EP1009004B1 - Control device for an electromagnet, with detection of accidental movement of the movable core of the electromagnet - Google Patents
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- EP1009004B1 EP1009004B1 EP99410161A EP99410161A EP1009004B1 EP 1009004 B1 EP1009004 B1 EP 1009004B1 EP 99410161 A EP99410161 A EP 99410161A EP 99410161 A EP99410161 A EP 99410161A EP 1009004 B1 EP1009004 B1 EP 1009004B1
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- H01H47/325—Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator
Definitions
- the invention relates to a control device and an electromagnet, the assembly comprising a core. mobile, with at least one call phase, during which the electromagnet receives a inrush current, and a holding phase, during which it receives a holding current lower than the inrush current, and comprising at least one coil connected in series with an electronic switch at the terminals of a supply voltage, means for measuring the current flowing in the coil and the means for controlling the electromagnet, connected to the current measurement means and to a control electrode the electronic switch and comprising means for regulating the current in the coil during the holding phase.
- EPO 411 903 shows an assembly according to the preamble of claim 1.
- FR-A-2 .133.652 For the control of an electromagnet, it is known (FR-A-2 .133.652) to supply it temporarily a relatively high inrush current, followed by a more holding current low. This can be achieved as well with a device comprising a single coil, in which the current is chopped to constitute the holding current, only with a double winding consisting of a take-up coil and a holding coil. he is also known to enslave inrush and holding currents to setpoint levels predetermined (FR-A-2,568,715).
- An electromagnet conventionally comprises a movable core whose displacement towards a position in which the electromagnet is actuated is caused by the circulation of the inrush current in the inrush coil. It is then held in this position by the passage of the holding current in the holding coil, which can be the same as the call reel.
- the holding current we seek to reduce the holding current. In certain cases, this reduction in the holding current poses problems due to the existence of shocks, mechanical in particular, likely to cause a untimely displacement of the core towards the rest position of the electromagnet.
- the search for a reduction in the volumes of the electromagnets leads to a decrease in the power which can be dissipated by the coils and makes the electromagnets more sensitive to shocks.
- the invention aims to eliminate these drawbacks.
- control means include detection means, for detecting an untimely movement of the mobile core of the electromagnet during a holding phase depending on the value of the circulating current in the coil when said current is greater than the setpoint during the phase holding, and control means for switching to the call phase when a unexpected movement is detected.
- Rapid shock detection allows you to return to the call phase and pick up the core mobile before its movement had an impact on the device it controls.
- the detection means include means for detecting the direction of variation of the current flowing in the coil, a inadvertent displacement being considered as detected when, during the hold, the current is simultaneously greater than the set value and increasing.
- the means for detecting the direction of variation of the current then preferably comprise means for determining a quantity representative of the derivative of the current by relative to time, an untimely movement being considered as detected when, during the holding phase, the current is greater than the set value and said greatness is positive.
- untimely displacement is detected by the detection means when, during the holding phase, the current is greater than the setpoint for a predetermined period.
- the device according to FIG. 1, which is of the type described in document FR-A-2,568,715 comprises a coil 1 connected in series with a transistor T1 and a measurement resistor R1 at the terminals of a supply voltage Va.
- a freewheeling diode D1 is connected in parallel on the coil 1.
- An output S1 of a circuit 2 for controlling and regulation is connected to a control electrode of transistor T1 to which it provides control signals B.
- An input E1 of circuit 2 receives signals A of solenoid control.
- Circuit 2 is also connected to the terminals of the resistor R1 so as to receive, on an input E2, signals Ib, representative of the current Ib flowing in the coil 1 when the transistor T1 is conductive. Circuit 2 thus allows both to control the device and to control the current in the coil to predetermined values, independent of the supply voltage Va.
- a circuit 3 supply, connected across the voltage Va supplies circuit 2 with a voltage stabilized auxiliary power supply.
- the electromagnet of known type, represented in FIG. 2, comprises an armature 4 to the interior of which the coil 1 is disposed.
- the coil 1 surrounds a fixed core 5, integral with the frame, and a movable core 6.
- a spring 7 is disposed between the fixed cores and movable so as to separate the movable core 6 from the fixed core.
- a plunger 8 secured to the movable core made protrusion outside the frame 4.
- a control command A When a control command A is applied to the input E1 of circuit 2, it passes first by an appeal phase.
- signals B control the conduction of transistor T1, i.e. closing of the electronic switch constituted by the transistor, so that a relatively high current Ib, or current call, flows in the coil 1.
- Ib current current
- the passage of the inrush current in the coil 1 causes the displacement of the movable core 6 in the direction of the fixed core 5, against the action of the spring 7.
- the plunger 8 no longer projects out of the frame 4.
- the position of the plunger 8 makes it possible to control the opening or closing a device, for example a contactor or a circuit breaker.
- the call phase lasts long enough to allow complete movement of the movable core 6 and its bonding against the fixed core 5. Subsequently, the passage of a current high calling capacity is no longer necessary to maintain the mobile core in position actuation of the electromagnet and, conventionally, the circuit 2 for controlling and regulation goes to a maintenance phase.
- signals B control the conduction of transistor T1 so that a holding current Ib, weaker, circulates in coil 1.
- the holding current Ib is regulated by the circuit 2 so as to be close to a setpoint Icm of the holding current.
- circuit 2 can be constituted by an analog circuit or by a circuit digital, for example, microprocessor.
- regulation is carried out by pulse width modulation (PWM) of a frequency control signal B fixed high.
- FIGS. 3a and 3b illustrate the signals B and the current Ib during a holding phase and the consequences of a shock in a device according to FIG. 1 in which the regulation is carried out from samples Ib i of the current taken at a fixed predetermined sampling frequency.
- the current Ib being lower than the set value Icm
- the signal B is at a logic value 1
- the transistor T1 conducts.
- the current Ib is sampled with a sampling period Te by the circuit 2.
- the signal B remains at 1 and the current in the coil increases.
- a sample Ib i of the current Ib reaches or exceeds the set value Icm
- the signal B goes to 0, thus controlling the passage to an opening phase of the electronic switch constituted by the transistor T1 . This being blocked, the current in the coil then begins to decrease.
- the circuit 2 periodically sends sampling pulses Bi on the base of the transistor T1, so as to make it conductive and to allow a measurement across the resistance R1 of a sample Ib i of the current Ib flowing in the coil.
- These periodic pulses Bi, of period Te have a very short duration, so as not to influence the value of the current Ib in the coil.
- These pulses are represented in FIGS. 3a, 4a and 5a.
- the transistor T1 is considered to be in an opening phase of the holding phase as long as the signal B remains at 0 outside the instants sampling.
- the current Ib again becomes lower than the set value Icm after one or two sampling periods, for example at time t3 in FIG. 3b. This is then detected by the circuit 2 which ends the opening phase by returning to the logic value 1 the signal B, again controlling the conduction of the transistor T1 and the growth of the current Ib during at least one sampling period.
- a mechanical shock exerted on the electromagnet or on the device it controls can cause the moving core 6 to move away from the fixed core 5 when the current is too low.
- the microprocessor starts again to control the regulation of the current of holding in the coil. However, this holding current is insufficient to pick up the movable core 6 against the fixed core 5. The shock thus leads to a de-excitation nuisance of the electromagnet.
- the electromagnet can be of the type shown in Figure 2. In the energized position of the electromagnet, cores 5 and 6 glued, the plunger 8 is in the withdrawn position. When the voltage applied to his device control drops below a predetermined value, current flow is interrupted in the coil and the movable core 6 moves away from the fixed core 5 under the action of the spring 7.
- the plunger 8 then projects outwards, causing immediate opening of the circuit breaker. Subsequent closing of the circuit breaker is only possible when the undervoltage release being supplied, the movable core 6 is glued against the fixed core 5. An untimely shock as described above, can therefore lead to opening of the circuit breaker.
- the holding current supplied to the electromagnet after time t5 being insufficient to re-glue the cores, it is then impossible to close the front circuit breaker cut the power supply to the trigger and then re-energize it, which causes a phase call and bonding of the cores.
- an untimely displacement of the mobile core of the the electromagnet during a holding phase and the transition to a phase is controlled as soon as such a movement is detected. Thanks to the rapid transition to the call phase, effects of nuisance shock are either completely eliminated or reduced.
- an undervoltage release MN
- the untimely shock is detected fairly early in the movement of the mobile core (6) and the call phase occurs before that the plunger 8 could not cause the opening of the circuit breaker, the shock has no result. If the shock is detected later, the circuit breaker may open under the action of the plunger 8.
- the automatic transition to the call phase upon detection of the shock automatically leads to re-bonding of the core and allows reclosing of the breaker. In this case, the drawbacks related to nuisance shock, if they are not completely deleted, are however reduced.
- Figures 4a and 4b illustrate the signals B and Ib in a device according to the invention.
- the device ensures, as before, the regulation of the holding current around the set value Icm.
- the control device detects four successive samples Ib i greater than the set value Icm, it considers that this is due to a shock and it causes the transition to call phase. This variant is illustrated in Figures 4a and 4b.
- four successive samples greater than Icm have been detected since time t4.
- the Ica value is much higher than the Icm value (10 to 20 times) and causes the mobile and fixed cores to stick together. Conventionally, after a predetermined time (80 ms for example), the control circuit again switches to the holding phase.
- this criterion for detecting a shock is however insufficient.
- the current Ib then goes down to the value of Icm setpoint.
- the maximum value reached by the current Ib at time t8 being relatively high, it requires a period greater than two sampling periods Te to fall back below Icm.
- the current Icm again becomes lower than the Icm setpoint at time t9 only, after five successive samples of the current Ib was greater than the setpoint.
- this is interpreted by the control circuit 2 as being due to a shock which caused an untimely displacement of the mobile core.
- the circuit of command would then go to the call phase, when this is unnecessary. Gold use too frequent of the call phase would lead to significant energy dissipation in the coil, which could lead to the destruction of the device.
- FIGS. 4b and 5b makes it possible to see that, if in both cases, during the periods t4-t6 and, respectively t8-t9, the current Ib remains above the threshold Icm, by however, the variations in Ib are completely different.
- the displacement of the mobile nucleus causes the appearance of a force in the coil and, consequently, an increase in current despite the blocking of transistor T1 outside the sampling instants.
- the current Ib decreases as soon as the transistor T1 is in an opening phase.
- a shock is detected when, the transistor T1 being in an opening phase, the current Ib is greater than the set value Icm and, simultaneously, the current Ib in the coil is increasing.
- control device comprises a single coil and on the Figures 4a and 4b, the control circuit 2 regulates the current in the coil either to the value Icm during a hold phase, i.e. at Ica value during a call phase.
- FIG. 6 illustrates the complementary elements of a double embodiment winding.
- a call coil 9 is connected in series with a transistor T2 and a measurement resistance R2 across the supply voltage Va.
- a wheel diode free D2 is connected in parallel on the call coil 9.
- the control electrode of the transistor T2 is connected to an output S2 of the control and regulation circuit 2. If the current in the call coil 9 must be regulated during the call phase, the common point at R2 and T2 is connected to an input E3 of circuit 2.
- the control and regulation circuit 2 can be produced by any suitable means, analog or digital.
- it comprises a microprocessor which performs, with a sampling period Te, the sampling of signals applied to its inputs E2 and E3, their analog / digital conversion, their comparison with the set values Icm and Ica, respectively during the phases of hold and call, and control of transistors T1 and T2.
- a first step F1 of initialization of the holding phase the signal B is set to 1 (conduction of T1) and an indicator i is set to zero. Then the microprocessor of circuit 2 goes to a step F2 of measuring a sample Ib i of the current flowing in the coil 1. If B is zero, a sampling pulse Bi is applied transiently on the basis of transistor T1, the value of B not changing in the program. In a step F3, the microprocessor compares the sample Ib i with the set value Icm. If Ib i is not greater than the set value (NO output of F3), the microprocessor loops back to the input of step F1. The transistor T1 therefore remains conductive and the current Ib continues to rise.
- the subroutine described so far corresponds to a regulation of the current Ib at the value Icm during the holding phase.
- the number of samples retained in step F7 can be modified depending in particular on the desired sampling frequency and reaction speed.
- the value 4 is a value preferential which gives satisfactory results when the supply voltage Va is a full-wave rectified voltage from an electrical network at 50 or 60Hz and for a sampling period of the order of a few hundred microseconds.
- FIG. 8 represents a variant of the subroutine of FIG. 7, in the case where the decision criterion retained is no longer the number of successive samples greater than Icm, but the direction of variation of the holding current when Ib> Icm during a phase opening of transistor T1.
- the quantity ⁇ Ib is representative of the direction of variation of the current Ib after blocking of the transistor T1 at the start of the opening phase, and, more particularly, representative of the derivative of the holding current with respect to time between two successive samples during this phase.
- the microprocessor checks the sign of ⁇ Ib. If the quantity ⁇ Ib is negative or zero (NO output from F12), it goes to step F10, storing the last sample before measuring the next.
- the regulation is carried out from a sampling periodic of the current Ib in the coil.
- the invention is also applicable when the regulation is carried out by modulation of pulse width (PWM) as in the aforementioned prior art.
- PWM pulse width
- the transistor T1 works as a chopper with a fixed chopping frequency and a duty cycle. variable.
- Th1 a period corresponding to the chopping frequency
- the length of the period Th1 is a function of the difference between the measured current Ib and the setpoint (Icm during the maintenance phase).
- circuit 2 compares, during each cycle or chopping period Th, the value of the ratio cyclic N to the setpoint duty cycle Nc. If N remains greater than Nc for a predetermined number of successive cycles (at least 2, preferably 4), then circuit 2 considers that there is an untimely displacement of the mobile core and commands the passage into call phase.
- circuit 2 analogously to the mode of embodiment described in Figure 8, takes into account the direction of variation of the holding current when Ib> Icm. To do this, it compares the successive duty cycles when N is lower than Nc (Ib> Icm) and considers that there is untimely displacement of the mobile core when the duty cycle N being less than Nc for at least two successive cycles, this duty cycle is decreasing. This indeed means that the current is both increasing and greater than the Icm setpoint for more than one chopping period. As before, it then commands the transition to the call phase.
- the detection of an inadvertent displacement of the mobile core during a holding phase is linked to monitoring the current in the coil during a holding and detecting such a movement causes the transition to the call phase.
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Description
L'invention concerne un dispositif de commande et un électro-aimant, l'ensemble comportant un noyau mobile, avec au moins une phase d'appel, pendant laquelle l'électro-aimant reçoit un courant d'appel, et une phase de maintien, pendant laquelle il reçoit un courant de maintien plus faible que le courant d'appel, et comportant au moins une bobine connectée en série avec un interrupteur électronique aux bornes d'une tension d'alimentation, des moyens de mesure du courant circulant dans la bobine et des moyens de commande de l'électro-aimant, connectés aux moyens de mesure du courant et à une électrode de commande de l'interrupteur électronique et comportant des moyens de régulation du courant dans la bobine pendant la phase de maintien.The invention relates to a control device and an electromagnet, the assembly comprising a core. mobile, with at least one call phase, during which the electromagnet receives a inrush current, and a holding phase, during which it receives a holding current lower than the inrush current, and comprising at least one coil connected in series with an electronic switch at the terminals of a supply voltage, means for measuring the current flowing in the coil and the means for controlling the electromagnet, connected to the current measurement means and to a control electrode the electronic switch and comprising means for regulating the current in the coil during the holding phase.
Le document EPO 411 903 montre un ensemble selon le préambule de le revendication 1.EPO 411 903 shows an assembly according to the preamble of
Pour la commande d'un électro-aimant, il est connu (FR-A-2 .133.652) de lui fournir temporairement un courant d'appel, relativement élevé, suivi d'un courant de maintien plus faible. Ceci peut être réalisé aussi bien avec un dispositif comportant une seule bobine, dans laquelle le courant est haché pour constituer le courant de maintien, qu'avec un double bobinage constitué par une bobine d'appel et une bobine de maintien. Il est également connu d'asservir les courants d'appel et de maintien à des niveaux de consigne prédéterminés (FR-A-2.568.715).For the control of an electromagnet, it is known (FR-A-2 .133.652) to supply it temporarily a relatively high inrush current, followed by a more holding current low. This can be achieved as well with a device comprising a single coil, in which the current is chopped to constitute the holding current, only with a double winding consisting of a take-up coil and a holding coil. he is also known to enslave inrush and holding currents to setpoint levels predetermined (FR-A-2,568,715).
Un électro-aimant comporte classiquement un noyau mobile dont le déplacement vers une position dans laquelle l'électro-aimant est actionné est provoqué par la circulation du courant d'appel dans la bobine d'appel. Il est ensuite maintenu dans cette position par le passage du courant de maintien dans la bobine de maintien, qui peut être la même que la bobine d'appel. Pour réduire l'échauffement des électro-aimants on cherche à diminuer le courant de maintien. Dans certains cas, cette diminution du courant de maintien pose des problèmes dus à l'existence de chocs, mécaniques notamment, susceptibles de provoquer un déplacement intempestif du noyau vers la position de repos de l'électro-aimant.An electromagnet conventionally comprises a movable core whose displacement towards a position in which the electromagnet is actuated is caused by the circulation of the inrush current in the inrush coil. It is then held in this position by the passage of the holding current in the holding coil, which can be the same as the call reel. To reduce the heating of the electromagnets we seek to reduce the holding current. In certain cases, this reduction in the holding current poses problems due to the existence of shocks, mechanical in particular, likely to cause a untimely displacement of the core towards the rest position of the electromagnet.
Ce type de problème se pose notamment dans les contacteurs ou dans les auxiliaires électriques des disjoncteurs, par exemple avec les électro-aimants d'ouverture (MN ou MX)ou de fermeture (XF) des disjoncteurs.This type of problem arises in particular in contactors or auxiliaries circuit breakers, for example with opening electromagnets (MN or MX) or closing (XF) of circuit breakers.
De manière plus générale, la recherche de la diminution des volumes des électro-aimants conduit à une diminution de la puissance pouvant être dissipée par les bobines et rend les électro-aimants plus sensibles aux chocs. More generally, the search for a reduction in the volumes of the electromagnets leads to a decrease in the power which can be dissipated by the coils and makes the electromagnets more sensitive to shocks.
L'invention a pour but de supprimer ces inconvénients.The invention aims to eliminate these drawbacks.
Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les moyens de commande comportent des moyens de détection, pour détecter un déplacement intempestif du noyau mobile de l'électro-aimant pendant une phase de maintien en fonction de la valeur du courant circulant dans la bobine lorsque ledit courant est supérieur à la valeur de consigne pendant la phase de maintien ,et des moyens de commande de passage en phase d'appel lorsqu'un déplacement intempestif est détecté.According to the invention, this object is achieved by the fact that the control means include detection means, for detecting an untimely movement of the mobile core of the electromagnet during a holding phase depending on the value of the circulating current in the coil when said current is greater than the setpoint during the phase holding, and control means for switching to the call phase when a unexpected movement is detected.
La détection rapide d'un choc permet de repasser en phase d'appel et de recoller le noyau mobile avant que son déplacement ait eu un impact sur le dispositif qu'il contrôle.Rapid shock detection allows you to return to the call phase and pick up the core mobile before its movement had an impact on the device it controls.
Selon un premier développement de l'invention, les moyens de détection comportent des moyens de détection du sens de variation du courant circulant dans la bobine, un déplacement intempestif étant considéré comme détecté lorsque, pendant la phase de maintien, le courant est simultanément supérieur à la valeur de consigne et croissant.According to a first development of the invention, the detection means include means for detecting the direction of variation of the current flowing in the coil, a inadvertent displacement being considered as detected when, during the hold, the current is simultaneously greater than the set value and increasing.
Les moyens de détection du sens de variation du courant comportent alors, de préférence, des moyens de détermination d'une grandeur représentative de la dérivée du courant par rapport au temps, un déplacement intempestif étant considéré comme détecté lorsque, pendant la phase de maintien, le courant est supérieur à la valeur de consigne et ladite grandeur est positive.The means for detecting the direction of variation of the current then preferably comprise means for determining a quantity representative of the derivative of the current by relative to time, an untimely movement being considered as detected when, during the holding phase, the current is greater than the set value and said greatness is positive.
Selon un second développement de l'invention, le déplacement intempestif est détecté par les moyens de détection lorsque, pendant la phase de maintien, le courant est supérieur à la valeur de consigne pendant une durée prédéterminée.According to a second development of the invention, untimely displacement is detected by the detection means when, during the holding phase, the current is greater than the setpoint for a predetermined period.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description suivante
de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés
sur les dessins annexés dans lesquels :
Le dispositif selon la figure 1, qui est du type décrit dans le document FR-A-2.568.715
comporte une bobine 1 connectée en série avec un transistor T1 et une résistance de mesure
R1 aux bornes d'une tension d'alimentation Va. Classiquement, une diode de roue libre D1
est connectée en parallèle sur la bobine 1. Une sortie S1 d'un circuit 2 de commande et de
régulation est connectée à une électrode de commande du transistor T1 à laquelle elle
fournit des signaux de commande B. Une entrée E1 du circuit 2 reçoit des signaux A de
commande de l'électro-aimant. Le circuit 2 est également connecté aux bornes de la
résistance R1 de manière à recevoir, sur une entrée E2, des signaux Ib, représentatifs du
courant Ib circulant dans la bobine 1 lorsque le transistor T1 est conducteur. Le circuit 2
permet ainsi à la fois de commander le dispositif et d'asservir le courant dans la bobine à
des valeurs prédéterminées, indépendantes de la tension d'alimentation Va. Un circuit 3
d'alimentation, connecté aux bornes de la tension Va fournit au circuit 2 une tension
d'alimentation auxiliaire stabilisée.The device according to FIG. 1, which is of the type described in document FR-A-2,568,715
comprises a
L'électro-aimant, de type connu, représenté à la figure 2, comporte une armature 4 à
l'intérieur de laquelle est disposée la bobine 1. La bobine 1 entoure un noyau fixe 5,
solidaire de l'armature, et un noyau mobile 6. Un ressort 7 est disposé entre les noyaux fixe
et mobile de manière à écarter le noyau mobile 6 du noyau fixe. Dans la position de repos
de l'électro-aimant, représentée à la figure 2, un plongeur 8 solidaire du noyau mobile fait
saillie à l'extérieur de l'armature 4. The electromagnet, of known type, represented in FIG. 2, comprises an
Lorsqu'un ordre de commande A est appliqué à l'entrée E1 du circuit 2, celui-ci passe
d'abord par une phase d'appel. Pendant la phase d'appel, les signaux B commandent la
conduction du transistor T1, c'est à dire la fermeture de l'interrupteur électronique
constitué par le transistor, de manière à ce qu'un courant Ib relativement élevé, ou courant
d'appel, circule dans la bobine 1. Le passage du courant d'appel dans la bobine 1 provoque
le déplacement du noyau mobile 6 en direction du noyau fixe 5, à l'encontre de l'action du
ressort 7. Lorsque les noyaux sont collés, le plongeur 8 ne fait plus saillie hors de
l'armature 4. Classiquement, la position du plongeur 8 permet de contrôler l'ouverture ou
la fermeture d'un dispositif, par exemple d'un contacteur ou d'un disjoncteur.When a control command A is applied to the input E1 of
La phase d'appel dure suffisamment longtemps pour permettre un déplacement complet du
noyau mobile 6 et son collage contre le noyau fixe 5. Par la suite, le passage d'un courant
d'appel élevé n'est plus nécessaire pour assurer le maintien du noyau mobile en position
d'actionnement de l'électro-aimant et, classiquement, le circuit 2 de commande et de
régulation passe à une phase de maintien. Pendant la phase de maintien, les signaux B
commandent la conduction du transistor T1 de manière à ce qu'un courant Ib, de maintien,
plus faible, circule dans la bobine 1.The call phase lasts long enough to allow complete movement of the
Dans un mode de réalisation préférentiel, le courant Ib de maintien est régulé par le circuit
2 de manière à être voisin d'une valeur de consigne Icm du courant de maintien. De
manière connue, le circuit 2 peut être constitué par un circuit analogique ou par un circuit
numérique, par exemple, à microprocesseur. Dans l'art antérieur la régulation est effectuée
par modulation de largeur d'impulsion (PWM) d'un signal B de commande de fréquence
fixe élevée.In a preferred embodiment, the holding current Ib is regulated by the
Les figures 3a et 3b illustrent les signaux B et le courant Ib pendant une phase de maintien et les conséquences d'un choc dans un dispositif selon la figure 1 dans lequel la régulation est effectuée à partir d'échantillons Ibi du courant prélevés à une fréquence d'échantillonnage prédéterminée fixe.FIGS. 3a and 3b illustrate the signals B and the current Ib during a holding phase and the consequences of a shock in a device according to FIG. 1 in which the regulation is carried out from samples Ib i of the current taken at a fixed predetermined sampling frequency.
A un instant t1, le courant Ib étant inférieur à la valeur de consigne Icm, le signal B est à
une valeur logique 1, et le transistor T1 conduit. Sur la figure 3b, le courant Ib est
échantillonné avec une période d'échantillonnage Te par le circuit 2. Tant que le courant de
maintien Ib est inférieur à la valeur de consigne Icm, le signal B reste à 1 et le courant dans
la bobine augmente. Lorsque, à un instant t2, un échantillon Ibi du courant Ib atteint ou
dépasse la valeur de consigne Icm, le signal B passe à 0, commandant ainsi le passage à une
phase d'ouverture de l'interrupteur électronique constitué par le transistor T1. Celui-ci étant
bloqué, le courant dans la bobine commence alors à décroítre. Pendant la phase
d'ouverture, le circuit 2 envoie périodiquement des impulsions Bi d'échantillonnage sur la
base du transistor T1, de manière à rendre celui-ci conducteur et à permettre une mesure
aux bornes de la résistance R1 d'un échantillon Ibi du courant Ib circulant dans la bobine.
Ces impulsions périodiques Bi, de période Te, ont une durée très courte, de manière à ne
pas influencer la valeur du courant Ib dans la bobine. Ces impulsions sont représentées aux
figures 3a, 4a et 5a.. Dans toute la suite de la description le transistor T1 est considéré
comme étant dans une phase d'ouverture de la phase de maintien tant que le signal B reste à
0 en dehors des instants d'échantillonnage. En fonctionnement normal, le courant Ib
redevient inférieur à la valeur de consigne Icm au bout d'une ou deux périodes
d'échantillonnage, par exemple à l'instant t3 sur la figure 3b. Ceci est alors détecté par le
circuit 2 qui termine la phase d'ouverture en remettant à la valeur logique 1 le signal B,
commandant à nouveau la conduction du transistor T1 et la croissance du courant Ib
pendant au moins une période d'échantillonnage.At an instant t1, the current Ib being lower than the set value Icm, the signal B is at a
Un choc mécanique exercé sur l'électro-aimant ou sur le dispositif qu'il contrôle peut
provoquer un déplacement du noyau mobile 6 à l'écart du noyau fixe 5 lorsque le courant
de maintien est trop faible.A mechanical shock exerted on the electromagnet or on the device it controls can
cause the moving
Les conséquences d'un choc de ce type sont représentées aux figures 3a et 3b à un instant t4. Le choc provoque un début de déplacement du noyau mobile. Ce déplacement provoque dans la bobine la production d'une force électromotrice qui se traduit par la génération d'un courant supplémentaire qui s'ajoute au courant de maintien régulé. Il y a, en conséquence, après l'instant t4, augmentation du courant Ib malgré la régulation, c'est-à-dire dans le mode de réalisation particulier représenté, bien que le transistor T1 soit dans une phase d'ouverture (B=0 en dehors des impulsions d'échantillonnage). Si aucune mesure particulière n'est prise, le courant Ib peut prendre la forme représentée à la figure 3b, entre les instants t4 et t5 : croissance, puis passage par un maximum et décroissance jusqu'à ce qu'il passe au-dessous de la valeur de consigne Icm.The consequences of a shock of this type are shown in Figures 3a and 3b at a time t4. The shock causes the mobile core to begin to move. This displacement causes in the coil producing an electromotive force which results in the generation of a additional current which is added to the regulated holding current. There are, therefore, after the instant t4, increase in the current Ib in spite of the regulation, that is to say in the particular embodiment shown, although the transistor T1 is in a phase opening (B = 0 outside the sampling pulses). If no action particular is not taken, the current Ib can take the form shown in Figure 3b, between instants t4 and t5: growth, then passage through a maximum and decrease until it goes below the set point Icm.
A l'instant t5, le microprocesseur recommence à contrôler la régulation du courant de
maintien dans la bobine. Cependant, ce courant de maintien est insuffisant pour recoller le
noyau mobile 6 contre le noyau fixe 5. Le choc conduit ainsi à une désexcitation
intempestive de l'électro-aimant. A titre d'exemple dans le cas où l'électro-aimant fait partie
d'un déclencheur à minimum de tension (MN) d'un disjoncteur, l'électro-aimant peut être
du type représenté à la figure 2. En position excitée de l'électro-aimant, noyaux 5 et 6
collés, le plongeur 8 est en position de retrait. Lorsque la tension appliquée à son dispositif
de commande descend au-dessous d'une valeur prédéterminée, le passage du courant est
interrompu dans la bobine et le noyau mobile 6 s'écarte du noyau fixe 5 sous l'action du
ressort 7. Le plongeur 8 fait alors saillie vers l'extérieur, provoquant l'ouverture immédiate
du disjoncteur. Une fermeture ultérieure du disjoncteur n'est possible que lorsque le
déclencheur à minimum de tension étant alimenté, le noyau mobile 6 est recollé contre le
noyau fixe 5. Un choc intempestif tel que décrit ci-dessus, peut donc conduire à l'ouverture
du disjoncteur. Le courant de maintien fourni à l'électro-aimant après l'instant t5 étant
insuffisant pour recoller les noyaux, il est alors impossible de refermer le disjoncteur avant
de couper l'alimentation du déclencheur puis de le réalimenter, ce qui provoque une phase
d'appel et le recollage des noyaux.At time t5, the microprocessor starts again to control the regulation of the current of
holding in the coil. However, this holding current is insufficient to pick up the
Selon l'invention, on détecte rapidement un déplacement intempestif du noyau mobile de
l'électro-aimant au cours d'une phase de maintien et l'on commande le passage à une phase
d'appel dès qu'un tel déplacement est détecté. Grâce au passage rapide en phase d'appel, les
effets du choc intempestif sont soit complètement supprimés soit réduits. A titre d'exemple,
dans le cas d'un déclencheur à minimum de tension (MN), si le choc intempestif est détecté
assez tôt lors du déplacement du noyau mobile (6) et que la phase d'appel intervient avant
que le plongeur 8 n'ait pu provoquer l'ouverture du disjoncteur, le choc n'a aucune
conséquence. Si le choc est détecté plus tard, le disjoncteur peut s'ouvrir sous l'action du
plongeur 8. Cependant, le passage automatique en phase d'appel lors de la détection du
choc conduit automatiquement au recollage du noyau et permet une refermeture du
disjoncteur. Dans ce cas, les inconvénients liés au choc intempestif, s'ils ne sont pas
totalement supprimés, sont toutefois réduits.According to the invention, an untimely displacement of the mobile core of the
the electromagnet during a holding phase and the transition to a phase is controlled
as soon as such a movement is detected. Thanks to the rapid transition to the call phase,
effects of nuisance shock are either completely eliminated or reduced. For exemple,
in the case of an undervoltage release (MN), if the untimely shock is detected
fairly early in the movement of the mobile core (6) and the call phase occurs before
that the
Les figures 4a et 4b illustrent les signaux B et Ib dans un dispositif selon l'invention.
Jusqu'à l'instant t4, le dispositif assure comme précédemment la régulation du courant de
maintien autour de la valeur de consigne Icm. A l'instant t4, où se produit un choc
intempestif, le courant Ib augmente. Dans une première variante, si, pendant une phase
d'ouverture de la phase de maintien, le dispositif de commande détecte quatre échantillons
Ibi successifs supérieurs à la valeur de consigne Icm, il considère que cela est dû à un choc
et il provoque le passage en phase d'appel. Cette variante est illustrée sur les figures 4a et
4b. A l'instant t6, quatre échantillons successifs supérieurs à Icm ont été détectés depuis
l'instant t4. Le circuit de commande et de régulation 2 provoque alors la conduction du
transistor T1 (B=1) jusqu'à ce que le courant Ib dans la bobine 1 atteigne une valeur Ica de
consigne d'appel. Il régule ensuite le courant dans la bobine pour qu'il soit égal à la valeur
Ica pendant la phase d'appel. La valeur Ica est très supérieure à la valeur Icm (10 à 20 fois)
et provoque le recollement des noyaux mobile et fixe. Classiquement, après un temps
prédéterminé (80ms par exemple), le circuit de commande passe de nouveau en phase de
maintien. Figures 4a and 4b illustrate the signals B and Ib in a device according to the invention. Until time t4, the device ensures, as before, the regulation of the holding current around the set value Icm. At time t4, when an untimely shock occurs, the current Ib increases. In a first variant, if, during an opening phase of the holding phase, the control device detects four successive samples Ib i greater than the set value Icm, it considers that this is due to a shock and it causes the transition to call phase. This variant is illustrated in Figures 4a and 4b. At time t6, four successive samples greater than Icm have been detected since time t4. The control and
Dans certains cas, ce critère de détection d'un choc s'avère cependant insuffisant. Un tel
cas est illustré sur les figures 5a et 5b. Sur ces figures, l'électro-aimant est en phase de
maintien, avec une régulation du courant Ib dans la bobine à la valeur de consigne Icm. Il
peut arriver, comme représenté entre des instants t7 et t8, que lors de la fermeture du
transistor T1 (B=1), le courant Ib dans la bobine augmente rapidement. Ceci peut
notamment être le cas si la tension d'alimentation Va, qui est généralement une tension
alternative redressée double alternance, a ponctuellement une tension crête trop élevée.
Après avoir détecté, à l'instant t8, un premier échantillon supérieur à la valeur de consigne
Icm, le circuit de commande provoque, normalement, le blocage du transistor T1 (B=0) et
le passage en phase d'ouverture. Le courant Ib redescend alors jusqu'à la valeur de
consigne Icm. Cependant, la valeur maximum atteinte par le courant Ib à l'instant t8 étant
relativement élevée, il lui faut une période supérieure à deux périodes d'échantillonnage Te
pour redevenir inférieure à Icm. Sur la figure 5b, le courant Icm redevient inférieur à la
valeur de consigne Icm à un instant t9 seulement, après que cinq échantillons successifs du
courant Ib ait été supérieurs à la valeur de consigne. Dans la variante décrite ci-dessus, en
référence aux figures 4a et 4b, ceci est interprété par le circuit de commande 2 comme étant
dû à un choc ayant provoqué un déplacement intempestif du noyau mobile. Or, il n'en est
rien et il s'agit en réalité d'une mauvaise régulation. Dans la première variante, le circuit de
commande passerait alors en phase d'appel, alors que ceci est inutile. Or l'utilisation trop
fréquente de la phase d'appel conduirait à une dissipation d'énergie importante dans la
bobine, ce qui pourrait engendrer la destruction du dispositif.In certain cases, this criterion for detecting a shock is however insufficient. Such
case is illustrated in Figures 5a and 5b. In these figures, the electromagnet is in the phase of
hold, with regulation of the current Ib in the coil at the setpoint Icm. he
can happen, as represented between instants t7 and t8, that when closing the
transistor T1 (B = 1), the current Ib in the coil increases rapidly. This can
particular be the case if the supply voltage Va, which is generally a voltage
alternating rectified double alternation, occasionally has a too high peak voltage.
After having detected, at time t8, a first sample greater than the set value
Icm, the control circuit normally causes blocking of transistor T1 (B = 0) and
the transition to the opening phase. The current Ib then goes down to the value of
Icm setpoint. However, the maximum value reached by the current Ib at time t8 being
relatively high, it requires a period greater than two sampling periods Te
to fall back below Icm. In FIG. 5b, the current Icm again becomes lower than the
Icm setpoint at time t9 only, after five successive samples of the
current Ib was greater than the setpoint. In the variant described above, in
with reference to FIGS. 4a and 4b, this is interpreted by the
Selon un développement de l'invention, on cherche à éliminer de tels passages intempestifs en phase d'appel. Pour cela, il est possible d'augmenter la durée de la fenêtre d'observation minimum pendant laquelle le courant Ib doit être supérieur à la valeur de consigne pour conclure à l'existence d'un déplacement intempestif du noyau mobile. A fréquence d échantillonnage fixe, ceci revient à augmenter le nombre d'échantillons successifs supérieurs à Icm nécessaires pour conclure à l'existence d'un choc. Mais ceci conduit à diminuer la vitesse de réaction du dispositif et à permettre un déplacement plus important du noyau mobile avant de réagir.According to a development of the invention, it is sought to eliminate such untimely passages during the call phase. For this, it is possible to increase the duration of the observation window minimum during which the current Ib must be greater than the setpoint for conclude that there is an untimely displacement of the mobile nucleus. At frequency fixed sampling, this amounts to increasing the number of successive samples higher than Icm necessary to conclude that a shock exists. But this leads to decrease the reaction speed of the device and allow greater movement of the moving core before reacting.
La comparaison des figures 4b et 5b permet de voir que, si dans les deux cas, pendant les périodes t4-t6 et, respectivement t8-t9, le courant Ib reste supérieur au seuil Icm, par contre, les variations de Ib sont totalement différentes. Dans le cas d'un choc (fig. 3b et 4b, à partir de t4), le déplacement du noyau mobile provoque l'apparition d'une force électromotrice dans la bobine et, en conséquence, une augmentation du courant malgré le blocage du transistor T1 en dehors des instants d'échantillonnage. Par contre, dans le cas d'une mauvaise régulation (fig. 5b, à partir de t8), le courant Ib diminue dès que le transistor T1 est dans une phase d'ouverture.The comparison of FIGS. 4b and 5b makes it possible to see that, if in both cases, during the periods t4-t6 and, respectively t8-t9, the current Ib remains above the threshold Icm, by however, the variations in Ib are completely different. In the event of a shock (fig. 3b and 4b, from t4), the displacement of the mobile nucleus causes the appearance of a force in the coil and, consequently, an increase in current despite the blocking of transistor T1 outside the sampling instants. However, in the case of poor regulation (fig. 5b, from t8), the current Ib decreases as soon as the transistor T1 is in an opening phase.
Dans un mode de réalisation préférentiel, un choc est détecté lorsque, le transistor T1 étant
dans une phase d'ouverture, le courant Ib est supérieur à la valeur de consigne Icm et,
simultanément, le courant Ib dans la bobine est croissant. Pour détecter une telle croissance,
le circuit de commande 2 peut déterminer une grandeur représentative de la dérivée du
courant de maintien par rapport au temps, dIb/dt. Lorsque cette grandeur est positive, cela
signifie que le courant Ib croít et cette croissance, lorsque B=0 en dehors des instants
d'échantillonnage et Ib > Icm, est interprétée comme correspondant à un déplacement
intempestif du noyau qui doit conduire au passage en phase d'appel.In a preferred embodiment, a shock is detected when, the transistor T1 being
in an opening phase, the current Ib is greater than the set value Icm and,
simultaneously, the current Ib in the coil is increasing. To detect such growth,
the
Sur les figures 1 et 2, le dispositif de commande comporte une seule bobine et sur les
figures 4a et 4b, le circuit de commande 2 régule le courant dans la bobine soit à la valeur
Icm pendant une phase de maintien, soit à la valeur Ica pendant une phase d'appel.In FIGS. 1 and 2, the control device comprises a single coil and on the
Figures 4a and 4b, the
L'invention s'applique de la même manière si le courant n'est pas régulé pendant la phase
d'appel. Alors, le transistor T1 reste conducteur (B=1) pendant toute la phase d'appel. Elle
s'applique également si le dispositif comporte un double bobinage, la bobine 1 constituant
alors la bobine de maintien et une autre bobine constituant la bobine d'appel qui n'est
parcourue par un courant, régulé ou non, que pendant la phase d'appel.The invention applies in the same way if the current is not regulated during the phase
call. Then, the transistor T1 remains conductive (B = 1) throughout the call phase. She
also applies if the device comprises a double coil, the
La figure 6 illustre les éléments complémentaires d'un mode de réalisation à double
bobinage. Une bobine d'appel 9 est connectée en série avec un transistor T2 et une
résistance de mesure R2 aux bornes de la tension d'alimentation Va. Une diode de roue
libre D2 est connectée en parallèle sur la bobine d'appel 9. L'électrode de commande du
transistor T2 est connectée à une sortie S2 du circuit 2 de commande et de régulation. Si le
courant dans la bobine d'appel 9 doit être régulé pendant la phase d'appel, le point commun
à R2 et T2 est connecté à une entrée E3 du circuit 2.FIG. 6 illustrates the complementary elements of a double embodiment
winding. A call coil 9 is connected in series with a transistor T2 and a
measurement resistance R2 across the supply voltage Va. A wheel diode
free D2 is connected in parallel on the call coil 9. The control electrode of the
transistor T2 is connected to an output S2 of the control and
Le circuit 2 de commande et de régulation peut être réalisé par tout moyen approprié,
analogique ou numérique. Dans un mode de réalisation préférentiel, il comporte un
microprocesseur qui réalise, avec une période d'échantillonnage Te, l'échantillonnage des
signaux appliqués sur ses entrées E2 et E3, leur conversion analogique/numérique, leur
comparaison aux valeurs de consigne Icm et Ica, respectivement pendant les phases de
maintien et d'appel, et la commande des transistors T1 et T2. The control and
La figure 7 illustre un sous-programme particulier correspondant à une phase de maintien et mettant en oeuvre la variante de l'invention décrite en référence aux figures 4a et 4b, c'est à dire détectant un choc lorsque Ib est supérieur à Icm pendant au moins 4 échantillons successifs d'une phase d'ouverture du transistor T1 (B=0 en dehors des instants d'échantillonnage).FIG. 7 illustrates a particular subroutine corresponding to a maintenance phase and implementing the variant of the invention described with reference to Figures 4a and 4b, it is say detecting a shock when Ib is greater than Icm for at least 4 samples successive of an opening phase of transistor T1 (B = 0 outside the instants sampling).
Pendant une première étape F1 d'initialisation de la phase de maintien, le signal B est mis à
1 (mise en conduction de T1) et un indicateur i est mis à zéro. Puis le microprocesseur du
circuit 2 passe à une étape F2 de mesure d'un échantillon Ibi du courant circulant dans la
bobine 1. Si B est nul, une impulsion d'échantillonnage Bi est appliquée transitoirement sur
la base du transistor T1, la valeur de B ne changeant pas dans le programme. Dans une
étape F3, le microprocesseur compare l'échantillon Ibi à la valeur de consigne Icm. Si Ibi
n'est pas supérieur à la valeur de consigne (sortie NON de F3), le microprocesseur se
reboucle sur l'entrée de l'étape F1. Le transistor T1 reste donc conducteur et le courant Ib
continue à monter. Ceci se passe, par exemple, entre les instants t1 et t2 de la figure 3b.
Par contre, si, en F3, Ibi est supérieur à Icm (sortie OUI de F3), alors le microprocesseur
vérifie, dans une étape F4, si B=1. Si B=1 (instants t2 ou t3 de la figure 3b), alors le
microprocesseur passe à une étape F5 où B est mis à zéro, commandant le passage à une
phase d'ouverture du transistor T1, avant de revenir à l'entrée de l'étape F2. Le sous-programme
décrit jusqu'ici correspond à une régulation du courant Ib à la valeur Icm
pendant la phase de maintien. Si, en F4, B=0 (sortie NON de F4), alors l'indicateur i est
incrémenté (i=i+1), dans une étape F6. Puis dans une étape F7, le microprocesseur vérifie
si i=4. Si ce n'est pas le cas (sortie NON de F7), il repasse à l'entrée de l'étape F2. Par
contre, si i=4, cela signifie que quatre échantillons Ib, successifs ont été supérieurs à Icm
pendant la phase d'ouverture du transistor T1. Ceci est considéré comme représentatif d'un
choc intempestif ayant conduit à un début de déplacement intempestif du noyau mobile 6 de
l'électro-aimant. Le microprocesseur passe alors (sortie OUI de F7) à une étape F8
correspondant à une phase d'appel.During a first step F1 of initialization of the holding phase, the signal B is set to 1 (conduction of T1) and an indicator i is set to zero. Then the microprocessor of
Le nombre d'échantillons retenu dans l'étape F7 peut être modifié en fonction notamment
de la fréquence d'échantillonnage et de la vitesse de réaction désirée. Le nombre
d'échantillons supérieurs à Icm alors que B=0 doit au minimum être supérieur ou égal à 2.
Ceci correspond à plus de deux échantillons successifs supérieurs à Icm pendant la phase de
maintien, le premier échantillon conduisant au blocage de T1. La valeur 4 est une valeur
préférentielle qui donne des résultats satisfaisants lorsque la tension d'alimentation Va est
une tension redressée double alternance à partir d'un réseau électrique à 50 ou 60Hz et pour
une période d'échantillonnage de l'ordre de quelques centaines de microsecondes. The number of samples retained in step F7 can be modified depending in particular on
the desired sampling frequency and reaction speed. The number
samples greater than Icm when B = 0 must at least be greater than or equal to 2.
This corresponds to more than two successive samples greater than Icm during the phase of
maintenance, the first sample leading to blocking of T1. The
La figure 8 représente une variante du sous-programme de la figure 7, dans le cas où le critère de décision retenu n'est plus le nombre d'échantillons successifs supérieurs à Icm, mais le sens de variation du courant de maintien lorsque Ib > Icm pendant une phase d'ouverture du transistor T1.FIG. 8 represents a variant of the subroutine of FIG. 7, in the case where the decision criterion retained is no longer the number of successive samples greater than Icm, but the direction of variation of the holding current when Ib> Icm during a phase opening of transistor T1.
Le sous-programme correspondant à la phase de maintien reste identique jusqu'à l'étape F6. Dans la variante de la figure 8, à la sortie de l'étape F6, le microprocesseur, dans une étape F9, vérifie si l'indicateur i est égal ou supérieur à 2. Si ce n'est pas le cas, (sortie NON de F9), soit si i= 1, c'est à dire si un seul échantillon Ibi supérieur à Icm a été mesuré pendant une phase d'ouverture du transistor T1, cet échantillon est mis en mémoire, dans une étape F10 dans un emplacement Ibi-1 (Ibi-1=Ibi). Puis, le microprocesseur repasse à l'entrée de l'étape F2 pour la mesure de l'échantillon Ibi suivant. Par contre, si, en F9, i est supérieur ou égal à 2, alors (sortie OUI de F2), le microprocesseur passe à une étape F11 de détermination d'une grandeur ΔIb=Ibi-Ibi-1. La grandeur ΔIb est représentative du sens de variation du courant Ib après le blocage du transistor T1 au début de la phase d'ouverture, et, plus particulièrement, représentative de la dérivée du courant de maintien par rapport au temps entre deux échantillons successifs pendant cette phase. Puis, dans une étape F12, le microprocesseur vérifie le signe de ΔIb. Si la grandeur ΔIb est négative ou nulle (sortie NON du F12), il passe à l'étape F10, mettant en mémoire le dernier échantillon avant de mesurer le suivant. Par contre, si en F12, la grandeur ΔIb est positive (sortie OUI de F12), alors, le courant étant croissant, le microprocesseur considère qu'il y a eu un choc intempestif entraínant le déplacement du noyau mobile et passe à la phase d'appel (F8).The subroutine corresponding to the maintenance phase remains identical until step F6. In the variant of FIG. 8, at the output of step F6, the microprocessor, in a step F9, checks whether the indicator i is equal to or greater than 2. If this is not the case, (output NO of F9), or if i = 1, that is to say if a single sample Ib i greater than Icm was measured during an opening phase of the transistor T1, this sample is stored in a step F10 in a location Ib i-1 (Ib i-1 = Ib i ). Then, the microprocessor returns to the input of step F2 for the measurement of the following sample Ib i . On the other hand, if, in F9, i is greater than or equal to 2, then (YES output of F2), the microprocessor proceeds to a step F11 of determining a quantity ΔIb = Ib i -Ib i-1 . The quantity ΔIb is representative of the direction of variation of the current Ib after blocking of the transistor T1 at the start of the opening phase, and, more particularly, representative of the derivative of the holding current with respect to time between two successive samples during this phase. Then, in a step F12, the microprocessor checks the sign of ΔIb. If the quantity ΔIb is negative or zero (NO output from F12), it goes to step F10, storing the last sample before measuring the next. On the other hand, if in F12, the quantity ΔIb is positive (YES output of F12), then, the current being increasing, the microprocessor considers that there has been an untimely shock causing the displacement of the mobile core and passes to phase d 'call (F8).
Dans la description ci-dessus la régulation est réalisée à partir d'un échantillonnage périodique du courant Ib dans la bobine.In the description above, the regulation is carried out from a sampling periodic of the current Ib in the coil.
L'invention est également applicable lorsque la régulation est réalisée par modulation de largeur d'impulsion (PWM) comme dans l'art antérieur précité. Dans ce cas le transistor T1 fonctionne en hacheur avec une fréquence de hachage fixe et un rapport cyclique. variable. Pendant une période Th correspondant à la fréquence de hachage, le transistor T1 est rendu conducteur (B=1) pendant une période Th1 (Th1 < Th) variable. La durée de la période Th1 est fonction de la différence entre le courant Ib mesuré et la valeur de consigne (Icm pendant la phase de maintien). Lorsque le courant est égal à la valeur de consigne, la période de conduction Th1 prend une valeur prédéterminée Th1c correspondant à un rapport cyclique de consigne Nc = Th1c/Th, qui est par exemple égal à 0,5. Lorsque le courant Ib dans la bobine est inférieur à la valeur de consigne Icm, la période de conduction Th1 augmente et, en conséquence, le rapport cyclique N = Th1/Th est supérieur à Nc. The invention is also applicable when the regulation is carried out by modulation of pulse width (PWM) as in the aforementioned prior art. In this case the transistor T1 works as a chopper with a fixed chopping frequency and a duty cycle. variable. During a period Th corresponding to the chopping frequency, the transistor T1 is returned conductor (B = 1) during a variable Th1 (Th1 <Th) period. The length of the period Th1 is a function of the difference between the measured current Ib and the setpoint (Icm during the maintenance phase). When the current is equal to the setpoint, the conduction period Th1 takes a predetermined value Th1c corresponding to a duty cycle ratio Nc = Th1c / Th, which is for example equal to 0.5. When the current Ib in the coil is less than the set value Icm, the conduction period Th1 increases and, consequently, the duty cycle N = Th1 / Th is greater than Nc.
Lorsque le courant Ib dans la bobine est supérieur à la valeur de consigne, la période de conduction Th1 est inférieure à Th1c, et, en conséquence, le rapport cylique N est inférieur à Nc.When the current Ib in the coil is greater than the setpoint, the period of conduction Th1 is less than Th1c, and therefore the N at Nc.
Pour détecter un déplacement intempestif du noyau mobile, il est possible, de manière
analogue au mode de réalisation décrit à la figure 7, de déterminer si le courant Ib reste
supérieur à la valeur de consigne Icm pendant une période prédéterminée. Pour cela le
circuit 2 compare, pendant chaque cycle ou période de hachage Th, la valeur du rapport
cyclique N au rapport cyclique de consigne Nc. Si N reste supérieur à Nc pendant un
nombre pédéterminé de cycles successifs (au moins 2, de préférence 4), alors le circuit 2
considère qu'il y a déplacement intempestif du noyau mobile et commande le passage en
phase d'appel.To detect an inadvertent displacement of the mobile core, it is possible, in a way
analogous to the embodiment described in FIG. 7, to determine if the current Ib remains
greater than the set value Icm for a predetermined period. For this the
Dans un mode de réalisation préférentiel, le circuit 2, de manière analogue au mode de
réalisation décrit à la figure 8, tient compte du sens de variation du courant de maintien
lorsque Ib > Icm. Pour cela il compare les rapports cycliques successifs lorsque N est
inférieur à Nc (Ib > Icm) et considère qu'il y a déplacement intempestif du noyau mobile
lorsque le rapport cyclique N étant inférieur à Nc pendant au moins deux cycles successifs,
ce rapport cyclique est décroissant. Ceci signifie en effet que le courant est à la fois
croissant et supérieur à la valeur de consigne Icm pendant plus d'une période de hachage.
Comme précédemment, il commande alors le passage en phase d'appel.In a preferred embodiment,
Dans tous les cas, la détection d'un déplacement intempestif du noyau mobile pendant une phase de maintien est liée à la surveillance du courant dans la bobine pendant une phase de maintien et la détection d'un tel déplacement provoque le passage en phase d'appel.In all cases, the detection of an inadvertent displacement of the mobile core during a holding phase is linked to monitoring the current in the coil during a holding and detecting such a movement causes the transition to the call phase.
Claims (10)
- A control device and electromagnet , the assembly comprising a movable core (6), with at least one inrush phase during which the electromagnet receives an inrush current, and a holding phase during which it receives a holding current weaker than the inrush current, and comprising at least one coil (1) connected in series with an electronic switch (T1) to the terminals of a supply voltage (Va), means for measuring the current (Ib) flowing in the coil and means (2) for control of the electromagnet, connected to the means for measuring the current (Ib) and to a control electrode of the electronic switch (T1) and comprising means for regulating the current in the coil (1) to a preset value (Icm) during the holding phase, characterized in that the control means comprise detection means for detecting an unscheduled movement of the movable core (6) of the electromagnet during a holding phase according to the value of the current (Ib) flowing in the coil (1) when said current is greater than the setpoint value (Icm) during the holding phase, and means for commanding switching to inrush phase when an unscheduled movement is detected.
- Assembly according to claim 1, characterized in that the detection means comprise means for detecting the direction of variation of the current (Ib) flowing in the coil, an unscheduled movement being considered as being detected when, during the holding phase, the current (Ib) is both greater than the setpoint value (Icm) and increasing.
- Assembly according to claim 2, characterized in that the means for detecting the direction of variation of the current (Ib) comprise means for determining a quantity (ΔIb) representative of the differential of the current with respect to time, an unscheduled movement being considered as being detected when, during the holding phase, the current (Ib) is greater than the setpoint value (Icm) and said quantity is positive.
- Assembly according to claim 1, characterized in that an unscheduled movement is detected by the detection means when, during the holding phase, the current (Ib) is greater than the setpoint value (Icm) during a preset time.
- Assembly according to claim 4, characterized in that the means for measuring the current comprise means for sampling the current, with a preset sampling period (Te), and that an unscheduled movement is detected if more than two successive samples (Ibi) of the current are greater than the setpoint value (Icm) during the holding phase.
- Assembly according to claim 5, characterized in that an unscheduled movement is detected when more than four successive samples of the current are greater than the setpoint value (Icm) during the holding phase.
- Assembly according to one of the claims 5 to 6, characterized in that the sampling period (Te) is about a few hundred microseconds.
- Assembly according to any one of the claims 1, 2 and 4, characterized in that, the regulating means controlling turn-on of the electronic switch (T1) with a fixed chopping period and a variable duty cycle factor (N) depending on the difference between the value of the current (Ib) flowing in the coil and the setpoint value (Icm), the detection means compare the duty cycle factor (N) with a setpoint duty cycle factor (Nc) at each chopping period.
- Assembly according to claim 8, characterized in that an unscheduled movement is considered as being detected when, during a holding phase, the duty cycle factor (N) is lower than the setpoint duty cycle factor (Nc) during at least two successive chopping periods.
- Assembly according to claim 8, characterized in that an unscheduled movement is considered as being detected when, during the holding phase, the duty cycle factor (N) is at the same time decreasing and lower than the setpoint duty cycle factor (Nc) during at least two successive chopping periods.
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