FR2568715A1 - DEVICE FOR CONTROLLING AN ELECTROMAGNET COIL AND ELECTRIC SWITCHING APPARATUS PROVIDED WITH SUCH A DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE COMMANDE D'UNE BOBINE D'ELECTRO
AIMANT ET APPAREIL ELECTRIQUE DE COMMUTATION
EQUIPE D'UN TEL DISPOSITIF.DEVICE FOR CONTROLLING AN ELECTRIC COIL
MAGNET AND ELECTRICAL SWITCHING APPARATUS
EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE.
La présente invention concerne un dispositif électronique de commande d'une bobine d'électroaimant appartenant à un appareil électrique de commutation. Elle concerne également l'appareil électrique, tel qu'un contacteur, équipé de ce dispositif électronique et de l'électroaimant commande' par celui-ci.The present invention relates to an electronic device for controlling an electromagnet coil belonging to an electrical switching device. It also relates to the electrical device, such as a contactor, equipped with this electronic device and the electromagnet controlled by it.
Pour commander un électroaimant de contacteur, il est parfois souhaitable de disposer d'un circuit électronique pourvu d'un commutateur en serie avec la bobine de l'élec- troaimant, ce commutateur étant commande' par le circuit de façon à assurer successivement, dans la bobine, un niveau élevé de courant dit d'appel, puis un peu avant le collage ou dès le collage de l'armature mobile de l'électroaimant, un niveau plus faible dit de maintien afin de -minimiser la consommation de courant et la dissipation thermique.To control a contactor electromagnet, it is sometimes desirable to have an electronic circuit provided with a switch in series with the coil of the electromagnet, this switch being controlled by the circuit so as to ensure successively, in the coil, a high level of so-called inrush current, then a little before bonding or as soon as the movable armature of the electromagnet is bonded, a lower level known as holding in order to minimize the current consumption and the thermal dissipation.
I1 est connu d'utiliser, pour commander des électroaimants de relais ou d'électrovalves, des dispositifs hacheurs qui sont associés au commutateur et sont mis en oeuvre après une durée déterminée d'application du courant d'appel, afin d'abaisser le courant de bobine à son niveau de maintien. It is known to use, to control relay or solenoid electromagnets, chopping devices which are associated with the switch and are implemented after a determined duration of application of the inrush current, in order to lower the current coil at its holding level.
Cependant, ces dispositifs sont difficilement adaptables à la commande des contacteurs et ils obligent à recourir à un relais d'interfaçage entre le circuit électronique de commande et le contacteur.However, these devices are difficult to adapt to the control of contactors and they require the use of an interfacing relay between the electronic control circuit and the contactor.
En outre, les dispositifs connus manquent de la souplesse parfois requise pour la mise en oeuvre des contacteurs ; ils sont, en particulier, inaptes à une exploitation indifférente en courant continu ou en courant alternatif et, de plus, interdisent de brancher le contacteur auquel ils sont associés sur un réseau alternatif, soit de 110 volts, soit de 220 volts, par exemple, ou sur une source de tension continue par exemple comprise entre 100 et 400 volts.In addition, known devices lack the flexibility sometimes required for the implementation of contactors; they are, in particular, unfit for indifferent operation in direct current or in alternating current and, moreover, prohibit to connect the contactor with which they are associated on an alternating network, either of 110 volts, or of 220 volts, for example, or on a DC voltage source for example between 100 and 400 volts.
En particulier, il est connu d'après le brevet US-3 549 955 d'utiliser, pour commander une bobine d'électroaimant, un commutateur constitué par un transistor bipolaire dont la base est commandée par un comparateur de tension ; ce comparateur compare une tension, fonction du courant qui parcourt la bobine, avec une tension de consigne susceptible de prendre deux valeurs successives. Le courant d'appel dans la bobine est cependant obtenu au moyen d'un palier fixe de tension, tandis que le courant de maintien est produit par l'application de créneaux de tension de valeur fixe à la base du transistor.In particular, it is known from US Pat. No. 3,549,955 to use, for controlling an electromagnet coil, a switch constituted by a bipolar transistor, the base of which is controlled by a voltage comparator; this comparator compares a voltage, a function of the current flowing through the coil, with a reference voltage capable of taking two successive values. The inrush current in the coil is however obtained by means of a fixed voltage step, while the holding current is produced by the application of voltage slots of fixed value at the base of the transistor.
Du fait même de sa constitution, ce système est rigide et il ne peut fonctionner de manière satisfaisante avec diverses tensions d'alimentation, si ce n'est par la substitution de nombreux composants.By the very fact of its constitution, this system is rigid and it cannot function satisfactorily with various supply voltages, except by the substitution of numerous components.
La présente invention a notamment pour but de permettre la commande d'un électroaimant d'appareil électrique de commutation, plus spécifiquement de contacteur, au moyen d'un dispositif autorisant l'alimentation de la bobine de l'électroaimant avec un courant d'appel puis un courant plus faible de maintien, à partir d'une tension continue ou alternative dont la variation dans une plage prédéterminée reste sans effet sur la constitution du dispositif.The object of the present invention is in particular to allow the control of an electromagnet of an electrical switching device, more specifically of a contactor, by means of a device authorizing the supply of the coil of the electromagnet with an inrush current. then a lower holding current, from a direct or alternating voltage whose variation in a predetermined range has no effect on the constitution of the device.
Elle a également pour but de permettre de commander le courant dans la bobine par un découpage à haute fréquence de la tension appliquée à celle-ci à l'aide d'un dispositif électronique à faible consommation de courant et à dissipation thermique réduite, ce dispositif pouvant être commandé par un signal isolé de très faible puissance.It also aims to allow the current in the coil to be controlled by high-frequency cutting of the voltage applied to it using an electronic device with low current consumption and reduced heat dissipation, this device can be controlled by an isolated signal of very low power.
Elle a enfin pour but de combiner, dans un même appareil électrique de commutation, un dispositif de découpage à grande dynamique d'alimentation et à faible consommation de courant avec un électroaimant à courant continu, simple et peu coûteux, à ampères-tours réduits et à faible échauffement.Finally, it aims to combine, in the same electrical switching device, a cutting device with large power dynamics and low current consumption with a direct current electromagnet, simple and inexpensive, with reduced ampere-turns and with low heating.
L'invention concerne un dispositif électronique de commande d'une bobine d'électroaimant pour appareil électrique de commutation relié à une source de tension, comprenant un commutateur statique disposé en série avec la bobine de l'électroaimant et un générateur de signal doté d'un circuit d'asservissement relié à un élément de lecture du courant qui circule dans la bobine, le circuit d'asservissement délivrant au commutateur, en réponse à un ordre de commutation, un signal de commande présentant un niveau d'appel correspondant à une phase d'appel, puis après une temporisation au niveau de maintien obtenu par hachage et correspondant à une phase de maintien de l'électroaimant.The invention relates to an electronic device for controlling an electromagnet coil for an electrical switching device connected to a voltage source, comprising a static switch arranged in series with the electromagnet coil and a signal generator provided with a servo circuit connected to a reading element of the current flowing in the coil, the servo circuit delivering to the switch, in response to a switching command, a control signal having a call level corresponding to a phase call, then after a delay at the holding level obtained by chopping and corresponding to a holding phase of the electromagnet.
Selon l'invention, le dispositif comprend - un commutateur à transistor MOS en tant que commutateur
statique, - un redresseur double alternance dont les bornes alternati
ves sont reliées à la source de tension et dont les bornes
continues sont reliées à la bobine, - un circuit abaisseur de tension relié aux bornes continues
du redresseur et agencé pour délivrer au circuit d'asser
vissement une tension continue réduite et indépendante de
la tension de la source dans une plage prédéterminée de
ladite tension de source, - le circuit d'asservissement étant relié à la grille du
commutateur MOS et agencé pour maintenir tant dans la
phase d'appel que dans la phase de maintien le courant de
la bobine à un niveau indépendant de la tension de la
source.According to the invention, the device comprises - a MOS transistor switch as a switch
static, - a full wave rectifier with alternating terminals
ves are connected to the voltage source and whose terminals
are connected to the coil, - a step-down circuit connected to the continuous terminals
rectifier and arranged to deliver to the circuit of asser
screwing a reduced DC voltage independent of
source voltage within a predetermined range of
said source voltage, the servo circuit being connected to the gate of the
MOS switch and arranged to keep both in the
call phase that in the maintenance phase the current of
the coil at a level independent of the voltage of the
source.
I1 en résulte que le même électroaimant peut être commandé par le même dispositif électronique branché sur un réseau alternatif 24 ou 48 volts, 110 ou 220 volts, ou bien 380 ou 660 volts, ou encore sur une source continue de 100 à 400 volts, pratiquement sans aucune modification des constituants du dispositif de commande. As a result, the same electromagnet can be controlled by the same electronic device connected to a 24 or 48 volt, 110 or 220 volt alternating network, or 380 or 660 volts, or else to a continuous source of 100 to 400 volts, practically without any modification of the components of the control device.
Le circuit d'asservissement peut avantageusement comprendre un modulateur d'impulsions, par exemple à rapport cyclique variable et à haute fréquence fixe de l'ordre de quelques dizaines de KHz, recevant d'un circuit de consigne à générateur de contour un signal de consigne à deux niveaux indépendants de la tension de la source, et recevant de l'élément de lecture du courant, notamment constitué par une résistance ou par un circuit miroir de courant, un signal représentatif du courant effectif dans la bobine. I1 convient de remarquer qu'un tel asservissement contribue à répondre au but proposé puisqu'il détermine dans la bobine un courant programmé indépendant de la tension de la source.The servo circuit can advantageously comprise a pulse modulator, for example with variable duty cycle and at fixed high frequency of the order of a few tens of KHz, receiving from a setpoint circuit with contour generator a setpoint signal at two independent levels of the source voltage, and receiving from the current reading element, in particular constituted by a resistor or by a current mirror circuit, a signal representative of the effective current in the coil. It should be noted that such a servo contributes to meeting the proposed goal since it determines in the coil a programmed current independent of the voltage of the source.
Le générateur de contour du circuit d'asservissement peut comprendre un moyen d'élaboration du niveau d'appel du signal de consigne, un moyen de temporisation du signal son niveau d'appel pendant une durée déterminée et un moyen d'élaboration du niveau de maintien du signal de consigne. The contour generator of the servo circuit can comprise a means of developing the call level of the setpoint signal, a means of delaying the signal its level of call for a determined duration and a means of developing the level of maintaining the setpoint signal.
On peut de préférence prévoir un organe de validation du circuit de consigne, cet organe mettant en marche et au repos le circuit de consigne en réponse à un signal à bas niveau délivré par voie électrique ou optique par un système de commande, notamment une sortie d'automate programmable l'organe de validation comprend un élément d'isolement, par exemple un photocoupleur, qui permet d'isoler le signal bas niveau pilotant le dispositif de commande, de sorte que les perturbations de ce dernier n'affectent pas le système de commande.It is preferably possible to provide a setpoint circuit validation member, this member turning the setpoint circuit on and off in response to a low level signal delivered electrically or optically by a control system, in particular an output of programmable controller the validation device comprises an isolation element, for example a photocoupler, which allows the low level signal driving the control device to be isolated, so that disturbances of the latter do not affect the control system. ordered.
Lorsque le dispositif électronique de commande associé au contacteur est du type à détection de baisse de tension, le circuit de consigne peut avantageusement comprendre un comparateur dont une première entrée reçoit un signal de tension fixe délivré par le circuit abaisseur de tension et dont une deuxième entrée reçoit un signal de tension sensiblement indépendant de la tension nominale de la source mais sensible aux fluctuations de celle-ci, la sortie du comparateur mettant le signal de consigne à son niveau de repos lorsque la tension de la source descend au-dessous d'un seuil prédéterminé.When the electronic control device associated with the contactor is of the voltage drop detection type, the setpoint circuit can advantageously include a comparator, a first input of which receives a fixed voltage signal delivered by the step-down circuit, and a second input of which receives a voltage signal substantially independent of the nominal voltage of the source but sensitive to fluctuations of the latter, the output of the comparator bringing the setpoint signal to its quiescent level when the voltage of the source drops below a predetermined threshold.
D'autre part, pour insensibiliser le dispositif de commande aux microcoupures de la tension de la source, il peut être prévu un filtre à constantes de temps dissymétriques à la montée et à la descente de la tension de la source, ce filtre étant disposé entre une borne continue du redresseur double alternance et le circuit de consigne. Enfin, le circuit de consigne peut être muni d'un moyen de surveillance de la tension réduite délivrée par le circuit abaisseur de tension, ce moyen de surveillance portant le signal de consigne à son niveau de repos lorsque la tension réduite descend au-dessous d'un seuil déterminé.On the other hand, to insensitize the control device to micro-cuts in the source voltage, there may be provided a filter with asymmetrical time constants when the source voltage rises and falls, this filter being arranged between a continuous terminal of the full wave rectifier and the setpoint circuit. Finally, the setpoint circuit can be provided with a means for monitoring the reduced voltage delivered by the step-down circuit, this monitoring means bringing the setpoint signal to its rest level when the reduced voltage drops below d 'a determined threshold.
L'invention concerne également un appareil électrique de commutation susceptible d'opérer en courant continu ou en courant alternatif et équipé du circuit de commande décrit et d'un électroaimant du type à courant continu simplifié, notamment par son circuit magnétique en tôle épaissefaiblement ou non feuilleté et par l'absence de bague de déphasage, et utilisant un nombre d'ampères-tours réduit tout en présentant une section d'appel importante. Le faible niveau du courant d'appel nécessité par l'électroaimant concourt à réduire le dimensionnement et le coût du dispositif électronique précédemment décrit.The invention also relates to an electrical switching device capable of operating in direct current or in alternating current and equipped with the control circuit described and with an electromagnet of the simplified direct current type, in particular by its magnetic circuit in thin sheet metal, weakly or not laminated and by the absence of phase shift ring, and using a reduced number of ampere-turns while having a large call section. The low level of inrush current required by the electromagnet contributes to reducing the dimensioning and the cost of the electronic device described above.
La description ci-après d'un mode de réalisation, effectué à titre d'exemple non limitatif avec référence aux dessins annexés, va mieux expliciter les avantages de l'invention.The description below of an embodiment, carried out by way of nonlimiting example with reference to the appended drawings, will better explain the advantages of the invention.
La figure 1 représente le schéma synoptique d'un
dispositif de commande de contacteur conforme à
l'invention.Figure 1 shows the block diagram of a
contactor control device conforming to
the invention.
Les figures 2A, 2B, 2C montrent respectivement le
signal délivré par le circuit de consigne, le signal
délivré par le modulateur de durée d'impulsions et le
courant circulant dans la bobine de l'électroaimant
lors d'un actionnement du contacteur.Figures 2A, 2B, 2C respectively show the
signal delivered by the setpoint circuit, the signal
delivered by the pulse duration modulator and the
current flowing in the solenoid coil
when the contactor is actuated.
La figure 3 est le schéma synoptique d'une variante du
dispositif de commande.FIG. 3 is the block diagram of a variant of the
control device.
Le dispositif de commande 10 illustré par la figure 1 est associé à la bobine B d'un électroaimant E appartenant à un appareil électrique de commutation C qui pourrait être constitué par un relais mais qui est de préférence un contacteur. Le contacteur C est raccordé à une source de tension S continue ou alternative ; le dispositif de commande 10 est agencé pour fonctionner même si la nature ou la tension de la source changent, ceci étant le cas si l'on raccorde le contacteur à un réseau, par exemple de 24 à 48 volts, ou de 110 à 220 volts ou de 380 à 660 volts en courant alternatif ou de 100 à 400 volts en courant continu, et il comporte, à cet effet, un redresseur double alternance 11.Le dispositif de commande 10 comprend un commutateur à transistor MOS 12 dont le circuit drain-source est en série avec la bobine B et dont la grille G est connectée à un circuit d'asservissement 13 délivrant un signal de faible puissance découpé à haute fréquence. Le dispositif de commande 10 vise à assurer la fermeture et l'ouverture du contacteur C en réponse aux ordres marche et arrêt provenant d'un module de sortie E/S d'un automate programmable PC, au moyen d'une liaison électrique ou optique, ou provenant d'un autre organe de commande associé au contacteur et susceptible de délivrer un signal à très faible niveau.The control device 10 illustrated in FIG. 1 is associated with the coil B of an electromagnet E belonging to an electrical switching device C which could be constituted by a relay but which is preferably a contactor. Contactor C is connected to a DC or alternating voltage source S; the control device 10 is arranged to operate even if the nature or the voltage of the source changes, this being the case if the contactor is connected to a network, for example from 24 to 48 volts, or from 110 to 220 volts or from 380 to 660 volts in alternating current or from 100 to 400 volts in direct current, and it comprises, for this purpose, a full-wave rectifier 11. The control device 10 comprises a MOS transistor switch 12 whose circuit drain- source is in series with the coil B and the gate G of which is connected to a servo circuit 13 delivering a low power signal cut at high frequency. The control device 10 aims to ensure the closing and opening of the contactor C in response to the on and off orders from an I / O output module of a programmable controller PC, by means of an electrical or optical link. , or coming from another control member associated with the contactor and capable of delivering a signal at very low level.
Un circuit abaisseur de tension 14 est inclus dans le dispositif de commande 10 et il est relié aux bornes de tension continue VDD stabilisée et insensible aux transitoires, par exemple de 12 ou 14 volts.A step-down circuit 14 is included in the control device 10 and it is connected to the DC voltage terminals VDD stabilized and insensitive to transients, for example of 12 or 14 volts.
Une diode de roue libre 15 est disposée en parallèle à la bobine B.A freewheeling diode 15 is arranged in parallel with the coil B.
Le circuit d'asservissement 13 présente un modulateur 15 de largeur d'impulsions à fréquence fixe de quelques dizaines de KHz, par exemple 20 KHz, et à rapport cyclique variable de manière continue en fonction du signal d'erreur résultant de la comparaison entre un signal de consigne de couran-t délivré par un circuit de consigne 16 et un signal de courant effectif produit par un élément de mesure 17 du courant circulant dans la bobine B. Le modulateur 15 peut également être un modulateur de fréquence d'impulsions.The servo circuit 13 has a pulse width modulator 15 with a fixed frequency of a few tens of KHz, for example 20 KHz, and with a duty cycle continuously variable as a function of the error signal resulting from the comparison between a current setpoint signal delivered by a setpoint circuit 16 and an effective current signal produced by a measuring element 17 of the current flowing in the coil B. The modulator 15 can also be a pulse frequency modulator.
L'élément de mesure 17 peut être une résistance en série avec le transistor MOS de commutation 12 ou de préférence un circuit miroir de courant associable par intégration avec le transistor MOS.The measuring element 17 can be a resistor in series with the switching MOS transistor 12 or preferably a current mirror circuit which can be combined by integration with the MOS transistor.
Le circuit de consigne 16 est un générateur de contour susceptible de délivrer un signal de consigne IC à deux niveaux IC1, 1C2 (figure 2A) dont le temps de montée au niveau Il, le temps de maintien au niveau IC1 et le temps de descente au niveau IC2 sont respectivement désignés par t1, t2 et t3. Ces temps, notamment tl et t2, sont prédéterminés et facilement modifiables pour tenir compte des caractéristiques de l'électroaimant et du contacteur. La somme des temps tl et t2 est de préférence supérieure au temps nécessaire pour obtenir le collage de la partie mobile de l'électroaimant E en réponse à la montée du signal de consigne.Elle peut, dans certains cas, lui être inférieure pour diminuer le martelage des contacts.The setpoint circuit 16 is a contour generator capable of delivering a setpoint signal IC at two levels IC1, 1C2 (FIG. 2A) including the rise time at level II, the hold time at level IC1 and the fall time at level IC2 are respectively designated by t1, t2 and t3. These times, in particular tl and t2, are predetermined and easily modifiable to take account of the characteristics of the electromagnet and of the contactor. The sum of the times tl and t2 is preferably greater than the time necessary to obtain bonding of the movable part of the electromagnet E in response to the rise of the setpoint signal. It may, in certain cases, be less than this to reduce the hammering of the contacts.
Une entrée 16a du circuit de consigne 16 est reliée au circuit abaisseur de tension 14 pour recevoir la tension abaissée VDD afin que le circuit 16 utilise celle-ci après l'avoir vérifiée ; d'autre part, une entrée 16b du circuit 16 est reliée à une borne continue du redresseur 11 afin de contrôler le niveau de tension de la source, par exemple 110 ou 220 volts, et une entrée 16c du circuit 16 est reliée à une photocoupleur 18 lui-même relié par des conducteurs électriques 18a (figure 1) ou par une fibre optique 18b (figure 3) à la carte ou au module de sortie E/S de l'automate programmable PC. I1 va de soi que la commande marchearrêt du dispositif 10 peut s'effectuer soit au moyen d'un signal isolé à faible niveau à partir d'un système de commande différent de l'automate représenté, soit en amont du redresseur 11 au moyen d'un interrupteur adéquat.An input 16a of the setpoint circuit 16 is connected to the voltage step-down circuit 14 to receive the lowered voltage VDD so that the circuit 16 uses it after having checked it; on the other hand, an input 16b of circuit 16 is connected to a DC terminal of rectifier 11 in order to control the voltage level of the source, for example 110 or 220 volts, and an input 16c of circuit 16 is connected to a photocoupler 18 itself connected by electrical conductors 18a (FIG. 1) or by an optical fiber 18b (FIG. 3) to the card or to the I / O output module of the programmable logic controller PC. It goes without saying that the market stop command of the device 10 can be carried out either by means of an isolated signal at low level from a control system different from the represented automaton, or upstream of the rectifier 11 by means of 'a suitable switch.
Le signal de faible puissance SG (figure 2B) sortant du modulateur PWM pour attaquer la grille du transistor MOS est découpé à fréquence constante de 20 KHz donc à période T constante, avec un rapport cyclique modulé comme l'indique la figure 2B par le signal d'erreur résultant de la comparaison entre le contour de consigne IC et le signal de courant effectif 1B (figure 2C) lu par l'élément 17, ce signal d'erreur affectant de manière classique un signal en dents de scie ou triangulaire. The low power signal SG (FIG. 2B) leaving the PWM modulator to attack the gate of the MOS transistor is cut at a constant frequency of 20 KHz therefore at a constant period T, with a duty cycle modulated as indicated in FIG. 2B by the signal error resulting from the comparison between the setpoint contour IC and the effective current signal 1B (Figure 2C) read by the element 17, this error signal conventionally affecting a sawtooth or triangular signal.
La haute fréquence du modulateur PWM permet d'obtenir un découpage très fin du courant dans la bobine de l'électroaimant, dont le circuit magnétique peut dès lors être sans inconvénient réalisé en tôle épaisse et exclure la nécessité d'une spire de Frager.The high frequency of the PWM modulator makes it possible to obtain a very fine cutting of the current in the coil of the electromagnet, the magnetic circuit of which can therefore be produced without inconvenience in thick sheet metal and exclude the need for a Frager turn.
I1 convient d'observer que le découpage à 20 KHz est effectué aussi bien dans la phase d'appel t1, t2 définie par le générateur de contour que dans la phase de maintien. It should be noted that the chopping at 20 kHz is carried out both in the call phase t1, t2 defined by the contour generator and in the hold phase.
Le circuit de consigne 20 représenté sur la figure 3 présente une entrée 20a de contrôle de la tension VDD délivrée par l'abaisseur de tension 14, une entrée 20b reliée par une liaison 21 à l'une des bornes continues du pont redresseur double alternance 11 et une entrée 20c reliée au photocoupleur 18.The setpoint circuit 20 shown in FIG. 3 has an input 20a for controlling the voltage VDD delivered by the step-down device 14, an input 20b connected by a link 21 to one of the continuous terminals of the full-wave rectifier bridge 11 and an input 20c connected to the photocoupler 18.
La liaison 21 comprend deux résistances en parallèle R1 et
R2, la résistance R2 étant mise en ou hors circuit au moyen d'un cavalier 22. Ceci permet de ramener à l'entrée 20b du circuit de consigne la tension à un niveau sensiblement indépendant du niveau nominal de la tension de la source S, mais variant avec les fluctuations de cette tension. I1 en résulte que, lorsque la bobine B de l'électroaimant doit être désalimentée en cas de baisse de la tension de la source au-dessous d'une fraction déterminée de sa tension nominale, la détection de la diminution de tension par le circuit de consigne est assurée par exemple aussi bien en 110 qu'en 220 volts par le simple déplacement du cavalier 22.The link 21 includes two resistors in parallel R1 and
R2, the resistor R2 being switched on or off by means of a jumper 22. This brings the voltage at the input 20b of the reference circuit to a level substantially independent of the nominal level of the voltage of the source S, but varying with the fluctuations of this tension. I1 follows that, when the coil B of the electromagnet must be de-energized in the event of a drop in the voltage of the source below a determined fraction of its nominal voltage, the detection of the decrease in voltage by the circuit of setpoint is ensured for example as well in 110 as in 220 volts by the simple displacement of the jumper 22.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, le circuit de consigne 20 comprend un filtre 20d dont les constantes de temps sont dissymétriques à la montée et à la descente de la tension redressée transmise à l'entrée 20b ; ceci permet au dispositif de commande de ne pas réagir aux microcoupures de la source S, sans toutefois retarder la mise en oeuvre du contacteur pour une tension de source assez faible. De plus, il est prévu dans le circuit de consigne 20, un moyen 20e de surveillance de la tension de commande délivrée par le circuit abaisseur de tension 14, ce moyen 20e provoquant la mise à zéro du signal de consigne lorsque la tension de commande descend au-dessous d'un seuil prédéterminé.In the embodiment of Figure 3, the setpoint circuit 20 includes a filter 20d whose time constants are asymmetrical with the rise and fall of the rectified voltage transmitted to the input 20b; this allows the control device not to react to the micro-cuts of the source S, without however delaying the implementation of the contactor for a fairly low source voltage. In addition, there is provided in the setpoint circuit 20, a means 20e for monitoring the control voltage delivered by the step-down circuit 14, this means 20e causing the setpoint signal to zero when the control voltage drops below a predetermined threshold.
Dans le modulateur 15 a été représenté un comparateur 23 dont une première entrée 23a reçoit le signal IC du circuit de consigne 20 et dont une deuxième entrée 23b est reliée à l'élément 17 pour recevoir le signal 1B ; le signal d'erreur résultant est superposé à un signal triangulaire ou en dents de scie pour produire une suite d'impulsions à rapport cyclique modulé de manière continue.In the modulator 15, a comparator 23 is shown, a first input 23a of which receives the signal IC from the reference circuit 20 and a second input of which 23b is connected to the element 17 to receive the signal 1B; the resulting error signal is superimposed on a triangular or sawtooth signal to produce a series of pulses with continuously modulated duty cycle.
L'électroaimant 30 de la figure 1 est en forme de pot d'axe
X-X comportant une culasse fixe 31 et une armature en forme de chapeau mobile 32 t la bobine B est logée dans des évidements annulaires respectifs 31a, 32a de la culasse 31 et de l'armature mobile 32. La culasse et l'armature 31, 32 présentent chacune une collerette 31b, 32b développée radialement vers l'extérieur dans des plans perpendiculaires à l'axe X-X, de manière à former des épanouissements polaires qui étendent les surfaces polaires d'appel.Comme conséquence de cet agencement, dans un contacteur de calibre donné, l'électroaimant 30 peut être combiné au dispositif électronique de commande à découpage haute fréquence décrit pour fonctionner avec des ampères-tours réduits et une consommation de courant relativement faible en fournissant cependant le flux nécessaire.The electromagnet 30 of FIG. 1 is in the form of an axis pot
XX comprising a fixed cylinder head 31 and a movable cap-shaped armature 32 t the coil B is housed in respective annular recesses 31a, 32a of the cylinder head 31 and of the mobile armature 32. The cylinder head and the armature 31, 32 each have a flange 31b, 32b developed radially outward in planes perpendicular to the axis XX, so as to form polar expansions which extend the polar contact surfaces. As a consequence of this arrangement, in a gauge contactor Given, the electromagnet 30 can be combined with the electronic high-frequency switching control device described to operate with reduced ampere-turns and a relatively low current consumption while nevertheless providing the necessary flux.
La culasse et l'armature du pot peuvent présenter une forme générale parallélépipédique ; elles sont cependant de préférence usinées dans une pièce de forme générale de révolution, sensiblement cylindrique, pour utiliser, au mieux, le flux créé par les ampères-tours réduits délivrés par le commutateur MOS. The cylinder head and the pot frame may have a generally parallelepiped shape; they are however preferably machined in a part of general shape of revolution, substantially cylindrical, in order to make the best use of the flux created by the reduced ampere-turns delivered by the MOS switch.
Dans la variante de la figure 3, le circuit magnétique de l'électroaimant 40 comprend une culasse 41 en forme de double T dissymétrique et une armature à bague périphérique 42 déplaçable selon l'axe X-X et entourant le T supérieur 43 ; les ailes du T inférieur 44 du circuit magnétique se terminent par un chanfrein annulaire 45, tandis que la bague 42 présente en regard de ce chanfrein un bord frontal tronconique 46 correspondant de façon à constituer un entrefer annulaire tronconique el augmentant la section d'appel. Un entrefer annulaire cylindrique e2 est prévu entre la surface radialement intérieure de la bague 42 et la face radialement extérieure des ailes du T supérieur 43. Cet électroaimant est plus amplement décrit dans la demande de brevet
No 84 11704 du 24 Juillet 1984 de la Demanderesse.In the variant of FIG. 3, the magnetic circuit of the electromagnet 40 comprises a yoke 41 in the form of an asymmetrical double T and an armature with a peripheral ring 42 movable along the axis XX and surrounding the upper T 43; the wings of the lower T 44 of the magnetic circuit terminate in an annular chamfer 45, while the ring 42 has, opposite this chamfer, a frustoconical front edge 46 corresponding so as to constitute a frustoconical annular air gap increasing the call section. A cylindrical annular air gap e2 is provided between the radially inner surface of the ring 42 and the radially outer face of the wings of the upper T 43. This electromagnet is more fully described in the patent application.
No. 84 11704 of July 24, 1984 of the Applicant.
Le choix de l'électroaimant à grandes surfaces d'appel du type illustré par les figures 1 et 3 permet corrélativement d'utiliser un dispositif électronique de commande délivrant un courant d'appel réduit, donc de puissance réduite et de faible coût.The choice of the electromagnet with large call surfaces of the type illustrated in FIGS. 1 and 3 correlatively allows the use of an electronic control device delivering a reduced inrush current, therefore of reduced power and of low cost.
Un moyen torique ou annulaire d'amortissement élastique non indiqué peut être prévu entre les parties fixe et mobile de l'électroaimant.A toric or annular elastic damping means not indicated may be provided between the fixed and mobile parts of the electromagnet.
Les circuits magnétiques des électroaimants illustrés par les figures 1 et 3 sont en tôle épaisse faiblement feuilletée ou non feuilletée ; ils sont dépourvus de bague de déphasage et les surfaces polaires à grande aire ne sont pas rectifiées.The magnetic circuits of the electromagnets illustrated in FIGS. 1 and 3 are made of thick sheet, slightly laminated or non-laminated; they do not have a phase shift ring and the large area polar surfaces are not ground.
On peut apporter au mode de réalisation des modifications sans sortir du cadre de l'invention. Le commutateur MOS peut être constitué par tout organe commutateur statique à grille isolée. Modifications can be made to the embodiment without departing from the scope of the invention. The MOS switch can be constituted by any static switch member with an insulated gate.
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