WO2014096581A1 - Dispositif modulaire de commutation électrique comportant au moins un bloc de coupure unipolaire et ensemble de commutation comportant de tels dispositifs - Google Patents

Dispositif modulaire de commutation électrique comportant au moins un bloc de coupure unipolaire et ensemble de commutation comportant de tels dispositifs Download PDF

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WO2014096581A1
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electrical
modular
block
switching device
removable
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PCT/FR2013/052562
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Inventor
Julien HENRI-ROUSSEAU
Michel Lauraire
Vincent GEFFROY
Original Assignee
Schneider Electric Industries Sas
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Publication date
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    • H01H71/082—Connections between juxtaposed circuit breakers

Definitions

  • the invention relates to a modular electrical switching device comprising a breaking block comprising unitary breaking units respectively having electrical breaking means, and an actuating block of the unitary breaking units comprising an actuator. electromagnetic type controlled by control means.
  • the invention also relates to an electrical switching assembly comprising a first and a second modular electrical switching device according to the invention, said device placed side by side being electrically connected.
  • unitary breaking units in multipole protection and / or switching devices such as circuit breaker, contactor-breaker, contactor is known.
  • the unitary cutoff units can be housed in a multipolar package (US4684772).
  • the multipolar devices are then modular in the sense that the same breaking block can be duplicated three times in a three-pole switching device and four times in a four-pole device.
  • some switching devices include electronic control means.
  • electronic control means generally greatly reduces the volume of the device and its consumption. It also opens the contactor to communication.
  • the means of command are driven and powered by an electronic control additional problems may appear. Indeed the level and maintenance periods required by the electronic means and the electromechanical means included in the same device are not the same knowing that the overall maintenance must remain easy and low cost. This is all the more true that the lifetimes of the electronic control means and the associated electromechanics can be very different depending on the application.
  • the modularity of the switching device allows the user to obtain a product whose performance is actually adapted to the use it makes.
  • the counterpart of this modularity is the certain complexity of realization of such a multipolar switching device.
  • the complexity is real in terms of realization of the architecture and in terms of the maintenance of the switching device.
  • the modularity of the multipolar switching device can also relate to the introduction and use of an electronic thermal protection device.
  • the integration of a removable electronic thermal protection in the volume of the switching device is then possible at the cost of adaptation means having a certain complexity. This additional complexity can be increased when several switching devices are interconnected to control a motor including in particular an inverter mode.
  • the invention therefore aims to remedy the drawbacks of the state of the art, by proposing an electronically controlled electrical switching device comprising a simplified modular architecture accepting one or more breaking blocks.
  • the actuation block of the modular switching device comprises an actuation module integrating the electromagnetic actuator and a removable electrical control module integrating the control means and comprising adaptive connection means intended to interconnect. with an actuating coil of the electromagnetic actuator at the time of positioning of said electrical control module on the actuation module.
  • the actuating coil comprising control coils respectively comprising connection terminals.
  • the adaptive connection means of the removable electric control module are arranged to connect to the connection terminals and place the control windings in series.
  • said adaptive connection means are arranged to connect to the connection terminals and to place the control coils in parallel.
  • the adaptive connection means comprise electrical tracks directly integrated into a printed circuit of the removable electrical control module so as to connect the two control windings in series.
  • the adaptive connection means comprise electrical tracks directly integrated in a printed circuit board (PCB) of the removable electric control module (250) so as to connect the two control coils (203) in parallel.
  • PCB printed circuit board
  • the modular electrical switching device comprises quick fixing means allowing a removable attachment of the actuating block on the cutoff block and comprising at least one towing hook for fixing and holding the cutoff block to the block of d actuation, and to collaborate with a device for actuating a movable contact of the unitary breaking unit to transmit the movement of the electromagnetic actuator to said moving contact.
  • Said coupling hook is integral with the movable armature of the electromagnetic actuator.
  • the modular switching device comprises a removable thermal protection module comprising in a casing current sensors intended to be positioned around the connection pads of the unitary cut-off units of the cut-off block, said casing being removable with respect to the device modular switching.
  • the removable thermal protection module comprises communication and power supply means for automatically connecting with the removable electrical control module, said communication and power supply means being arranged to power the removable thermal protection module and to transmit the measurements made by the current sensors.
  • the unitary breaking units are respectively controlled synchronously by a movable armature of the electromagnetic actuator of the actuating block for controlling the opening of the electrical contacts by moving movable contacts of the unitary breaking units.
  • the coupling hook comprises an inner surface having a first and a second edge respectively comprising bearing surfaces able to transmit the movements of the moving armature to the movable contact from a closed position to a position open and vice versa.
  • the first edge of the inner surface of the coupling hook comprises a slot which is intended to receive a hooking head of a movable contact holder, said first edge comprising a bearing surface intended to transmit the movement of the movable armature at a movable contact gate of the movable contact in a first direction of movement from the closed position to its open position.
  • the second edge comprises a bearing surface intended to transmit the movement of the moving armature to the movable contact holder of the movable contact in a second direction of movement, from the open position to its closed position.
  • the modular electrical switching device comprises three unitary breaking units, the actuating devices of said blocks being respectively controlled synchronously by the actuating block, to control the opening of the electrical contacts by moving the moving contacts.
  • the actuating block comprises a fixed movable armature tray, said tray having three coupling hooks respectively intended to collaborate with a gripping head of a lug of a movable contact holder integral with a movable contact of a unitary block of cutoff.
  • the electrical switching assembly according to the invention comprises electrical conductors positioned respectively inside second footprints of the two bases of the two modular contactors.
  • FIG. 1 represents a perspective view of a modular electrical switching device according to the invention
  • FIG. 2 represents a perspective view of a modular electrical switching device according to FIG. 1 during assembly
  • Fig. 3 shows a sectional view of a cutoff block and an actuator block according to Fig. 2 in an unassembled position
  • Figure 4 shows a sectional view of a cutoff block and an actuator block according to Figure 2 in a position during assembly
  • FIG. 5A represents an exploded perspective view of an actuating block of a modular electrical switching device according to FIG. 1;
  • FIG. 5B shows a perspective view of an actuating block of a modular electrical switching device according to FIG. 5A;
  • FIGS. 6A, 7A and 8A show sectional views of a unitary cut-off unit during the steps of a method of adjusting the crushing stroke contact according to the invention
  • FIGS. 6B, 7B and 8B show perspective views of a unitary cutoff unit during the steps of the method of adjusting the contact crush stroke according to the invention
  • Figs. 9A and 9B show sectional views of a unitary cutoff unit respectively in an open position and a closed position
  • FIGS. 10A and 10B show partial sectional views of a modular electrical switching device according to the invention being mounted;
  • FIG. 11 represents two assembled half-shells of a particular embodiment of a unitary breaking block of a breaking block according to the invention;
  • FIG. 12 represents the two half-shells of a breaking block according to FIG. 1 1 during assembly
  • Figure 13 shows a perspective view of a base of a breaking block according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 14 represents two assembled half-shells of another particular embodiment of a unitary breaking block of a breaking block according to the invention.
  • FIG. 15 represents two half-shells of a breaking block according to FIG. 14 during assembly
  • Fig. 16 is a perspective view in partial section of a cutoff block according to one embodiment
  • Figures 17 and 18 show perspective views of various particular embodiments of the cut-off means of a unitary breaking block;
  • Fig. 19 shows a wiring diagram of two switching devices placed upstream of a motor in an inverter mode;
  • Fig. 20 shows a wiring diagram according to Fig. 19 in a non-functional embodiment;
  • Figs. 21 and 22 show perspective views of two wired switching devices in an inverter mode
  • Figs. 23-25 show side perspective views of two wired switching devices in an inverter mode
  • Figs. 26 and 27 show perspective views of link bars used for connecting two modular switching devices in an inverter mode
  • Figs. 28A and 28B show perspective views of auxiliary contact blocks in a first particular embodiment of the invention
  • Figs. 29A and 29B show perspective views of auxiliary contact blocks in a second particular embodiment of the invention.
  • FIGS. 30A and 30B show perspective views of an alternative embodiment of the control means of the auxiliary contact blocks according to FIGS. 29A and 29B;
  • FIGS. 31A and 31B show perspective views of alternative embodiments of a mobile assembly 220 of an actuating block of a modular switching device according to the invention.
  • the modular electrical switching device 1 according to the invention as shown in FIG. 1 comprises a breaking block 100 associated with an actuating block 200.
  • the modular electrical switching device 1 is preferably a contactor.
  • the terms contactor or switching device or modular electrical switching device will be used thereafter without distinction.
  • the modular contactor 1 comprises fast fixing means allowing the attachment of the actuating block 200 to the breaking block 1 00 removably.
  • the actuating block 200 comprises an actuating module 230 connected to a removable electric control module 250.
  • the removable electrical control module 250 may comprise electronic control means powered by a control electronics.
  • the terms removable electric control module 250 or removable electronic control module 250 will be used thereafter without distinction.
  • the actuation module 230 comprises in known manner an electromagnetic type actuator more particularly comprising a fixed yoke 201 and a movable armature 202 able to move relative to the fixed yoke 201 between two positions, an open position and a closed position.
  • the electromagnetic actuator also comprises an actuating coil which when traversed by a control current makes it possible to move the movable armature 202 from its open position to its closed position.
  • a return spring 204 moves the movable armature 202 from its closed position to its open position. According to a particular embodiment as shown in FIGS. 3 and 4, the return spring 204 acts on the mobile armature 202 via a rotary lever 205.
  • the fixed armature 201 has a U-shaped section having two outer branches and a transverse armature secured to a first end of the outer branches.
  • the actuator comprises an actuating coil preferably comprising two control coils 203 electrically connected.
  • the two coils respectively comprise an axis longitudinal substantially coincident with that of the outer branches of the U-shaped magnetic yoke.
  • said control coils 203 are wound on insulating carcasses placed on the outer branches of the magnetic yoke 201.
  • the two control coils 203 are preferably identical.
  • the return spring 204 is able to move a moving element 220 from its closed position to its open position.
  • the mobile assembly 220 comprises the mobile armature 202 of the actuator positioned in a tray 21 1.
  • the return spring acts on a multi-function lever 215 integral with the tray 21 1.
  • Said multi-function lever 205 is arranged to manage a balancing of the movable armature 202 to allow simultaneous closing of the 3 power poles while reducing friction.
  • the multi-function lever 205 also enables the auxiliary contact blocks to be driven and the front face of the modular electrical switching device 1 to be provided with a view.
  • the multifunction lever 205 can be slaved in two ways. As shown in Fig. 31A, a torsion spring 206 is used to maintain it in an operating position. As shown in Fig. 31B, a compression spring is used to maintain it in an operating position.
  • the actuator also preferably comprises polar plates 215 fixed to the outer branches of the U-shaped magnetic yoke. Said plates make it possible to improve the magnetic behavior of the actuator.
  • the actuator may be of the monostable or bistable type.
  • said actuator comprises at least one permanent magnet preferably placed between the two polar plates 21 5.
  • the magnetic yoke 201 has an E-shaped section having two outer branches, at least one central branch, and a transverse reinforcement secured to a first end of the outer and central branches.
  • the movable armature is placed opposite the second ends of the outer branches and moves in translation.
  • the movable armature also comprises an E-shaped section comprising two outer branches, at least one central branch, and a transverse frame secured to a first end of the outer and central branches.
  • the control coil having a longitudinal axis substantially coincides with that of the central branch of the magnetic yoke E. In fact, said control coil comprises a winding wound on an insulating carcass placed on the central branch of the magnetic yoke.
  • the actuator is positioned in a housing of the actuating module 230.
  • the control coils 203 of the actuating coil comprise connection terminals 207 intended to come into contact with the adaptive connection means of the removable electrical control module 250. As shown in particular in FIG. 5B, each control winding 203 comprises two connection terminals 207.
  • connection terminals 207 of the two control coils 203 are preferably aligned.
  • the four connection terminals 207 of the two control coils 203 are preferably arranged diagonally.
  • the removable electrical control module 250 comprises electronic control means powered by a control electronics. Removable electronic control module 250 is then intended to ensure a repetitive and constant operation of the actuator for a wide range of supply voltage. Said removable electronic control module is positioned and fixed on the housing of the actuating module 230. At the time of its positioning on said housing, the connection terminals 207 of the control coils 203 are automatically interconnected with the adaptive connection means of the removable electronic control module 250.
  • the adaptive connection means are integrated directly into a Printed Circuit Boar (PCB) of the removable electrical control module 250.
  • PCB Printed Circuit Boar
  • connection between the two control windings 203 suitably distributed on the two outer branches of the magnetic yoke 201 of the actuator can be in series or in parallel.
  • the adaptive connection means allow a series or parallel connection of the two control coils 203 at the time of connection of the removable electrical control module 250 to the actuating module 230.
  • the adaptive connection means thus allow a wider adaptation as needed for the application while maintaining an actuation coil common to all applications.
  • the printed circuit board (PCB) of the removable electrical control module 250 comprises electrical tracks designed and configured to connect the terminals 207 of the control coils 203 in series.
  • the printed circuit board (PCB) of the removable electrical control module 250 comprises electrical tracks designed and configured to connect the terminals 207 of the control coils 203 in parallel.
  • the control commands as well as the power supply of the control coils 203 pass through these connection terminals 207.
  • This removable electric control module 250 may comprise several variants depending on the intended application (in particular according to the network voltage). Said module is preferably mounted last on a contactor or contactor equipped with a thermal protection (choke). The final choice of the electric control module to install allows the installer to make a delayed differentiation.
  • This removable electrical control module 250 may also be provided with connections allowing communication, for example with a management computer of the installation, a configuration tool.
  • the breaking block 100 of the contactor 1 comprises one or more electric poles.
  • the contactor has three electrical poles, it is called a tripolar contactor.
  • a unitary cutoff unit 80 also commonly known as a cutoff bulb, is then associated with each electrical pole.
  • the three unitary breaking units 80 are then synchronously controlled by the actuating block 200 acting on actuating devices 34 of the unitary clipping units 80.
  • the cutoff blocks can be controlled synchronously and simultaneously. In other words, all the blocks move at the same time.
  • the cutoff blocks can be controlled in a synchronized and non-simultaneous manner. In other words, all the blocks move through the action of the actuating block but there is a time shift between the movement of each block. This time lag is reproducible and controlled.
  • the unitary clipping units 80 according to the invention comprise a housing 31 formed of two half-shells 80A.
  • the two half-shells 80A of the housing 31 are preferably made of molded plastic material. Electrical contacts are arranged inside the housing 31.
  • the half-shells 80A are assembled to form an assembly of substantially parallelepiped shape developing along a longitudinal reference plane XZ.
  • the two half-shells 80A constituting the housing 31 are preferably of identical shape.
  • the term "identical shape” means that the two half-shells, preferably made by molding, come from the same imprint. This has the advantage to manage a single room variant and a single investment.
  • the housing 31 then has two main faces 81 arranged parallel to the longitudinal plane XZ. Said housing further comprises two lateral faces 82, an upper face 83 and a lower face 84.
  • the unitary breaking unit 80 comprises electrical breaking means 30 composed of two fixed contacts 32 respectively. connected to an electrical terminal block 500 by connection pads 45.
  • the two fixed contacts 32 respectively comprise an electrical contact zone 37.
  • the electrical breaking means 30 are then positioned in an internal volume of the housing 31, internal volume delimited by the two half-shells 80A.
  • the electric breaking means 30 further comprise a movable contact 33 in the form of a bridge comprising an elongated body along a longitudinal axis X.
  • the movable contact bridge 33 comprises two ends on which are positioned two contact zones 36 each capable of collaborating respectively with a contact zone 37 of a fixed contact 32 in a closed position of the breaking means.
  • an elastic means 25 such as in particular a helical spring, ensures between the contact zones 36 and 37, a contact pressure sufficient to ensure the establishment and passage of the current in good conditions .
  • the resilient means 25 is generally referred to as a pole spring. This contact pressure is also provided for the passage of the permanent current without excessive heating, as well as to ensure sufficient electrical durability.
  • each opening volume 35 is associated with an arc extinction chamber.
  • Arc extinguishing chamber opening on the opening volume 35 is delimited by two parallel walls and placed on either side of the longitudinal geometric reference plane XZ, a rear wall remote from the opening volume 35, a bottom wall and a wall higher.
  • said chamber may comprise a stack of at least two metal plates 40 planar and perpendicular to the longitudinal geometric reference plane XZ. These metal plates, called fins, are intended for the deionization of the arc.
  • the metal plates 40 are preferably made of ferromagnetic material. Said fins tend to exert on the arc a ferromagnetic attraction force. Said fins are of substantially rectangular shape and comprise a longitudinal axis and a median axis.
  • said chamber is delimited by two flanges 68 made of ferromagnetic material.
  • the two lateral flanges 68 are parallel and placed on either side of a median longitudinal plane XZ.
  • the two lateral flanges 68 are arranged to frame one of the ends of the movable bridge 33 over its entire displacement between the open position and the closed position.
  • the two side flanges 68 are spaced from each other to allow the displacement of the movable contact bridge 33.
  • the inner walls of said flanges 68 comprises a layer of insulating material.
  • the positioning of the layers of insulating material on the flanges 68 makes it possible to prevent the arc from catching on the inner walls of said flanges 68.
  • These layers are preferably made of gas-generating material.
  • the extinguishing chamber is also delimited by a rear wall 72 placed perpendicular to the XZ plane. Said posterior wall is remote from the opening volume 35 to be positioned opposite an opening volume of the contact zones 36, 37.
  • the rear wall 72 connects the two lateral flanges 68 so as to form a metal assembly substantially U-shaped.
  • the rear wall 72 connects the two flanges on part of their height.
  • the two lateral flanges 68 extend in one direction parallel to the median longitudinal plane XZ so as to completely frame the contact zone 36 of the movable contact bridge 33. More specifically, the two lateral flanges 68 extend in a manner to enclose complement the contact zone 36 of the movable contact bridge 33 to the inside of the arc extinction chamber 24. In other words, the development of the flanges in length makes it possible to close each opening volume 35 laterally so as to channel the exhaust of ionized particles at the moment of opening of the electrical contacts.
  • each arc extinguishing chamber 24 may comprise a metal upper baffle 69. As shown in FIG. 18, said baffle electrically connects a fixed contact 32 to a rear wall 72 to form an upper part of the metal wall. of said extinction chamber.
  • the movable contact bridge 33 comprises arc horns 39 at each of the two ends. Said arc horns extend beyond the contact zones towards the rear walls 72 of the arc extinguishing chambers.
  • the arc horns 39 are inclined with respect to the longitudinal axis X of the movable contact bridge 33.
  • the casing 31 of the unitary cutoff unit 80 is intended to be positioned in a base 1 10 of the cutoff block 100 of the contactor 1.
  • the base 1 10 has an inner face having a first recess 120 in which unitary clipping units 80 are positioned.
  • the lower face 84 of the housing 31 then comes to be positioned in facing relation with the first recess 120 of the base 1. 10.
  • the main faces 81 are contiguous to partitions 1 1 1 of the base 1 10.
  • the partition walls 1 1 1 positioned on the outer edges of the base 1 10 thus form walls of the modular electrical switching device 1.
  • the base 1 10 comprises a first recess 120 having at least three compartments intended to collaborate respectively with a unitary cutoff unit 80.
  • Each unitary cutoff unit 80 cooperates with the base 1 10 to produce at least one exhaust gas channel. cut-off allowing a noise-free cut or ionized gas outside the base.
  • the two half-shells according to the invention are intended to collaborate with a compartment of the first cavity 120 of a base 1 10 d a modular electrical switching device 1 for delimiting two channels for evacuating the cutoff gases.
  • Each discharge channel is then connected to an internal volume of the housing 31 through an opening 86 made in a half-shell 80A.
  • the half-shells respectively comprise a rib 85 intended to collaborate with a compartment of the first cavity 120 of a base 1 10 of a modular electrical switching device 1 in order to define the discharge channels of the cutoff gases.
  • the ribs 85 of the two assembled half-shells 80A form, at a contact plane, a lower rib 805 on the lower face 84 of the casing 31.
  • the lower rib 805 develops in a direction parallel to the longitudinal plane XZ.
  • Said rib is intended to collaborate with the first cavity 120 of a base 1 10 of a modular electrical switching device 1 in order to delimit two discharge gas discharge channels, each channel being connected to an internal volume of the housing by an opening 86 made in a half-shell 80A.
  • the housing 31 of the unitary cutoff unit 80 is intended to be positioned in a base 1 10 of a modular electrical switching device 1.
  • the lower face 84 of the housing 31 then comes to be positioned in relation to a first cavity 120 of the base 1 10. More particularly, the lower rib 805 has on the lower face 84 of the housing 31 delimited with the imprint 120 two channels for evacuation of the cutoff gases. Each channel is connected to an internal volume of the housing through an opening 86 made in a half-shell 80A. In a particular embodiment, the openings 86 preferably pass through the lower face 84 of the casing 31. More specifically, each half-shell 80A respectively comprises an opening 86 opening. In order to effectively reduce the external manifestations of the cutoff gases, a filter block pierced with holes is placed in each discharge channel.
  • each compartment of the first cavity 120 of the base 1 10 comprises a hollow rib 121.
  • the lower rib 805 protruding from the housing 31 is then arranged to be placed in the hollow portion of the first cavity 120 of the base 1 10 at the time of positioning of the cutoff unit 80 in the modular electrical switching device 1 to delimit two channels separate evacuation.
  • the lower rib 805 comprises sections of concave and / or convex shape.
  • the lower face 84 of the unitary cleavage units 80 has a shape for modulating the section of the gas evacuation channel along this channel so as to alternate zones of relaxation and compression.
  • Each compartment of the first cavity 120 is hollow so that the channels for evacuating the cutoff gases comprise walls formed by a portion of the lower face 84 of a unitary cut-off block 80 and a part of the base 1 10 of the modular electrical switching device.
  • Each compartment of the first recess 120 has on one face intended to be placed opposite the lower face 84 of the housing 31 of the unitary cutoff unit 80. Said face comprises a hollow zone 121 in which the lower rib 805 projecting said case is intended to be placed to delimit two separate discharge channels.
  • each compartment of the first cavity 120 of the base 1 10 has a wall in which two holes 122 of the gas evacuation are arranged. Each hole 122 is connected to one of the evacuation channels.
  • the two half-shells respectively comprise a rib 85 on their main face 81.
  • the ribs 85 are preferably recessed with respect to the main faces 81.
  • the housing 31 comprises two ribs 85 developing in a direction parallel to the longitudinal plane XZ. Said ribs are intended to collaborate with a first imprint 120 of a base 1 10 of a modular electrical switching device 1.
  • Each channel is connected to an internal volume of the housing by an opening 86 made in a half-shell 80A.
  • the openings 86 preferably pass through the face lower 84 of the housing 31.
  • each half-shell 80A respectively comprises an opening 86 opening.
  • the base 1 10 further comprises an outer face intended to collaborate with a frame or DIN rail type of fixing rail.
  • the outer face comprises a second cavity 130 having an internal volume delimited by a wall. Said second cavity 130 is thus positioned between the outer face of said base 1 10 and the first cavity 120 intended for the positioning of a cutoff block 80.
  • the second cavity 130 comprises first openings opening respectively in main walls of the modular contactor 1 and second connection openings 132 opening near the connection pads 45 of the modular contactor 1.
  • the first openings of the second cavity 130 are preferably made in a breakable wall of the base 1 10.
  • the breakable portion is removed or not. is not removed.
  • the breakable parts have not been removed.
  • the breakable parts of the bases 1 10 have been removed on the two main faces of the switching device in order to leave a passage for electrical conductors 301.
  • the first and second openings allow the passage of electrical conductors 301 connecting at least one electrical pole of a first modular switch 1 to an electrical pole of a second modular switch 2 placed against the first.
  • the internal volume of the second cavity 130 is substantially of parallelepipedal shape and has an open face on the external face of the modular contactor 1, 2.
  • the second imprint 130 comprises at least one channel having an edge including at least one connection opening 132 opening at a connection pad 45 of a unitary cutoff block 80. Said at least one channel extends in a direction substantially perpendicular to the longitudinal plane XZ and completely through the base 1 1 0 to open on either side of said base.
  • said at least one channel comprises a substantially parallelepipedal volume having two substantially parallel edges.
  • the second cavity 130 comprises two substantially identical channels and arranged parallel to one another.
  • the channels have a parallelepipedic shape respectively.
  • the internal volumes of each channel then comprise first openings opening respectively into the main walls of the modular contactor 1, 2 and the second connection openings 132 opening near the connection areas 45 of the modular contactor 1, 2.
  • the two channels are separated by a partition. Said partition is intended to separate the upstream from the downstream. Said partition may be intended to collaborate with a DIN rail type of fixing rail.
  • the connection openings 132 when the second cavity 130 comprises two channels, only one of the two edges of each channel comprises the connection openings 132.
  • the second connection openings 132 of a first channel open in the vicinity of the upstream connection areas of the modular contactor 1. 2 and the second connection openings 132 of a second channel 130 open near the upstream connection areas of the modular contactor 1, 2.
  • connection openings 132 are arranged in the two parallel edges of the channel, each edge respectively comprising the connection openings capable of being traversed by one of the reversal bars of the set of inversion bar.
  • the second imprint 130 has two slots respectively cut into the side faces of the base 1 10. These slots open respectively at the connection pads 45 of the unitary cutoff units 80. Each slot is intended to receive a complete set of inverting bar 300 having a or several inversion bars 301.
  • the modular electrical switching device 1 may further comprise one or more fault detection devices including thermal.
  • the detection devices are connected to the actuator block 200 to control the opening of the electrical contacts via the actuator.
  • the modular electrical switching device 1 comprises a removable thermal protection module 400.
  • a removable thermal protection module 400 comprises a housing in which one or more annular-shaped current sensors are positioned. Said sensors are intended to be positioned around the connection pads 45 of the unitary breaking units 85 of the breaking block 100.
  • the current sensors may be of the Rowgoski type.
  • the removable thermal protection module 400 is adapted to a three-pole modular contactor and thus comprises three openings 401 allowing its positioning by interlocking on the connection pads 45 of the three cutoff blocks Unipolar 85.
  • the removable thermal protection module 400 has the distinction of being integrated in the modular switch 1 so as to be interposed between the breaking block 100 and the terminal blocks 500.
  • the removable thermal protection module 400 has the particularity of not having own power supply means.
  • the removable thermal protection module 400 comprises communication and power supply means 402 intended to automatically connect with the removable electrical control module 250 of the actuating block 200. These communication connection means and power supply 402 are able both to supply the removable thermal protection module 400 and to transmit the measurements made by the current sensors.
  • the positioning of the removable electrical control module 250 on the housing of the actuating block 200 allows the connection and the automatic power supply between the current sensors of the removable thermal protection module 400 and the removable electrical control module 250.
  • the quick fixing means of the actuating block 200 with cut-off block 100 comprise a first part integral with the movable armature 202 of the actuating block 200 and a second part integral with the cutoff block 100.
  • the rapid fastening means comprise at least one coupling hook 214 intended to fix and hold the breaking block 100 to the actuating block 200.
  • Said coupling hook 214 is integral with the movable armature 202 of the electromagnetic actuator and is able to collaborate with an actuating device 34 of the movable contact 33 of the breaking block 100 to transmit the movement of the moving armature 202 to the movable contact 33.
  • the coupling hook 214 is intended both to fix the actuating block 200 with the cutoff block 100 and to transmit the movement of the mobile armature 202 of the electromagnetic actuator to the movable contact bridge 33 of a unitary breaking block 80 of the breaking block 100.
  • the actuating device 34 of the movable contact 33 comprises a movable contact holder 38 integral with the movable contact 33. Said movable contact holder 38 is connected to a fastening head 51. According to one embodiment of the invention, the movable contact 33 is preferably slidably mounted on the movable contact carrier 38.
  • the mobile contact carrier 38 is part integral part of the unitary breaking unit 80 and is not part of the moving part of the electromagnetic actuator of the actuating block 200.
  • Each unitary cutoff unit then comprises respectively a movable contact holder 38 integral with the movable contact 33.
  • the breaking block 100 of the modular contactor 1 according to the invention comprises three unitary breaking units 80 respectively having a movable contact holder 38.
  • Each unitary cutoff unit then has an autonomous operation with respect to the other unit blocks.
  • the coupling hook 214 comprises an inner surface having a first and a second edge respectively comprising bearing surfaces capable of transmitting the movements of the mobile armature 202 to the moving contact from a closed position towards an open position and vice versa.
  • the coupling hook 214 preferably has a C-shaped profile having two substantially parallel edges.
  • a first edge of the coupling hook 214 comprises a slot which is intended to receive the attachment head 51 integral with the contact holder 38.
  • the first edge comprises a bearing surface intended to transmit the movement of the mobile armature 202 to the movable contact holder 38 of the movable contact 33 in a first direction of movement, in particular from the closed position of the movable armature 202 towards its open position.
  • a second edge comprises a bearing surface intended to transmit the movement of the mobile armature 202 to the movable contact holder 38 of the movable contact 33 in a second direction of movement, in particular from the open position of the movable armature 202 towards its position closed.
  • the fastening means 210 comprise a tray 21 1 intended to be fixed to the movable armature 202.
  • the tray 21 1 comprises a countersink on a first face. Part of the mobile armature 202 is intended to be positioned by recess in said counterbore.
  • the fastening means 210 comprise retaining keys 212 removable through the walls of the countersink and a portion of the movable armature 202.
  • the shape of the countersink of the tray 21 1 is substantially rectangular to receive the transverse reinforcement solidarisant the external branches of the U-shaped mobile armature of the mobile armature 202.
  • Said transverse armature comprises through holes allowing the passage of retaining keys 212 removable during attachment of the movable armature 202 with the tray 21 1.
  • the tray 21 1 comprises three coupling hooks 214 intended respectively to collaborate with a latching head 51 of a movable contact holder 38 integral movable contact 33 of a unitary cutoff unit 80.
  • three unitary cutoff units 80 are then controlled synchronously by the actuating block 200 acting on the unitary breaking units.
  • the unitary clipping units 80 can be controlled synchronously and simultaneously or in a synchronized and non-simultaneous manner.
  • Each unit block 80 is connected to the actuating block 200 and is controlled at the opening of the contacts 32, 33 by moving in translation the movable contact bridge 33 in a direction perpendicular to the longitudinal axis X.
  • the movable bridge contact 33 moves between an open position and a closed position of the electrical contacts.
  • the coordination at the opening of the different unitary breaking units 80 is carried out directly by the actuating block 200 and not by additional means such as in particular by connecting control axes unit blocks of cutoff.
  • each unitary block of cutoff 80 can be directly removed from the base 1 10 of the fixing block 100. This withdrawal can be realized independently from that of the other unitary clipping units 80.
  • the modular contactor 1 then comprises quick fixing means 210 allowing the attachment of the actuating block 200 to the breaking block 100 removably.
  • the towing hook 214 comprises means of catching play capable of eliminating the clearances necessary for mounting the actuating block 200 on the break block 100. These means of catching games thus guarantee the respect for a reduced quotation chain.
  • the game-catching means comprise an elastic blade 213 substantially positioned parallel to the second edge of the coupling hook 214. Said elastic blade 213 behaves like a blade damper by deforming along the Z direction as soon as it enters into position. contact with the attachment head 51 connected to a movable contact holder 38 secured to a movable contact 33.
  • the clearance is made in such a way that it avoids relative movements of the different parts during the electrical or mechanical maneuvers of the modular contactor.
  • the game-catching means thus make it possible to reach high levels of mechanical durability.
  • a single elastic play catch blade could be used and then be common to the three unit blocks of cut.
  • the elastic blade 213 is positioned in a housing of the tray 21 1.
  • the elastic blade 213 is preferably metal and is made by folding. Said blade has locating lugs intended to be placed inside the tray 21 1 in order to limit any displacement of said blade.
  • the elastic blade 213 has a dual function. It allows on the one hand a recovery of the clearance between tray 21 1 and attachment head 51 and on the other hand a recovery of clearance between tray 21 1 and the movable armature 202 of the electromagnetic actuator.
  • the wave shape of the elastic blade 213 has the effect of locating fastening head 51 in the axis of the moving assembly 220 and to allow a snap-in sensation or hard point to the installer validating the proper assembly of the two parts one on the other.
  • each movable bridge 33 of a unitary cutoff unit 80 comprises a hooking head 51 intended to be connected to a hook of FIG. hitch 214 of a tray 21 1 of a mobile armature 202 of the electromagnetic actuator.
  • the attachment head 51 has support surfaces intended to collaborate with the bearing surfaces of the two edges of the coupling hook 214 in a C-shape.
  • the attachment head is positioned between the two edges of the coupling hook 214.
  • the attachment head 51 is connected to the movable contact holder 38 via a transmission axis 52. The transmission axis 52 then comes to be positioned inside the the slot of the first edge of the tow hook 214.
  • the position of the attachment head 51 is adjustable in the direction of movement of the movable contact bridge 33, in other words in a direction perpendicular to the longitudinal axis X.
  • This setting allows to optimize the contact crushing stroke between the electrical contact zones 37 of the two fixed contacts 32 and the contact zones 36 of the movable contact bridge 33.
  • the movable contact bridge 33 of each unitary block of cutoff 80 moves between an open position and a closed position of the electrical contacts. The purpose is to ensure that for a given displacement stroke, the electrical contacts are in the closed position.
  • the displacement stroke is fixed by the electromagnetic actuator of the actuating block 200.
  • the distance separating the movable contact bridge 33 from the fixed contacts 32 in the open position of the contacts can vary from one unitary breaking block 80 to the other .
  • the final positions of the movable contact bridges 33 may be different.
  • a movable breaking bridge 33 of a unitary cut-off block 80 may not be totally in a position closing while the other movable bridges 33 of the other unitary clipping units are already in a closed position.
  • An adjustment of the crushing stroke of the contacts consists in ensuring the holding of a mechanical dimension between the attachment head 51 and the housing 31 of the unitary cut-off unit 80 in the closed position of the contacts. More precisely, the adjustment of the crush stroke of the contacts consists in guaranteeing the holding of a dimension between the bearing surfaces of the fastening head 51 and a reference surface of the casing 31 of the unitary clipping unit 80. This dimension will be reproduced for all the unitary breaking blocks of the same modular contactor 1 according to the invention.
  • the adjustment of the crushing stroke is achieved thanks to the transmission axis 52 connecting the attachment head 51 to the movable contact holder 38.
  • said transmission axis 52 is of variable length.
  • the transmission axis 52 has a first end attached to the attachment head 51 and a second end having a thread.
  • the threading is intended to collaborate with a tapping made in the movable contact holder 38 secured to the movable contact bridge 33.
  • the attachment head 51 comprises a fingerprint intended to collaborate with an adjustment tool (not shown).
  • the adjustment tool is intended to be handled by a user wishing to adjust the length of the transmission axis 52.
  • the attachment head may comprise for example a CHc type profile.
  • the attachment head may comprise for example a profile of hexagonal shape.
  • the method for adjusting the crushing stroke of the electrical contacts of a unitary breaking unit 80 consists in placing the movable contact holder 38 in a closed position of the electrical contacts 32, 33.
  • the crushing stroke contacts can also be called the wear guard.
  • This operation is generally performed manually before mounting the box 31 of the unitary cut-off block 80 on the base 1 1 1 of the cut-off block 1 10.
  • the next step consists in positioning an adjusting jig 600 between the outer surface of the box 31 and a bearing surface of the attachment head 51. If the distance between the housing and the attachment head 51 is less than the thickness of the adjustment jig 600 and does not allow the positioning of said jig, the transmission axis 52 is then lengthened, in particular by unscrewing it with respect to housing 31.
  • the transmission axis 52 is then shortened, in particular by screwing it relative to the housing 31. Since the length of the transmission axis 52 is adjusted, the adjustment jig 600 can be removed.
  • the first step consists in maximizing the length of the transmission axis 52, in particular by unscrewing it as much as possible.
  • the second step as shown in FIGS. 7A and 7B, consists in positioning the adjustment jig 600 between a bearing surface of the fastening head 51 and a reference surface of the casing 31 of the unitary cut-off block 80.
  • the movable contact holder 38 is then brought into a closed position of the electrical contacts 32, 33 by screwing the transmission axis 52.
  • the attachment head 51 ends up being resting on the adjusting jig 600 and the movable contact holder 38 is the closed position.
  • the adjustment jig 600 is removed and the movable contact holder 38 is positioned in an open position of the contacts 32, 33.
  • the presence of a transmission axis 52 of variable length on each unitary cutoff unit 80 also makes it possible to create a time shift or a synchronization in the opening of the movable contacts 33 of the unitary blocks. 80 of the same modular switching device according to the invention.
  • This time shift in the opening of the electrical poles of a modular switching device makes it possible in particular to reduce the wear of the contacts when opening a three-phase product, by deliberately advancing the opening of a pole with respect to the two other. Indeed, in three-phase cut you always have an electrical pole that cuts before and the other two. The other two poles then cut a network that became single-phase after the first cut. The offset ensures the three-phase cut always on the same pole that can then be synchronized with respect to zero current. The opening of the other two poles is shifted so as to minimize the arc duration on these two poles.
  • This time shift in the opening of the electrical poles of a modular switching device also makes it possible to guarantee, for certain four-phase applications, an advance or a delay of the opening of the neutral with respect to the phases.
  • this operation can be performed simultaneously for all the unitary clipping units 80 positioned in a unitary base, bipolar, three-pole or four-pole. A template associated with the number of poles present is then used.
  • a time shift of the opening of one or more poles can easily be achieved by a template incorporating the shift of the pole to undergo the advance or the delay of closure.
  • the assembly and / or disassembly of the cutoff block 100 with actuating block 200 can be easily achieved which facilitates for example maintenance operations including the cutoff block.
  • the positioning references of the actuating block 200 with respect to the predetermined cutoff unit blocks of the cut-off block 100 make it possible to guarantee a very low tolerance of the contact wear guard, even if the blocks are changed. units during the maintenance intervention.
  • the wear guard of the contacts is also called crush contact. This then has the effect of ensuring a low tolerance on electrical endurance despite the manufacturing tolerances of any industrial product, and simultaneously to allow a gain of contact material (silver-based) and a lower consumption of the actuator.
  • the modular contactor 1 according to the invention comprises connection terminal blocks 500 intended to be connected to the connection terminals 45 of the breaking block.
  • the electrical switching device 1 comprises additional blocks of removable auxiliary contacts 700. These blocks have the particularity of being removable.
  • the removable auxiliary contact blocks 700 comprise a mobile contact support SCM which is controlled at the opening or by the operating axis 216 of the moving assembly 220 through the tray 21 1 moving in a translation movement or by the multifunction lever 205 moving in a rotational movement.
  • the removable auxiliary contact blocks 700 are controlled by a translational movement of the moving element 202 to indicate the open or closed state NO / NC of the electrical switching device. 1.
  • Said additive block is mounted vertically with respect to the installation position.
  • the removable auxiliary contact blocks 700 are controlled by a rotational movement of the multi-function lever 205.
  • the additive blocks are mounted frontally with respect to the installation position. .
  • the multi-function lever 205 may offer the possibility, via a particular flag-like shape, of indicating the opening state of the electrical switching device 1. This mechanical visualization of the position of the switching device electrical 1 is achievable through an angular movement of the lever 205 having a flag 208.
  • the invention relates to a switching assembly 1000 having two modular contactors 1, 2 as defined above.
  • Said modular contactors 1, 2 of the switching assembly 1000 are placed side by side so as to be contiguous with one of their main faces.
  • the two modular contactors 1, 2 are electrically connected.
  • the switching assembly 1000 comprises electrical conductors 301 respectively positioned inside the second cavities 130 of the two bases 1 10 of the two modular contactors 1, 2.
  • the electrical conductors 301 connecting the electrical poles of the first modular contactor 1 to the electric poles of the second modular switch 2 comprise rigid or semi-rigid conductors 301.
  • the internal volume of the second cavity 130 is intended to receive sets of inversion bars 300 capable of connecting two modular contactors 1, 2 in an inverter mode as shown in FIG. FIGS. 21 and 22.
  • the two contactors 1, 2 connected by the reversing busbar 300 are three-pole contactors.
  • the busbar 300 then comprises six inverting bars 301 respectively connecting two connection pads 45 of two contactors.
  • the electrical conductors 301 of the switching assembly 1000 are arranged in two groups 300 respectively comprising three inversion bars 301.
  • the electrical conductors 301 of the same group 300 are held together by a clamp 302.
  • connection opening 132 of a second cavity 130 opening at a connection pad 45 of a unitary cut-off unit 80 is then traversed by one of the inversion bars 301 of the inversion bar set 300.
  • each connection opening 132 allows the passage and the positioning of an inversion bar next to a connection pad 45 so that the electrical contact between the pad and the bar can have location.
  • the introduction of the reversal bars 301 of the reversing bar set 300 is done by the external face of the base 1 10. After having slipped the the ends of the inverting bars 301 in the connection openings 132, the busbar 300 is slightly rotated to position itself inside the second recess 130.
  • the introduction of the reversal bar 301 of the inversion bar set 300 is done directly by the side face of the base 1 10.
  • the inversion busbar 300 is positioned in the slot of the second impression 130 by sliding it into the latter.
  • the ends of the inverting bars 301 are then directly attached to the connection pads 45.
  • an upstream connection pad 45 of the first electrical pole of the first modular switch 1 is connected to an upstream connection pad 45 of the first electrical pole of the second modular switch 2.
  • a connection pad downstream 45 of the first electrical pole of the first modular contactor 1 is connected a downstream connection pad 45 of the third electrical pole of the second modular switch 2.
  • An upstream connection pad 45 of the second electrical pole of the first modular switch 1 is connected to a connection pad upstream 45 of the second electrical pole of the second modular contactor 2.
  • a downstream connection pad 45 of the second electrical pole of the first modular switch 1 is connected to a downstream connection pad 45 of the second electrical pole of the second modular switch 2.
  • An upstream connection pad 45 of the third electrical pole of the first modular contactor 1 is connected to the upstream connection 45 of the third electrical pole of the second modular contactor 2.
  • a downstream connection area 45 of the third electrical pole of the first modular contactor 1 is connected to the downstream connection area 45 of the first electrical pole of the second modular contactor 2.
  • this mode can be applied to four-pole contactors (not shown) for reversing electric power sources.
  • the two busbars 300 are placed inside the contactors.
  • This innovative configuration makes it possible not to increase the total volume of the electrical installation. This presents a significant advantage over the solutions of the state of the art where the installation of the busbars outside (Figure 19) causes problems when wiring the contactors in the control cabinets. Indeed, the place inside these electrical cabinets is always limited.
  • this configuration of the inverter busbars inside the modular contactors 1, 2 according to the invention also makes it possible to integrate a removable measuring and thermal protection module 400 with one of the two modular contactors 1, 2 as shown in Figures 21 and 22.
  • This integration of a removable thermal protection module 400 on one of the two contactors 1, 2 is impossible with known wiring as shown in Figure 19. Indeed, if a user attempts to transform the wiring of two contactors placed in an inverter-type mode as shown in FIG. 19 by integrating the thermal protection (thermal relay) on one of the two contactors then, as represented in FIG. 20, a non-functional wiring is obtained. Indeed, according to this unsatisfactory embodiment, when the motor is powered by the contactor number 2, the thermal relay is no longer on the current passage and therefore can not indicate the thermal state of the engine.
  • one of the modular contactors 2 of the switching assembly 1000 does not comprise a removable thermal protection module 400.
  • Said modular contactor 2 comprises an actuating block 200 associated with a breaking block 100 not equipped with a removable thermal protection module 400.
  • the invention is particularly intended for multipole switchgear devices of the electronically controlled contactor or choke type.
  • the simplified modular structure architecture of these devices makes it possible to accept one or more cutoff blocks, as well as removable thermal protection in the volume of the device. This architecture allows easy and differentiated maintenance of the various modular elements, whether electrical, electronic or electromechanical.

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Abstract

L'invention est relative à un dispositif de commutation modulaire (1) comportant un bloc de coupure (100) comprenant des blocs unitaires de coupure (80) et un bloc d'actionnement (200) des blocs unitaires de coupure (80) comportant un actionneur électromagnétique; Le bloc d'actionnement (200) comporte un module d'actionnement (230) intégrant l'actionneur électromagnétique et un module amovible de commande électrique (250) intégrant comportant des moyens de connexion adaptatifs destinés à s'interconnecter avec une bobine d'actionnement de l'actionneur électromagnétique. La bobine d'actionnement comporte des bobinages de commande (203) comprenant respectivement des bornes de connexion (207); les moyens de connexion adaptatifs du module amovible de commande électrique (250) étant agencés pour se connecter aux bornes de connexion (207) et placer les bobinages de commande (203) en série ou en parallèle.

Description

DISPOSITIF MODULAIRE DE COMMUTATION ELECTRIQUE COMPORTANT AU MOINS UN BLOC DE COUPURE UNIPOLAIRE ET ENSEMBLE DE COMMUTATION COMPORTANT DE TELS DISPOSITIFS.
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention est relative un dispositif modulaire de commutation électrique comportant un bloc de coupure comprenant des blocs unitaires de coupure ayant respectivement des moyens électriques de coupure, et un bloc d'actionnement des blocs unitaires de coupure comportant un actionneur de type électromagnétique commandé par des moyens de commande.
L'invention est aussi relative à un ensemble de commutation électrique comportant un premier et un second dispositifs modulaires de commutation électrique selon l'invention, lesdits dispositif placés cote à cote étant connectés électriquement.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
L'utilisation de blocs unitaires de coupure dans des dispositifs multipolaires de protection et/ou de commutation tels que disjoncteur, contacteur-disjoncteur, contacteur est connue. Les blocs unitaires de coupure peuvent être logés dans un boîtier multipolaire (US4684772). Les dispositifs multipolaires sont alors modulaires au sens où un même bloc de coupure peut être dupliqué trois fois dans un dispositif de commutation tripolaire et quatre fois dans un dispositif tétrapolaire.
Lorsque plusieurs blocs de coupure sont rassemblés dans un boîtier d'un dispositif de commutation, se pose alors notamment le problème de la commande synchronisée des différents blocs de coupure. Des solutions existantes plus ou moins complexes décrivent des moyens de commande et d'actionnement des blocs de coupure. L'utilisation de moyens de commande complexes peut présenter des problèmes de fiabilité dans le temps.
En outre, certains dispositifs de commutation comportent des moyens électroniques de commande. L'utilisation de moyens électroniques de commande réduit généralement fortement le volume du dispositif ainsi que sa consommation. Elle ouvre aussi le contacteur à la communication. Cependant, si les moyens de commande sont pilotés et alimentés par une électronique de commande des problèmes supplémentaires peuvent apparaître. En effet le niveau et les périodes de maintenance requis par les moyens électroniques et les moyens électromécaniques inclus dans le même dispositif ne sont pas les mêmes sachant que la maintenance global doit rester aisée et à faible coût. Ceci est d'autant plus vrai que les durées de vie des moyens électroniques de commande et de l'électromécanique associée peuvent être très différentes selon les applications.
Ainsi la modularité du dispositif de commutation permet à l'utilisateur d'obtenir un produit dont les performances sont réellement adaptées à l'utilisation qu'il en fait. La contre partie de cette modularité est la certaine complexité de réalisation d'un tel dispositif multipolaire de commutation. La complexité est réelle en terme de réalisation de l'architecture et en terme la maintenance du dispositif de commutation.
La modularité du dispositif multipolaire de commutation peut aussi concerner la mise en place et l'utilisation d'un dispositif de protection thermique électronique. L'intégration d'une protection thermique électronique amovible dans le volume du dispositif de commutation est alors possible au prix de moyens d'adaptation présentant une certaine complexité. Cette complexité supplémentaire peut être accrue lorsque plusieurs dispositifs de commutation sont reliés entre eux pour commander un moteur suivant notamment un montage en mode inverseur.
EXPOSE DE L'INVENTION
L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, en proposant un dispositif de commutation électrique à commande électronique comportant une architecture modulaire simplifiée acceptant un ou plusieurs blocs de coupure.
Le bloc d'actionnement du dispositif modulaire de commutation selon l'invention comporte un module d'actionnement intégrant l'actionneur électromagnétique et un module amovible de commande électrique intégrant les moyens de commande et comportant des moyens de connexion adaptatifs destinés à s'interconnecter avec une bobine d'actionnement de l'actionneur électromagnétique au moment du positionnement dudit module de commande électrique sur le module d'actionnement. La bobine d'actionnement comportant des bobinages de commande comprenant respectivement des bornes de connexion. Dans une première configuration, les moyens de connexion adaptatifs du module amovible de commande électrique sont agencés pour se connecter aux bornes de connexion et placer les bobinages de commande en série. Dans une seconde configuration, lesdits moyens de connexion adaptatifs sont agencés pour se connecter aux bornes de connexion et placer les bobinages de commande en parallèle.
Selon un premier mode particulier de réalisation, les moyens de connexion adaptatifs comportent des pistes électriques directement intégrées à un circuit imprimé du module amovible de commande électrique de manière à connecter les deux bobinages de commande en série. Selon un second mode particulier de réalisation, les moyens de connexion adaptatifs comportent des pistes électriques directement intégrées à un circuit imprimé (PCB) du module amovible de commande électrique (250) de manière à connecter les deux bobinages de commande (203) en parallèle.
De préférence, le dispositif modulaire de commutation électrique comporte des moyens de fixation rapide autorisant une fixation amovible du bloc d'actionnement sur le bloc de coupure et comportant au moins un crochet d'attelage destiné à fixer et maintenir le bloc de coupure au bloc d'actionnement, et à collaborer avec un dispositif d'actionnement d'un contact mobile du bloc unitaire de coupure pour transmettre le mouvement de l'actionneur électromagnétique audit contact mobile. Ledit crochet d'attelage est solidaire de l'armature mobile de l'actionneur électromagnétique.
De préférence, le dispositif modulaire de commutation comprend un module amovible de protection thermique comportant dans un boîtier des capteurs de courant destinés à être positionnés autour des plages de raccordement des blocs unitaires de coupure du bloc de coupure, ledit boîtier étant amovible par rapport au dispositif de commutation modulaire. Avantageusement, le module amovible de protection thermique comprend des moyens de communication et d'alimentation électrique destinés à se connecter automatiquement avec le module amovible de commande électrique, lesdits moyens de communication et d'alimentation étant agencés pour alimenter le module amovible de protection thermique et à transmettre les mesures effectuées par les capteurs de courant.
De préférence, les blocs unitaires de coupure sont respectivement commandés de manière synchronisée par une armature mobile de l'actionneur électromagnétique du bloc d'actionnement pour commander l'ouverture des contacts électriques en déplaçant des contacts mobiles des blocs unitaires de coupure.
Selon un mode de réalisation, le crochet d'attelage comporte une surface interne ayant un premier et un second bords comportant respectivement des surfaces d'appui aptes à transmettre les mouvements de l'armature mobile au contact mobile d'une position fermée vers une position ouverte et inversement.
Avantageusement, le premier bord de la surface interne du crochet d'attelage comporte une fente qui est destinée à recevoir une tête d'accrochage d'un porte contact mobile, ledit premier bord comportant une surface d'appui destinée à transmettre le mouvement de l'armature mobile à un porte contact mobile du contact mobile dans une première direction de mouvement de la position fermée vers sa position ouverte.
Avantageusement, le second bord comporte une surface d'appui destinée à transmettre le mouvement de l'armature mobile au porte contact mobile du contact mobile dans une seconde direction de mouvement, de la position ouverte vers sa position fermée.
Selon un mode de développement du dispositif modulaire de commutation électrique, ce dernier comporte trois blocs unitaires de coupure, les dispositifs d'actionnement desdits blocs étant respectivement commandés de manière synchronisée par le bloc d'actionnement, pour commander l'ouverture des contacts électriques en déplaçant les contacts mobiles. De préférence, le bloc d'actionnement comporte une barquette fixée armature mobile, ladite barquette ayant trois crochets d'attelage destinés respectivement à collaborer avec une tête d'accrochage d'un ergot d'un porte contact mobile solidaire d'un contact mobile d'un bloc unitaire de coupure. L'ensemble de commutation électrique selon l'invention comporte des conducteurs électriques positionnés respectivement à l'intérieur de secondes empreintes des deux socles des deux contacteurs modulaire.
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 une vue en perspective d'un dispositif modulaire de commutation électrique selon l'invention ; La figure 2 représente une vue en perspective d'un dispositif modulaire de commutation électrique selon la figure 1 en cours d'assemblage ;
La figure 3 représente une vue en coupe d'un bloc de coupure et d'un bloc d'actionnement selon la figure 2 dans une position non assemblée ;
La figure 4 représente une vue en coupe d'un bloc de coupure et d'un bloc d'actionnement selon la figure 2 dans une position en cours d'assemblage ;
La figure 5A représente une vue éclatée en perspective d'un bloc d'actionnement d'un dispositif modulaire de commutation électrique selon la figure 1 ;
La figure 5B représente une vue en perspective d'un bloc d'actionnement d'un dispositif modulaire de commutation électrique selon la figure 5A ;
Les figures 6A, 7A et 8A représentent des vues en coupe d'un bloc unitaire de coupure au cours des étapes d'un procédé de réglage de la course d'écrasement de contact selon l'invention ;
Les figures 6B, 7B et 8B représentent des vues en perspective d'un bloc unitaire de coupure au cours des étapes du procédé de réglage de la course d'écrasement de contact selon l'invention ; Les figures 9A et 9B représentent des vues en coupes d'un bloc unitaire de coupure respectivement dans une position d'ouverture et une position de fermeture ;
Les figures 10A et 10B représentent des vues en coupe partielle d'un dispositif modulaire de commutation électrique selon l'invention en cours de montage ; La figure 1 1 représente deux demi-coques assemblées d'un mode particulier de réalisation d'un bloc de coupure unitaire d'un bloc de coupure selon l'invention ;
La figure 12 représente les deux demi-coques d'un bloc de coupure selon la figure 1 1 en cours d'assemblage ;
La figure 13 représente une vue en perspective d'un socle d'un bloc de coupure selon un mode de réalisation de l'invention ;
La figure 14 représente deux demi-coques assemblées d'un autre mode particulier de réalisation d'un bloc de coupure unitaire d'un bloc de coupure selon l'invention ;
La figure 15 représente deux demi-coques d'un bloc de coupure selon la figure 14 en cours d'assemblage ;
La figure 16 représente une vue en perspective en coupe partielle d'un bloc de coupure selon un mode de réalisation ;
Les figures 17 et 18 représentent des vues en perspective de différents modes particuliers de réalisation des moyens de coupure d'un bloc de coupure unitaire ; La figure 19 représente un schéma de câblage de deux dispositifs de commutation placés en amont d'un moteur dans un mode de type inverseur ; La figure 20 représente un schéma de câblage selon la figure 19 selon un mode non fonctionnel de réalisation ;
Les figures 21 et 22 représentent des vues en perspective de deux dispositifs de commutation câblés dans un mode de type inverseur ; Les figures 23 à 25 représentent des vues en perspective de coté de deux dispositifs de commutation câblés dans un mode de type inverseur ;
Les figures 26 et 27 représentent des vues en perspective de barres de liaison utilisées pour relier deux dispositifs de commutation modulaires dans un mode de type inverseur ; Les figures 28A et 28B représentent des vues en perspective de blocs de contacts auxiliaires dans un premier mode particulier de développement de l'invention ;
Les figures 29A et 29B représentent des vues en perspective de blocs de contacts auxiliaires dans un second mode particulier de développement de l'invention ;
Les figures 30A et 30B représentent des vues en perspective d'une variante de réalisation des moyens de commande des blocs de contacts auxiliaires selon les figures 29A et 29B ;
Les figures 31 A et 31 B représentent des vues en perspective de variantes de réalisation d'un équipage mobile 220 d'un bloc d'actionnement d'un dispositif modulaire de commutation selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
Le dispositif modulaire de commutation électrique 1 selon l'invention tel que représenté sur la figure 1 comporte un bloc de coupure 100 associé à un bloc d'actionnement 200. Le dispositif modulaire de commutation électrique 1 est de préférence un contacteur. Les termes contacteur ou dispositif de commutation ou dispositif modulaire de commutation électrique seront utilisés par la suite sans distinction.
Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, le contacteur modulaire 1 selon l'invention comporte des moyens de fixation rapides autorisant la fixation du bloc d'actionnement 200 sur le bloc de coupure 1 00 de manière amovible. En outre, selon ce mode préférentiel de réalisation de l'invention, comme représenté sur les figures 10A et 10B, le bloc d'actionnement 200 comporte un module d'actionnement 230 connecté à un module amovible de commande électrique 250.
Le module amovible de commande électrique 250 peut comprendre des moyens électroniques de commande alimentés par une électronique de commande. Les termes module amovible de commande électrique 250 ou module amovible de commande électronique 250 seront utilisés par la suite sans distinction.
Le module d'actionnement 230 comporte de manière connue un actionneur de type électromagnétique comportant plus particulièrement une culasse fixe 201 et une armature mobile 202 apte à se déplacer par rapport à la culasse fixe 201 entre deux positions, une position ouverte et une position fermée. L'actionneur électromagnétique comporte également une bobine d'actionnement qui lorsqu'elle est parcourue par un courant de commande permet de déplacer l'armature mobile 202 de sa position ouverte vers sa position fermée. Un ressort de rappel 204 permet de déplacer l'armature mobile 202 de sa position fermée vers sa position ouverte. Selon un mode particulier de réalisation tel que représenté sur les figures 3 et 4, le ressort de rappel 204 agit sur l'armature mobile 202 par l'intermédiaire d'un levier rotatif 205.
Selon un mode de développement préférentiel de l'actionneur représenté sur les figures 5A, 5B, l'armature fixe 201 comporte une section en forme de U comportant deux branches externes et une armature transverse solidarisée à une première extrémité des branches externes. L'actionneur comporte une bobine d'actionnement comportant de préférence deux bobinages de commande 203 reliés électriquement. Les deux bobinages comportent respectivement un axe longitudinal sensiblement confondu avec celui des branches externes de la culasse magnétique en forme de U. En effet, lesdits bobinages de commande 203 sont enroulés sur des carcasses isolantes placées sur les branches externes de la culasse magnétique 201 . Les deux bobinages de commande 203 sont préférentiellement identiques.
Selon un mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur les figures 5A et 5B, le ressort de rappel 204 est apte à déplacer un équipage mobile 220 de sa position fermée vers sa position ouverte. Comme représenté sur la figure 5B, l'équipage mobile 220 comprend l'armature mobile 202 de l'actionneur positionnée dans une barquette 21 1 . Le ressort de rappel agit sur un levier multi fonction 215 solidaire de la barquette 21 1 . Ledit levier multi fonction 205 est agencé pour gérer un équilibrage de l'armature mobile 202 afin de permettre une simultanéité de fermeture des 3 pôles puissance tout en réduisant des frottements. Comme représenté sur les figures 29A et 29B, le levier multi fonction 205 permet aussi l'entraînement des blocs de contacts auxiliaires et la mise à disposition d'une visu en face avant du dispositif modulaire de commutation électrique 1 .
Comme représenté sur les figures 31 A et 31 B, le levier multifonction 205 peut être asservi de deux manières. Comme représenté sur la figure 31 A, un ressort de torsion 206 est utilisé pour le maintenir dans une position de fonctionnement. Comme représenté sur la figure 31 B, un ressort de compression est utilisé pour le maintenir dans une position de fonctionnement.
L'actionneur comporte aussi de préférence des plaques polaires 215 fixées sur les branches externes de la culasse magnétique en forme de U. Lesdites plaques permettent d'améliorer le comportement magnétique de l'actionneur.
L'actionneur peut être de type monostable ou bistable. Dans le cas d'un actionneur bistable, ledit actionneur comporte au moins un aimant permanent placé de préférence entre les 2 plaques polaires 21 5. Selon un mode de développement de l'invention non représenté, la culasse magnétique 201 comporte une section en forme de E ayant deux branches externes, au moins une branche centrale, et une armature transverse solidarisée à une première extrémité des branches externes et centrale. L'armature mobile est placée en vis-à-vis des secondes extrémités des branches externes et se déplace en translation. L'armature mobile comporte aussi une section en forme de E comportant deux branches externes, au moins une branche centrale, et une armature transverse solidarisée à une première extrémité des branches externes et centrale. La bobine de commande comportant un axe longitudinal sensiblement confondu avec celui de la branche centrale de la culasse magnétique en forme de E. En effet, ladite bobine de commande comporte un bobinage enroulé sur une carcasse isolante placée sur la branche centrale de la culasse magnétique.
L'actionneur est positionné dans un boîtier du module d'actionnement 230. Les bobinages de commande 203 de la bobine d'actionnement comportent des bornes de connexion 207 destinées à venir en contact avec des moyens de connexion adaptatifs du module amovible de commande électrique 250. Comme représenté notamment sur la figure 5B, chaque bobinages de commande 203 comporte deux bornes de connexions 207.
Selon un premier exemple de réalisation telle que représentées sur la figure 28A, les quatre bornes de connexions 207 des deux bobinages de commande 203 sont de préférence alignées. Selon un second exemple de réalisation telle que représentées sur la figure 5B, les quatre bornes de connexions 207 des deux bobinages de commande 203 sont de préférence disposées en diagonale. Ces deux dispositions des bornes 207 permettent notamment de s'adapter à différentes configuration du module amovible de commande électrique 250.
Selon ce mode préférentiel de réalisation de l'invention, le module amovible de commande électrique 250 comprend des moyens électroniques de commande alimentés par une électronique de commande. Le module amovible de commande électronique 250 est alors destiné à assurer un fonctionnement répétitif et constant de l'actionneur pour une large plage de tension d'alimentation. Ledit module amovible de commande électronique est positionné et fixé sur le boîtier du module d'actionnement 230. Au moment de son positionnement sur ledit boîtier, les bornes de connexion 207 des bobinages de commande 203 sont automatiquement interconnectées avec les moyens de connexion adaptatifs du module amovible de commande électronique 250. Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens de connexion adaptatifs sont intégrés directement à un circuit imprimé PCB (Printed Circuit Boar) du module amovible de commande électrique 250. Suivant la version des moyens électroniques de commande utilisés et en fonction de la tension de commande du contacteur modulaire, la connexion entre les deux bobinages de commande 203 judicieusement répartis sur les deux branches externes de la culasse magnétique 201 de l'actionneur peut se faire en série ou en parallèle. Les moyens de connexion adaptatifs permettent une connexion en série ou en parallèle des deux bobinages de commande 203 au moment de la connexion du module amovible de commande électrique 250 sur le module d'actionnement 230. Les moyens de connexion adaptatifs permettent ainsi une adaptation plus large au besoin de l'application tout en conservant une bobine d'actionnement commune à toutes les applications.
Selon un premier mode particulier de réalisation des moyens de connexion adaptatifs, le circuit imprimé (PCB) du module amovible de commande électrique 250 comporte des pistes électriques dessinées et configurées afin de connecter les bornes 207 des bobinages de commande 203 en série.
Selon un second mode particulier de réalisation des moyens de connexion adaptatifs, le circuit imprimé (PCB) du module amovible de commande électrique 250 comporte des pistes électriques dessinées et configurées afin de connecter les bornes 207 des bobinages de commande 203 en parallèle. Les ordres de commande ainsi que l'alimentation des bobinages de commande 203 transitent via ces bornes de connexion 207.
Ce module amovible de commande électrique 250 peut comporter plusieurs variantes selon l'application visée (notamment selon la tension réseau). Ledit module est de préférence monté en dernier sur un contacteur ou un contacteur équipé d'une protection thermique (starter). Le choix final du module de commande électrique à installer permet ainsi à l'installateur de faire une différenciation retardée. Ce module amovible de commande électrique 250 peut aussi être muni de connexions permettant la communication par exemple avec un ordinateur de gestion de l'installation, un outil de configuration.
Le bloc de coupure 100 du contacteur 1 selon l'invention comporte un ou plusieurs pôles électriques. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, le contacteur comporte trois pôles électriques, on parle alors de contacteur tripolaire. Un bloc unitaire de coupure 80 appelé aussi couramment ampoule de coupure est alors associé à chaque pôle électrique. Les trois blocs unitaires de coupure 80 sont alors commandés de manière synchronisée par le bloc d'actionnement 200 agissant sur des dispositifs d'actionnement 34 des blocs unitaires de coupure 80.
Selon un mode particulier, les blocs de coupure peuvent être commandés de manière synchronisée et simultanée. Autrement dit, tous les blocs se déplacent alors en même temps. Selon un autre mode particulier, les blocs de coupure peuvent être commandés de manière synchronisée et non-simultanée. Autrement dit, tous les blocs se déplacent grâce à l'action du bloc d'actionnement mais on observe un décalage temporel entre le déplacement de chaque bloc. Ce décalage temporel est reproductible et contrôlé. Tels que représentés sur les figures 12 et 15, les blocs unitaires de coupure 80 selon l'invention comprennent un boîtier 31 formé de deux demi-coques 80A. Les deux demi-coques 80A du boîtier 31 sont réalisées de préférence en matériau plastique moulé. Des contacts électriques sont disposés à l'intérieur du boîtier 31 . Les demi-coques 80A sont assemblées pour former un ensemble de forme sensiblement parallélépipédique se développant selon un plan longitudinal de référence XZ.
Selon un mode particulier de réalisation, les deux demi-coques 80A constituant le boîtier 31 sont de préférence de forme identique. A titre d'exemple, on entend par « forme identique » le fait que les deux demi-coques, réalisées de préférence par moulage, sont issues d'une même empreinte. Cela présente l'avantage industriel de gérer une seule variante de pièce et un investissement unique. Le boîtier 31 comporte alors deux faces principales 81 disposées de manière parallèles au plan longitudinal XZ. Ledit boîtier comprend en outre deux faces latérales 82, une face supérieure 83 et une face inférieure 84. Tel que représenté sur les figures 16 et 17, le bloc unitaire de coupure 80 comprend des moyens électriques de coupure 30 composés de deux contacts fixes 32 respectivement reliés à un bornier électrique de raccordement 500 par des plages de raccordement 45. Les deux contacts fixes 32 comportent respectivement une zone de contact électrique 37. Les moyens électriques de coupure 30 sont alors positionnés dans un volume interne du boîtier 31 , volume interne délimité par les deux demi-coques 80A.
Les moyens électriques de coupure 30 comportent en outre un contact mobile 33 se présentant sous la forme d'un pont comportant un corps allongé suivant un axe longitudinal X. Selon ce mode de réalisation, le pont mobile de contact 33 comprend deux extrémités sur lesquelles sont positionnées deux zones de contact 36 pouvant chacune collaborer respectivement avec une zone de contact 37 d'un contact fixe 32 dans une position de fermeture des moyens de coupure.
Les termes « contact mobile » ou « pont de contact mobile » seront utilisés indifféremment dans la suite de la description. Dans cette position de fermeture, un moyen élastique 25, tel que notamment un ressort hélicoïdal, permet d'assurer entre les zones de contact 36 et 37, une pression de contact suffisante pour garantir l'établissement et le passage du courant dans de bonnes conditions. Le moyen élastique 25 est appelé généralement ressort de pôle. Cette pression de contact est aussi prévue pour le passage du courant permanent sans échauffement excessif, ainsi que pour garantir une durabilité électrique suffisante.
On définit ainsi deux volumes d'ouverture 35 correspondant à l'espace dans lequel sont disposées une zone de contact 37 d'un contact fixe 32 et une zone de contact 36 associée au contact mobile 33. En outre, chaque volume d'ouverture 35 est associé à une chambre d'extinction d'arc. La chambre d'extinction d'arc s'ouvrant sur le volume d'ouverture 35, est délimitée par deux parois parallèles et placées de part et d'autre du plan géométrique longitudinal de référence XZ, une paroi postérieure éloignée du volume d'ouverture 35, une paroi inférieure et une paroi supérieure. Selon un mode de réalisation de la chambre d'extinction d'arc, ladite chambre peut comporter un empilement d'au moins deux plaques métalliques 40 planes et perpendiculaires au plan géométrique longitudinal de référence XZ. Ces plaques métalliques, appelées ailettes, sont destinées à la désionisation de l'arc. Les plaques métalliques 40 sont réalisées de préférence en matériau ferromagnétique. Lesdites ailettes tendent à exercer sur l'arc un effort d'attraction ferromagnétique. Lesdites ailettes sont de forme sensiblement rectangulaire et comportent un axe longitudinal ainsi qu'un axe médian.
Selon un autre mode particulier de réalisation de la chambre d'extinction d'arc telle que représentée sur la figure 18, ladite chambre est délimitée par deux flasques 68 en matériau ferromagnétique. Les deux flasques latéraux 68 sont parallèles et placés de part et d'autre d'un plan longitudinal médian XZ. Les deux flasques latéraux 68 sont disposés de manière à encadrer une des extrémités du pont mobile 33 sur tout son déplacement entre la position d'ouverture et la position de fermeture. Autrement dit, les deux flasques latéraux 68 sont espacés l'un de l'autre pour autoriser le déplacement du pont mobile de contact 33. Les parois internes desdits flasques 68 comporte une couche de matériau isolant. Le positionnement des couches de matériau isolant sur les flasques 68 permet d'éviter l'accrochage de l'arc sur les parois internes desdits flasques 68. Ces couches sont de préférence en matériau gazogène. La chambre d'extinction est délimitée aussi par une paroi postérieure 72 placée perpendiculairement au plan XZ. Ladite paroi postérieure est éloignée du volume d'ouverture 35 pour être positionnée à l'opposé d'un volume d'ouverture des zones de contact 36, 37. La paroi postérieure 72 relie les deux flasques latéraux 68 de façon à former un ensemble métallique sensiblement en forme de U. La paroi postérieure 72 relie les deux flasques sur une partie de leur hauteur.
De préférence, les deux flasques latéraux 68 s'étendent selon une direction parallèle au plan longitudinal médian XZ de manière à encadrer entièrement la zone de contact 36 du pont mobile de contact 33. Plus précisément, les deux flasques latéraux 68 s'étendent de manière enfermer complément la zone de contact 36 du pont mobile de contact 33 à l'intérieur de la chambre d'extinction d'arc 24. Autrement dit, le développement des flasques en longueur permet de fermer latéralement chaque volume d'ouverture 35 de manière à canaliser l'échappement de particules ionisées au moment de l'ouverture des contacts électriques.
La paroi de chaque chambre d'extinction d'arc 24 peut comporter un déflecteur supérieur métallique 69. Tel que représenté sur la figure 18, ledit déflecteur relie électriquement un contact fixe 32 à une paroi postérieure 72 pour former une partie supérieure de la paroi métallique de ladite chambre d'extinction.
Selon une variante de réalisation, le pont mobile de contact 33 comporte des cornes d'arc 39 à chacune des deux extrémités. Lesdites cornes d'arc s'étendent au-delà des zones de contact en direction des parois postérieures 72 des chambres d'extinction d'arc. A titre d'exemple de réalisation, les cornes d'arc 39 sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal X du pont mobile de contact 33.
Le boîtier 31 du bloc unitaire de coupure 80 est destiné à venir se positionner dans un socle 1 10 du bloc de coupure 100 du contacteur 1 . Le socle 1 10 comporte une face interne ayant une première empreinte 120 dans laquelle vient se positionner des blocs unitaires de coupure 80. La face inférieure 84 du boîtier 31 vient alors se positionner en vis-à-vis dans la première empreinte 120 du socle 1 10. Les faces principales 81 sont accolées à des cloisons de séparation 1 1 1 du socle 1 10. Les cloisons de séparation 1 1 1 positionnées sur les bords externes du socle 1 10 forment ainsi des parois du dispositif modulaire de commutation électrique 1 .
Le socle 1 10 comporte une première empreinte 120 ayant au moins trois compartiments destinés à collaborer respectivement avec un bloc unitaire de coupure 80. Chaque bloc unitaire de coupure 80 coopère avec le socle 1 10 pour réaliser au moins un canal d'échappement des gaz de coupure permettant une coupure sans bruit ni gaz ionisés à l'extérieur au socle. Selon un mode particulier de réalisation des blocs unitaire de coupure tels que représentés sur les figures 1 1 à 13, les deux demi-coques selon l'invention sont destinées à collaborer avec un compartiment de la première empreinte 120 d'un socle 1 10 d'un dispositif modulaire de commutation électrique 1 afin de délimiter deux canaux d'évacuation des gaz de coupure. Chaque canal d'évacuation est alors relié à un volume interne du boîtier 31 par une ouverture 86 réalisée dans une demi-coque 80A. Les demi-coques comportent respectivement une nervure 85 destinée à collaborer avec un compartiment de la première empreinte 120 d'un socle 1 10 d'un dispositif modulaire de commutation électrique 1 afin de délimiter les canaux d'évacuation des gaz de coupure.
Selon une première variante de réalisation telle que représentés sur les figures 1 1 à 13, les nervures 85 des deux demi-coques 80A assemblées forment au niveau d'un plan de contact une nervure inférieure 805 sur la face inférieure 84 du boîtier 31 . La nervure inférieure 805 se développe selon une direction parallèle au plan longitudinal XZ. Ladite nervure est destinée à collaborer avec la première empreinte 120 d'un socle 1 10 d'un dispositif modulaire de commutation électrique 1 afin de délimiter deux canaux d'évacuation des gaz de coupure, chaque canal étant relié à un volume interne du boîtier par une ouverture 86 réalisée dans une demi-coque 80A. En effet, le boîtier 31 du bloc unitaire de coupure 80 est destiné à venir se positionner dans un socle 1 10 d'un dispositif modulaire de commutation électrique 1 . La face inférieure 84 du boîtier 31 vient alors se positionner en vis-à- vis d'une première empreinte 120 du socle 1 10. Plus particulièrement, la nervure inférieure 805 présente sur la face inférieure 84 du boîtier 31 délimite avec l'empreinte 120 deux canaux d'évacuation des gaz de coupure. Chaque canal est relié à un volume interne du boîtier par une ouverture 86 réalisée dans une demi- coque 80A. Selon un mode particulier, les ouvertures 86 traversent de préférence la face inférieure 84 du boîtier 31 . Plus précisément, chaque demi-coque 80A comporte respectivement une ouverture 86 débouchante. Afin de réduire de manière efficace les manifestations extérieures des gaz de coupure, un bloc de filtrage percé de trous est placé dans chaque canal d'évacuation. A titre d'exemple de réalisation, une grille 87 est placée au niveau de chacune des ouvertures débouchantes 86 du boîtier 31 . La nervure inférieure 805 est de préférence saillante par rapport à la face inférieure 84. Selon ce mode particulier, chaque compartiment de la première empreinte 120 du socle 1 10 comporte une nervure creuse 121 . La nervure inférieure 805 saillante du boitier 31 est alors agencée de manière à se placer dans la partie creuse de la première empreinte 120 du socle 1 10 au moment du positionnement du bloc de coupure 80 dans le dispositif modulaire de commutation électrique 1 pour délimiter deux canaux d'évacuation distincts. La nervure inférieure 805 comporte des tronçons de forme concave et/ou convexe. Ainsi, la face inférieure 84 des blocs unitaires de coupure 80 présente une forme permettant de moduler la section du canal d'évacuation des gaz le long de ce canal de façon à alterner des zones de détente et de compression. Cette alternance de zones de détente et de zones de compression permet de réduire la quantité de manifestation en sortie de canal. Chaque compartiment de la première empreinte 120 est creux de manière à ce que les canaux d'évacuation des gaz de coupure comportent des parois formées par une partie la face inférieure 84 d'un bloc unitaire de coupure 80 et une partie du socle 1 10 du dispositif modulaire de commutation électrique. Chaque compartiment de la première empreinte 120 comporte sur une face destinée à être placée en vis-à- vis de la face inférieure 84 du boitier 31 du bloc unitaire de coupure 80. Ladite face comporte une zone creuse 121 dans laquelle la nervure inférieur 805 saillante dudit boitier est destinée venir se placer pour délimiter deux canaux d'évacuation distincts. En outre, chaque compartiment de la première empreinte 120 du socle 1 10 comporte une paroi dans laquelle deux trous 122 d'évacuation des gaz sont aménagés. Chaque trou 122 est relié à un des canaux d'évacuation.
Selon une seconde variante de réalisation telle que représentés sur les figures 14 et 15, les deux demi-coques comportent respectivement une nervure 85 sur leur face principale 81 . Les nervures 85 sont de préférence en retrait par rapport aux faces principales 81 . Le boitier 31 comporte deux nervures 85 se développant selon une direction parallèle au plan longitudinal XZ. Lesdites nervures sont destinées à collaborer avec une première empreinte 120 d'un socle 1 10 d'un dispositif modulaire de commutation électrique 1 . Chaque canal est relié à un volume interne du boitier par une ouverture 86 réalisée dans une demi-coque 80A. Selon un mode particulier, les ouvertures 86 traversent de préférence la face inférieure 84 du boîtier 31 . Plus précisément, chaque demi-coque 80A comporte respectivement une ouverture 86 débouchante.
Le socle 1 10 comporte en outre une face externe destinée à collaborer avec châssis ou un rail de fixation de type rail DIN. Selon un mode de réalisation, la face externe comporte une seconde empreinte 130 présentant un volume interne délimité par une paroi. Ladite seconde empreinte 130 est ainsi positionnée entre la face externe dudit socle 1 10 et la première empreinte 120 destinée au positionnement d'un bloc de coupure 80.
Selon un mode de développement de l'invention, la seconde empreinte 130 comporte des premières ouvertures débouchant respectivement dans des parois principales du contacteur modulaire 1 et des secondes ouvertures de raccordement 132 débouchant à proximité des plages de raccordement 45 du contacteur modulaire 1 .
A titre d'exemple de réalisation, les premières ouvertures de la seconde empreinte 130 sont réalisées de préférence dans une paroi sécable du socle 1 10. En fonction de l'utilisation du dispositif modulaire de commutation électrique, la partie sécable est retirée ou n'est pas retirée. Comme représentées sur les figures 1 et 2, selon un premier mode de réalisation, les parties sécables n'ont pas été retirées. Comme représentées sur les figures 21 et 22, les parties sécables des socles 1 10 ont été retirées sur les deux faces principales du dispositif de commutation afin de laisser un passage pour des conducteurs électriques 301 .
Les premières et secondes ouvertures autorisent le passage de conducteurs électriques 301 reliant au moins un pôle électrique d'un premier contacteur modulaire 1 à un pôle électrique d'un second contacteur modulaire 2 placé contre le premier.
Selon un mode de réalisation représenté sur les figures 21 à 25, le volume interne de la seconde empreinte 130 est sensiblement de forme parallélépipédique et présente une face ouverte sur la face externe du contacteur modulaire 1 , 2. Selon un premier mode particulier de réalisation tel que représenté sur les figures 21 à 27, la seconde empreinte 130 comporte au moins un canal ayant un bord comportant au moins une ouverture de raccordement 132 débouchant au niveau d'une plage de raccordement 45 d'un bloc unitaire de coupure 80. Ledit au moins un canal s'étend selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan longitudinal XZ et traverse entièrement le socle 1 1 0 pour déboucher de part et d'autre dudit socle. A titre d'exemple de réalisation, ledit au moins un canal comporte un volume sensiblement parallélépipédique ayant deux bords sensiblement parallèles. De préférence, la seconde empreinte 130 comporte deux canaux sensiblement identiques et disposés de manière parallèle l'un à l'autre. Les canaux ont respectivement une forme parallélépipédique. Les volumes internes de chaque canal comprennent alors des premières ouvertures débouchant respectivement dans les parois principales du contacteur modulaire 1 , 2 et des secondes ouvertures de raccordement 132 débouchant à proximité des plages de raccordement 45 du contacteur modulaire 1 , 2. En outre les deux canaux sont séparés par une cloison. Ladite cloison est destinée à séparer l'amont de l'aval. Ladite cloison peut être destinée à collaborer avec un rail de fixation de type rail DIN. Ainsi, lorsque la seconde empreinte 130 comporte deux canaux, seulement un des deux bords de chaque canal comporte les ouvertures de raccordement 132. Les secondes ouvertures de raccordement 132 d'un premier canal débouchent à proximité des plages de raccordement amont du contacteur modulaire 1 , 2 et les secondes ouvertures de raccordement 132 d'un second canal 130 débouchent à proximité des plages de raccordement amont du contacteur modulaire 1 , 2.
Lorsque la seconde empreinte 130 comporte un seul canal de forme parallélépipédique, les ouvertures de raccordement 132 sont disposées dans les deux bords parallèles du canal, chaque bord comportant respectivement les ouvertures de raccordement aptes à être traversée par une des barres d'inversion du jeu de barre d'inversion.
Selon un second mode particulier de réalisation non représenté, la seconde empreinte 130 comporte deux fentes taillées respectivement dans les faces latérales du socle 1 10. Ces fentes débouchent respectivement au niveau des plages de raccordement 45 des blocs unitaires de coupure 80. Chaque fente est destinée recevoir un jeu complet de barre d'inversion 300 comportant une ou plusieurs barres d'inversion 301 .
Tel que représenté sur la figure 1 , le dispositif modulaire de commutation électrique 1 peut comporter en outre un ou plusieurs dispositifs de détection de défaut notamment thermique. Les dispositifs de détection sont reliés au bloc d'actionnement 200 afin de commander l'ouverture des contacts électriques par l'intermédiaire de l'actionneur. Selon un mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 1 , le dispositif modulaire de commutation électrique 1 comporte un module amovible de protection thermique 400.
Comme représenté sur les figures 1 et 2, un module amovible de protection thermique 400 selon l'invention comporte un boîtier dans lequel un ou plusieurs capteurs de courant de forme annulaire sont positionnés. Lesdits capteurs sont destinés à être positionnés autour des plages de raccordement 45 des blocs unitaires de coupure 85 du bloc de coupure 100. Les capteurs de courant peuvent être de type Rowgoski. Selon un mode particulier de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, le module amovible de protection thermique 400 est adapté à un contacteur modulaire tripolaire et comporte ainsi trois ouvertures 401 autorisant son positionnement par emboîtement sur les plages de raccordement 45 des trois blocs de coupure unipolaire 85. Comme représenté sur la figure 2, le module amovible de protection thermique 400 présente la particularité d'être intégré au contacteur modulaire 1 de manière à s'intercaler entre le bloc de coupure 100 et les borniers de raccordement 500.
Le module amovible de protection thermique 400 selon l'invention présente la particularité de ne pas posséder des moyens d'alimentation électrique propres. Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, le module amovible de protection thermique 400 comprend des moyens de communication et d'alimentation électrique 402 destinés à se connecter automatiquement avec le module amovible de commande électrique 250 du bloc d'actionnement 200. Ainsi ces moyens de connexion communication et d'alimentation électrique 402 sont aptes à la fois à alimenter le module amovible de protection thermique 400 ainsi qu'à transmettre les mesures effectuées par les capteurs de courant. Selon ce mode de réalisation de l'invention, le positionnement du module amovible de commande électrique 250 sur le boîtier du bloc d'actionnement 200 autorise la connexion et l'alimentation électrique automatique entre les capteurs de courant du module amovible de protection thermique 400 et le module amovible de commande électrique 250.
Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, les moyens de fixation rapide du bloc d'actionnement 200 avec bloc de coupure 100 comportent une première partie solidaire de l'armature mobile 202 du bloc d'actionnement 200 et une seconde partie solidaire du bloc de coupure 100.
Les moyens de fixation rapides comportent au moins un crochet d'attelage 214 destiné à fixer et maintenir le bloc de coupure 100 au bloc d'actionnement 200. Ledit crochet d'attelage 214 est solidaire de l'armature mobile 202 de l'actionneur électromagnétique et est apte à collaborer avec un dispositif d'actionnement 34 du contact mobile 33 du bloc de coupure 100 pour transmettre le mouvement de l'armature mobile 202 au contact mobile 33.
Ainsi, selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, le crochet d'attelage 214 est destiné à la fois à fixer le bloc d'actionnement 200 avec le bloc de coupure 100 et à transmettre le mouvement de l'armature mobile 202 de l'actionneur électromagnétique au pont mobile de contact 33 d'un bloc de coupure unitaire 80 du bloc de coupure 100.
Le dispositif d'actionnement 34 du contact mobile 33 comporte un porte contact mobile 38 solidaire du contact mobile 33. Ledit porte contact mobile 38 est relié à une tête d'accrochage 51 . Selon un mode de réalisation de l'invention, le contact mobile 33 est de préférence monté en coulissement sur le porte contact mobile 38.
Contrairement aux solutions connues, le porte contact mobile 38 fait partie intégrante du bloc unitaire de coupure 80 et ne fait pas partie de la partie mobile de l'actionneur électromagnétique du bloc d'actionnement 200. Chaque bloc unitaire de coupure comporte alors respectivement un porte contact mobile 38 solidaire du contact mobile 33. Comme représenté sur la figure 2, le bloc de coupure 100 du contacteur modulaire 1 selon l'invention comporte trois blocs unitaires de coupure 80 ayant respectivement un porte contact mobile 38. Chaque bloc unitaire de coupure a alors un fonctionnement autonome par rapport aux autres blocs unitaires.
Selon un mode de réalisation, le crochet d'attelage 214 comporte une surface interne ayant un premier et un second bord comportant respectivement des surfaces d'appui aptes à transmettre les mouvements de l'armature mobile 202 au contact mobile d'une position fermée vers une position ouverte et inversement.
Le crochet d'attelage 214 présente de préférence un profil en forme de C ayant deux bords sensiblement parallèles. Un premier bord du crochet d'attelage 214 comporte une fente qui est destinée à recevoir la tête d'accrochage 51 solidaire du porte contact 38. Le premier bord comporte une surface d'appui destinée à transmettre le mouvement de l'armature mobile 202 au porte contact mobile 38 du contact mobile 33 dans une première direction de mouvement, notamment de la position fermée de l'armature mobile 202 vers sa position ouverte. Un second bord comporte une surface d'appui destinée à transmettre le mouvement de l'armature mobile 202 au porte contact mobile 38 du contact mobile 33 dans une seconde direction de mouvement, notamment de la position ouverte de l'armature mobile 202 vers sa position fermée. Selon un mode de développement de l'invention, les moyens de fixation 210 comportent une barquette 21 1 destinée à être fixées à l'armature mobile 202. Selon un mode particulier de réalisation, la barquette 21 1 comporte un lamage sur une première face. Une partie de l'armature mobile 202 est destinée venir se positionner par encastrement dans ledit lamage. Les moyens de fixation 210 comportent des clavettes de maintien 212 amovibles traversant les parois du lamage ainsi qu'une partie de l'armature mobile 202. A titre d'exemple de réalisation, la forme du lamage de la barquette 21 1 est sensiblement rectangulaire pour recevoir la armature transverse solidarisant les branches externes de l'armature mobile en forme de U de l'armature mobile 202. Ladite armature transverse comprend des trous traversant autorisant le passage des clavettes de maintien 212 amovibles lors de la fixation de l'armature mobile 202 avec la barquette 21 1 .
Selon un mode particulier de réalisation, la barquette 21 1 comporte trois crochets d'attelage 214 destinés respectivement à collaborer avec une tête d'accrochage 51 d'un porte contact mobile 38 solidaire contact mobile 33 d'un bloc unitaire de coupure 80. Selon ce mode particulier de réalisation de l'invention, trois blocs unitaires de coupure 80 sont alors commandés de manière synchronisée par le bloc d'actionnement 200 agissant sur les blocs unitaires de coupure. Comme cela a été précisé au-dessus, les blocs unitaires de coupure 80 peuvent être commandés de manière synchronisée et simultanée ou de manière synchronisée et non-simultanée. Chaque bloc unitaire de coupure 80 est relié au bloc d'actionnement 200 et est commandé à l'ouverture des contacts 32, 33 en déplaçant en translation le pont mobile de contact 33 selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal X. Le pont mobile de contact 33 se déplace entre une position d'ouverture et une position de fermeture des contacts électriques.
Contrairement aux solutions de l'état de la technique, la coordination à l'ouverture des différents blocs unitaires de coupure 80 est réalisée directement par le bloc d'actionnement 200 et non pas par des moyens supplémentaires tels que notamment par des axes de commande reliant les blocs unitaires de coupure. Ainsi grâce à la solution de l'invention, lorsque le bloc d'actionnement 200 est décroché du bloc de fixation 100, chaque bloc unitaire de coupure 80 peut être directement retiré du socle 1 10 du bloc de fixation 100. Ce retrait peut être réalisé de manière indépendante de celui des autres blocs unitaires de coupure 80.
Le contacteur modulaire 1 selon l'invention comporte alors des moyens de fixation rapides 210 autorisant la fixation du bloc d'actionnement 200 sur le bloc de coupure 100 de manière amovible. Selon un mode préférentiel de réalisation, le crochet d'attelage 214 comporte des moyens de rattrapage de jeu aptes à supprimer les jeux nécessaires au montage du bloc d'actionnement 200 sur le bloc de coupure 100. Ces moyens de rattrapage de jeux garantissent ainsi le respect d'une chaîne de cotation réduite. Les moyens de rattrapage de jeu comportent une lame élastique 213 sensiblement positionnée de manière parallèle au second bord du crochet d'attelage 214. Ladite lame élastique 213 se comporte tel un amortisseur à lame en se déformant selon la direction Z dès qu'elle entre en contact avec la tête d'accrochage 51 relié à un porte contact mobile 38 solidaire d'un contact mobile 33. Autrement dit, le rattrapage de jeu est réalisé de telle manière qu'il permet d'éviter les déplacements relatifs des différentes pièces lors des manœuvres électriques ou mécaniques du contacteur modulaire. Les moyens de rattrapage de jeu permettent ainsi d'atteindre des niveaux de durabilité mécanique élevés. Selon une variante de réalisation non représenté, une seule lame élastique de rattrapage de jeu pourrait être utilisée et être alors commune aux trois blocs unitaires de coupure.
Selon un mode de réalisation tel que représenté sur la figure 5A, la lame élastique 213 est positionnée dans un logement de la barquette 21 1 . La lame élastique 213 est de préférence métallique et est réalisée par pliage. Ladite lame comporte des ergots de positionnement destinés à se placer à l'intérieur de la barquette 21 1 afin de limiter tout déplacement de ladite lame.
La lame élastique 213 a une double fonction. Elle permet d'une part une récupération du jeu entre barquette 21 1 et tête d'accrochage 51 et d'autre part une récupération du jeu entre barquette 21 1 et l'armature mobile 202 de l'actionneur électromagnétique. La forme de vague de la lame élastique 213 a pour effet de localiser tête d'accrochage 51 dans l'axe de l'équipage mobile 220 et de permettre une sensation d'encliquetage ou point dur à l'installateur validant le bon montage des deux parties l'une sur l'autre.
Selon un mode de réalisation de l'invention, tel que représenté sur les figures 4, 5 et 6, chaque pont mobile 33 d'un bloc unitaire de coupure 80 comporte une tête d'accrochage 51 destiné à être relié à un crochet d'attelage 214 d'une barquette 21 1 d'une armature mobile 202 de l'actionneur électromagnétique. La tête d'accrochage 51 comporte des surfaces d'appui destinées collaborées avec les surfaces d'appui des deux bords du crochet d'attelage 214 en forme de C. Selon un mode particulier de réalisation, la tête d'accrochage vient se positionner entre les deux bords du crochet d'attelage 214. La tête d'accrochage 51 est reliée au porte contact mobile 38 par l'intermédiaire d'un axe de transmission 52. L'axe de transmission 52 vient alors se positionner à l'intérieur de la fente du premier bord du crochet d'attelage 214.
Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, la position de la tête d'accrochage 51 est réglable selon la direction de déplacement du pont mobile de contact 33, autrement dit selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal X. Ce réglage permet d'optimiser la course d'écrasement de contact entre les zones de contact électrique 37 des deux contacts fixes 32 et les zones de contact 36 du pont mobile de contact 33. Le pont mobile de contact 33 de chaque bloc unitaire de coupure 80 se déplace entre une position d'ouverture et une position de fermeture des contacts électriques. Le but est de garantir que pour une course de déplacement donnée, les contacts électriques soient bien dans la position de fermeture. La course de déplacement est fixée par l'actionneur électromagnétique du bloc d'actionnement 200.
En fonction des tolérances de fabrication d'un bloc unitaire de coupure 80, la distance séparant le pont mobile de contact 33 des contacts fixes 32 dans la position d'ouverture des contacts peut varier d'un bloc de coupure unitaire 80 à l'autre. Ainsi pour une même course de déplacement de l'actionneur du bloc d'actionnement 200, les positions finales des ponts mobiles de contact 33 peuvent être différentes. Pour un contacteur multipolaire ayant un seul actionneur commandant simultanément plusieurs ponts mobiles de coupure 33, il est possible que tous les ponts mobiles de coupure n'aient pas atteint la même position de fermeture. Autrement dit, à titre d'exemple, un pont mobile de coupure 33 d'un bloc unitaire de coupure 80 peut ne pas être totalement dans une position de fermeture alors que les autres ponts mobiles 33 des autres blocs unitaires de coupure soient déjà dans une position de fermeture.
Un réglage de la course d'écrasement des contacts consiste à garantir la tenue d'une cote mécanique entre la tête d'accrochage 51 et le boîtier 31 du bloc unitaire de coupure 80 dans la position de fermeture des contacts. Plus précisément, le réglage de la course d'écrasement des contacts consiste à garantir la tenue d'une cote entre les surfaces d'appui de la tête d'accrochage 51 et une surface de référence du boîtier 31 du bloc unitaire de coupure 80. Cette cote sera reproduite pour tous les blocs de coupure unitaire d'un même contacteur modulaire 1 selon l'invention.
Le réglage de la course d'écrasement est réalisé grâce à l'axe de transmission 52 reliant la tête d'accrochage 51 au porte contact mobile 38. Selon un mode de réalisation de l'invention ledit axe de transmission 52 est de longueur variable.
Selon un mode particulier de l'invention l'axe de transmission 52 comporte une première extrémité fixée à la tête d'accrochage 51 et une seconde extrémité comportant un filetage. Le filetage est destiné collaborer avec un taraudage réalisé dans le porte contact mobile 38 solidaire du pont mobile de contact 33. En vissant plus ou moins l'axe de transmission 52 dans le porte contact mobile 38, la tête d'accrochage 51 se déplace par rapport au boîtier 31 du bloc unitaire de coupure 80.
A titre d'exemple de réalisation de la tête d'accrochage 51 , cette dernière comporte une empreinte destinée à collaborer avec un outil de réglage (non représenté). L'outil de réglage est destiné à être manipulé par un utilisateur désirant régler la longueur de l'axe de transmission 52. Comme représentée sur les figures 2 et 10A, la tête d'accrochage peut comporter par exemple un profil de type CHc. Comme représentée sur la figure 16, la tête d'accrochage peut comporter par exemple un profil de forme hexagonal.
Le procédé de réglage de la course d'écrasement des contacts électriques d'un bloc unitaire de coupure 80 consiste à placer le porte contact mobile 38 dans une position de fermeture des contacts électriques 32, 33. La course d'écrasement des contacts peut être aussi appelée la garde d'usure. Cette opération est généralement réalisée manuellement avant le montage du boiter 31 du bloc unitaire de coupure 80 sur le socle 1 1 1 du bloc de coupure 1 10. L'étape suivante consiste à positionner un gabarit de réglage 600 entre la surface externe du boîtier 31 et une surface d'appui de la tête d'accrochage 51 . Si la distance entre le boîtier et la tête d'accrochage 51 est inférieure à l'épaisseur du gabarit de réglage 600 et n'autorise pas le positionnement dudit gabarit, l'axe de transmission 52 est alors allongé notamment en le dévissant par rapport au boîtier 31 . Inversement, si la distance entre le boîtier 31 et la tête d'accrochage 51 est supérieure à l'épaisseur du gabarit 600 de réglage, l'axe de transmission 52 est alors raccourci notamment en le vissant par rapport au boîtier 31 . Le réglage de la longueur de l'axe de transmission 52 étant réalisé, le gabarit de réglage 600 peut être retiré.
Selon un mode particulier de réalisation du procédé de réglage, comme représenté sur les figures 6A et 6B, la première étape consiste à augmenter au maximum la longueur de l'axe de transmission 52, notamment en le dévissant au maximum. La seconde étape telle que représentée sur les figures 7A et 7B, consiste à positionner le gabarit de réglage 600 entre une surface d'appui de la tête d'accrochage 51 et une surface de référence du boîtier 31 du bloc unitaire de coupure 80. Dans une troisième étape, le porte contact mobile 38 est ensuite amené dans une position de fermeture des contacts électriques 32, 33 en vissant l'axe de transmission 52. Comme représenté sur les figures 8A et 8B, la tête d'accrochage 51 finit par être en appui sur le gabarit de réglage 600 et le porte contact mobile 38 est la position de fermeture. Dans une dernière étape représentée sur les figures 9A et 9B, le gabarit de réglage 600 est retiré et le porte contact mobile 38 est positionnée dans une position d'ouverture des contacts 32, 33.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la présence d'un axe de transmission 52 de longueur variable sur chaque bloc unitaire de coupure 80 permet aussi de créer un décalage temporel ou une synchronisation dans l'ouverture des contacts mobiles 33 des blocs unitaires de coupure 80 d'un même dispositif modulaire de commutation selon l'invention. Ce décalage temporel dans l'ouverture des pôles électriques d'un dispositif modulaire de commutation permet notamment de réduire l'usure des contacts à l'ouverture d'un produit triphasé, en avançant volontairement l'ouverture d'un pôle par rapport aux deux autres. En effet, en coupure triphasée on a toujours un pôle électrique qui coupe avant et les deux autres. Les deux autres pôles coupent ensuite un réseau qui est devenu monophasé suite à la première coupure. Le décalage permet de garantir la coupure triphasée toujours sur le même pôle que l'on peut alors synchroniser par rapport au zéro de courant. L'ouverture des deux autres pôles est décalée de façon à réduire au maximum la durée d'arc sur ces deux pôles.
Ce décalage temporel dans l'ouverture des pôles électriques d'un dispositif modulaire de commutation permet aussi de garantir pour certaines applications tétraphasées une avance ou un retard de l'ouverture du neutre par rapport aux phases. Selon un autre mode de réalisation du procédé de réglage, cette opération peut être réalisée simultanément pour l'ensemble des blocs unitaires de coupure 80 positionnés dans un socle unitaire, bipolaire, tripolaire ou tétrapolaire. Un gabarit associé au nombre de pôles présents est alors utilisé. Dans ce même mode de réalisation, un décalage temporel de l'ouverture d'un ou de plusieurs pôles peut aisément être réalisé par un gabarit intégrant le décalage du pôle devant subir l'avance ou le retardement de fermeture.
Ainsi, grâce aux moyens de fixation rapide, le montage et/ou le démontage du bloc de coupure 100 avec bloc d'actionnement 200 peut être réalisé facilement ce qui facilite par exemple des interventions de maintenance notamment sur le bloc de coupure.
De plus, les références de positionnement du bloc d'actionnement 200 par rapport aux blocs unitaires de coupure préréglés du bloc de coupure 100 permettent de garantir une tolérance très réduite de la garde d'usure des contacts et cela même en cas de changement des blocs unitaires lors de l'intervention de maintenance. La garde d'usure des contacts est appelée aussi écrasement de contact. Ceci a alors pour effet de garantir une faible tolérance sur l'endurance électrique malgré les tolérances de fabrication de tout produit industriel, et simultanément de permettre un gain de matériau des contacts (à base d'argent) et une consommation plus faible de l'actionneur. Comme représenté sur la figure 2, le contacteur modulaire 1 selon l'invention comporte des borniers de raccordement 500 destinés à être raccordés aux bornes de raccordement 45 du bloc de coupure.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention tel que représenté sur les figures 28A à 30B, le dispositif de commutation électrique 1 comporte des blocs additionnels de contacts auxiliaires amovibles 700. Ces blocs présentent la particularité d'être amovible.
Les blocs de contacts auxiliaires amovibles 700 comportent un support contact mobile SCM qui est commandé à l'ouverture soit par l'axe de fonctionnement 216 de l'équipage mobile 220 au travers de la barquette 21 1 se déplaçant dans un mouvement de translation soit par le levier multifonction 205 se déplaçant dans un mouvement de rotation.
Selon un exemple de réalisation tel représentés sur les figues 28A et 28B, les blocs de contacts auxiliaires amovibles 700 sont commandés par un mouvement de translation de l'équipage mobile 202 pour indiquer l'état ouvert ou fermé NO/NC du dispositif de commutation électrique 1 . Ledit bloc additif est monté de manière verticale par rapport à la position d'installation.
Selon un exemple de réalisation tel représenté sur les figues 29A et 29B, les blocs de contacts auxiliaires amovibles 700 sont commandés par un mouvement de rotation du levier multi fonction 205. Les blocs additifs sont montés de manière frontale par rapport à la position d'installation.
Selon une variante de réalisation telle que représentée sur les figures 30A et 30B, le levier multi fonction 205 peut offrir la possibilité, via une forme particulière type drapeau, d'indiquer l'état d'ouverture du dispositif de commutation électrique 1 . Cette visualisation mécanique de la position du dispositif de commutation électrique 1 est réalisable grâce à un débattement angulaire du levier 205 comportant un drapeau 208.
Comme représenté sur les figures 21 et 22, l'invention est relative à un ensemble de commutation 1000 comportant deux contacteurs modulaires 1 , 2 tels que définis ci-dessus. Lesdits contacteurs modulaires 1 , 2 de l'ensemble de commutation 1000 sont placés cote à cote de manière à être accolés par une de leurs faces principales. En outre, les deux contacteurs modulaires 1 , 2 sont connectés électriquement. L'ensemble de commutation 1000 comporte des conducteurs électriques 301 positionnés respectivement à l'intérieur des secondes empreintes 130 des deux socles 1 10 des deux contacteurs modulaire 1 , 2. Les conducteurs électriques 301 reliant les pôles électriques du premier contacteur modulaire 1 aux pôles électriques du second contacteur modulaire 2 comportent des conducteurs 301 rigides ou semi rigides.
Selon un mode particulier de réalisation de l'ensemble de connexion, le volume interne de la seconde empreinte 130 est destiné à recevoir des jeux de barres d'inversion 300 aptes à relier deux contacteurs modulaires 1 , 2 selon un mode inverseur tel que représenté sur les figures 21 et 22. Comme représenté sur la figure 22, les deux contacteurs 1 , 2 reliés jeu par le jeu de barres d'inversion 300 sont des contacteurs de type tripolaires. Le jeu de barres 300 comporte alors six barres d'inversion 301 reliant respectivement deux plages de raccordement 45 de deux contacteurs. Tel que représenté sur les figures 21 à 27, les conducteurs électriques 301 de l'ensemble de commutation 1000 sont disposés en deux groupes 300 comprenant respectivement trois de barres d'inversion 301 . Avantageusement, les conducteurs électriques 301 d'un même groupe 300 sont maintenus solidaires par une pince 302.
Chaque ouverture de raccordement 132 d'une seconde empreinte 130 débouchant au niveau d'une plage de raccordement 45 d'un bloc unitaire de coupure 80 est alors traversée par une des barres d'inversion 301 du jeu de barre d'inversion 300. Ainsi chaque ouverture de raccordement 132 permet le passage et le positionnement d'une barre d'inversion à coté d'une plage de raccordement 45 de manière à ce que le contact électrique entre la plage et la barre puisse avoir lieu. Selon ce premier mode particulier de réalisation, comme représenté sur les figures 23 à 25, la mise en place des barres d'inversion 301 du jeu de barre d'inversion 300 se fait par la face externe du socle 1 10. Après avoir glissé les extrémités des barres d'inversion 301 dans les ouvertures de raccordement 132, le jeu de barre 300 subit une légère rotation pour venir se positionner à l'intérieur de la seconde empreinte 130.
Selon un second mode particulier de réalisation non représenté, la mise en place des barres d'inversion 301 du jeu de barre d'inversion 300 se fait directement par la face latérale du socle 1 10. Le jeu de barres d'inversion 300 est positionné dans la fente de la seconde empreinte 130 en le glissant dans cette dernière. Les extrémités des barres d'inversion 301 se trouvent alors directement accoler aux plages de raccordement 45.
Ce mode inverseur tripolaire est particulièrement adapté à la commande de moteurs électriques. Selon un mode de réalisation de l'invention, une plage de raccordement amont 45 du premier pôle électrique du premier contacteur modulaire 1 est reliée une plage de raccordement amont 45 du premier pôle électrique du second contacteur modulaire 2. En outre, une plage de raccordement aval 45 du premier pôle électrique du premier contacteur modulaire 1 est reliée une plage de raccordement aval 45 du troisième pôle électrique du second contacteur modulaire 2. Une plage de raccordement amont 45 du second pôle électrique du premier contacteur modulaire 1 est reliée une plage de raccordement amont 45 du second pôle électrique du second contacteur modulaire 2. Une plage de raccordement aval 45 du second pôle électrique du premier contacteur modulaire 1 est reliée une plage de raccordement aval 45 du second pôle électrique du second contacteur modulaire 2. Une plage de raccordement amont 45 du troisième pôle électrique du premier contacteur modulaire 1 est reliée la plage de raccordement amont 45 du troisième pôle électrique du second contacteur modulaire 2. Enfin, une plage de raccordement aval 45 du troisième pôle électrique du premier contacteur modulaire 1 est reliée la plage de raccordement aval 45 du premier pôle électrique du second contacteur modulaire 2. En outre, ce mode peut être appliqué à des contacteurs tétrapolaires (non représentés) destinés à l'inversion de sources électriques de puissance.
Ainsi selon le mode de connexion en mode inverseur de deux contacteurs modulaire selon l'invention, les deux jeux de barres 300 sont placés à l'intérieur des contacteurs. Cette configuration innovante permet de ne pas augmenter le volume total de l'installation électrique. Ceci présente un avantage important par rapport aux solutions de l'état de la technique où l'installation des jeux de barre à l'extérieur (figure 19) entraine des problèmes au moment du câblage des contacteurs dans les armoires électriques. En effet, la place à l'intérieur de ces armoires électriques est toujours limitée.
En outre, cette configuration des jeux de barres inverseur à l'intérieur des contacteurs modulaires 1 , 2 selon l'invention permet aussi d'intégrer un module amovible de mesure et de protection thermique 400 à l'un des deux contacteurs modulaires 1 , 2 comme cela est représenté sur les figures 21 et 22. Cette intégration d'un module amovible de protection thermique 400 sur l'un des deux contacteurs 1 , 2 est impossible avec un câblage connu tel que représenté sur la figure 19. En effet, si un utilisateur tente de transformer le câblage de deux contacteurs placés dans un mode de type inverseur tel que représenté sur la figure 19 en intégrant la protection thermique (relais thermique) sur l'un des deux contacteurs alors, tel que représenté sur la figure 20, on obtient un câblage non fonctionnel. En effet, selon ce mode non satisfaisant de réalisation, lorsque le moteur est alimenté par le contacteur numéro 2, le relais thermique n'est plus sur le passage courant et ne peut donc pas indiquer l'état thermique du moteur.
Comme représenté sur les figures 21 et 22, un des contacteurs modulaire 2 de l'ensemble de commutation 1000 ne comporte pas de module amovible de protection thermique 400. Ledit contacteur modulaire 2 comporte un bloc d'actionnement 200 associé à un bloc de coupure 100 non équipé d'un module amovible de protection thermique 400.
L'invention est particulièrement destinée aux appareils interrupteurs multipolaires de type contacteur ou starter à commande électronique. L'architecture à structure modulaire simplifiée de ces appareils permet d'accepter un ou plusieurs blocs de coupure, ainsi qu'une protection thermique amovible dans le volume du dispositif. Cette architecture permet une maintenance aisée et différenciée des divers éléments modulaires, qu'ils soient électriques, électroniques ou électromécaniques.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif modulaire de commutation électrique (1 ) comportant :
- un bloc de coupure (100) comprenant des blocs unitaires de coupure (80) ayant respectivement des moyens électriques de coupure (30),
- un bloc d'actionnement (200) des blocs unitaires de coupure (80) comprenant un actionneur de type électromagnétique commandé par des moyens de commande ;
caractérisé en ce que le bloc d'actionnement (200) comporte :
- un module d'actionnement (230) intégrant l'actionneur électromagnétique ;
- un module amovible de commande électrique (250) intégrant les moyens de commande et comportant des moyens de connexion adaptatifs destinés à s'interconnecter avec une bobine d'actionnement de l'actionneur électromagnétique au moment du positionnement dudit module de commande électrique (250) sur le module d'actionnement (230),
- la bobine d'actionnement comportant des bobinages de commande (203) comprenant respectivement des bornes de connexion (207) ;
- dans une première configuration, les moyens de connexion adaptatifs du module amovible de commande électrique (250) étant agencés pour se connecter aux bornes de connexion (207) et placer les bobinages de commande (203) en série, et
- dans une seconde configuration, lesdits moyens de connexion adaptatifs étant agencés pour se connecter aux bornes de connexion (207) et placer les bobinages de commande (203) en parallèle.
2. Dispositif modulaire de commutation électrique selon la revendication 1 ,
caractérisé en ce que les moyens de connexion adaptatifs comportent des pistes électriques directement intégrées à un circuit imprimé (PCB) du module amovible de commande électrique (250) de manière à connecter les deux bobinages de commande (203) en série.
Dispositif modulaire de commutation électrique selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de connexion adaptatifs comportent des pistes électriques directement intégrées à un circuit imprimé (PCB) du module amovible de commande électrique (250) de manière à connecter les deux bobinages de commande (203) en parallèle.
Dispositif modulaire de commutation électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de fixation rapide autorisant une fixation amovible du bloc d'actionnement (200) sur le bloc de coupure (100) et comportant au moins un crochet d'attelage (214) destiné :
- à fixer et maintenir le bloc de coupure (100) au bloc d'actionnement (200), et
- à collaborer avec un dispositif d'actionnement (34) d'un contact mobile (33) du bloc unitaire de coupure (80) pour transmettre le mouvement de l'actionneur électromagnétique audit contact mobile (33) ;
ledit crochet d'attelage (214) étant solidaire de l'armature mobile (202) de l'actionneur électromagnétique.
Dispositif modulaire de commutation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un module amovible de protection thermique (400) comportant dans un boîtier des capteurs de courant destinés à être positionnés autour des plages de raccordement (45) des blocs unitaires de coupure (80) du bloc de coupure (100), ledit boîtier étant amovible par rapport au dispositif de commutation modulaire.
Dispositif modulaire de commutation électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module amovible de protection thermique (400) comprend des moyens de communication et d'alimentation électrique (402) destinés à se connecter automatiquement avec le module amovible de commande électrique (250), lesdits moyens de communication et d'alimentation étant agencés pour alimenter le module amovible de protection thermique (400) et à transmettre les mesures effectuées par les capteurs de courant.
7. Dispositif modulaire de commutation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs unitaires de coupure (80) sont respectivement commandés de manière synchronisée par une armature mobile (202) de l'actionneur électromagnétique du bloc d'actionnement (200) pour commander l'ouverture des contacts (32, 33) électriques en déplaçant des contacts mobiles (33) des blocs unitaires de coupure (80).
8. Dispositif modulaire de commutation électrique selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le crochet d'attelage (214) comporte une surface interne ayant un premier et un second bords comportant respectivement des surfaces d'appui aptes à transmettre les mouvements de l'armature mobile (202) au contact mobile (33) d'un position fermée vers une position ouverte et inversement.
9. Dispositif de commutation modulaire électrique selon la revendication 8,
caractérisé en ce que le premier bord de la surface interne du crochet d'attelage (214) comporte une fente qui est destinée à recevoir une tête d'accrochage (51 ) d'un porte contact mobile (38), ledit premier bord
comportant une surface d'appui destinée à transmettre le mouvement de l'armature mobile (202) à un porte contact mobile (38) du contact mobile (33) dans une première direction de mouvement de la position fermée vers sa position ouverte.
10. Dispositif modulaire de commutation électrique selon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le second bord comporte une surface d'appui destinée à transmettre le mouvement de l'armature mobile (202) au porte contact mobile (38) du contact mobile (33) dans une seconde direction de mouvement, de la position ouverte vers sa position fermée.
11. Dispositif modulaire de commutation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte trois blocs unitaires de coupure (80), les dispositifs d'actionnement (34) desdits blocs étant respectivement commandés de manière synchronisée par le bloc d'actionnement (200), pour commander l'ouverture des contacts (32, 33) électriques en déplaçant les contacts mobiles (33).
12. Dispositif modulaire de commutation électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le bloc d'actionnement (200) comporte une barquette (21 1 ) fixée à l'armature mobile (202), ladite barquette (21 1 ) ayant trois crochets d'attelage (214) destinés respectivement à collaborer avec une tête d'accrochage (51 ) d'un ergot (50) d'un porte contact mobile (38) solidaire d'un contact mobile (33) d'un bloc unitaire de coupure (80).
13. Ensemble de commutation électrique comportant un premier et un second dispositifs modulaires de commutation électrique (1 , 2) selon l'une des revendications précédentes, lesdits dispositif placés cote à cote étant connectés électriquement, caractérisé en ce qu'il comporte des conducteurs électriques (301 ) positionnés respectivement à l'intérieur de secondes empreintes (130) des deux socles (1 10) des deux contacteurs modulaire (1 , 2).
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