d'alerte est égal à une io valeur relative de résistance, ladite valeur relative étant inférieure à une valeur de résistance théorique déterminée à une température de fonctionnement. De préférence, le second seuil d'alerte est au moins 30% inférieur à la valeur de résistance théorique déterminée à une température de fonctionnement. De préférence, lesdits au moins deux bobinages sont connectées en parallèle 15 ou en série aux moyens commande. Dans un mode de réalisation particulier, la culasse fixe comporte un axe longitudinal, l'armature mobile étant montée à coulissement axial selon l'axe longitudinal de ladite culasse. Avantageusement, l'unité de traitement comporte des moyens de 20 communication à distance de l'état de déconnexion des bobinages. Avantageusement, l'actionneur comporte au moins une sonde de température destinée à la mesure de la température d'au moins un bobinage en cours d'utilisation dudit actionneur, ladite au moins une sondes de température étant reliées à l'unité de traitement. 25 Selon un mode de développement, l'actionneur électromagnétique comporte trois bobinages ayant respectivement une même résistance calibrée, une même inductance calibrée et un même nombre de spires, les trois bobinages étant connectées en parallèle ou en série aux moyens commande. To remedy these problems, certain solution as described in patent DE3642233, favors redundancy by using at least two contactors in parallel. A first contactor is used routinely and a second contactor, placed in reserve, will be used only if the first is defective. This redundancy leads to an additional cost in the price of an installation. It is also mandatory to undergo at least one fault before switching device. SUMMARY OF THE INVENTION The invention therefore aims to remedy the disadvantages of the state of the art, so as to provide an electromagnetic actuator comprising secure operating means ensuring operation of the actuator without discontinuity. The processing unit of the electromagnetic actuator according to the invention comprises means for measuring the variation, during use, of the resistance of each winding. Disconnection means are provided for disconnecting a first winding having a resistance distinct from that of the second winding, and equaling a first or a second alert threshold. The second winding then receives 100% of the total electrical energy produced. According to a preferred embodiment, the first warning threshold is equal to an absolute value of resistance, said absolute value being greater than a maximum theoretical resistance value. Said maximum resistance value is reached when the coils are at the maximum operating temperature. Preferably, the first alert threshold is at least two times greater than the maximum resistance value. According to a preferred embodiment, the second alert threshold is equal to a relative resistance value, said relative value being less than a theoretical resistance value determined at an operating temperature. Preferably, the second warning threshold is at least 30% lower than the theoretical resistance value determined at an operating temperature. Preferably, said at least two coils are connected in parallel or in series with the control means. In a particular embodiment, the fixed yoke has a longitudinal axis, the movable armature being mounted to slide axially along the longitudinal axis of said yoke. Advantageously, the processing unit comprises means of remote communication of the disconnection state of the coils. Advantageously, the actuator comprises at least one temperature sensor for measuring the temperature of at least one coil during use of said actuator, said at least one temperature sensor being connected to the processing unit. According to one mode of development, the electromagnetic actuator comprises three coils respectively having the same calibrated resistance, the same calibrated inductance and the same number of turns, the three coils being connected in parallel or in series with the control means.

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 : la figure 1 représente un schéma d'un actionneur électromagnétique en position ouverte selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 représente un schéma d'un actionneur électromagnétique en position fermée selon la figure 1 ; la figure 3 représente un schéma électrique de principe d'un premier mode de réalisation de l'unité de traitement d'un actionneur électromagnétique selon la figure 1 ; la figure 4 représente un schéma électrique de principe d'un second mode de réalisation de l'unité de traitement d'un actionneur électromagnétique selon la figure 1 ; la figure 5 représente une courbe d'évolution de la résistance d'un bobinage en fonction de la température d'un actionneur électromagnétique selon la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Selon un premier mode de réalisation, l'actionneur électromagnétique 100 comporte une armature mobile 12 et une culasse fixe 11 magnétique. L'armature mobile 12 et la culasse fixe 11 forment ainsi un circuit magnétique 1 déformable présentant un entrefer variable. Ladite armature mobile 12 est mobile entre une position ouverte K1 et une position fermée K2. A titre d'exemple de fonctionnement, la position fermée K2 telle que représentée sur la figure 2 correspond habituellement au minimum de l'entrefer existant entre l'armature mobile 12 et la culasse fixe 11 et la position ouverte correspond au maximum de l'entrefer. 4 L'actionneur électromagnétique 100 comprend au moins deux bobinages L1, L2 identiques ayant respectivement une même résistance calibrée Rcal, une même inductance calibrée Lcal et un même nombre de spires. La résistance calibrée Rcal est généralement déterminée à température ambiante. En cours d'utilisation, la résistance de chaque R1, R2 bobinage L1, L2 varie en fonction de la température. A titre d'exemple, la figure 5 représente la courbe d'évolution de la valeur théorique de résistance d'un bobinage selon un mode particulier de réalisation. En fonctionnement normal de l'actionneur, les courbes d'évolution des résistances R1, R2 de chaque bobinage L1, L2 sont sensiblement confondues. io L'actionneur électromagnétique 100 comprend aussi une unité de traitement 2 comprenant des moyens de commande 21 reliés auxdits bobinages L1, L2 pour les alimenter simultanément. Selon un mode préférentiel de réalisation, chaque bobinage est destiné à recevoir 50% de l'énergie électrique totale produite par lesdits moyens de commande 21 pour le déplacement de ladite armature mobile 15 12. Cette répartition équitable de l'énergie dans les deux bobinages L1, L2 permet d'utiliser le maximum de cuivre de bobinage et de réduire les pertes par effet Joule (RI2). L'unité de traitement 2 comporte de préférence un microcontrôleur ou un microprocesseur 23 implantée dans un circuit intégré. 20 L'unité de traitement 2 comporte des moyens de mesure de la variation, en cours d'utilisation, de la résistance R1, R2 de chaque bobinage L1, L2. Des moyens de déconnection Ti, T2, T2A, T2B sont destinés à déconnecter un premier bobinage ayant une résistance à la fois distincte de celle du second bobinage, et aussi égale à au moins un seuil d'alerte S1, S2. Le second bobinage 25 reçoit alors 100% de l'énergie électrique totale produite par les moyens de commande 21. Selon un premier mode préférentiel de réalisation, un premier seuil d'alerte S1 est égal à une valeur absolue de résistance déterminée afin d'être supérieure à une valeur de résistance théorique maximale Rmaxi. La valeur de résistance 30 maximale Rmaxi est atteinte lorsque les bobinages L1, L2 sont à la température maximale fonctionnement. Ainsi, si un premier bobinage comporte une valeur de 6 résistance qui augmente significativement de manière à être supérieure ou égale au premier seuil d'alerte S1 et que le second bobinage a une résistance dont la valeur est sensiblement égale à la valeur théorique, alors l'unité de traitement 2 détecte la présence d'un défaut. En effet, le bobinage dont la résistance est supérieure ou égale au premier seuil d'alerte S1 comporte généralement un fil coupé. A titre d'exemple, le premier seuil d'alerte S1 est au moins deux fois supérieur à la valeur de résistance maximale Rmaxi. Selon ce premier mode préférentiel de réalisation, un second seuil d'alerte S2 correspond à une valeur relative de résistance, ladite valeur relative étant inférieure à une valeur de résistance théorique déterminée à une température de fonctionnement. A titre d'exemple, le second seuil d'alerte S2 est au moins 30% inférieur à la valeur de résistance théorique déterminée à une température de fonctionnement. Ainsi, si un premier bobinage comporte une valeur de résistance qui diminue significativement de manière à être inférieure ou égale au second seuil d'alerte S2 et que le second bobinage a une résistance dont la valeur est sensiblement égale à la valeur théorique, alors l'unité de traitement 2 détecte la présence d'un défaut. En effet, le bobinage dont la résistance est inférieure ou égale au second seuil d'alerte S2 comporte généralement au moins deux spires en court-circuit. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, and represented in the accompanying drawings, in which: FIG. a diagram of an electromagnetic actuator in the open position according to one embodiment of the invention; FIG. 2 represents a diagram of an electromagnetic actuator in the closed position according to FIG. 1; FIG. 3 represents an electrical block diagram of a first embodiment of the processing unit of an electromagnetic actuator according to FIG. 1; FIG. 4 represents an electrical block diagram of a second embodiment of the processing unit of an electromagnetic actuator according to FIG. 1; FIG. 5 represents an evolution curve of the resistance of a coil as a function of the temperature of an electromagnetic actuator according to FIG. 1. DETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT According to a first embodiment, the electromagnetic actuator 100 comprises a movable armature 12 and a fixed magnetic yoke 11. The movable armature 12 and the fixed yoke 11 thus form a deformable magnetic circuit 1 having a variable air gap. Said movable armature 12 is movable between an open position K1 and a closed position K2. As an example of operation, the closed position K2 as shown in Figure 2 usually corresponds to the minimum of the gap between the movable armature 12 and the fixed yoke 11 and the open position corresponds to the maximum of the air gap . The electromagnetic actuator 100 comprises at least two identical windings L1, L2 having respectively the same calibrated resistance Rcal, the same calibrated inductance Lcal and the same number of turns. The calibrated resistance Rcal is generally determined at ambient temperature. In use, the resistance of each R1, R2 winding L1, L2 varies depending on the temperature. By way of example, FIG. 5 represents the evolution curve of the theoretical resistance value of a winding according to a particular embodiment. In normal operation of the actuator, the evolution curves of the resistors R1, R2 of each winding L1, L2 are substantially merged. The electromagnetic actuator 100 also comprises a processing unit 2 comprising control means 21 connected to said windings L1, L2 for supplying them simultaneously. According to a preferred embodiment, each winding is intended to receive 50% of the total electrical energy produced by said control means 21 for the displacement of said movable armature 15. This equitable distribution of energy in the two windings L1 , L2 makes it possible to use the maximum copper winding and to reduce losses by Joule effect (RI2). The processing unit 2 preferably comprises a microcontroller or a microprocessor 23 implanted in an integrated circuit. The processing unit 2 comprises means for measuring the variation, during use, of the resistor R1, R2 of each winding L1, L2. Disconnection means T1, T2, T2A, T2B are intended to disconnect a first coil having a resistance both distinct from that of the second coil, and also equal to at least one alert threshold S1, S2. The second winding 25 then receives 100% of the total electrical energy produced by the control means 21. According to a first preferred embodiment, a first alert threshold S1 is equal to an absolute value of determined resistance in order to be greater than a maximum theoretical resistance value Rmax. The maximum resistance value Rmaxi is reached when the coils L1, L2 are at the maximum operating temperature. Thus, if a first coil has a resistance value which increases significantly so as to be greater than or equal to the first alert threshold S1 and the second coil has a resistor whose value is substantially equal to the theoretical value, then the processing unit 2 detects the presence of a fault. Indeed, the winding whose resistance is greater than or equal to the first alert threshold S1 generally comprises a cut wire. By way of example, the first alert threshold S1 is at least twice greater than the maximum resistance value Rmaxi. According to this first preferred embodiment, a second alert threshold S2 corresponds to a relative value of resistance, said relative value being less than a theoretical resistance value determined at an operating temperature. By way of example, the second alert threshold S2 is at least 30% lower than the theoretical resistance value determined at an operating temperature. Thus, if a first winding has a resistance value that decreases significantly so as to be less than or equal to the second alert threshold S2 and the second winding has a resistance whose value is substantially equal to the theoretical value, then the processing unit 2 detects the presence of a fault. Indeed, the winding whose resistance is less than or equal to the second alert threshold S2 generally comprises at least two turns in short circuit.

Selon un premier mode de réalisation tel que représenté sur la figure 3, l'actionneur électromagnétique comporte deux bobinages L1, L2 connectées en parallèle l'un par rapport à l'autre. Une première branche comporte un premier bobinage L1 connecté en série avec un premier moyen de commutation Ti commandé par l'unité de traitement 2. According to a first embodiment as shown in FIG. 3, the electromagnetic actuator comprises two coils L1, L2 connected in parallel with each other. A first branch comprises a first winding L1 connected in series with a first switching means Ti controlled by the processing unit 2.

A titre d'exemple de réalisation, le moyen de commutation Ti comporte un transistor bipolaire dont la base est reliée au micro contrôleur 23 de l'unité de traitement 2. Une seconde branche, parallèle à la première, comporte un second bobinage L2 connecté en série avec un second moyen de commutation T2 commandé par l'unité de traitement. A titre d'exemple de réalisation le moyen de commutation comporte un transistor bipolaire dont la base est reliée au micro contrôleur 23 de l'unité de traitement 2. Des premiers moyens de mesure de courant et des seconds moyens de mesure de courant mesurent respectivement les courants électriques 11 et 12 circulant dans lesdites branches. Les moyens de mesure de courant sont reliés à l'unité de traitement. Des premiers moyens de mesure de tension et des seconds moyens de mesure de tension mesurent respectivement les tensions électriques U1 et U2 aux bornes des bobinages L1, L2. Les moyens de mesure de tension sont reliés au micro contrôleur 23 de l'unité de traitement 2. As an exemplary embodiment, the switching means Ti comprises a bipolar transistor whose base is connected to the microcontroller 23 of the processing unit 2. A second branch, parallel to the first, comprises a second coil L2 connected in parallel. series with a second switching means T2 controlled by the processing unit. By way of example of embodiment, the switching means comprises a bipolar transistor whose base is connected to the microcontroller 23 of the processing unit 2. First current measuring means and second current measuring means respectively measure the electric currents 11 and 12 flowing in said branches. The current measuring means are connected to the processing unit. First voltage measuring means and second voltage measuring means respectively measure the electrical voltages U1 and U2 across the windings L1, L2. The voltage measuring means are connected to the microcontroller 23 of the processing unit 2.

En cours de fonctionnement, l'unité de traitement 2 comporte des moyens de mesure pour déterminer les résistances R1, R2 respectives des deux bobinages L1, L2 en fonction des mesures des courants 11, 12 et des tensions U1, U2. Les valeurs calculées des résistances R1, R2 en cours de fonctionnement de l'actionneur sont ensuite comparées aux premier et au second seuils d'alerte S1, S2. Si une valeur de résistance calculée dépasse un des deux seuils, la branche comportant le bobinage dont la résistance dépasse un des deux seuils est déconnectée. En effet, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 3, le moyen de commutation Ti, T2 de ladite branche est commandé en ouverture. L'unité de traitement 2 commande alors les moyens de commande 21 pour que toute l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'actionneur passe dans la branche qui n'est pas déconnectée. Selon une variante de réalisation, l'unité de traitement 2 comporte des moyens de communication 22 à distance de l'état de déconnexion d'un des bobinages L1, L2. During operation, the processing unit 2 comprises measuring means for determining the respective resistances R1, R2 of the two windings L1, L2 as a function of the measurements of the currents 11, 12 and the voltages U1, U2. The calculated values of the resistors R1, R2 during operation of the actuator are then compared with the first and second alert thresholds S1, S2. If a calculated resistance value exceeds one of the two thresholds, the branch with the winding whose resistance exceeds one of the two thresholds is disconnected. Indeed, according to the embodiment shown in Figure 3, the switching means T1, T2 of said branch is controlled in opening. The processing unit 2 then controls the control means 21 so that all the energy required for the operation of the actuator passes in the branch that is not disconnected. According to an alternative embodiment, the processing unit 2 comprises communication means 22 remote from the disconnection state of one of the windings L1, L2.

Selon un second mode de réalisation tel que représenté sur la figure 4, l'actionneur électromagnétique comporte au moins deux bobinages L1, L2 connectées en série l'un par rapport à l'autre. Un premier moyen de commutation Ti commandé par l'unité de traitement 2 est connecté en série avec les deux bobinages L1, L2. A titre d'exemple de réalisation 7 le moyen de commutation Ti comporte un transistor bipolaire dont la base est reliée au micro contrôleur 23 de l'unité de traitement 2. Des moyens de mesure de courant mesurent le courant électrique I circulant dans les bobinages. Les moyens de mesure de courant sont reliés au micro contrôleur 23 de l'unité de traitement 2. Des seconds moyens de commutation T2A, T2B sont connectés en parallèle sur chaque bobinage. A titre d'exemple de réalisation, les seconds moyens de commutation T2A, T2B comportent respectivement un transistor bipolaire dont la base est reliée au micro contrôleur 23 de l'unité de traitement 2. According to a second embodiment as shown in FIG. 4, the electromagnetic actuator comprises at least two windings L1, L2 connected in series with respect to one another. A first switching means Ti controlled by the processing unit 2 is connected in series with the two windings L1, L2. By way of example of embodiment 7, the switching means Ti comprises a bipolar transistor whose base is connected to the microcontroller 23 of the processing unit 2. Current measuring means measure the electric current I flowing in the coils. The current measuring means are connected to the microcontroller 23 of the processing unit 2. Second switching means T2A, T2B are connected in parallel on each winding. As an exemplary embodiment, the second switching means T2A, T2B respectively comprise a bipolar transistor whose base is connected to the microcontroller 23 of the processing unit 2.

Des premiers moyens de mesure de tension et des seconds moyens de mesure de tension mesurent respectivement les tensions électriques U1 et U2 aux bornes des bobinages L1, L2. Les moyens de mesure de tension sont reliés au micro contrôleur 23 de l'unité de traitement 2. En cours de fonctionnement, l'unité de traitement 2 comporte des moyens de 15 mesure pour déterminer les résistances R1, R2 respectives des deux bobinages L1, L2 en fonction des mesures du courant I et des tensions U1, U2. Les valeurs calculées des résistances R1, R2 sont ensuite comparées aux premier et au second seuil d'alerte S1, S2. Si une valeur de résistance calculée dépasse un des deux seuils, le bobinage dont la résistance dépasse un des deux 20 seuils est court-circuité. En effet, le second moyen de commutation T2A, T2B placé en parallèle sur ledit bobinage est commandé en fermeture. L'unité de traitement commande alors les moyens de commande 21 pour doubler la valeur du courant électrique dans le bobinage restant opérationnel de manière à ce que l'actionneur puisse fonctionner avec l'énergie nécessaire.First voltage measuring means and second voltage measuring means respectively measure the electrical voltages U1 and U2 across the windings L1, L2. The voltage measuring means are connected to the microcontroller 23 of the processing unit 2. During operation, the processing unit 2 comprises measuring means for determining the respective resistances R1, R2 of the two coils L1, L2 as a function of the measurements of the current I and the voltages U1, U2. The calculated values of the resistors R1, R2 are then compared with the first and second alert thresholds S1, S2. If a calculated resistance value exceeds one of the two thresholds, the winding whose resistance exceeds one of the two thresholds is short-circuited. Indeed, the second switching means T2A, T2B placed in parallel on said winding is controlled closing. The processing unit then controls the control means 21 to double the value of the electric current in the coil remaining operational so that the actuator can operate with the necessary energy.

25 Selon une variante de réalisation, l'unité de traitement comporte des moyens de communication 22 à distance de l'état de déconnexion d'un des bobinages. A titre d'exemple de réalisation des modes de réalisation, la culasse fixe 11 comporte un axe longitudinal Y. L'armature mobile 12 est montée à coulissement axial selon l'axe longitudinal Y de ladite culasse. Les bobinages sont de préférence cylindriques et sont de préférence alignés selon le même axe longitudinal Y. Les bobinages L1, L2 sont de préférence disposés sur deux bobines séparées. Les moyens de communication à distance de l'état de déconnexion comportent 5 notamment un contact sec et/ou une liaison réseau et/ou, un voyant lumineux. Selon une variante de réalisation, l'actionneur électromagnétique comporte au moins une sonde de température destinée à mesurer respectivement la température des bobinages en cours d'utilisation dudit actionneur. La ou les sondes de température sont reliées à l'unité de traitement 2. Ladite unité 10 détermine la résistance des bobinages en fonction des mesures de température. Selon une variante de réalisation, l'actionneur électromagnétique comporte trois bobinages ayant respectivement une même résistance calibrée Rcal, une même inductance calibrée Lcal et un même nombre de spires N. Les trois bobinages sont connectés en parallèle ou en série aux moyens commande 21.According to an alternative embodiment, the processing unit comprises communication means 22 remote from the disconnection state of one of the coils. As an exemplary embodiment of the embodiments, the fixed yoke 11 has a longitudinal axis Y. The movable armature 12 is mounted to slide axially along the longitudinal axis Y of said cylinder head. The coils are preferably cylindrical and are preferably aligned along the same longitudinal axis Y. The coils L1, L2 are preferably arranged on two separate coils. The remote communication means of the disconnection state comprise in particular a dry contact and / or a network link and / or a light indicator. According to an alternative embodiment, the electromagnetic actuator comprises at least one temperature probe intended to measure respectively the temperature of the coils during use of said actuator. The temperature sensor or probes are connected to the processing unit 2. Said unit 10 determines the resistance of the windings as a function of the temperature measurements. According to an alternative embodiment, the electromagnetic actuator comprises three coils respectively having the same calibrated resistance Rcal, the same calibrated inductance Lcal and the same number of turns N. The three coils are connected in parallel or in series with the control means 21.

15 Selon un premier mode particulier de réalisation tel que représenté sur les figures 1 et 2, l'actionneur électromagnétique peut être monostable. Le mouvement inverse d'ouverture de l'armature mobile 12 est alors engendré par un système de rappel, tel qu'un ressort de rappel. Selon second mode particulier de réalisation, l'actionneur électromagnétique 20 peut être bistable. Le mouvement d'ouverture de l'armature mobile 12 est alors engendré par le passage d'un courant d'excitation inverse dans les bobinages. According to a first particular embodiment as shown in FIGS. 1 and 2, the electromagnetic actuator may be monostable. The reverse movement of opening of the mobile armature 12 is then generated by a return system, such as a return spring. According to a second particular embodiment, the electromagnetic actuator 20 can be bistable. The opening movement of the mobile armature 12 is then generated by the passage of a reverse excitation current in the windings.

Claims (9)

REVENDICATIONS1. Actionneur électromagnétique (100) comprenant : - une armature mobile (12) et une culasse fixe (11) magnétique, - au moins deux bobinages (L1, L2) ayant respectivement une même résistance calibrée (Rcal), une même inductance calibrée (Lcal) et un même nombre de spires, ladite résistance calibrée étant fonction de la température, - une unité de traitement (2) comprenant des moyens commande (21) reliés auxdits bobinages pour les alimenter simultanément, chaque bobinage étant destiné à recevoir 50% de l'énergie électrique totale produite par lesdits moyens de commande (21), actionneur, caractérisé en ce que l'unité de traitement comporte : - des moyens de mesure de la variation, en cours d'utilisation, de la résistance (R1, R2) de chaque bobinage (L1, L2) ; - des moyens de déconnection (Ti, T2, T2A, T2B) destinés à déconnecter un premier bobinage ayant une résistance : - distincte de celle du second bobinage, et - égale un premier ou un second seuil d'alerte (Si, S2), le second bobinage recevant 100% de l'énergie électrique totale produite. REVENDICATIONS1. Electromagnetic actuator (100) comprising: - a movable armature (12) and a fixed yoke (11) magnetic, - at least two windings (L1, L2) having respectively the same calibrated resistance (Rcal), the same calibrated inductance (Lcal) and a same number of turns, said calibrated resistance being a function of the temperature, - a processing unit (2) comprising control means (21) connected to said coils for supplying them simultaneously, each coil being intended to receive 50% of the total electrical energy produced by said control means (21), actuator, characterized in that the processing unit comprises: - means for measuring the variation, in use, of the resistance (R1, R2) of each winding (L1, L2); - disconnection means (T1, T2, T2A, T2B) for disconnecting a first coil having a resistance: - distinct from that of the second coil, and - equal to a first or a second alert threshold (Si, S2), the second winding receiving 100% of the total electrical energy produced. 2. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé que le premier seuil d'alerte (Si) est égal à une valeur absolue de résistance, ladite valeur absolue étant supérieure à une valeur de résistance théorique maximale (Rmaxi), ladite valeur de résistance maximale (Rmaxi) étant atteinte lorsque les bobinages (L1, L2) sont à la température maximale de fonctionnement. 2. Electromagnetic actuator according to claim 1, characterized in that the first warning threshold (Si) is equal to an absolute value of resistance, said absolute value being greater than a maximum theoretical resistance value (Rmax), said maximum resistance value. (Rmaxi) being reached when the coils (L1, L2) are at the maximum operating temperature. 3. Actionneur électromagnétique selon la revendication 2, caractérisé que le premier seuil d'alerte (Si) est au moins deux fois supérieur à la valeur de résistance maximale (Rmaxi). 10 11 3. Electromagnetic actuator according to claim 2, characterized in that the first warning threshold (Si) is at least twice the maximum resistance value (Rmaxi). 10 11 4. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé que le second seuil d'alerte (S2) est égal à une valeur relative de résistance, ladite valeur relative étant inférieure à une valeur de résistance théorique déterminée à une température de fonctionnement. 4. An electromagnetic actuator according to claim 1, characterized in that the second warning threshold (S2) is equal to a relative resistance value, said relative value being less than a theoretical resistance value determined at an operating temperature. 5. Actionneur électromagnétique selon la revendication 4, caractérisé que le second seuil d'alerte (S2) est au moins 30% inférieur à la valeur de résistance théorique déterminée à une température de fonctionnement. 5. Electromagnetic actuator according to claim 4, characterized in that the second warning threshold (S2) is at least 30% lower than the theoretical resistance value determined at an operating temperature. 6. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé que lesdits au moins deux bobinages (L1, L2) sont connectées en parallèle ou en série aux moyens commande (21). 6. Electromagnetic actuator according to any one of the preceding claims, characterized in that said at least two coils (L1, L2) are connected in parallel or in series with the control means (21). 7. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé que la culasse fixe (11) comporte un axe longitudinal (Y), l'armature mobile (12) mobile étant montée à coulissement axial selon l'axe longitudinal (Y) de ladite culasse. 7. Electromagnetic actuator according to any one of the preceding claims, characterized in that the fixed yoke (11) comprises a longitudinal axis (Y), the movable armature (12) being mounted to slide axially along the longitudinal axis (Y). of said cylinder head. 8. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de traitement (2) comporte des moyens de communication (22) à distance de l'état de déconnexion des bobinages (L1, L2). 8. Electromagnetic actuator according to any one of the preceding claims, characterized in that the processing unit (2) comprises communication means (22) remote from the disconnection state of the windings (L1, L2). 9. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une sonde de température destinée à la mesure de la température d'au moins un bobinage en cours d'utilisation dudit actionneur, ladite au moins une sonde de température étant reliée à l'unité de traitement (2). 1O.Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte trois bobinages ayant respectivement une même résistance calibrée (Rcal), une même inductance calibrée (Lcal) et un même nombre de spires (N), les trois bobinages étant connectées en parallèle ou en série aux moyens commande (21). 9. Electromagnetic actuator according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one temperature sensor for measuring the temperature of at least one winding in use of said actuator, said at least one a temperature sensor being connected to the processing unit (2). 1O.Electromagnetic actuator according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises three coils having respectively the same calibrated resistance (Rcal), the same calibrated inductance (Lcal) and the same number of turns (N), the three coils being connected in parallel or in series with the control means (21).
FR0901579A 2009-03-31 2009-03-31 ELECTROMAGNETIC ACTUATOR HAVING SECURE OPERATING MEANS Expired - Fee Related FR2943840B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0901579A FR2943840B1 (en) 2009-03-31 2009-03-31 ELECTROMAGNETIC ACTUATOR HAVING SECURE OPERATING MEANS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0901579A FR2943840B1 (en) 2009-03-31 2009-03-31 ELECTROMAGNETIC ACTUATOR HAVING SECURE OPERATING MEANS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2943840A1 true FR2943840A1 (en) 2010-10-01
FR2943840B1 FR2943840B1 (en) 2011-03-11

Family

ID=41278124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0901579A Expired - Fee Related FR2943840B1 (en) 2009-03-31 2009-03-31 ELECTROMAGNETIC ACTUATOR HAVING SECURE OPERATING MEANS

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2943840B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2461342A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-06 Siemens Aktiengesellschaft Error-proof switching module
EP3376519A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-19 ABB Schweiz AG A switching device for medium voltage electric power distribution installations
WO2023280597A1 (en) * 2021-07-07 2023-01-12 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement and method for automatically configuring a magnetic drive

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2375712A1 (en) * 1976-12-22 1978-07-21 Bbc Brown Boveri & Cie THERMAL DELAY TRIP DEVICE
DE3642233A1 (en) * 1986-12-10 1988-06-23 Steuerungselektronik Schoefman Device for self-monitoring of relay contacts
US5737161A (en) * 1996-11-25 1998-04-07 Raychem Corporation Overcurrent protection device and arrangement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2375712A1 (en) * 1976-12-22 1978-07-21 Bbc Brown Boveri & Cie THERMAL DELAY TRIP DEVICE
DE3642233A1 (en) * 1986-12-10 1988-06-23 Steuerungselektronik Schoefman Device for self-monitoring of relay contacts
US5737161A (en) * 1996-11-25 1998-04-07 Raychem Corporation Overcurrent protection device and arrangement

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2461342A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-06 Siemens Aktiengesellschaft Error-proof switching module
EP3376519A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-19 ABB Schweiz AG A switching device for medium voltage electric power distribution installations
CN108573828A (en) * 2017-03-13 2018-09-25 Abb瑞士股份有限公司 Switchgear for medium-voltage distribution appts
US10707041B2 (en) 2017-03-13 2020-07-07 Abb Schweiz Ag Switching device for medium voltage electric power distribution installations
CN108573828B (en) * 2017-03-13 2022-04-12 Abb瑞士股份有限公司 Switching device for medium-voltage switchgear assemblies
WO2023280597A1 (en) * 2021-07-07 2023-01-12 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement and method for automatically configuring a magnetic drive

Also Published As

Publication number Publication date
FR2943840B1 (en) 2011-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2871096C (en) Relay including processor providing control and/or monitoring
RU2658034C2 (en) Process for determining cause of loss of tension downstream of circuit breaker, auxiliary circuit breaker apparatus, electrical system including circuit breaker and auxiliary device of this type
FR2834120A1 (en) Power switch pole contact wear determination having electromagnet field coil activated with coil electrical signal measured finding power pole conductor status comparing wear time with initial travel time.
US6744254B2 (en) Breaker failure annunciator system
CN108226769B (en) System and method for monitoring contact life of a circuit interrupter
EP3035473B1 (en) Electric traction system for a railway vehicle ; protection method realised by such a system
EP3577672B1 (en) High-voltage direct-current cutoff switch device
FR2947055A1 (en) ELECTRIC ENERGY METER WITH NON-INSULATED CURRENT SENSOR AND CUT-OFF SWITCH
JP7327853B2 (en) Plasma therapy on the surface of power contact electrodes
EP3033821A1 (en) Remote protection and switching device for electrical systems
FR2943840A1 (en) Mono stable or bi stable electromagnetic actuator i.e. contactor, has disconnection unit for disconnecting winding having resistance equal to alert threshold, and another winding receiving hundred percentage of total electric energy
US7253630B1 (en) Electro-optical voltage sensor circuit monitoring leakage or loss of vacuum of a vacuum interrupter and vacuum circuit interrupter including the same
CN1270340C (en) Electronic tripping device including capacitor as trippin coil power source
FR2987449A1 (en) ELECTRIC ENERGY COUNTER
KR101012524B1 (en) Method and device for the secure operation of a switching device
EP2682972B1 (en) Device for detecting the open or closed state of a switch and associated transformer protection relay monitoring device
EP2494564B1 (en) System for preventive diagnosis of contact impedance and overloads of a commutator
EP1198715A1 (en) Method and device for individually determining the ageing condition of a capacitor
EP4134695B1 (en) Verification of the metrological precision of an electricity meter
EP3384593B1 (en) Method and device for detecting a parasitic electric arc in a photovoltaic installation
EP3977577B1 (en) Electric line (l) protection device for detecting a leakage fault, a short-circuit, fault, an overcurrent fault and an arc fault
EP3790034A1 (en) Auxiliary electronic protection module and associated shut-off device
EP3159991B1 (en) Device and method for limiting a first current peak in an electric network
FR2835061A1 (en) Contact breaker/contactor moving armature position determination having armature position open/closed position moving with excitation coil inductance found and surface curve created following gap function/inductance/circulating current
EP4189708A1 (en) Rheostat

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

ST Notification of lapse

Effective date: 20191106