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:~239Ç~92
La présente invention concerne un dispositif de commutation à
composition variable faisant notamment invervenir :
- d'une part, un ou plusieurs dispositifs interrupteurs compre-
nant chacun au moins un élément de contact fixe, au moins un
élément de contact mobile monté sur un équipage mobile, de
manière à pouvoir prendre au moins deux positions, à savoir,
une première position dans laquelle l'élément de contact
mobile est appliqué contre l'élément de contact fixe (état
fermé), et une deuxième position dans laquelle l'élément de
contact mobile se trouve écarté de l'élément de contact fixe
(état ouvert), et des moyens élastiques exerçant sur l'équi-
page mobile un efort tendant à amener l'élément de contact
mobile dans l'une ou l'autre des deuxdites positions, et
- d'autre part, au moins un dispositif de commande et/ou de
protection apte à provoquer un changement d'état de l'inter
rupteur, en exerçant sur l'équipage mobile une action antago-
niste à celle des moyens élastiques.
Les dispositifs de commande et/ou de protection utilisables
dans les dispositifs de commutation de ce genre peuvent etre de
nature variée ; ils peuvent notamment consister en :
- des dispositifs de commande manuelle,
- des dispositifs de commande automatique par exemple à élec-
troaimant,
.~
-- 1 -- ~, ~
~, . . ~,
.
,9~
- des moyens de protection permettant de provo~uer une commuta-
tion automatique du dispositif interrupteur lors de perturba-
tions affectant le courant appliqué aux éléments de contact.
Ces dispositifs de commande et/ou de protection sont habituel-
lement concus de manière à produire une commutation du disposi-
tif interrupteur compatible avec la fonction réalisée.
Ainsi, par exemple, dans le cas où le dispositif interrupteur
10 est de type normalement fermé, les moyens de protection contre
les surintensités dues par exemple à des court-circuits doivent
être concus de manière à produire des vitesses de coupure
relativement élevées, pour éviter la détérioration des éléments
de contact par l'arc de coupure.
Pour obtenir de telles vitesses de coupure, deux types de mesu-
res peuvent être envisagés, séparément ou en combinaison.
Le premer type de mesures consiste à accroltre l'effort exercé
20 par le dispositif de commande et/ou de protection concerné, ce
qui conduit, dans le cas où l'effort résistant de l'équipage
mobile de l'interrupteur est important, à surdimensionner le
dispositif de commande et les moyens qui lui sont associés.
Le deuxième type de mesures consiste à réduire au minimum
l'effort résistant de l'équipage mobile :
-- 2 --
' ,.;
~L23~ 2
- en diminuant la raideur des moyens élast.i~ues associés à
l'équipage mobile, ce qui, dans le cas d'un dispositif inter-
rupteur de t~pe normalement fermé, s'effectue au détriment de
la qualité du contact électrique en position fermée, et/ou
- en limitant autant que possible le nombre de dispositifs
interrupteurs associé à un dispositi~ de commande et en dimi-
nuant l'inertie des équipages mobiles de ces dispositifs inter-
rupteurs, notamment en réduisant le nombre de conta~ts mobiles
portés par ces équipages mobiles.
Il est clair que ces mesures vont à l'encontre du concept de
composition variable du dispositif de commutation proposé qui
implique la possibilité d'associations multip].es de fonctions
élémentaires et, en particulier, la commande de plusieurs
interrupteurs pouvant chacun comprendre une pluralité d'élé-
ments de contact fixes et mobiles, par un seul dispositif de
commande et/ou de protection exigeant une vitesse de coupure
rapide.
20 L'invention a pour but de supprimer ces inconvénients. Elle
propose un dispositif de commutation à composition variable
faisant intervenir un ensemble d'éléments modulaires assembla-
bles les uns aux autres en vue de réaliser diverses fonctions
de commutation telles que par exemple celles d'un interrupteur,
d'un contacteur, d'un contacteur~disjoncteur, ledit ensemble
comprenant, d'une part, au moins un élément modulaire de base
~L~3~i9Z
incorporant un dispositif interrupteur commandable compor-
tant :
- au moins un élément de contact fixe ;
- un équipage mobile comprenant au moins un élément de contact
mobile et pouvant se déplacer entre deux positions, à savoir,
une position dans laquelle l'élément de contact mobile est en
contact avec l'élément de contact fixe, et une position dans
laquelle l'élément de contact mobile est écarté de l'élément
de contact fixe ;
des moyens élastiques exerçant sur l'équipage mobile un
effort tendant à l'amener dans une première des deuxdites
positions, et
- un organe de manoeuvre solidaire de l'équipage mobile ou
faisant corps avec celui-ci, cet organe de manoeuvre compre-
nant au moins une surface d'appui sur laquelle peut être
appliquée une force de commande antagoniste à celle des
moyens élastiques, pour amener l'équipage mobile dans la
seconde position, et, d'autre part, l'un au moins des élé-
ments modulaires suivants :
- un élément modulaire de commande de commutation dlrecte
comprenant des moyens d'actionnement à action directe, aptes
à exercer sur la surface d'appui d'au moins un module de
base, une action de commande suffisamment rapide, avec une
force suffisante pour assurer une commutation correcte du
dispositif de commutation, et
_ ~ _
~3~92
- un élément modulaire de commande de commutation indirecte
comprenant des moyens d'actionnement qui, en réponse à un
ordre trop lent et/ou à énergie insuffisante pour assurer une
commutation correcte, agissent sur la surface d'appui d'au
moins un élément modulaire de base par l'intermédiaire d'un
dispositif de déclenchement à accumulation d'énergie poten-
tielle.
Selon l'invention, ce dispositif est plus particulièrement
10 caractérisé en ce que le dispositif de déclenchement à énergie
potentielle peut prendre deux états stables, à savoir, un état
armé et un état déclenché, ainsi que deux phases transitoires à
savoir une phase d'armement et une phase de déclenchement, ce
dispositif de déclenchement comprenant :
- des moyens d'actionnement pouvant prendre successivement
deux positions stables correspondant aux deux susdits états,
à savoir, une position déclenchée dans laquelle ils exercent
sur la surface d'appui de l'organe de manoeuvre du dispositif
interrupteur une action antagoniste à celle des moyens élas-
tiques, pour assurer le maintien de l'équipage mobile dans la
seconde position, et une position armée dans laquelle ils
autorisent le retour de l'équipage mobile dans la première
position ;
- des moyens d'accumulation d'énergie potentielle propres à
stocker de l'énergie potentieller lors de la phase d'arme-
~2~ 2
ment, et de la restituer, sous forme d'énergie mécanique surles moyens d'actionnement pour provoquer le passage de
l'équipage mobile de la première à la seconde position, lors
de la phase de déclenchement ;
- un dispositif d'armement comprenant au moins un organe
d'armement sur lequel peut être appliquée une énergie lors de
la phase d'armement et un mécanisme d'armement propre à faire
passer, sous l'effet de ladite énergie, les moyens d'action-
nement de la position déclenchée à la position armée et,parallèlement, à transmettre aux moyens d'accumulation une
partie de ladite énergie, et
- un déclencheur comprenant au moins un organe de déclenchement
sur lequel peut être appliquée au moins une action de comman-
de pour engendrer la phase de déclenchement, cette action de
commande pouvant être produite par un ou plusieurs disposi-
tifs de commande et/ou de protection destinés à provoquer un
changement d'état brusque de l'interrupteur.
Il convient de constater tout d'abord que, dans le dispositif
précédemment décrit, les commandes émanant d'élements de
commande produisant un ordre à énergie et à vitesse suffisam-
ment élevées pour assurer une commutation correcte du disposi-
tif de commutation agissent directement sur une surface d'appui
d'au moins un module de base. Cette action peut s'effectuer
directement ou par l'intermédiaire d'un dispositif de transmis-
-- 6 --
`
: :
~2~92
sion mécanique, étant entendu que dans les deux cas, c'estl'effort exercé par l'élément modulaire de commande qui est
utilisé pour effectuer la commutation. C'est la raison pour
laquelle les éléments de commande de ce type ont été appelés
éléments modulaires de commande de commutation directe.
Par contre, les commandes émanant d'éléments de commande
produisant un ordre de commande à énergie et/ou à vitesse
insuEfisamment élevées agissent sur la suxface d'appui du ou
10 des modules de base par l'intermédiaire du susdit dispositif de
déclenchement qui, par la seule énergie potentielle précédem-
ment accumulée, produit le déclenchement. C'est la raison pour
laquelle ces éléments de commande ont été appelés éléments
modulaires de commande de commutation indirecte.
Il convient de noter par ailleurs que pendant la phase d'arme-
ment, le stockage de l'énergie potentielle servant à la phase
de déclenchement s'effectue pendant ou immédiatement après le
passage de la position déclenchée à la position armée des
20 moyens d'armement et donc, indépendamment de l'interrupteur,
dont l'équipage mobile n'est alors sollicité que par les moyens
élastiques ~ui lui sont associés. De meme, la quantité d'éner-
gie potentielle accumulée ne se trouve pas limitée par les
caractéristiques mécaniques d'un interrupteur particulier. Il
est donc possible d'utiliser un seul dispositif de déclenche-
ment brusque pour plusieurs interrupteurs, en ajustant l'éner-
gie potentielle stockée au niveau souhaité et, bien entendu, en
3~6~92
utilisant des moyens de transmission mécanique appropriés entre
les moyens d'actionnement du dispositif de déclenchement et la
surface d'appui des organes de manoeuvre de ces interrupteurs.
De même, dans le cas où le déclencheur du dispositif de déclen-
chement est associé à plusieurs dispositifs de commande et/ou
de protection, il est également possible de prévoir des moyens
de transmission mécanique appropriés de l'action de commande de
ces dispositifs audit déclencheur.
En outre, les forces de commande appliquées sur la surface
d'appui de l'organe de manoeuvre de chacun des interrupteurs
peuvent emaner d'une action directe d'un ou plusieurs disposi-
tifs de commande, lesquels peuvent agir sur un ou plusieurs
interrupteurs. Dans ce dernier cas, des moyens de solidarisa-
tion mécanique des organes de manoeuvre de l'ensemble des inter-
rupteurs peuvent être prévus.
Comme précédemment mentionné, le dispositif de commutation peut
~0 faire intervenir un ou plusieurs interrupteurs de même type ou
de type différent. Ces interrupteurs peuvent par exemple être
de type normalement ouvert ou normalement fermé. Chaque inter-
rupteur peut comprendre un ou plusieurs couples d'éléments de
contact mobiles et fixes pouvant chacun assurer la fonction
d'interrupteur de type normalement fermé et/ou normalement
ouvert.
%
Selon un mode d'exécution particulièrement avantageux de
l'invention, le susdit interrupteur, le dispositif de déclen-
chement et les différents dispositifs de commande sont, chacun,
logés dans des boîtiers distincts pouvant s'assembler les uns
aux autres selon la composition recherchée du dispositif de
commutation.
Des modes de réalisation de l'invention seront decrits ci-
après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux
10 dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une coupe schématique d'un dispositif de
commutation selon l'invention faisant office de contac-
teur-disjoncteur à haut pouvoir de coupure.
Les figures ~ à 5 sont des représentations schématiques
permettant d'illustrer le fonctionnement d'un disposi-
tif de commutation du type de celui représenté sur la
figure 1
La figure 6 est un schéma électromécanique d'un contac-
teur du type de celui représenté sur la figure 1.
La figure 7 est une représentation schématique du cir-
cuit d'alimentation de la bobine de l'électoaimant
utilisé sur la fiaure 6.
Les figures 8 et 9 sont des représentations schématiques
d'un dispositif interrupteur pour circuit triphasé.
La figure 10 est une représentation schématique permet-
tant d'illustrer les possibilités de combinaisons
multiples du dispositif de commutation selon l'inven-
tion.
La figure 11 est une représentation schématique d'un
dispositif de commutation monté en inverseur.
La figure 12 représente un dispositif de commutation
réalisé à l'aide de blocs de fonction de structure modu-
laire.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le dispositif de
commutation comprend tout d'abord un interrupteur commandable
1, logé à l'intérieur d'un boîtier 2, et comportant, de fa~on
classique :
- deux éléments de contact fixes 3, 4 portés par deux conduc-
teurs respectifs 5, 6 montés sur la paroi supérieure 7 du
boîtier 2 ;
- un équipage mobile comprenant un porte-contact mobile a en un
matériau électriquement conducteur et sur le~uel sont montés
-- 10 --
~2~6~2
deux éléments de contact mobiles 9, 10 destinés à coopérer
avec les éléments de contact fixes respectifs 3, 4 ;
- un organe de man~uvre consistant en un poussoir 12, en un
matériau électriquement isolant, solidaire du porte-contact
mobile 8 et passant au travers d'un orifice 12' prévu dans la
paroi supérieure 7 du boltier 2, dans l'espace compris ent.re
les deux éléments de contact fixes 3, 4, et
lO - un ressort 13, disposé entre la paroi inférieure 14 du
boitier 2 et le porte-contact mobile 8 de manière à exercer
une force tendant à amener les éléments de contact mobiles 9,
lO contre les éléments de contact fixes 3, 4.
Bien entendu, cet interrupteur peut en outre comprendre tous
les équipements dont sont habituellement munis les interrup-
teurs tels que, par exemple, des ailettes de fractionnement des
arcs 15, canaux de décompression, etc... Par ailleurs, les
conducteurs 5 et 6 présentent une forme repliée permettant le
20 développement des forces de répulsion agissant sur le porte-
contact mobile 8 sous l'effet du courant circulant dans
l'interrupteur.
Il est clair que du fait de l'action du ressort 13, cet inter-
rupteur se trouve en position normalement fermée, l'ouverture
étant alors obtenue en exercant sur le poussoir 12 une pression
axiale antagoniste à celle du ressort 13.
Z3~69~2
Comme précédemment mentionné, on peut distinguer deux types de
commande d'ouverture de cet interrupteur 1, à savoir les
commandes dites usuelles qui ne nécessitent pas de coupures
brutales du circuit et les commandes exigeant des vitesses de
coupure élevées, par exemple pour éviter la détérioration des
éléments de contact 3, 4, 9, 10 par l'arc de coupure. Les
commandes du premier type sont assurées par une action directe
sur le poussoir 12, tandis que les commandes du deuxième type
sont assurées par l'intermediaire d'un déclencheur à accumula-
10 tion d'énergie potentielle 16.
Dans l~exemple représenté sur la figure 1, à titre de commandedu premier type, on a simplement représenté un électroaimant 17
logé à l'intérieur d'un boltier 18 dont l'armature mobile 19
est accouplée à un levier oscillant 20 dont un bras 21 passe au
travers du boltier 18 et coopère avec le poussoir 12 de la
façon suivante :
A l'état excité, l'armature mobile 19 de l'électroaimant vient
20 s'appliquer contre l'armature fixe 19' en faisant pivoter le
levier 20 qui, en se dégageant de la butée 32, libère le pous-
soir 12 ; sous l'effet du ressort 13, les éléments de contact
mobiles 9, 10, portés par le porte-contact 8, viennent donc
s'appliquer sur les éléments de contact fixes 3, 4, l'interrup-
teur est alors à l'état fermé.
- 12 -
Dès que le courant cesse de circuler dans la bobine de l'élec-
troaimant, l'armature mobile 19 qui se trouve sollicitée par un
ressort (non représenté) s'écarte de l'armature Eixe 19l ; le
levier 20 bascule alors en repoussant le poussoir 12 à l'encon-
tre de l'action du ressort 13, de sorte que les éléments de
contact mobiles 9, 10 se trouvent écartés des éléments de
contact fixes 3, 4 ; l'interrupteur est alors à l'état ouvert.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas à ce seul mode de
10 commande du premier type. A ce titre, llinterrupteur 1 pourrait
également être actionné par un dispositif de commande manuel ou
automatique agissant directement ou par llintermédiaire dlun
mécanisme de transmission sur le poussoir. Un tel mécanisme de
transmission pourrait éventuellement comprendre, comme repré-
senté en traits interrompus, une came 23 ou analogue, montée
sur un axe rotatif 23' dont les mouvements de rotation sont
commandés par un ou plusieurs dispositifs de commande. On
notera en outre que l'axe 23' peut comprendre plusieurs cames
coopérant chacune avec le poussoir d'un interrupteur respectif.
Les commandes du second type font quant à elles intervenir un
dispositif de déclenchement à accumulation d'énergie poten-
tielle 16 qui comprend, comme représenté sur la figure 1, une
tige d'actionnement 24 située au droit du poussoir 12, un pous-
soir de réarmement 25 et un déclencheur 26.
- 13 -
.
'
.
': '
~2~ 2
Comme cela sera expliqué plus en détail à propos des figures 2
à 5, à l'état armé du dispositif de déclenchement 16, la tige
d'actionnement 24 se trouve en position rentrée, position dans
laquelle elle ne sollicite pas le poussoir 12 et habilite ainsi
la fermeture de l'interrupteur 1. A partir de cette position,
la phase de déclenchement s'obtient par un basculement du
déclencheur 26 sous l'effet d'une action de commande (flèche
27). Ce basculement provoque un déploiement brutal de la tige
d'actionnement 24 qui vient repousser le poussoir 12 en provo-
10 quant une ouverture à grande vitesse de l'interrupteur 1.
Ainsi, dans l'exemple représenté sur la fi~ure 2, l'électroai-
mant est excité et le dispositif de déclenchement 16 est à
l'état armé, état dans lequel la tige d'actionnement 24 est à
l'état rétracté, tandis que le poussoir de réarmement 25 est à
l'état enfoncé. Le poussoir 12 de l'interrupteur 1 n'est donc
pas sollicité par une action extérieure et, en conséquence,
l'équipage mobile sollicité par le ressort 13 est disposé en
position de fermeture.
Il convient de noter que dans cet exemple, le dispositif de
déclenchement comprendr à proximité du poussoir de réarmement
25, un poussoir d'arrêt 28, pouvant prendre deux positions
inverses de celles du poussoir de réarmement 25, c'est-à-dire
- une position déployée lorsque le poussoir de réarmement 25
est enfoncé, et
- 14 -
~2~ 2
- une position enfoncée lorsque le poussoir de réarmement 25
est déployé.
L'enEoncement de ce poussoir d'arrêt 28, à partir de sa posi-
tion déployée, provoque le passage à l'état déclenché du dispo-
sitif de déclenchement 1~.
Comme précédemment mentionné, une action de commande exercée
sur le déclencheur 26 dans le sens de la flèche 27 provoque le
10 passage à l'état déclenché du dispositif de déclencheur. Au
cours de la phase de déclenchement, sous l'effet de l'énergie
potentielle stockée dans le dispositif de déclenchement 16, la
tige d'actionnement 24 passe brutalement à l'état déployé en
refoulant le poussoir 12, et en amenant, en consé~uence,
l'interrupteur 1 à l'état ouvert. Parallèlement, le poussoir
d'armement 25 se dispose à l'état déployé, tandis que le pous
soir d'arrêt 28 passe à l'état enfoncé (figure 3).
Dans cette position, l'électroaimant peut demeurer à l'état
20 excité et rester dans la position où il se trouve dans les
figures 2 et 3. Toutefois, le dispositif de déclenchement 1~
peut également provoquer l'ouverture d'un contact auxiliaire
interrompant l'alimentation de la bobine de l'électro-aimant,
lors~u'il se trouve à l'état déclenché. Dans ce cas, l'ouvertu-
re de l'interrupteur 1 par le dispositif de déclenchement se
trouve confirmée par l'action du levier 20 qui vient alors
prendre appui sur le poussoir 12, comme représenté ~igure 5.
- 15 -
j . .
' ' ., . :
':
. .. . . . . ' .
Le retour à l'état armé du dispositif de déclenchement 16
s'ob~ient en exerçant sur le poussoir d'armement 25 une pres-
sion manuelle ou éventuellement automatique, provoquant son
enfoncement.
Cette action entralne à la fois, le retour du poussoir d'arrêt
28 en position déployée, le retour de la tige d'actionnement 24
à l'état rétracté et l'accumulation d'une quantité déterminée
d'énergie potentielle destinée à être appliquée sur la tige
10 d'actionnement 24 lors de la phase de déclenchement.
Lorsqu'il se trouve à l'état armé, le dispositif de déclenche-
ment 16 ne s'oppose pas aux actions de commande exercées direc-
tement sur le poussoir 12 de l'interrupteur 1. Ainsi, par
exemple, l'électroaimant pourra agir indépendamment sur
l'interrupteur 1 en provoquant, selon le cas, soit son ouvertu~
re, soit sa fermeture.
Dans l'exemple représenté sur la figure 4, le dispositif de
20 déclenchement 16 se trouve à l'état armé, tandis que l'élec-
troaimant est à l'état désexcité. Dans cette positionr sous
l'effet du ressort, l'armature mobile 19 de l'électroaimant
s'est écartée de l'armature ~ixe 19' et a provoqué un bascule-
ment du levier 20 dont le bras 21 vient alors, par son extrémi-
té, appuyer sur le poussoir 12, et maintenir ainsi l'interrup-
teur 1 à l'état ouvert~
- 16 -
.
~3~
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, la commande du
déclencheur 26 du dispositif de déclenchement 16 est assurée,
d'une part, par un électroaimant 29 faisant partie d'un dispo-
sitif de protection par exemple contre les surintensités bruta-
les ou les court-circuits, et par un dispositif de transmission
comprenant une came 30 coopérant avec le déclencheur 26 et
montée sur un axe rotatif 31 pouvant être entralné en rotation
par un ou plusieurs dispositifs de commande prévus pour effec-
tuer une coupure brusque de l'interrupteur. Il convient de
10 noter à ce sujet que ces dispositifs de commande peuvent à la
fois agir sur le déclencheur 26 et sur le poussoir 12 de
l'interrupteur 1 ou le dispositif de transmission 23, 23' qui
lui est associé.
La figure 6 est un schéma théorique d'un contacteur à haut
pouvoir de coupure réalisable à partir d'une structure telle
que celle représentée figure 1.
Dans cet exemple, l'interrupteur comprend au moins deux élé-
20 ments de contact fixes 3, 4 raccordés aux deux parties 33, 34
d'une ligne de transport de courant~ A ces deux éléments de
contact fixes 3, 4 sont associés deux éléments de contact mobi
les 9, 10 montés sur un porte-contact mobile 8 sollicité par un
ressort 13 qui exerce une force F tendant à refermer l'inter-
rupteur. L'ouverture de cet interrupteur peut être provoquée
par une pluralité de moyens capables d'exercer sur l'équipage
mobile 8 une force antagoniste à celle du ressort 13 et de
' ~ ~
Z
valeur plus élevée. Dans cet exemple, ces moyens comprennent
plus particulièrement :
- un dispositif de commande automatique A pouvant consister en
l'électroaimant représenté sur les figures 1 et 2 à 5 ; ce
dispositif de commande pouvant en outre comprendre quatre
contacts auxiliaires Kl, K~, K3 et K4 montés en série dans le
circuit d'alimentation de la bobine B de l'électroaimant,
comme représenté figure 7 ;
- un dispositif de commande M sensible à un manque de tension,
par exemple sur les circuits de contrôle, le contact référen-
cé CI figurant la commande par manque de tension, et
- un dispositif de déclenchement S du type de celui précédem-
ment décrit dont le déclencheur est commandé par un détecteur
de surintensité I, par un organe de détection Rth d'une
élévation d'intensité se prolongeant dans le temps, par un
détecteur de défaut D sensible à un défaut constaté dans la
ligne ou dans un appareil alimenté par la ligne, ce détecteur
de défaut pouvant avoir une action instantanée ou temporisée,
directe ou différentielle, etc..., et par un organe de
commande manuelle Ma.
Le dispositif de déclenchement S peut en outre actionner, grâce
à une liaison mécanique ou électrique l'interrupteur auxiliaire
Kl de manière à provoquer la coupure du circuit qui alimente la
- 18 -
92
bobine de l'électroaimant du dispositif de commande automatique
A, en vue de confirmer la coupure de l'interrupteur provoqué
par le dispositif de déclenchement S.
De même, l'organe de détection Rth, le détecteur de défaut D et
le dispositif de commande M peuvent respectivement agir, d'une
facon analogue sur les contacts auxiliaires K2, K3, K4 du
circuit d'alimentation de la bobine B de l'électroaimant A.
10 Il ressort clairement de la figure 6 que seuls le dispositif de
commande A et le dispositif de commande sensible à un manque de
tension M agissent directement sur l'équipage mobile 8 de
l'interrupteur. Ceci implique que l'action de ces dispositifs
de commande ~ et M soit suffisamment puissante et suffisamment
rapide pour obtenir une bonne commutation. Par contre, les
moyens de commande ayant des mouvements trop lents et/ou insuf-
fisamment puissants tels que l'organe de détection Rth, le
détecteur de défaut D, le détecteur de surintensité I, et
llorgane de commande manuelle Ma agissent sur le dispositif de
20 déclenchement S.
Une attention particulière doit être apportée aux fonctions Rth
et D. Ainsi gu'il vient d'être dit, ces protections agissent,
respectivement par les liaisons m et o, sur le dispositif de
déclenchement S quand on veut une vitesse d'ouverture de C
supérieure à celle obtenue par le dispositif à commande direc-
te. Il est bien évident que lorsque les surcharges surveillées
,
par Rth etJou lorsque les défauts détectés par D peuvent être
supportés pendant des durées nettement supérieures au temps de
réponse du dispositif à commande directe, le dispositiE de
déclenchement peut ne pas etre nécessaire et les susdites
protections n'agissent alors que sur les contacts auxiliaires
K2, K3 par les liaisons respectives n et p.
Il convient de noter que l~invention ne se limite pas à un
interrupteur présentant une structure telle que celle représen-
10 tée sur les figures 1 à 6.
En effet, cet interrupteur pourrait tout aussi bien comprendreun équipage mobile comprenant une pluralité de couples, élé-
ments de contact fixes/éléments de contact mobiles, conçus pour
un fonctionnement de type normalement ouvert et/ou de type
normalement fermé.
A titre d'exemple, les figures 8 et 9 représentent schématique-
ment un dispositif de commutation pour circuit triphasé faisant
20 intervenir, montés sur un même équipage mobile, trois couples
d'éléments de contact mobiles 9', 9", 9''' - 10', 10", 10'''
coopérant avec trois couples d'éléments de contact fixes 3',
3", 3''' - 4', 4", 4''' respectifs. Dans cet exemple, l'équipa-
ge mobile 35 qui est, comme précédemment, sollicité par un
- ressort 36, comprend trois évidements ou cages 37 au travers de
chacun desquels passe un porte-contact mobile 38 muni de deux
contacts mobiles 9' - 10', 9" - 10", 9''' - 10''' qui coopè-
- 20 -
rent avec deux contacts fixes respectifs 3' - 4', 3" - 4" ,
3''' - 4'''. La liaison entre chacun des porte-contacts mobiles
et l'équipage mobile est assurée par un ressort de compression
38'agissant dans le même sens que le ressort 36.
Ainsi, l'équipage mobile 35, qui peut être réalisé en un maté-
riau léger pour permettre d'obtenir des vitesses de coupure
élevées, est rappelé en position de travail (position fermée de
l'interrupteur) par le ressort 36r les forces au contact étant
10 fournies par les ressorts 38'.
La figure 10 illustre les multiples compositions que peut pren-
dre le dispositif de commutation selon l'invention.
Ce dispositif de commutation fait intervenir trois interrup-
teurs commandables, à savoir :
- un interrupteur de type normalement ouvert 40, comprenant au
moins deux éléments de contact fixes 41, au ~oins deux élé-
ments de contact mobiles 42 poxtés par un équipage mobile 43sollicité par un ressort 44 dans le sens de l'ouverture et un
poussoir 45 solidaire de l'équipage mobile 43,
- un interrupteur 46 de type normalement fermé d'un type simi-
laire à celui représenté sur la figure 1 et comprenant, au
moins, deux éléments de contact fixes 3, 4, deux éléments de
contact mobiles 9, 10 portés par un équipage mobile ~ solli-
- 21 -
~L~3~ 9;2
cité à la fermeture par un ressort 13 et un poussoir 12
solidaire de l'équipage mobile 8, et
- un interrupteur 47 comprenant au moins deux contacts à
fonctionnement inversé, à savoir un premier contact faisant
intervenir un élément de contact fixe 48 et un élément de
contact mobile 49 monté à l'une des extrémités d'un levier
oscillant 50, et un second contact faisant intervenir un
élément de contact fixe 51 et un élément de contact mobile 52
monté à l'autre extrémité du levier oscillant 50, ce levier
oscillant étant sollicité d'un côté par un ressort 53 tendant
à assurer l'ouverture de l'un des contacts et la fermeture de
l'autre, et étant solidaire, de l'autre côté, d'un poussoir
de commande 54.
L'interrupteur 40 est commandé par un dispositif de commande
automatique 55, par un dispositif de commande manuelle 56 à
declenchement brusque et un dispositif de transmission 57
actionné par l'organe de manoeuvre 58 d'un dispositif de déclen-
20 chement 59 du type de celui précédemment décrit.
L'interrupteur 46 est commandé, par le dispositif de transmis-
sion 57 r par un dispositif de commande manuelle 60 à déclenche-
ment brusque et par un dispositif de transmission 61 actionné
notamment par un dispositif de commande automatique 62.
- 22 -
.
~2~
Avantageusement les dispositifs de commande automatique 55 et
62 sont conçus de manière à avoir une vitesse d'actionnement
suffisante pour assurer la commutation dans les conditions de
charge normales (ils peuvent consister par exemple en des
électroaimants).
L'interrupteur 47 est commandé par le dispositif de transmis-
sion 61 et par un dispositif de déclenchement 63 analogue au
dispositif 59.
Le déclencheur 64 du dispositif de déclenchement 59 est lui-
même commandé par deux dispositifs de commande et/ou de pro-
tection 65, 66, et par un dispositif de transmission 67 action-
né par deux dispositifs de commande et/ou de protection 68, 69.
Le déclencheur 71 du dispositif de déclenchement 63 est quant à
lui commandé par le dispositif de transmission 67 et par un
dispositif de commande et/ou de protection 72 par exemple.
20 Par ailleurs, le dispositif de transmission 67 agit sur le
dispositif de transmission 61.
A titre indicatif, les dispositifs de commande et/ou de pro-
tection 65 et 66 peuvent respectivement consister en un dis
positif de protection thermique et un dispositif de commande
manuelle. Les dispositifs de commande 6~ et 69 peuvent consis-
ter en des déclencheurs à manque de tension, des déclencheurs
- 23 -
magnétiques, etc... qui constituent des protections à action
rapide. Le dispositif 72 peut alors consister en un poussoir
pneumatique, hydraulique, etc... de vitesse quelconque.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la configuration
précédemment décrite, étant entendu qu'il existe de multiples
combinaisons possibles, que l'homme de l'art pourra utiliser en
fonction du problème spécifique qui lui est posé.
10 Ainsi les poussoirs 45, 12, 54 des interrupteurs 40, 46 et 47
peuvent être reliés par une tige de transmission schématisée
sur la figure 10 par la réunion des dispositifs de transmission
57 et 61 et par les extensions représentées en traits interrom-
pus, de manière à obtenir une commande simultanée des trois
interrupteurs 40, 46 et 47 quel que soit l'ordre de commande.
Cette tige de transmission est par ailleurs concue de manière à
être actionnée par les dispositifs de commande automatique 55l
62, par les dispositifs de déclenchement 59, 63 et par les
20 dispositifs de commande manuelle à déclenchement brusque 56 et
60 dont on a représenté les liaisons respectives en traits
interrompus.
A titre d'exemple, la figure 11 montre un dispositif de commu-
tation assurant la fonction d'inverseur. Ce dispositif fait
intervenir :
- 24 -
,
~L239~ 2
- deux interrupteurs 75, 76 de type normalement fermé compre-
nant chacun trois couples de contact fixes 77, 78 (dont un
seul a été représenté) coopérant avec trois couples respec-
ti~s de contact mobiles 79, 80 portés par un équipage mobile
81, 82 sollicité par un ressort 83, ~4 et muni d'un poussoir
85, 86,
- deux dispositifs de commande automatique consistant chacun en
un électroaimant 87, 88 du type de ceux précédemment décrits,
dont on n'a représenté que l'armature fixe 89, 90 et l'arma-
ture mobile 94, 95, et
- un dispositif de déclenchement du type de celui précédemment
décrit incluant, pour la commande du déclencheur, les dispo-
sitifs de commande et de protection.
Dans cet exemple, l'armature mobile 94, 95 de chacun des
électroaimants comprend deux tourillons 96l 97 latérau~ sur
lesquels viennent s'engager les extrémités 98, 99 en ~orme de
20 fourche d'un levier oscillant formé à l'aide d'un fil métalli-
que ou plastique en forme de U dont les ailes 101, 102 sont
repliées à angle droit dans leur partie médiane en formant une
boucle 103, 103' au travers de laquelle passe un axe d'articu-
lation 104, 105. L'ame 106 de ce levier oscillant porte un
patin 107 situé au droit du poussoir 85, 86 de l'interrupteur
correspondant 75, 76. Le fonctionnement des deux contacteurs
constitués par les interrupteurs 75, 76 et les électroaimants
- 25 -
~ - .
87, 88 est identique à celui précédemment décrit. Cependant,
pour obtenir la fonction d'inverseur, le circuit dlalimentation
des bobines des deux électroaimants 87, 88 est prévu, de maniè-
re à ce que, quand l'une des bobines est excitée, l'autre est
au repos.
Ainsi, dans l'exemple représenté sur la figure 11, l'électroai-
mant 87 est excité et, en conséquence, l'interrupteur 75 se
trouve en position fermée. A l'inverse, l'électroaimant 88 est
10 au repos et maintient ouvert l'interrupteur 76.
En outre, aux deux électroaimants 87, 89 est associé un dispo-
sitif de verrouillage mécanique Ll, L2 permettant le maintien a
l'état ouvert de l'un des électroaimants quand le deuxième est
fermé.
Dans cet exemple, le dispositif de déclenchement 93 est conçu
pour agir sur les poussoirs 85, 86 des interrupteurs 75, 76 par
l'intermédiaire d'un dispositif de transmission consistant en
20 un palonnier en forme de U dont les ailes 109, 110 sont articu-
lées par leurs extrémités sur les tourillons 104 et 105 et dont
l'âme 111 porte, au droit des poussoirs 85, 86 des patins
d'appui 113, 114. La tige d'actionnement 112 du dispositif de
déclenchement 93 est alors conçue de manière à agir sur la
partie centrale de l'âme 111 du palonnier. Ainsi, lors du
déclenchement, la tige d'actionnement 112 qui passe à l'état
déployé, provoque le basculement du palonnier 109, 110, 111. Au
- 26 -
cours de ce basculement, le poussoir 85 de l'interrupteur 75
qui se trouvait à l'état fermé est brutalement repoussé par le
patin d'appui 113 correspondant, jusqu'à l'ouverture totale de
l'interrupteur 75. Par contre, l'interrupteur 76 déjà ouvert ne
se trouve pas sollicité. Quel que soit l'état d'excitation des
électroaimants 87, 88, les interrupteurs demeureront ensuite à
l'état ouvert tant que le réarmement du dispositif de déclen-
chement 93 ne sera pas effectué.
10 Le fait de n'associer aux deux dispositifs de commande automa-
tique 87, 88 qu'un seul dispositif de déclenchement 93 consti-
tue un avantage économique évident surtout si l'on considère
que le réglage des protections est identique à ce qu'il serait
si le dispositif de déclenchement n'était associé qu'à un seul
dispositif de commande automatique comme pour le cas de la
commande d'un moteur à un seul sens de marche.
Un avantage important du dispositif de commutation selon
l'invention, consiste en ce qu'il peut être réalisé par un
20 assemblage approprié d'éléments modulaires, à savoir :
- au moins un élément modulaire de base incorporant le susdit
dispositif interrupteur et, selon le cas,
- au moins un élément modulaire de commande automatique
incluant un électroaimant, et/ou
- 27 -
~- . :' . :'~
.
- au moins un élément modulaire de commande de commutation
rapide incluant le susdit dispositif de déclenchement ainsi
qu'éventuellement un ou plusieurs dispositifs de protection,
et/ou
- au moins un élément modulaire de protection destiné à agir
sur le dispositif de declenchement.
Dans ce cas, les susdits éléments modulaires de commande auto-
10 matique, de commande de commutation rapide et de protectioncomprennent des moyens permettant leur assembla~e et leur fixa-
tion sur l'élément de base, ainsi que des moyens de couplage
électriques et de transmission mécanique appropriés aptes à
réaliser les liaisons électriques et les transmissions mécani-
ques précédemment décrites.
Ainsi, à titre d'exemple, la figure 12 montre un contacteur du
type de celui représenté sur la figure 1 comprenant :
20 - un élément modulaire de base 120 de forme sensiblement
rectangulaire avec une face avant étagée 121 conçue pour
permettre l'assemblage des élements modulaires de commande
et/ou de protection ; et une face arrière 122 comprenant un
évidement transversal 123 de profil sensiblement en queue
d'aronde pour permettre sa fixation sur un rail de fixation ;
cet élément modulaire de base comprenant en outre des moyens
de connexion amont 124 et des moyens de connexion aval
- 28 -
~ .
.
,
~2 1~
respectivement prévus sur ses deux extrémités opposées 125,
126,
- un élément modulaire de commande automatique 127 qui vient se
monter sur la face 121 du module de base 120, du côté des
moyens de connexion amont, cet élément comprenant un disposi-
tif de connexion 128 pour le raccordement de la bobine de
l'électroaimant, et
10 - un élément modulaire de commande de commutation rapide 129,
dont on voit le poussoir d'armement 130 et le poussoir
d'arrêt 131.
Dans cet exemple, les éléments modulaires 127, 129 sont munis
de trous de passage 132, 133 pour permettre l'accès aux moyens
de connexion amont et aval 124 de l'élément modulaire de base
120.
- 29 -
..
.
