FR2972076A1

FR2972076A1 - MAGNETOTHERMIC ACTUATOR.

Info

Publication number: FR2972076A1
Application number: FR1151527A
Authority: FR
Inventors: Guillaume Lacombe; Patrice Joyeux; Dominique Werner
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-08-31
Anticipated expiration: 2031-02-25
Also published as: EP2678877B1; WO2012114037A1; AU2012220430B2; CN103493167A; FR2972076B1; EP2678877A1; AU2012220430A1; CN103493167B

Abstract

Actionneur magnétothermique comportant : - un actionneur magnétique constitué d'une bobine (1) placée en série dans une ligne électrique, entourant un noyau mobile (2) et apte à l'entraîner entre deux positions matérialisant deux états respectivement actif et inactif de l'actionneur, des premiers moyens de rappel (4) du noyau mobile (2) en position correspondant à l'état inactif de l'actionneur, et - un actionneur thermique formé d'un aimant permanent (10) coopérant magnétiquement avec un composant en matériau thermosensible (8) à faible point de Curie, en vue de maintenir l'actionneur magnétothermique à l'état inactif lorsque la température dudit composant (8) est en dessous du point de Curie. Cet actionneur est caractérisé en ce que le composant en matériau thermosensible (8) est fixé à une pièce (7, 15) dont la température augmente en cas l'élévation du courant, des seconds moyens de rappel (9) étant interposés entre l'aimant permanent (10) et ledit composant (8), l'un des deux étant solidarisé à une partie fixe et l'autre solidarisé à une partie mobile par rapport à la bobine (1) en vue de les écarter l'un de l'autre lorsque la température dépasse le point de Curie dans le composant thermosensible (8), lesdits seconds moyens de rappel (9) les faisant alors passer d'un premier positionnement relatif correspondant à l'état inactif de l'actionneur à un second positionnement relatif correspondant à son état actif.Magnetothermic actuator comprising: - a magnetic actuator consisting of a coil (1) placed in series in a power line, surrounding a movable core (2) and able to drive it between two positions representing two respectively active and inactive states of the actuator, first return means (4) of the movable core (2) in position corresponding to the inactive state of the actuator, and - a thermal actuator formed of a permanent magnet (10) cooperating magnetically with a material component thermosensitive (8) low Curie point, for maintaining the magnetothermal actuator in the inactive state when the temperature of said component (8) is below the Curie point. This actuator is characterized in that the component of heat-sensitive material (8) is fixed to a part (7, 15) whose temperature increases in case of the rise of the current, second return means (9) being interposed between the permanent magnet (10) and said component (8), one of the two being secured to a fixed part and the other secured to a movable part with respect to the coil (1) in order to separate them from one of the other when the temperature exceeds the Curie point in the thermosensitive component (8), said second biasing means (9) then causing them to move from a first relative positioning corresponding to the inactive state of the actuator to a second position relative to its active state.

Description

Actionneur magnétothermique La présente invention a trait à un actionneur magnétothermique en général, plus particulièrement destiné à un appareil électrique notamment du type disjoncteur, et conçu pour assurer la coupure d'au moins une ligne électrique en cas de défaut entraînant une élévation soit rapide du courant, par exemple suite à un court-circuit, soit lente en cas de surcharge dans le circuit. L'invention concerne également les appareils électriques qui sont munis d'un tel actionneur magnétothermique. The present invention relates to a magnetothermal actuator in general, more particularly intended for an electrical appliance, in particular of the circuit-breaker type, and designed to ensure the breaking of at least one electric line in the event of a fault resulting in a rapid rise of the current. , for example following a short circuit, or slow in case of overload in the circuit. The invention also relates to electrical apparatus which is provided with such a magnetothermal actuator.

L'ouverture d'une ligne en cas d'apparition d'une défaillance telle que mentionnée ci-dessus résulte de l'existence, dans de tels appareils, d'un contact fixe et d'un contact mobile pouvant être séparés - dans cette hypothèse - par l'action de l'actionneur magnétothermique sur une serrure mécanique de déclenchement. Ces deux contacts sont disposés entre deux bornes de connexion qui permettent d'insérer l'appareil en série dans la ligne concernée. Les deux types de défaillance sont respectivement pris en charge par une partie magnétique et une partie thermique de l'actionneur dont les temps de réaction sont très différents et correspondent en pratique au défaut qui apparaît sur la ligne. Ainsi, une élévation brusque et importante du courant, qui provient généralement d'un court-circuit sur la ligne à protéger, doit entraîner une ouverture rapide des contacts pour éviter dlibndommager les dispositifs connectés au circuit. Une surcharge, reflétant une demande de courant sur la ligne correspondant à une charge trop élevée, mobilise plutôt le système de déclenchement thermique. Ce dernier prend souvent la forme dan bilame qui se déforme sous l'action du chauffage excessif résultant de la surcharge de courant, et fait déclencher une serrure mécanique provoquant l'ouverture des contacts. Le déclenchement magnétique est en général assuré par une bobine connectée en série dans le circuit, et qui coopère avec un circuit magnétique à culasse fixe et partie mobile canalisant le champ magnétique produit par la bobine, IlDrgane mobile jouant le rôle, directement ou via un percuteur, dliâIément déclencheur de la serrure mécanique. En remplacement d'un bilame thermique, il a été proposé d'insérer dans de tels actionneurs magnétothermiques un second système magnétique basé sur l'existence d'un aimant permanent coopérant magnétiquement avec un composant en matériau thermosensible à faible point de Curie, en vue de maintenir l'actionneur magnétothermique à l'état inactif lorsque la température dudit composant est en dessous du point de Curie. A température ambiante, ce composant et l'aimant sont en effet solidarisés par la force qu'exerce l'aimant. Lors d'une surcharge lente de courant, la température s'élève dans le produit, et en particulier dans le composant en matériau thermosensible. Si la température dépasse le point de Curie du matériau constitutif de ce composant, le champ magnétique qu'exerce l'aimant n'a plus d'effet attractif sur ledit composant. On peut alors concevoir un dispositif mécanique dans lequel un élément se déplace et actionne, directement ou indirectement, un déclencheur dane serrure, aboutissant in fine à séparer le contact mobile du contact fixe. Il existe déjà des appareils qui sont basés sur ce principe, comme celui qui est divulgué dans le brevet allemand DE 30 28 900. Dans ce cas, l'actionneur magnétique est composé classiquement d'une bobine placée en série dans la ligne électrique, et entourant un noyau mobile, l'induction magnétique produite par la bobine étant apte à entraîner ledit noyau entre deux positions matérialisant deux états respectivement actif et inactif de l'actionneur, des moyens de rappel du noyau mobile en position correspondant à l'état inactif étant prévus. Dans la configuration divulguée dans le brevet allemand, l'aimant permanent se trouve dans l'axe du noyau mobile, et séparé de celui-ci par le composant thermosensible à faible point de Curie. Lorsque le point de Curie est dépassé, et que le champ magnétique qu'exerce l'aimant n'a plus d'effet sur le composant en question, ledit noyau se retrouve libre et peut être entraîné par le champ magnétique que produit la bobine. Dans une telle conception, c'est le champ magnétique généré par la bobine qui est à l'origine du déplacement du noyau mobile, et par conséquent de la serrure mécanique permettant de déclencher le mécanisme du disjoncteur. Dans cette hypothèse, l'effort généré par le champ magnétique dû à la bobine doit être suffisant pour déplacer le noyau mobile lors d'une simple surcharge de courant. Il faut donc que le dimensionnement de la bobine soit réalisé en conséquence, c'est-à-dire que le nombre de spires qui la constitue soit augmenté par rapport à un actionneur traditionnellement dévolu à la simple fonction magnétique, lequel n'entraîne pas le noyau mobile à ces valeurs relativement basses de courant, mais uniquement lorsqu'il y a une élévation conséquente du courant par exemple consécutive à un court-circuit. Cette configuration, qui fait intervenir le même type de fonctionnement pour les deux types de défaillances que le produit est conçu pour détecter, ne permet pas daptimiser le dimensionnement de l'actionneur. Pour produire un effort suffisant à vaincre l'effet d'attraction de l'aimant permanent, il faut surdimensionner la bobine en augmentant le nombre de ses spires, ce qui engendre un besoin accru en matériau constitutif de la bobine par rapport à un produit traditionnel. Ce problème est résolu dans l'actionneur thermique de l'invention, qui propose une solution dans laquelle les fonctions magnétique et thermique, bien que reposant sur le même principe utilisant un composant en matériau thermosensible à faible point de Curie, permettent de décorréler la détection des deux types de défaut. A cet effet, l'actionneur magnétothermique de l'invention, comportant classiquement : un actionneur magnétique constitué dyne bobine placée en série dans une ligne électrique, entourant un noyau mobile et apte à Illbntrainer entre deux positions matérialisant deux états respectivement actif et inactif de Ilàctionneur, des premiers moyens de rappel du noyau mobile en position correspondant à Eâtat inactif de Ilàctionneur, et un actionneur thermique formé dan aimant permanent coopérant magnétiquement avec un composant en matériau thermosensible à faible point de Curie, en vue de maintenir Ilàctionneur magnétothermique à Otat inactif lorsque la température dudit composant est en dessous du point de Curie, se caractérise à titre principal en ce que le composant en matériau thermosensible est fixé à une pièce dont la température augmente en cas dliâIévation du courant, des seconds moyens de rappel étant interposés entre Ilàimant permanent et ledit composant, lan des deux étant attaché à une partie fixe et llàutre solidarisé à une partie mobile de Ilàctionneur thermique par rapport à la bobine en vue de les écarter Ian de llàutre lorsque la température dépasse le point de Curie dans le composant thermosensible, lesdits seconds moyens de rappel les faisant alors passer dan premier positionnement relatif correspondant à Otat inactif de Ilàctionneur à un second positionnement relatif correspondant à son état actif. Il y a donc une partie mobile de Ilàctionneur thermique dont le déplacement, visant à actionner le déclencheur, ne relève plus d'une énergie magnétique mais d'une énergie mécanique provenant des seconds moyens de rappel. Selon une première possibilité, ladite pièce de l'actionneur thermique dont la température varie en fonction de I11htensité du courant est thermoconductrice, et disposée par rapport à la bobine de manière à être chauffée par celle-ci. Alternativement cette pièce peut être prévue conductrice, à forte résistivité, et connectée en série à la bobine. Elle est alors chauffée par effet Joule. Dans le premier cas, la pièce qui est supposée communiquer sa chaleur au composant en matériau thermosensible afin que celui-ci atteigne son point de Curie doit tirer sa chaleur d'un élément dont la température augmente nécessairement en cas de défaut dans la ligne : la bobine, dont la constitution et la configuration spatiale permettent Omission et la collecte de chaleur dans un espace confiné, est mise à contribution en l'espèce. The opening of a line in case of occurrence of a failure as mentioned above results from the existence, in such devices, of a fixed contact and a movable contact that can be separated - in this case. hypothesis - by the action of the magnetothermal actuator on a mechanical trigger lock. These two contacts are arranged between two connection terminals which allow to insert the device in series in the line concerned. Both types of failure are respectively supported by a magnetic part and a thermal part of the actuator whose reaction times are very different and correspond in practice to the defect that appears on the line. Thus, a sudden and significant rise in current, which usually comes from a short circuit on the line to be protected, must cause a rapid opening of the contacts to avoid damaging the devices connected to the circuit. An overload, reflecting a current demand on the line corresponding to a load that is too high, rather mobilizes the thermal trip system. The latter often takes the form of bimetal which is deformed under the action of excessive heating resulting from the current overload, and triggers a mechanical lock causing the opening of the contacts. Magnetic tripping is generally provided by a coil connected in series in the circuit, and which cooperates with a magnetic circuit with fixed yoke and movable part channeling the magnetic field produced by the coil, IlDrgane mobile role, directly or via a striker , Actually triggering the mechanical lock. In replacement of a thermal bimetallic strip, it has been proposed to insert in such magnetothermal actuators a second magnetic system based on the existence of a permanent magnet cooperating magnetically with a component made of thermosensitive material with a low Curie point in order to maintaining the magnetothermal actuator in the inactive state when the temperature of said component is below the Curie point. At room temperature, this component and the magnet are indeed secured by the force exerted by the magnet. During a slow current overload, the temperature rises in the product, and in particular in the thermosensitive material component. If the temperature exceeds the Curie point of the constituent material of this component, the magnetic field exerted by the magnet no longer has an attractive effect on said component. It is then possible to design a mechanical device in which an element moves and actuates, directly or indirectly, a lock release, ultimately resulting in separating the moving contact from the fixed contact. There are already devices that are based on this principle, such as that disclosed in German Patent DE 30 28 900. In this case, the magnetic actuator is conventionally composed of a coil placed in series in the power line, and surrounding a mobile core, the magnetic induction produced by the coil being adapted to drive said core between two positions embodying two states respectively active and inactive of the actuator, means for returning the movable core in position corresponding to the inactive state being provided. In the configuration disclosed in the German patent, the permanent magnet is in the axis of the movable core, and separated therefrom by the thermosensitive component with a low Curie point. When the Curie point is exceeded, and the magnetic field exerted by the magnet has no effect on the component in question, said core is found free and can be driven by the magnetic field produced by the coil. In such a design, it is the magnetic field generated by the coil that is causing the displacement of the movable core, and therefore the mechanical lock to trigger the mechanism of the circuit breaker. In this case, the force generated by the magnetic field due to the coil must be sufficient to move the mobile core during a simple current overload. It is therefore necessary that the dimensioning of the coil is carried out accordingly, that is to say that the number of turns constituting it is increased relative to an actuator traditionally devolved to the simple magnetic function, which does not involve the mobile core at these relatively low current values, but only when there is a consequent rise in current for example following a short circuit. This configuration, which involves the same type of operation for both types of failures that the product is designed to detect, does not allow to optimize the sizing of the actuator. To produce a sufficient effort to overcome the attraction effect of the permanent magnet, it is necessary to oversize the coil by increasing the number of its turns, which generates an increased need for material constituting the coil compared to a traditional product. . This problem is solved in the thermal actuator of the invention, which proposes a solution in which the magnetic and thermal functions, although based on the same principle using a thermosensitive material component with a low Curie point, make it possible to decorrelate the detection. of both types of defect. For this purpose, the magnetothermal actuator of the invention, conventionally comprising: a magnetic actuator consisting of a coil placed in series in a power line, surrounding a mobile core and adapted to Illbntrainer between two positions embodying two states respectively active and inactive actuator first means for returning the movable core in position corresponding to the inactive state of the actuator, and a thermal actuator formed in a permanent magnet cooperating magnetically with a thermosensitive material component with a low Curie point, in order to maintain the magnetothermal actuator at idle state when the temperature of said component is below the Curie point, is principally characterized in that the component of thermosensitive material is attached to a workpiece whose temperature increases in the event of a current rise, second return means being interposed between the permanent magnet. and said component both of which are attached to a fixed part and are secured to a moving part of the thermal actuator with respect to the coil so as to separate them from the other when the temperature exceeds the Curie point in the thermosensitive component, said second means of recall then causing them in the first relative positioning corresponding to the inactive state of the actuator to a second relative positioning corresponding to its active state. There is therefore a moving part of the thermal actuator whose movement, aimed at actuating the trigger, no longer depends on a magnetic energy but on a mechanical energy coming from the second return means. According to a first possibility, said part of the thermal actuator, the temperature of which varies according to the intensity of the current, is thermoconductive, and arranged with respect to the coil so as to be heated by the latter. Alternatively this part can be provided conductive, high resistivity, and connected in series to the coil. It is then heated by Joule effect. In the first case, the part that is supposed to communicate its heat to the thermosensitive material component so that it reaches its Curie point must draw its heat from an element whose temperature necessarily increases in the event of a defect in the line: the coil, whose constitution and spatial configuration allow Omission and heat collection in a confined space, is put to contribution in this case.

De préférence, Ilàctionneur comporte un moyen d'actionnement qui doit être entraîné par le noyau mobile et par la partie mobile de l'actionneur thermique. Selon une possibilité assez classique dans ce genre d'appareil, ledit moyen d'actionnement peut être constitué d'un percuteur mobile qui vient alors heurter le déclencheur de la serrure mécanique, provoquant l'ouverture des contacts. Selon une possibilité, le composant thermosensible à faible point de Curie peut être composé d'un alliage de fer et de nickel. Le percuteur peut, selon une configuration préférentielle, être entraîné par le noyau mobile qui se déplace selon llàxe de la bobine à Illbncontre dan ressort de compression reposant sur un noyau fixe de Ilàctionneur magnétique au travers duquel passe le percuteur, qui traverse ensuite successivement la partie fixe et la partie mobile de Ilàctionneur thermique, entre lesquels est interposé un ressort visant à écarter lesdites parties, le percuteur comportant au voisinage de son extrémité libre une collerette dIàppui sur la face de ladite partie mobile distale du noyau mobile. Le percuteur agit dans ce cas dans un sens allant de Ilàctionneur magnétique vers Ilàctionneur thermique. Ll hverse peut également être implémenté, avec une configuration alternative telle que mentionnée ci-après. Dans ce cas, le percuteur est entraîné par la partie mobile de Ilàctionneur thermique, qui se déplace sous Illbffet dan ressort interposé entre les parties mobile et fixe de Ilàctionneur thermique selon Ilàxe de la bobine à Illbncontre dan ressort de compression reposant sur un noyau fixe de Ilàctionneur magnétique au travers duquel passe le percuteur après avoir passé au travers du noyau mobile, le percuteur comportant alors une collerette dIàppui sur la paroi radiale du noyau mobile proximale du noyau fixe. Dans ces deux hypothèses, la partie fixe de Ilàctionneur thermique peut être constituée de la pièce conductrice connectée à la bobine, du composant thermosensible accolé à ladite pièce et dane enveloppe en matériau isolant constituée dan premier manchon guidant en translation la partie mobile de Ilàctionneur thermique, solidaire dan second manchon coaxial au premier, autour duquel est enroulée la bobine, et guidant en translation le noyau mobile de Ilàctionneur magnétique. Toujours dans les deux hypothèses possibles, une variante peut consister en ladite partie fixe soit constituée du composant thermosensible accolé à ladite pièce conductrice et cane enveloppe en matériau thermoconducteur constituée dan premier manchon guidant en translation la partie mobile de actionneur thermique, solidaire dan second manchon coaxial au premier, autour duquel est enroulée la bobine, et guidant en translation le noyau mobile de Ilàctionneur magnétique. Preferably, the actuator comprises an actuating means to be driven by the movable core and the movable portion of the thermal actuator. According to a fairly standard possibility in this type of device, said actuating means may consist of a moving striker which then hits the trigger of the mechanical lock, causing the opening of the contacts. According to one possibility, the thermosensitive low point Curie component may be composed of an alloy of iron and nickel. The striker may, in a preferred configuration, be driven by the movable core which moves along the axis of the coil to the opposing compression spring resting on a fixed core of the magnetic actuator through which the striker passes, which then passes successively through the fixed and the movable portion of the thermal actuator, between which is interposed a spring to move said parts away, the striker having in the vicinity of its free end a support flange on the face of said movable portion distal of the movable core. The striker acts in this case in a direction from the magnetic actuator to the thermal actuator. Ll hverse can also be implemented, with an alternative configuration as mentioned below. In this case, the firing pin is driven by the moving part of the thermal actuator, which moves under the spring in the spring interposed between the movable and fixed parts of the thermal actuator according to the axis of the coil at the end of the compression spring resting on a fixed core of Magnetic actuator through which the striker passes after having passed through the movable core, the striker then comprising a support flange on the radial wall of the proximal movable core of the fixed core. In these two hypotheses, the fixed part of the thermal actuator may consist of the conductive part connected to the coil, the thermosensitive component attached to the said part and the casing of insulating material constituted by the first sleeve guiding in translation the moving part of the thermal actuator, solidary in the second sleeve coaxial with the first, around which the coil is wound, and guiding in translation the movable core of the magnetic actuator. Still in the two possible hypotheses, a variant may consist of said fixed part consists of the thermosensitive component attached to said conductive part and cane envelope of thermally conductive material constituted in first sleeve guiding in translation the movable portion of the thermal actuator, secured to the second coaxial sleeve to the first, around which the coil is wound, and guiding in translation the movable core of the magnetic actuator.

Ces configurations s'affranchissent des limitations de l'art antérieur dans la mesure où la partie thermique se trouve bien spatialement séparée de l'actionneur magnétique proprement dit, d'où la possibilité de décorréler les deux fonctions. La partie mobile peut quant à elle être constituée de Ilàimant solidarisé à une palette en matériau ferromagnétique, de forme cylindrique apte à guider son déplacement dans le premier manchon et à constituer un circuit magnétique avec le composant thermosensible, ce dernier et/ou la pièce conductrice étant fixé(e) à une paroi dlàllure radiale séparant les deux manchons coaxiaux. Ou, alternativement, être constituée de Ilàimant solidarisé à une palette en matériau ferromagnétique, de forme cylindrique apte à guider son déplacement dans le premier manchon et à constituer un circuit magnétique avec le composant thermosensible, ce dernier et/ou la pièce conductrice étant fixé(e) à une paroi dlàllure radiale fermant le premier manchon à son extrémité opposé à une paroi dlàllure radiale séparant les deux manchons coaxiaux Comme indiqué auparavant, l'invention ne concerne pas seulement l'actionneur magnétothermique, mais également un système de déclenchement magnétothermique pour appareil électrique de type disjoncteur de protection de ligne, comportant un actionneur dont la bobine est placée en série dans ladite ligne, caractérisé en ce que le moyen dlàctionnement est prévu pour faire déclencher une serrure mécanique dauverture de la ligne en cas de surtension ou de court-circuit. Elle concerne par ailleurs un appareil électrique de protection de ligne de type disjoncteur comportant un système de déclenchement magnétothermique. These configurations overcome the limitations of the prior art insofar as the thermal part is well spatially separated from the magnetic actuator itself, hence the possibility of decorrelating the two functions. The movable part may in turn consist of Il'imant solidarisé a pallet of ferromagnetic material, of cylindrical shape adapted to guide its movement in the first sleeve and to constitute a magnetic circuit with the thermosensitive component, the latter and / or the conductive part being attached to a radial wall separating the two coaxial sleeves. Or, alternatively, be made of Ilantante solidarisé a pallet of ferromagnetic material, of cylindrical shape adapted to guide its movement in the first sleeve and to constitute a magnetic circuit with the thermosensitive component, the latter and / or the conductive part being fixed ( e) to a radial wall closing the first sleeve at its end opposite to a radial wall separating the two coaxial sleeves As indicated above, the invention does not only concern the magnetothermal actuator, but also a magneto-thermal device triggering system. electrical type circuit breaker line protection, comprising an actuator whose coil is placed in series in said line, characterized in that the actuating means is provided to trigger a mechanical lock of the line opening in case of overvoltage or short- circuit. It also relates to a circuit breaker type electrical protection device comprising a magnetothermic tripping system.

L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées, pour lesquelles : la figure 1 est une vue en section schématique d'une première configuration d'actionneur magnétothermique selon l'invention, dans laquelle le composant en matériau thermosensible à faible point de Curie est connecté électriquement à la bobine ; la figure 2 représente une vue en section d'une variante de la figure 1 inversant les parties mobile et fixe de Ilàctionneur thermique ; la figure 3 montre une vue en section d'un actionneur magnétothermique selon l'invention dans lequel le composant en matériau thermosensible à faible point de Curie est chauffé par la bobine ; et la figure 4 est une vue en section d'une variante de la configuration de la figure 3, inversant les parties mobile et fixe de l'actionneur thermique. Les éléments, composants et parties communes aux différentes configurations faisant l'objet des figures portent les mêmes références. Ainsi, dans la figure 1, l'actionneur magnétique est constitué d'une bobine (1), d'un noyau mobile (2), d'un noyau fixe (3) et de premiers moyens de rappel constitués d'un ressort (4). Un percuteur (5) entraîné par le noyau mobile (2) permet le cas échéant d'agir sur un déclencheur d'une serrure mécanique. Le fonctionnement de l'actionneur magnétique est traditionnel : lors d'une élévation importante de courant I, due par exemple à un court-circuit, le champ magnétique produit par la bobine (1) provoque le déplacement du noyau mobile (2) à l'encontre du ressort (4), entraînant le percuteur (5). Ledit noyau mobile (2) se déplace dans la direction du noyau fixe (3) qui lui sert d'ailleurs de butée au cours de son mouvement translatif. Un manchon (6) entoure et guide le noyau mobile (2) qui y coulisse. The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which: FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of a first magnetothermic actuator configuration according to the invention, in which the material component thermosensitive low Curie point is electrically connected to the coil; FIG. 2 represents a sectional view of a variant of FIG. 1 inverting the mobile and fixed parts of the thermal actuator; FIG. 3 shows a sectional view of a magnetothermic actuator according to the invention in which the component made of thermosensitive material with a low Curie point is heated by the coil; and Figure 4 is a sectional view of a variant of the configuration of Figure 3, reversing the movable and fixed portions of the thermal actuator. The elements, components and common portions of the different configurations that are the subject of the figures bear the same references. Thus, in FIG. 1, the magnetic actuator consists of a coil (1), a movable core (2), a fixed core (3) and first return means constituted by a spring ( 4). A firing pin (5) driven by the movable core (2) makes it possible, if necessary, to act on a trigger of a mechanical lock. The operation of the magnetic actuator is traditional: during a significant rise in current I, due for example to a short-circuit, the magnetic field produced by the coil (1) causes the displacement of the mobile core (2) to the against the spring (4), driving the striker (5). Said movable core (2) moves in the direction of the fixed core (3) which also serves as a stop during its translational movement. A sleeve (6) surrounds and guides the movable core (2) sliding therein.

L'actionneur thermique se situe dans le prolongement de l'actionneur magnétique, et se compose à titre essentiel d'une pièce (7) parcourue par le courant I, du composant (8) en matériau thermosensible à faible point de Curie, de seconds moyens de rappel sous la forme d'un second ressort (9), d'un aimant permanent (10) et d'une palette formant culasse magnétique (11) pour le circuit magnétique de Ilàimant permanent (10). Dans la configuration de l'invention, ces éléments présentent par exemple une symétrie circulaire autour d'un axe qui est également l'axe de la bobine (1) et/ou de déplacement du percuteur (5). Celui-ci traverse à l'aide d'orifices centraux la totalité des éléments constituant l'actionneur thermique. Ces éléments sont disposés dans une enveloppe (12) en un matériau qui ne présente pas de propriété thermique ou magnétique particulière, par exemple du plastique, et qui est solidarisé et/ou d'une seule pièce avec le manchon (6). Le percuteur (5) présente par ailleurs une collerette (13) coopérant avec la palette (11) qui l'entraîne dans la direction de la flèche F lorsque l'actionneur thermique est activé. Le fonctionnement est le suivant : lorsque la ligne électrique subit une élévation lente du courant faisant par exemple suite à une surcharge, le champ magnétique produit par la bobine n'est pas suffisant pour déplacer le noyau mobile (2) à l'encontre des moyens ressort (4). En revanche, la pièce (7), directement chauffée par passage du courant dans la configuration de la figure 1, augmente la température du composant thermosensible (8) vers lequel est attirée la palette (11) du fait du champ magnétique généré par l'aimant permanent (10). Les seconds moyens de rappel (9) sont prévus pour qu'à température ambiante, la force magnétique générée par l'aimant permanent (10) soit supérieure à la force de rappel du ressort (9). Lorsque la température atteint dans le composant thermosensible (8) le point de Curie, ledit composant (8) se démagnétise, provoquant l'ouverture du circuit magnétique qu'il constitue avec la palette (11), sous l'effet du ressort (9). La palette se déplace dans la direction de la flèche F, et entraîne le percuteur (5), lequel actionne, dans l'hypothèse d'un appareil électrique à serrure mécanique, un déclencheur faisant partie de ladite serrure. En figure 2, la pièce (7) chauffée par passage direct du courant 1 n'est plus à proximité de la bobine (1) mais à l'extrémité de l'actionneur thermique distal de ladite bobine (1). Dans ce cas, lorsque le composant (8) atteint la température de Curie, le ressort (9) repousse la palette (11) en direction de la bobine (1), et i1 faut donc que le percuteur (5) se développe dans cette direction, avec un déplacement qui va dans le sens de la flèche F'. Le noyau mobile (2) doit par conséquent se déplacer dans le même sens, et se situer à proximité de l'actionneur thermique, contrairement à la configuration montrée en figure 1. La collerette (13) du percuteur (5) se situe à présent dans un évidement (14) du noyau mobile (2), de façon à être entraînée par le noyau mobile (2) lorsque l'élévation brutale et importante du courant 1 génère dans la bobine un champ magnétique capable de déplacer ledit noyau mobile (2) à l'encontre du ressort (4). La figure (3) illustre une configuration dans laquelle la pièce conductrice (7) parcourue par le courant est supprimée. Dans cette hypothèse, le chauffage de la bobine (1) est indirect et seule cette dernière est parcourue par le courant I. Le manchon (6') prolongé par un second manchon (12U formant l'enveloppe logeant les différents éléments de l'actionneur thermique est à présent constitué dans un matériau qui véhicule la chaleur, et c'est à titre principal la base (15) plus épaisse de ladite enveloppe qui chauffe le composant en matériau thermosensible (8) à faible point de Curie. Comme dans les configurations précédentes, la surface de contact entre ces éléments, se développant radialement, constitue la plus grande surface de contact possible de manière à transmettre l'énergie calorifique de l'un à l'autre. A l'exception de l'existence de la pièce (7) et du changement de matériau pour le manchon / enveloppe (6), la configuration et le fonctionnement de la variante proposée en figure 3 sont identiques à celle de la configuration de la figure 1. The thermal actuator is located in the extension of the magnetic actuator, and is essentially composed of a part (7) traversed by the current I, the component (8) of thermosensitive material low Curie point, second return means in the form of a second spring (9), a permanent magnet (10) and a magnetic yoke pallet (11) for the permanent magnet magnet circuit (10). In the configuration of the invention, these elements have for example a circular symmetry around an axis which is also the axis of the coil (1) and / or movement of the firing pin (5). This crosses through the central orifices all of the elements constituting the thermal actuator. These elements are arranged in an envelope (12) of a material which does not have any particular thermal or magnetic property, for example plastic, and which is secured and / or in one piece with the sleeve (6). The striker (5) further has a flange (13) cooperating with the pallet (11) which drives it in the direction of the arrow F when the thermal actuator is activated. The operation is as follows: when the power line undergoes a slow rise in the current, for example following an overload, the magnetic field produced by the coil is not sufficient to move the movable core (2) against the means spring (4). On the other hand, the part (7), directly heated by passage of the current in the configuration of FIG. 1, increases the temperature of the thermosensitive component (8) toward which the pallet (11) is attracted because of the magnetic field generated by the permanent magnet (10). The second return means (9) are provided so that at room temperature, the magnetic force generated by the permanent magnet (10) is greater than the restoring force of the spring (9). When the temperature reaches in the thermosensitive component (8) the Curie point, said component (8) demagnetizes, causing the opening of the magnetic circuit that it constitutes with the pallet (11), under the effect of the spring (9). ). The pallet moves in the direction of the arrow F, and drives the striker (5), which actuates, in the event of an electrical device with mechanical lock, a trigger part of said lock. In Figure 2, the part (7) heated by direct passage of the current 1 is no longer close to the coil (1) but at the end of the distal thermal actuator of said coil (1). In this case, when the component (8) reaches the Curie temperature, the spring (9) pushes the pallet (11) towards the coil (1), and the striker (5) must therefore develop in this direction. direction, with a displacement that goes in the direction of the arrow F '. The movable core (2) must therefore move in the same direction, and be located near the thermal actuator, unlike the configuration shown in Figure 1. The flange (13) of the striker (5) is now located in a recess (14) of the movable core (2), so as to be driven by the movable core (2) when the abrupt and significant rise of the current 1 generates in the coil a magnetic field capable of moving said movable core (2 ) against the spring (4). Figure (3) illustrates a configuration in which the conductive part (7) traversed by the current is removed. In this case, the heating of the coil (1) is indirect and only the latter is traversed by the current I. The sleeve (6 ') extended by a second sleeve (12U forming the casing housing the various elements of the actuator heat is now formed in a material which conveys the heat, and it is primarily the base (15) thicker of said envelope which heats the thermosensitive material component (8) low Curie point. the radially developing contact surface between these elements constitutes the largest contact area possible so as to transmit the heat energy from one to the other, with the exception of the existence of the part. (7) and the change of material for the sleeve / envelope (6), the configuration and operation of the variant proposed in FIG. 3 are identical to that of the configuration of FIG.

Ce sont les mêmes modifications qui distinguent la configuration de la figure 4 et celle de la figure 2 : il n'y a plus de pièce (7), et Illbnveloppe (6Q 12Ç1 est à présent constituée d'un matériau choisi pour son aptitude à véhiculer la chaleur. Les configurations proposées aux figures 1 à 4 ne sont bien entendu pas exhaustives de l'invention, qui englobe également toutes les variantes, par exemple de forme et de choix de matériaux, qui découlent immédiatement des configurations proposées. These are the same modifications which distinguish the configuration of FIG. 4 and that of FIG. 2: there is no longer a piece (7), and the envelope (6Q 12C1 is now made of a material chosen for its ability to The configurations proposed in Figures 1 to 4 are of course not exhaustive of the invention, which also encompasses all variants, for example of shape and choice of materials, which immediately arise from the proposed configurations.

Claims

REVENDICATIONS1. Magnetothermic actuator comprising: a magnetic actuator consisting of a coil (1) placed in series in a power line, surrounding a movable core (2) and adapted to Illbntrainer between two positions respectively embodying two states active and inactive actuator, first recall means (4) the movable core (2) in position corresponding to the inactive state of the actuator, and a thermal actuator formed in a permanent magnet (10) magnetically cooperating with a heat-sensitive material component (8) with a low Curie point, in order to maintain The magnetothermal actuator has inactive Eatat when the temperature of said component (8) is below the Curie point, characterized in that the thermosensitive material component (8) is fixed to a part (7, 15) whose temperature increases in the event of failure. current, second return means (9) being interposed between the permanent magnet (10) and said component (8), Ian des two being secured to a fixed part and the other being secured to a moving part with respect to the coil (1) in order to separate them Ian from the other when the temperature exceeds the Curie point in the thermosensitive component (8), said second means of recall (9) then causing them in the first relative positioning corresponding to the idle state of the actuator to a second relative positioning corresponding to its active state.

2. Magnetothermic actuator according to the preceding claim, characterized in that the part (15) of the thermal actuator is heat-conductive and arranged relative to the coil (1) so as to be heated by it.

3. Magnetothermic actuator according to claim 1, characterized in that the part (7) of the thermal actuator is conductive, high resistivity, and connected in series to the coil (1).

4. Magnetothermic actuator according to Elne of the preceding claims, characterized in that comprises a means of actuation driven by the movable core (2) and the movable part of the thermal actuator.

5. Magnetothermic actuator according to the preceding claim, characterized in that the actuating means is constituted by firing pin (5).

6. Magnetothermic actuator according to any one of the preceding claims, characterized in that the thermosensitive component (8) low Curie point is composed of iron alloy and nickel.

7. Magnetothermic actuator according to Elne claims 5 and 6, characterized in that the striker (5) is driven by the movable core (2) which moves along the axis of the coil (1) to Illbncontre dan compression spring (4) resting on a fixed core (3) of the magnetic actuator through which the striker (5) passes, which then successively passes through the fixed part and the movable part of the thermal actuator, between which is interposed a spring (9) intended to separate said parts , the striker (5) having in the vicinity of its free end a support flange (13) on the face of said movable portion distal of the movable core (2).

8. Magnetothermic actuator according to Elne claims 5 and 6, characterized in that the firing pin (5) is driven by the movable part of the thermal actuator, which moves under Illbffet dan spring (9) interposed between the movable and fixed parts of 1'Amateureur thermal device according to the axis of the coil (1) against a compression spring (4) resting on a fixed core (3) of the magnetic actuator through which the striker (5) passes after having passed through the mobile core (2), the striker (5) then comprising a support flange (13) on the radial wall of the movable core (2) proximal to the fixed core (3).

9. Magnetothermic actuator according to Elne claims 7 and 8, characterized in that the fixed part of the thermal actuator consists of the conductive part (7) connected to the coil (1), the thermosensitive component (8) attached to said part ( 7) and an envelope of insulating material constituted by a first sleeve (12) guiding in translation the movable portion of the thermal actuator, secured to a second sleeve (6) coaxial with the first, around which is wound the coil (1), and guiding in translation the movable core (2) of the magnetic actuator.

10. magnetothermic actuator according to Elne claims 7 and 8, characterized in that the fixed portion of the thermal actuator is constituted by the thermosensitive component (8) attached to said conductive part (15) and an envelope of heat-conducting material consisting of a first sleeve (12U guiding in translation the movable portion of the thermal actuator, secured to a second sleeve (6U coaxial with the first, around which is wound the coil (1), and guiding in translation the movable core (2) of the magnetic actuator.

11. Magnetothermic actuator according to Elne claims 9 and 10, characterized in that the movable part consists of Mimant (10) secured to a pallet (11) of ferromagnetic material, of cylindrical shape adapted to guide its movement in the first sleeve ( 12, 12C1 and to constitute a magnetic circuit with the thermosensitive component (8), the latter and / or the conductive part (7) being fixed (e) to a radial diaphragm wall separating the two coaxial sleeves (12, 12Et 6, 6U .

12. Magnetothermic actuator according to Elne claims 9 and 10, characterized in that the movable part consists of Mimant (10) secured to a pallet (11) of ferromagnetic material, of cylindrical shape adapted to guide its movement in the first sleeve ( 12,12Ç1 and to constitute a magnetic circuit with the thermosensitive component (8), the latter and / or the conductive part (7) being fixed (e) to a radial wall wall closing the first sleeve (12, 12Ç1 at its opposite end to a radial wall separating the two coaxial sleeves (12, 12, 6, 6).

13. Magnetothermic tripping system for electrical apparatus of line protection circuit breaker type comprising an actuator according to the preceding claims, the coil (1) of which is placed in series in said line, characterized in that the operating means is designed to trigger a tripping device. mechanical lock of the line in case of overvoltage or short-circuit.

14. Circuit breaker type electrical protection device comprising a magnetothermic tripping system according to the preceding claim.