JP6419801B2 - Electrical contactor and method for controlling such contactor - Google Patents
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Description
本発明は、電気接触器及びかかる接触器の制御方法に関する。 The present invention relates to an electrical contactor and a method for controlling such a contactor.
電気接触器は、少なくとも一対の固定接点と、各対の固定接点に関して、閉位置と開位置との間で可動である接点とを含む。更に具体的には、それらの固定接点は、可動接点が閉位置にある時に電気的に接続され、可動接点が開位置にある時に互いに電気的に絶縁される。接触器はまた、可動接点を保持するように構成された接点ホルダと、接点ホルダと一体で、かつ可動接点に対向して設置された第1磁気部とを含む。接触器は、可動接点の閉位置に対応する第1位置と可動接点の開位置に対応する第2位置との間の接点ホルダの移動を制御するように構成されたアクチュエータを含む。 The electrical contactor includes at least a pair of fixed contacts and a contact that is movable between a closed position and an open position with respect to each pair of fixed contacts. More specifically, the fixed contacts are electrically connected when the movable contact is in the closed position and are electrically isolated from each other when the movable contact is in the open position. The contactor also includes a contact holder configured to hold the movable contact, and a first magnetic unit that is integral with the contact holder and disposed opposite the movable contact. The contactor includes an actuator configured to control movement of the contact holder between a first position corresponding to the closed position of the movable contact and a second position corresponding to the open position of the movable contact.
接触器は、一般的に電気設備内に含まれ、ヒューズや回路遮断器のような保護装置の下流に設置される。これら保護装置は、可動接点が閉位置にある時、また可動接点が閉じている間、短絡が発生した場合に設備を保護するように設計されている。 Contactors are typically included in electrical installations and are placed downstream of protective devices such as fuses and circuit breakers. These protection devices are designed to protect the equipment when a short circuit occurs when the movable contact is in the closed position and while the movable contact is closed.
短絡電流、又はより一般的には過電流が可動接点及び固定接点を流れると、可動接点及び固定接点が反発力を受け、その結果、電気力学的効果により可動接点が好ましくない様態で開く傾向があることが一般的に知られている。このように、一旦電流が過電流閾値に達した場合、反発力は可動接点を開くのに十分に強く、その結果、固定接点と可動接点との間で電気アークが発生する。電流が減少すると、それが自然的(正弦波電流)であろうと、回路遮断器の作動による電流制限のためであろうと、反発力は減少し、可動接点が閉じる。しかし、可動接点が開くと、固定接点上及び可動接点上に位置決めされた接点ディスクは電気アークによって著しく加熱されて、ペースト状、又は更には液状になる。このため、電気アーク及び接触摩耗によって生じる応力により接触器の破損を導く他のリスクに加えて、可動接点と固定接点が溶着するという大きなリスクが存在する。 When a short circuit current, or more generally an overcurrent, flows through a movable contact and a fixed contact, the movable contact and the fixed contact receive a repulsive force, and as a result, the movable contact tends to open in an unfavorable manner due to electrodynamic effects It is generally known that there is. Thus, once the current reaches the overcurrent threshold, the repulsive force is strong enough to open the movable contact, resulting in an electric arc between the fixed contact and the movable contact. When the current decreases, whether it is natural (sinusoidal current) or due to current limiting due to the operation of the circuit breaker, the repulsive force decreases and the movable contact closes. However, when the movable contact opens, the contact disk positioned on the fixed contact and on the movable contact is significantly heated by the electric arc and becomes pasty or even liquid. For this reason, there is a significant risk that the movable contact and the fixed contact are welded in addition to other risks leading to damage to the contactor due to the stress caused by the electric arc and contact wear.
従って、電気接触器の分野において繰り返される課題は、接触器を保護装置と協調させること、すなわち電気設備又はその使用者を危険にさらさないことである。 Thus, a recurring challenge in the field of electrical contactors is to coordinate the contactor with a protective device, i.e. not to endanger the electrical installation or its user.
接触器の分野において、磁気素子が磁気パッドによって可動接点ホルダに接続される接触器が、特許文献1から知られている。このタイプの接触器では、可動接点が閉じる時、磁気素子は、可動接点を閉位置に保持するような磁力を提供する。接触器は、固定接点とそれに対応する可動接点に所定の故障電流値が流れると、磁気パッドが可動接点ホルダから分離するように調整されている。そしてこの故障電流値に達した場合、磁気素子は可動接点ホルダから取り外されて動作不能となる。その結果、磁気部材は可動接点を閉位置にて保持しなくなるため、固定接点と可動接点との間で反発力の急激な変動が生じる。このようにして可動接点は、固定接点と可動接点との間に加えられる反発力によって急速に開く。 In the field of contactors, a contactor in which a magnetic element is connected to a movable contact holder by a magnetic pad is known from US Pat. In this type of contactor, when the movable contact closes, the magnetic element provides a magnetic force to hold the movable contact in the closed position. The contactor is adjusted so that the magnetic pad is separated from the movable contact holder when a predetermined fault current value flows through the fixed contact and the corresponding movable contact. When this fault current value is reached, the magnetic element is removed from the movable contact holder and becomes inoperable. As a result, since the magnetic member does not hold the movable contact in the closed position, a sudden change in the repulsive force occurs between the fixed contact and the movable contact. In this way, the movable contact is rapidly opened by a repulsive force applied between the fixed contact and the movable contact.
しかし、接触器は、所定の故障電流値のために磁気パッドが外れる際、十分な反発力を引き起こすように調整される必要がある。こうすることで、可動接点が溶着又は破損されることなく完全に開くことが確実となる。所定の故障電流値に関して磁気パッドの取り外しは、機械的な分離方法であり、またパッドによって引き起こされる反発力は、いくつかあるもののうちとりわけ温度の影響を受けやすいため、具体的に得ることが困難である。また、可動接点の完全な開離は、固定接点と可動接点との間に大きな反発力を伴う、高い故障電流値に関してのみ保証される。 However, the contactor needs to be adjusted to cause sufficient repulsion when the magnetic pad is released for a given fault current value. This ensures that the movable contact opens completely without being welded or damaged. The removal of the magnetic pad for a given fault current value is a mechanical separation method and the repulsive force caused by the pad is particularly difficult to obtain because it is particularly temperature sensitive among several. It is. Also, complete opening of the movable contact is only guaranteed for high fault current values with a large repulsive force between the fixed contact and the movable contact.
従って本発明の目的は、回路遮断器等の保護装置とのより良い協調を保証する電気接触器を提案することであり、すなわち故障電流が流れる時、更に広範囲の故障電流に対して、接触器の溶着又は破損のリスクを制限することである。 The object of the present invention is therefore to propose an electrical contactor that guarantees a better coordination with a protective device such as a circuit breaker, i.e. when a fault current flows, the contactor for a wider range of fault currents Is to limit the risk of welding or breakage.
このために、本発明は、少なくとも一対の固定接点と、前記一対又は各対の固定接点に関して、閉位置と開位置との間の可動接点とを含み、固定接点は、可動接点が閉位置にある時に、可動接点を介して互いに電気的に接続され、可動接点が開位置にある時に互いに電気的に絶縁される電気接触器に関する。接触器はさらに、好ましくはばねによって前記一つ又は各可動接点を保持するように構成された接点ホルダを含む。接点ホルダは、可動接点の閉位置に対応する第1位置と可動接点の開位置に対応する第2位置との間で可動であり、また、可動接点ホルダと一体で、前記一つ又は各可動接点に対向して設置された第1磁気部を含む。接触器はさらに、制御則に従って、第1位置と第2位置との間での可動接点ホルダの移動を制御するように構成されたアクチュエータと、各対の固定接点と関連した各可動接点を流れる電流を測定するように構成された電流センサとを含む。本発明によれば、アクチュエータの制御則は、所定の閾値よりも大きい電流値が電流センサによって測定された時に可動接点ホルダを第1位置から第2位置へ移動させることを含み、その場合、第1磁気部は可動接点ホルダによって移動し、可動接点に対して、その開位置に向かうように当接する。 To this end, the present invention includes at least a pair of fixed contacts and a movable contact between a closed position and an open position with respect to the pair or each pair of fixed contacts. The present invention relates to an electrical contactor that is electrically connected to one another via movable contacts and is electrically insulated from one another when the movable contacts are in an open position. The contactor further includes a contact holder configured to hold the one or each movable contact, preferably by a spring. The contact holder is movable between a first position corresponding to the closed position of the movable contact and a second position corresponding to the open position of the movable contact. It includes a first magnetic part installed opposite to the contact. The contactor further flows through each movable contact associated with each pair of fixed contacts and an actuator configured to control movement of the movable contact holder between the first and second positions according to a control law. A current sensor configured to measure current. According to the present invention, the actuator control law includes moving the movable contact holder from the first position to the second position when a current value greater than a predetermined threshold is measured by the current sensor, One magnetic part is moved by the movable contact holder and abuts against the movable contact so as to go to the open position.
本発明によって、固定接点及び各可動接点を流れる電流値が関連した所定の閾値未満である時、各可動接点は溶着することなく閉位置に留まる。固定接点及び関連した各可動接点を流れる電流値が所定の閾値を超えた時、可動接点の開離は、可動接点ホルダが第1位置から第2位置へ移動することにより、確実になる。従って、所定の閾値を越える電流値が現れた時、可動接点は、接触器の溶着又は破損なしに、急速に開く。 According to the present invention, each movable contact remains in the closed position without welding when the value of the current flowing through the fixed contact and each movable contact is below an associated predetermined threshold. When the value of the current flowing through the stationary contact and each associated movable contact exceeds a predetermined threshold, the opening of the movable contact is ensured by moving the movable contact holder from the first position to the second position. Thus, when a current value exceeding a predetermined threshold appears, the movable contact opens rapidly without contactor welding or breakage.
本発明の他の好適な態様によれば、電気接触器は、単独で、又は技術的に許容可能な組み合わせで用いられる1つ以上の次の特徴を更に含む。
− 電気接触器は、コイルと、電子制御モジュールとを含み、電子制御モジュールは、制御則に従ってコイルを流れる電流を制御するように構成され、コイルは、コイルを流れる電流に応じて可動接点ホルダの移動を制御するように構成され、
− 電流センサは、前記一対又は各対の固定接点に関して、一方の固定接点の周りに位置決めされ、
− 電流センサが、所定の閾値未満の電流を測定し、かつ可動接点が閉位置にある時、対応する第1磁気部は、可動接点と第1ギャップを形成し、
− 前記一つ又は各第1磁気部は、可動接点ホルダと一体であり、
− 前記一つ又は各第1磁気部は、オーバモールディングによって可動接点ホルダと一体であり、
− 可動接点ホルダは、ばねによって前記一つ又は各可動接点を維持し、前記一つ又は各可動接点に関して、接触器は、可動接点と一体でありばねが当接する第2磁気部を含み、各可動接点が閉位置にある時、第2磁気部は第1磁気部と第2ギャップを形成し、
− 可動接点が閉位置にある時、対応する第1磁気部及び第2磁気部は、対応する可動接点を閉位置に保持しようとする、可動接点に閉鎖力を加えるように構成され、
− 可動接点が閉位置にある時、対応する第1磁気部及び第2磁気部は、可動接点ホルダが第1位置から第2位置へ移動する方向に、可動接点ホルダに対して開離力を及ぼすように構成される。
According to another preferred aspect of the invention, the electrical contactor further comprises one or more of the following features used alone or in a technically acceptable combination.
The electrical contactor comprises a coil and an electronic control module, wherein the electronic control module is configured to control the current flowing through the coil according to a control law, the coil being adapted to the movable contact holder according to the current flowing through the coil; Configured to control movement,
A current sensor is positioned around one fixed contact with respect to said pair or each pair of fixed contacts;
When the current sensor measures a current less than a predetermined threshold and the movable contact is in the closed position, the corresponding first magnetic part forms a first gap with the movable contact;
The one or each first magnetic part is integral with the movable contact holder;
The one or each first magnetic part is integral with the movable contact holder by overmolding;
The movable contact holder maintains the one or each movable contact by a spring, and for the one or each movable contact, the contactor includes a second magnetic part that is integral with the movable contact and abuts against the spring; When the movable contact is in the closed position, the second magnetic part forms a second gap with the first magnetic part,
-When the movable contact is in the closed position, the corresponding first magnetic part and the second magnetic part are configured to apply a closing force to the movable contact, which attempts to hold the corresponding movable contact in the closed position;
-When the movable contact is in the closed position, the corresponding first magnetic part and second magnetic part exert a separating force on the movable contact holder in the direction in which the movable contact holder moves from the first position to the second position. Configured to exert.
本発明は、少なくとも一対の固定接点と、前記一対又は各対の固定接点に関して、閉位置と開位置との間にある可動接点とを含み、可動接点が閉位置にある時、固定接点は可動接点を介して互いに電気的に接続され、可動接点が開位置にある時、固定接点は互いに電気的に絶縁される接触器を制御する方法にも関する。接触器は更に、好ましくはばねによって前記一つ又は各可動接点を保持するように構成された接点ホルダを含み、接点ホルダは、可動接点の閉位置に対応する第1位置と可動接点の開位置に対応する第2位置との間で可動である。接触器はまた、可動接点ホルダと一体でかつ前記一つ又は各可動接点に対向して設置された第1磁気部を含む。接触器はまた、第1位置と第2位置との間で可動接点ホルダの移動を制御則に従って制御するように構成されたアクチュエータと、各対の固定接点及び関連した各可動接点を流れる電流を測定するように構成された電流センサとを同様に含む。本発明によれば、前記一つ又は各可動接点が開く時に、本方法は次のステップを含む。すなわち、
− a)各対の固定接点及び関連した各可動接点を流れる電流を測定するステップと、
− b)測定値を所定の閾値と比較するステップと、
− c)測定値が所定の閾値を超えた時、第1位置から第2位置への可動接点ホルダの移動を指示し、その後、第1磁気部は可動接点ホルダによって移動し、可動接点に対して、開位置の方向に当接するステップ。
The present invention includes at least a pair of fixed contacts and a movable contact between the closed position and the open position with respect to the pair or each pair of fixed contacts, and the fixed contact is movable when the movable contact is in the closed position. It also relates to a method for controlling contactors that are electrically connected to each other via contacts and the stationary contacts are electrically isolated from each other when the movable contacts are in the open position. The contactor further includes a contact holder configured to hold the one or each movable contact, preferably by a spring, the contact holder having a first position corresponding to a closed position of the movable contact and an open position of the movable contact. It is movable between the 2nd position corresponding to. The contactor also includes a first magnetic part that is integral with the movable contact holder and disposed opposite the one or each movable contact. The contactor also includes an actuator configured to control movement of the movable contact holder between the first position and the second position according to a control law, and a current flowing through each pair of fixed contacts and each associated movable contact. A current sensor configured to measure as well. According to the invention, when the one or each movable contact opens, the method includes the following steps. That is,
-A) measuring the current flowing through each pair of fixed contacts and each associated movable contact;
-B) comparing the measured value with a predetermined threshold;
-C) When the measured value exceeds a predetermined threshold value, the movement of the movable contact holder is instructed from the first position to the second position, and then the first magnetic part is moved by the movable contact holder, Abutting in the direction of the open position.
本発明の他の好適な態様によれば、電気接触器の制御方法は、単独で、又は技術的に許容可能な組み合わせで用いられる1つ以上の次の特徴を更に含む。
− ステップc)の間、第1磁気部は、可動接点ホルダに対してその移動方向に開離力を及ぼす。
− 接触器は、前記一つ又は各可動接点に関して第2磁気部を含み、この第2磁気部は、ステップc)の間、可動接点ホルダに対してその移動方向に及ぼす開離力を増加させる。
According to another preferred aspect of the invention, the method for controlling an electrical contactor further comprises one or more of the following features used alone or in a technically acceptable combination.
During step c), the first magnetic part exerts a separating force in the direction of movement on the movable contact holder;
The contactor comprises a second magnetic part for said one or each movable contact, this second magnetic part increasing the opening force exerted on the movable contact holder in its direction of movement during step c) .
専ら非限定的な例として与えられる以下の記載に照らし、かつ添付図面を参照すれば、本発明はより良く理解され、他の利点も明らかになるであろう。 In light of the following description, given solely by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, the invention will be better understood and other advantages will become apparent.
図1において、三相接触器10は、3つのスイッチングブロック12と、アクチュエータ14と、3つの電流センサ16と、電子制御モジュール18とを含む。接触器10は各相に関して、スイッチングブロック12と、電流センサ16とを含む。
In FIG. 1, the three-
代替的に、電子制御モジュール18は、図示されない制御部材と、処理部材とを含む。
Alternatively, the
図2に示すスイッチングブロック12は、2つの固定接点22と、閉位置と開位置との間で動く可動接点24とを含む。可動接点24が閉位置にある時、固定接点22は、可動接点24を介して互いに電気的に接続され、可動接点24が開位置にある時、互いに電気的に絶縁される。
The switching
Zは、各可動接点が沿って動く鉛直方向を示す。 Z indicates the vertical direction in which each movable contact moves.
Xは、一対の固定接点22が沿って延在する長手方向を示し、この長手方向Xは、鉛直方向Zに垂直である。
X indicates a longitudinal direction along which the pair of fixed
Yは、スイッチングブロック12が沿って並ぶ横断方向を示し、この横断方向Yは、鉛直方向Z及び長手方向Xに垂直である。 Y indicates a transverse direction along which the switching blocks 12 are arranged, and the transverse direction Y is perpendicular to the vertical direction Z and the longitudinal direction X.
スイッチングブロック12は、各可動接点24を保持し、また鉛直方向Zに沿った平行移動で可動接点24を駆動するように構成された接点ホルダ26を含む。
The switching
スイッチングブロック12は、第1磁気部28と、第2磁気部30とを含む。
The switching
アクチュエータ14は、接点ホルダ26に機械的に接続された可動強磁性接極子32と、強磁性部33と、可動接極子32の移動を制御するように構成されたコイル34とを含む。コイル34は、電気接続36を介して電子モジュール18に接続される。
The
アクチュエータ14は、制御則(control law)に従って、可動接極子32の移動と機械的接続による接点ホルダ26の移動とを制御するように構成される。
The
各電流センサ16は、対応する対の固定接点22を流れる電流を測定するように構成される。各電流センサ16は、各スイッチングブロック12に適合した2つの固定接点22のうちの一方の周りに位置決めされる。
Each
制御モジュール18は、各電流センサによって測定された電流を所定の閾値と比較し、少なくとも1つの電流センサ16が測定した電流が所定の閾値よりも大きい場合、制御則に従ってコイル34を流れる電流を制御し、コイル34を流れる電流を遮断する。
The
各固定接点22は、接点ディスク38を含む。各スイッチングブロック12に適合した両方の固定接点22は、それぞれ電流入力端子及び電流出力端子に対応する。
Each fixed
各可動接点24は、中心部39と、2つの接点ディスク40とを含む。
Each
接点ホルダ26は、可動接点24の閉位置に対応する第1位置と可動接点24の開位置に対応する第2位置との間で可動である。可動接点ホルダ26は、可動接点ホルダ26と第2磁気部30との間に位置決めされた第1ばね42によって可動接点24を支持する。ここで、第2磁気部30は、可動接点24に機械的に接続されている、又は可動接点24に対して当接している。
The
第1磁気部28は、第2磁気部30及び可動接点24に対向して位置する。更に具体的には、第1磁気部28は、図4に示すように、断面IVに対応する横断方向Yを含む鉛直平面において、中心領域44、2つのサイドブランチ46、48、及び開口部50を規定するU字形状を有する。第1磁気部28は、可動接点ホルダ26と一体である。第1磁気部28は、好ましくは可動接点ホルダ26内にオーバモールドされるか、又は可動接点ホルダ26によって単に保持される。第1磁気部28、更に具体的にはその中心領域44は、可動接点24が閉位置にある場合、可動接点24と第1ギャップE1を形成する。第1ギャップE1があることで、接点ディスク38、40の摩耗に対する余裕が確保される。
The first
第2磁気部30は、対応する中心部39に対する結合又は単なる加圧によって、可動接点24と一体である。中心部39は、第1ばね42によって可動接点ホルダ26に接続される。第2磁気部30は、全体的に平坦であり、長手方向X及び横断方向Yを通る平面に平行である。
The second
第1磁気部28及び第2磁気部30は、可動接点24が閉位置にある時に、接点ディスク38、40の摩耗程度によらず、2つの磁気部28と磁気部30との間に第2のゼロでないギャップE2が残るように、配置されて寸法付けられている。
When the
第1磁気部28及び第2磁気部30は、中心部39が内部に位置する開口部50を形成するように配置される。このように可動接点24と共に電磁石タイプの電磁サブアセンブリが形成される。
The 1st
可動接点24が閉位置にあって電流が流れる時、第1磁気部28及び第2磁気部30は、第1の力F1を生成するように構成される。この第1の力F1は閉鎖力とも称され、鉛直方向Zにおいて可動接点24を閉位置に留めようとする。
When the
可動接極子32は、可動接点ホルダ26をその第1位置と第2位置との間で動かすように構成される。従って、制御モジュール18は、可動接極子32のその第1位置から第2位置への運動を引き起こすように構成される。その際、制御モジュール18は、電流センサ16から受信する情報に基づき、コイル34を流れる電流を遮断する。
The
コイル34は、そこを流れる電流に応じて可動接点ホルダ26の移動を制御するように構成される。
The
中心部39は、断面IIIに相当する長手方向Xを含む鉛直平面においてT字形状をなし、そのT字の水平な棒の両端部が両方の接点ディスク40を支持している(図3)。横断方向Yを含む鉛直平面(断面IV)において中心部39はブレード形状をなしている(図4)。
The
可動接点24が閉位置にある時、第1ばね42は、可動接点24を対応する固定接点22に対して確実に加圧するために、鉛直方向Zに力を及ぼすように構成される。可動接点24が閉位置にある場合、第1ギャップE1は、ゼロでない。更に、可動接点24が開位置に移動した場合、すなわち可動接極子32と可動接点ホルダ26が可動接点24を開くように移動した場合、ばね42は、可動接点ホルダ26に対して垂直軸Zに沿って第2の力F2を及ぼし、それにより、可動接点24の開離を加速するように構成される。
When the
図3及び図4において、可動接点24は、閉位置にあり、かつ第1ギャップE1及び第2ギャップE2は、ゼロでない。
3 and 4, the
図5及び図6において、可動接点24は、開位置にあり、かつ第1ギャップE1及び第2ギャップE2は、略ゼロである。第1ギャップは、好ましくは0.5mm〜1.5mmであり、更に好ましくは0.8mmである。第2ギャップは、好ましくは0.1mm〜1mmであり、更に好ましくは0.5mmである。
5 and 6, the
可動接点24は、開位置に移動する時、対応する固定接点22と反対に鉛直方向Zに沿って、すなわち下方に動く。
When the
可動接点24は、閉位置に移動する時、対応する固定接点22に向かって鉛直方向Zに沿って、すなわち上方に動く。
When the
可動接点24が閉じると、固定接点22と可動接点24に電流が流れる。対応する第1磁気部28と第2磁気部30は、可動接点24を閉位置に維持するように、第1の力F1を可動接点24に対して、特にはその中心部39に対して発生させる。
When the
可動接点24は、閉位置にある時、固定接点22に当接し、第1の力F1は、開離力とも称される第3の力F3を発生させる。この第3の力F3は、第1磁気部28を可動接点24に引き付けようとする、すなわち下方に引き付けようとする。第1磁気部28が接点ホルダ26内でオーバモールドされている状態で、第3の力F3は、この接点ホルダ26にも及び、さらにそこに接続された可動接極子32にも及ぶ。このように、第3の力F3は、アクチュエータ14の可動接極子32に対して、アクチュエータ14の開く方向、すなわち可動接点24の開く方向に及ぼされる。
When the
更に、電流が可動接点24に流れこむと、第4の反発力F4が、鉛直方向Zで可動接点24と対応する固定接点22との間に発生し、これにより、可動接点24が開く。しかし、第1の力F1と可動接点24に及ぼされる加圧によって、可動接点24が閉位置に維持されることが可能となり、アクチュエータ14は、コイル34を流れる保持電流のために、閉じたままになる。保持電流は、制御モジュール18によって制御される。
Further, when the current flows into the
次に、可動接点24内に流れ、対応する電流センサ16によって測定された電流が過度に高くなり、所定の閾値(例えば短絡電流)を超えると、制御モジュール18はこれを閾値の超過として検出する。
Next, when the current flowing through the
制御モジュール18は、次に制御則を適用することによってコイル34内の保持電流を遮断する。これにより、閉位置におけるアクチュエータ14の保持電流が遮断され、可動接点24の開く方向、つまりアクチュエータ14の開く方向において可動接極子32に及ぼされる力は、アクチュエータ14の閉鎖力を超える。
The
可動接極子22はこうして、可動接点ホルダ26を第2位置に向かって、すなわち下方に、以下の影響を受けて動かす。
− 各第1ばね42によって可動接極子32に対して及ぼされる第2の力F2、
− 各第1磁気部28によって、開く方向で、すなわち可動接点ホルダ26が第2位置に向かう移動方向で、アクチュエータ14に対して及ぼされる第3の力F3、
− 鉛直方向Zに及ぼされる図示しない第5の力F5であって、アクチュエータ14の図示しない第2戻しばねによって及ぼされる第5の力F5。
The
A second force F2 exerted on each
A third force F3 exerted on the
A fifth force F5 (not shown) exerted in the vertical direction Z and exerted by a second return spring (not shown) of the
これら3つの力F2、F3、F5の組み合わせは、接極子22の運動の加速を可能にし、それ故に可動接点ホルダ26がその第2位置へ向かう運動の加速を可能にする。この加速は、第3の力F3を発生させる第1の力F1が増加するために大きくなっていく。
The combination of these three forces F2, F3, F5 allows acceleration of the movement of the
所定の閾値は、接触器10の評価に従って設定される。一般的には、この閾値は、接触器10が接続される電気設備の定格電流Inの10〜20倍であり、好ましくは定格電流Inの略15倍である。
The predetermined threshold is set according to the evaluation of the
接極子32を開く行程は、固定接点22に対して可動接点24を開く距離を同様に確保する必要があるため、第1ギャップE1よりも遥かに大きい。可動接極子32は、下方に動き、かつ可動接点ホルダ26を下方に駆動する。その結果、各第1ギャップE1と各第2ギャップE2が小さくなり、略ゼロとなる。また各第1磁気部28が、対応する可動接点24と接触し、可動接点24を開位置に移動させる。
The stroke of opening the
可動接極子32は、第1ギャップE1を通過するとき、大きな速度に達する。次に、第1磁気部28は、対応する中心部39、及び十分な速度で移動している可動接極子32、可動接点ホルダ26、第1磁気部28、及び可動接点24からなるサブアセンブリと接触する。この結果、可動接点24が、正常に、すなわち、後に可動接点24が対応する固定接点22に溶着するリスクがなく、また接触器10を破損するリスクがない様態で、開く。可動接極子32は、各可動接点24が完全に開放するまで移動する。
The
可動接極子32が特に第1の力F1によって大きく加速されるため、第1磁気部28は、大きな運動エネルギーを持って、対応する可動接点24に衝突する。このようにして第1磁気部28は、このようにして可動接点24を開き、可動接点が、第4の力F4に対応する電気力学的な力の結果として、反発した後に閉じることを防ぐ。また、可動接点24が反発力により開いた後に閉じるボーダーラインのケースにおいては、接極子32が開く速度は、可動接点24が、第1部28に衝突される前に、対応する固定接点22に溶着する時間を有さないことを意味する。
Since the
更に、電流値は各相、すなわち各スイッチングブロック12において異なるため、接触器10は3つの電流センサ16を有している。この3つの電流センサ16のうち第一の電流センサ16が、制御モジュール18を介して、アクチュエータ14の保持電流の遮断と、アクチュエータ14の開離とを引き起こす所定の閾値を上回る値を持つ故障電流を検出する。
Furthermore, since the current value is different in each phase, that is, in each switching
図7に4本の曲線C1、C2、C3、C4を示す。単一のスイッチングブロック12を含む接触器10に関して、第1、第2、第3及び第4曲線C1、C2、C3、C4は、それぞれ相を表す。すなわち、可動接点24を流れる電流、可動接点24と対応する固定接点22との間のアーク電圧、可動接点24の移動、及び接極子32の移動を表し、これらはアクチュエータ14による命令で可動接点24を開く際に電気的欠陥が発生した場合の時間の関数である。第1曲線C1は負電流Iに対応し、第2曲線C2は負電圧Vに対応する。第3及び第4曲線C3、C4は、Z軸に沿った移動ΔZに対応し、これらは可動接極子32の位置の関数として表現される。移動ΔZは、可動接極子32が閉位置にある時、すなわち保持電流がコイルを流れるとき、ゼロとみなされる。可動接極子32が移動し、可動接点ホルダ26を第2位置に向けて駆動させる時、移動は通常のように、図7で負の値を有するように選択され、この移動は下向きである。
FIG. 7 shows four curves C1, C2, C3, and C4. For the
第1曲線C1が図7に示される時間t1で所定の閾値を超える時、開方向への可動接極子32の移動が、制御モジュール18によってコイル34を流れる電流のその後の遮断を引き起こす。この移動は制御則に従って制御される。次に、ある処理時間から第4曲線C4は減少し始めるが、これは可動接極子32の移動に対応する。しかし可動接点24の移動前は、第1ギャップE1はゼロではなく、可動接極子32によって通過されるはずであり、これにより、可動接極子32が第1磁気部28を介して可動接点24と係合する、すなわち可動接極子32が可動接点24に当接する。
When the first curve C1 exceeds a predetermined threshold at the time t1 shown in FIG. 7, the movement of the
制御則は、電流センサ16が所定の閾値を上回る電流値を測定した時、可動接点ホルダ26を第1位置から第2位置へ移動させることを含む。制御則は、所定の閾値を上回る値の電流を測定した時、可動接極子32を移動させること、そして可動接点ホルダ26を移動させることを含む。
The control law includes moving the
このようにして、所定の閾値を超える電流が生じ、かつ可動接極子32に連結された可動接点ホルダ26が可動接点24と未接触の場合、第3曲線C3からわかるように、電流レベルが所定の閾値を超えるに従って、可動接点24が開位置に移動し始め、その後、第4の力F4の影響で閉じる。このようにして、曲線C2に見られるように、ゼロではない負の値のアーク電圧が、可動接点24と対応する固定接点22との間に生じる。しかし、可動接点24が完全に閉じる前に、曲線C4と曲線C3が交わることがわかる。これは、可動接点24が、接極子32と第1磁気部28に係合されることを意味する。このように、可動接点24は、対応する固定接点22に溶着する前は開位置にある。係合の時間t2は図7に示される。
In this way, when a current exceeding a predetermined threshold is generated and the
制御則が適用される場合、かくして第1磁気部28は可動接点ホルダ26によって可動接点24の開位置へ向かって移動させられ、可動接点24に当接する。
When the control law is applied, the first
可動接点24の反発が開始してから、第1磁気部28が可動接点24に係合するまでの時間は、大変短いため、可動接点24は、対応する固定接点22に溶着することができない。次に、一旦可動接点24が、対応する固定接点22から十分な距離になると、第1及び第2曲線C1及びC2に示すように、電流はゼロに戻り、電気アークが消滅し、アーク電圧がゼロに戻る。可動接極子32は、可動接点24が完全に開くまで、可動接点ホルダ26と共に移動を続ける。
Since the time from when the repulsion of the
可動接点24が完全に開くまで、可動接極子32が可動接点ホルダ26を移動させた時、移動値ΔZは、図7に関して選択された表示の慣習に従って負の値を有し、従って最小値となる。
When the
短絡電流が検出された時における、電気接触器10、すなわち可動接点24及びアクチュエータ14を開く制御方法は、様々なステップを含む。第1の測定ステップ100は、電流センサ16を使用して、可動接点24及び対応する固定接点22を流れる電流の値を測定することにある。
The control method for opening the
次に、第2の比較ステップ102は、前記電流値を所定の閾値と比較することにある。 Next, the second comparison step 102 is to compare the current value with a predetermined threshold value.
第3の移動ステップ104において、前記電流値が所定の閾値よりも大きい時、アクチュエータ14、更に具体的には制御モジュール18は、コイル34を流れる供給電流を遮断する。これにより、制御則のため、そして制御則に従って可動接極子32の移動を制御し、機械的接続を介して、可動接点ホルダ26を第1位置から第2位置に移動させる。この第3のステップ104の間、可動接点ホルダ26は、第1磁気部28が可動接点24に対して、その開位置に向かって当接するように、機械的接続を介して第1磁気部28を移動させる。
In the third moving step 104, when the current value is larger than a predetermined threshold, the
可動接極子32は、可動接点24が完全に開くまで移動し続け、第1磁気部18の移動を誘起する。
The
第3のステップ104の間、第1磁気部は、可動接極子32及び可動接点ホルダ26に対してその運動方向で第3の力F3を発生させる第1の力F1を及ぼす。これにより、可動接点24の開位置への移動が加速される。
During the third step 104, the first magnetic unit exerts a first force F1 that generates a third force F3 in the direction of movement on the
第1磁気部28は、2つの機能を実行する。すなわち、固定接点22を流れる電流が、対応する所定の閾値よりも小さい時、対応する可動接点24を閉位置に維持する機能と、対応する固定接点22を流れる電流が、所定の閾値よりも大きい時、アクチュエータ14と対応する可動接点24の開離を加速する機能である。
The first
第2磁気部30は、コイル34を流れる電流が遮断された時、第1位置から第2位置へ移動する方向において、可動接点ホルダ26に及ぼされる第3の力F3を増加させることができる。
The second
代替的に、所定の閾値は設定可能であり、この値は、例えばエンコーダシステムを介して調整可能である。 Alternatively, the predetermined threshold can be set and this value can be adjusted, for example via an encoder system.
別の変形例によれば、接触器10は、単相接触器である。この変形例において、接触器10は、単一のスイッチングブロック12を含む。接触器10は、従って単一の対の固定接点22と、単一の可動接点24とを含む。この実施態様による接触器10の他の要素は、上記の実施態様と同一であり、更には記載しない。
According to another variant, the
また別の変形例によれば、可動接点24が開位置にある時、第1ギャップE1と第2ギャップE2との間の単一のギャップは、ほぼゼロである。
According to another variant, when the
接触器10は、短絡レベルが特に低い場合は単独で使用されるように構成されており、従って、接触器10自体が、接続先の電気システムを保護する、あるいは短絡レベルが高い場合は、電源の上流に配置される回路遮断器と組み合わせて使用されるように構成される。
The
電流センサ16が所定の閾値を上回る電流値を測定した場合に、可動接点ホルダ26を第1位置から第2位置へ移動させることを、アクチュエータの制御則が含むことは、電流センサ16が所定の閾値よりも大きな電流値を測定した場合に、可動接点ホルダ26を第1位置から第2位置へ移動させるための制御命令を、制御則が含むことに等しい。このとき、第1磁気部28は可動接点ホルダ26によって移動させられ、可動接点24に対して、その開位置に向かうように当接する。
When the
Claims (10)
− 少なくとも一対の固定接点(22)、及び前記一対又は各対の固定接点(22)に関して、閉位置と開位置との間で可動である可動接点(24)であって、前記固定接点(22)は、前記可動接点(24)が閉位置にあるときに、前記可動接点(24)を介して互いに電気的に接続され、前記可動接点(24)が開位置にあるときに、互いに電気的に絶縁される、前記固定接点(22)及び前記可動接点(24)と、
− ばね(42)によって前記一つ又は各可動接点(24)を保持するように構成された可動接点ホルダ(26)であって、前記可動接点(24)の閉位置に対応する第1位置と前記可動接点(24)の開位置に対応する第2位置との間で可動である前記可動接点ホルダ(26)と、
− 前記可動接点ホルダと一体であり、前記一つ又は各可動接点に対向して設置された第1磁気部(28)と、
− 制御則に従って、第1位置と第2位置との間で前記可動接点ホルダ(26)の移動を制御するように構成されたアクチュエータ(14)と、
− 各対の固定接点(22)及び関連した各可動接点(24)を流れる電流を測定するように構成された電流センサ(16)と、を備え、
前記アクチュエータの前記制御則は、所定の閾値よりも大きい電流値が前記電流センサ(16)によって測定された場合に前記可動接点ホルダ(26)を第1位置から第2位置へ移動させることを含み、その際、前記第1磁気部(28)は、前記可動接点ホルダ(26)によって移動し、前記可動接点(24)に対して、その開位置に向かうように当接し、
前記電流センサ(16)が所定の閾値未満の電流を測定し、かつ前記可動接点(24)が閉位置にある時、対応する第1磁気部(28)が、前記可動接点(24)と第1ギャップ(E1)を形成し、
前記可動接点ホルダ(26)が、ばね(42)によって前記一つ又は各可動接点(24)を維持し、
前記一つ又は各可動接点(24)に関して、前記電気接触器(10)が、前記可動接点(24)と一体であって前記ばね(42)が当接する第2磁気部(30)を含み、
各可動接点(24)が閉位置にある時、前記第2磁気部(30)は、前記第1磁気部(28)と第2ギャップ(E2)を形成する、ことを特徴とする電気接触器(10)。 An electrical contactor (10) comprising:
A movable contact (24) movable between a closed position and an open position with respect to at least one pair of fixed contacts (22) and said one or each pair of fixed contacts (22), said fixed contacts (22); ) Are electrically connected to each other via the movable contact (24) when the movable contact (24) is in the closed position, and are electrically connected to each other when the movable contact (24) is in the open position. The fixed contact (22) and the movable contact (24) insulated from each other;
A movable contact holder (26) configured to hold the one or each movable contact (24) by a spring (42), the first position corresponding to the closed position of the movable contact (24); The movable contact holder (26) movable between a second position corresponding to an open position of the movable contact (24);
A first magnetic part (28) that is integral with the movable contact holder and is disposed opposite the one or each movable contact;
An actuator (14) configured to control movement of the movable contact holder (26) between a first position and a second position according to a control law;
A current sensor (16) configured to measure the current flowing through each pair of fixed contacts (22) and each associated movable contact (24);
The control law of the actuator includes moving the movable contact holder (26) from a first position to a second position when a current value greater than a predetermined threshold is measured by the current sensor (16). In this case, the first magnetic part (28) is moved by the movable contact holder (26), and comes into contact with the movable contact (24) so as to go to the open position,
When the current sensor (16) measures a current less than a predetermined threshold and the movable contact (24) is in the closed position, the corresponding first magnetic part (28) is connected to the movable contact (24) and the first contact. 1 gap (E1) is formed,
The movable contact holder (26) maintains the one or each movable contact (24) by a spring (42);
For the one or each movable contact (24), the electrical contactor (10) includes a second magnetic part (30) that is integral with the movable contact (24) and against which the spring (42) abuts,
When each movable contact (24) is in a closed position, the second magnetic part (30) forms a second gap (E2) with the first magnetic part (28). (10).
− ばね(42)によって前記一つ又は各可動接点(24)を保持するように構成された可動接点ホルダ(26)であって、前記可動接点(24)の閉位置に対応する第1位置と、前記可動接点(24)の開位置に対応する第2位置との間で可動である可動接点ホルダ(26)と、
− 前記可動接点ホルダと一体で、かつ前記一つ又は各可動接点に対向して設置された第1磁気部(28)と、
− 制御則に従って、第1位置と第2位置との間で前記可動接点ホルダ(26)の移動を制御するように構成されたアクチュエータ(14)と、
− 各対の固定接点(22)及び関連した各可動接点(24)を流れる電流を測定するように構成された電流センサ(16)と、を備える電気接触器(10)の制御方法であって、
前記一つ又は各可動接点(24)が開く時に、
− a)各対の固定接点(22)と関連する各可動接点(24)を流れる電流の値を測定するステップと、
− b)測定値を所定の閾値と比較するステップと、
− c)前記測定値が所定の閾値を超える時、第1位置から第2位置への前記可動接点ホルダ(26)の移動を制御し、前記第1磁気部(28)が、前記可動接点ホルダ(26)によって移動し、前記可動接点(24)に対して、開位置に向かって当接するステップと、を含み、
前記電流センサ(16)が所定の閾値未満の電流を測定し、かつ前記可動接点(24)が閉位置にある時、対応する第1磁気部(28)が、前記可動接点(24)と第1ギャップ(E1)を形成し、
前記可動接点ホルダ(26)が、ばね(42)によって前記一つ又は各可動接点(24)を維持し、
前記一つ又は各可動接点(24)に関して、前記電気接触器(10)が、前記可動接点(24)と一体であって前記ばね(42)が当接する第2磁気部(30)を含み、
各可動接点(24)が閉位置にある時、前記第2磁気部(30)は、前記第1磁気部(28)と第2ギャップ(E2)を形成する、ことを特徴とする方法。 A movable contact (24) movable between a closed position and an open position with respect to at least one pair of fixed contacts (22) and said one or each pair of fixed contacts (22), said fixed contacts (22); ) Are electrically interconnected via the movable contact (24) when the movable contact (24) is in the closed position, and electrically isolated from each other when the movable contact (24) is in the open position. A fixed contact (22) and a movable contact (24),
A movable contact holder (26) configured to hold the one or each movable contact (24) by a spring (42), the first position corresponding to the closed position of the movable contact (24); A movable contact holder (26) movable between a second position corresponding to the open position of the movable contact (24);
A first magnetic part (28) that is integral with the movable contact holder and is disposed opposite the one or each movable contact;
An actuator (14) configured to control movement of the movable contact holder (26) between a first position and a second position according to a control law;
A method of controlling an electrical contactor (10) comprising: a current sensor (16) configured to measure current flowing through each pair of fixed contacts (22) and each associated movable contact (24); ,
When the one or each movable contact (24) opens,
-A) measuring the value of the current flowing through each movable contact (24) associated with each pair of fixed contacts (22);
-B) comparing the measured value with a predetermined threshold;
C) controlling the movement of the movable contact holder (26) from the first position to the second position when the measured value exceeds a predetermined threshold, and the first magnetic part (28) is configured to move the movable contact holder Moving by (26) and contacting the movable contact (24) toward an open position,
When the current sensor (16) measures a current less than a predetermined threshold and the movable contact (24) is in the closed position, the corresponding first magnetic part (28) is connected to the movable contact (24) and the first contact. 1 gap (E1) is formed,
The movable contact holder (26) maintains the one or each movable contact (24) by a spring (42);
For the one or each movable contact (24), the electrical contactor (10) includes a second magnetic part (30) that is integral with the movable contact (24) and against which the spring (42) abuts,
The method of claim 1, wherein when each movable contact (24) is in a closed position, the second magnetic part (30) forms a second gap (E2) with the first magnetic part (28).
ステップc)において、前記第2磁気部(30)は前記可動接点ホルダ(26)に対して、その移動する方向に及ぼす前記開離力(F3)を増加させることを特徴とする請求項9に記載の方法。 For the one or each movable contact (24), the electrical contactor (10) includes a second magnetic part (30);
The step (c) is characterized in that the second magnetic part (30) increases the separation force (F3) exerted on the movable contact holder (26) in the moving direction. The method described.
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