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Relais thermique
La présente invention a pour objet un relais thermique destiné à établir un circuit avec retardement et à le couper lors d'une chute de potentiel.
Une condition à remplir pour un relais de ce genre est qu'il doit avoir un fonctionnement très sûr et qu'immédia- tement après avoir établi le circuit il doit de nouveau être prêt à le couper lorsque la tensj¯on tombe brusquement en des- sous d'une valeur admissible, puis à rétablir le circuit avec le retardement requis. En outre, au point de vue fabri- cation à bon compte et fonctionnement sûr il convient que le relais soit d'une réalisation simple.
Le relais suivant l'invention remplit toutes ces con- ditions. Il est caractérisé par une lame bimétallique qui est
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chauffée à la mise en circuit du relais et qui au bout du temps correspondant au retardement requis, ferme un circuit à travers une bobine de commutation dont l'armature agit sur un interrupteur intercalé-dans le circuit principal et en même temps sur des contacts, de sorte que, successivement, un nouveau circuit est fermé à travers la bobine de commuta- tion et le circuit de chauffage de la lame bimétallique est interrompu.
De préférence, l'interrupteur intercalé dans le cir- cuit principal et sur lequel agit la bobine de commutation est un interrupteur à mercure.
Pour que l'appareil à protéger le soit également contre une tension trop basse, le courant de chauffage pour la lam;e bimétallique et le courant d'excitation pour la bobine de commutation sont pris, de préférence, à la source de courant qui alimente l'appareil à protéger. Si l'on veut fermer le circuit alors que la tension du réseau est inférieure à la va- leur requise, la lame bimétallique n'atteint pas la tempéra- ture requise, de sorte que le circuit ne s'établit pas. Si après l'établissement du circuit la tension du réseau tombe en-
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dOQI1Q1:W d'uno valeur fldm:L;:4:1.1l1.(J, 10 courant ti,av<:rxaiit In 1m- bine de commutation diminue également assez pour que le cir- cuit soit coupé.
Somme le circuit de chauffage de la lame bimétallique est coupé aussitôt après l'établissement du circuit, cette lame bimétallique revient à la température normale, de sorte qu'après un temps très court elle est de nouveau dans l'état où elle est capable de refermer le circuit avec le retardement requis.
Un relais thermique comme celui décrit est, par exemple, très utile pour les tubes à décharges dont la cathode
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à incandescence doit rester en circuit quelque temps avant qu'on ne fasse passer le courant principal de l'anode à la cathode. Si, en effet, une décharge se produit entre une ou plusieurs anodes et la cathode avant que cette cathode n'ait atteint sur toute la surface une température uniforme, il est à craindre que certains points n'émettent plus énergiquement que le reste de la cathode. Dans ce cas la décharge se dirige sur ces points., ce, qui peut provoquer la détérioration de la cathode à incandescence.
C'est pourquoi on utilise, en parti- culier pour les tubes à décharges qui donnent passage à un courant de grande intensité, par exemple les tubes redresseurs, un dispositif qui d'abord met en circuit la cathode à incandes- cence et ne ferme le circuit principal qu'après que la cathode à incandescence a atteint la température requise.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le relais thermique décrit est monté avec un tube à décharges à cathode à incandescence'et, dans ce cas, les bornes de raccordement pour le courant de chauffage de la lame bimétallique et le courant d'excitation de la bobine de commutation sont reliées aux dérivations du transformateur qui alimente la cathode à incandescence.
La description ci-après, avec référence au dessin annexé donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La Figure,l montre un schéma de principe du relais thermique suivant l'invention, monté avec un redresseur à cathode à incandescence.
La figure 2 montre un schéma de montage du relais.
Le relais comporte les bornes de raccordement 1 à 5.
Les bornes 1 et 2 servent de raccordement de la dérivation d'entrée et de celle de sortie du circuit principal qui doit être fermé par le relais. Des conducteurs flexibles relient les
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bornes 1 et 2 aux contacts 6 et 7 d'un interrupteur à mercure 16. Les bornes 3 et 4 servent au raccordement des conducteurs d'amenée du courant qui agit sur le relais. Lors- que la pièce à protéger,par exemple la cathode à incandes- cence d'un tube redresseur, est mise en circuit, -les bornes 3 et 4 sont en même temps mises sous tension.
Dans ce cas, un courant passe de la borne 3 à travers le point 15, la bo- bine de commutation 17 au point 14, de là au point 9, à travers les contacts 19 et 20 à 13, à travers 11 et l'élément de chauffage 21 de la lame bimétallique 22 au point 12 et à travers 8 à la borne 4. Ce courant rencontre dans l'élément de chauffage 21 une grande résistance et, par suite, il ne sera pas assez fort pour que la bobine de commutation 17 atti- re l'armature 18. L'interrupteur à mercure 16 reste donc dans la position montrée sur les figures. La lame bimétallique 22 est chauffée par l'élément 21 et se déplace dans la direc- tion du contact 23. Le temps qui s'écoule avant que ce con- tact ne soit atteint suffit exactement pour chauffer à la température requise la pièce à protéger, en l'espèce la ca- thode à incandescence.
Ce temps peut être réglé au moyen de la vis de réglage 29 qu'on voit sur la figure 2.
Lorsque le contact 23 est fermé, un courant passe de la borne 3 à travers 15, la bobine de commutation 17, les points 14 et 9, les contacts 19 et 20, le point 1S, le contact 23, la lame bimétallique, les points 12 et 8 à la borne 4.
Dans ce cas, l'élément de chauffage 21 est mis en court-circuit et le courant parcourant alors la bobine de commutation 17 est assez intense pour attirer l'armature 18. Par suite, l'in- terrupteur à mercure 16 bascule sur la charnière 24 et le mer- .cure relie les contacts 6 et 7 de sorte que le circuit à fermer est établi. La figure 2 montre que l'armature 18 est formée par une pièce de métal coudée deux fois à angle droit, dont
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l'extrémité supérieure 26 soulève l'interrupteur 16. Pour que ce dernier soit maintenu dans la position de mise en cir- cuit,l'armature doit rester continuellement attiré.
Cependant, il n'est pas avantageux que le courant traversant la bobine 17 passe continuellement par la lame bimétallique 22, en premier lieu parce que dans ce cas cette lame bimétallique devrait être maintenue inutilement et continuelloment à la température requise, en second lieu parce que dans le cas d'une chute de tension le fonctionnement de la lame bimétallique ne serait pas arrêté immédiatement, puisque sa température devrait baisser d'abord, et en troisième lieu parce que, dans le cas où immédiatement après l'arrêt du fonctionnement le circuit devrait être fermé de nouveau, le retardement requis ne se produirait pas, étant donné que la lame bimétallique serait encore chaude. C'est pourquoi en même temps qu'est mis en cir- cuit l'interrupteur 16,un nouveau circuit se ferme à travers la bobine de commutation.
En effet, au cours du mouvement de 'l'interrupteur, l'induit relie le contact 19 au contact 23, de sorte qu'un courant passe de la borne 3 à travers 15, 17, 14, 9, 19, 25, 8 à la borne 4. Pour éviter que le circuit de la bobine de commutation ne soit coupé avant l'établisse- ment du nouveau circuit, le contact 19, 20 doit rester fermé jusqu'à l'ouverture du contact 19, 25. La figure 2 montre comment on atteint ce résultat. Le bouton 27 sur l'armature 18 presse le' prolongement 28 du ressort de contact 19 vers le haut jusqu'à ce que le contact 25 soit atteint. Jusqu'à ce moment le ressort du contact 20, grâce à son élasticité, se déplace également vers le haut et maintient le contact 19,25 fermé.
Ensuite, le bouton 27 est soulevé davantage et déta- che les deux ressorts de contact 19 et 25 du ressort de con- tact 20.
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La figura 1 montre le montage du relais avec un appareil redresseur. Cet appareil comporte un transformateur dont l'enroulement primaire 30 est relié au réseau de distribu- tion de courant alternatif. Il µ a trois enroulements secondai- res 3le 32 et 33. Les enroulements 31 et 32 sont montés en série à travers des résistances 34, 35 et sont reliés d'autre part à deux anodes d'un tube redresseur 36. Le troisième enrou- lement 33 alimente la cathode à incandescence de ce tube re- dresseur. Le circuit de charge à courant continu est monté entre une dérivation médiane des enroulements 31 et 32 et une dérivation médiane de l'enroulement 33. Dans le conducteur qui passe à la dérivation mentionnée en premier lieu est intercalé l'interrupteur à mercure du relais thermique.
Le courant qui agit sur le relais est dérivé sur les points 37 et 38 de l'enroulement de transformateur 31. Aussitôt que l'appareil redresseur est relié au réseau, le circuit de chauffage est donc fermé et en même temps le relais thermique entre en fonc- tionnement. Au bout de quelque temps ce relais ferme l'inter- rupteur à mercure intercalé dans le circuit à courant continu.
Si la tension du réseau tombe en-dessous dela valeur pour la- quelle la cathode à incandescence a encore une température suffisante, le courant traversant la bobine de commutation 17 devient tellement faible que l'armature 18 tombe et que l'in- terrupteur à mercure coupe donc le circuit. Le relais comporte encore deux points de contact 39 et 40 qui peuvent être reliés entre eux, par exemple au moyen d'un bouton-pression. Les bor- nes 4 et 5 sont alors reliées entre elles et l'interrupteur à mercure est mis en circuit sans retardement.
La figure 2 montre que les bornes de raccordement sont disposées sur une tablette de raccordement 41. Cette tablette peut faire partie d'un bottier dans lequel l'interrupteur µ mercure 16, la bobine de commutation 17, l'armature 18 et les
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combinaisons de contact 19, 20, 25 et 22, 23, 29 sont montées.
De la sorte, on obtient un ensemble compact.
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Thermal relay
The present invention relates to a thermal relay intended to establish a circuit with delay and to cut it during a drop in potential.
A condition to be fulfilled for a relay of this kind is that it must be very reliable in operation and that immediately after establishing the circuit it must again be ready to cut it when the voltage suddenly drops down. below an allowable value, then re-establish the circuit with the required delay. In addition, from the point of view of economical manufacture and safe operation, the relay should be simple to construct.
The relay according to the invention fulfills all these conditions. It is characterized by a bimetallic blade which is
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heated when the relay is switched on and which at the end of the time corresponding to the required delay, closes a circuit through a switching coil whose armature acts on a switch interposed in the main circuit and at the same time on the contacts, so that, successively, a new circuit is closed through the switching coil and the heating circuit of the bimetallic strip is interrupted.
Preferably, the switch interposed in the main circuit and on which the switching coil acts is a mercury switch.
So that the device to be protected is also against too low a voltage, the heating current for the bimetal lam; e and the excitation current for the switching coil are preferably taken from the current source which supplies the device to be protected. If you want to close the circuit when the network voltage is lower than the required value, the bimetallic strip does not reach the required temperature, so the circuit does not get established. If after the circuit has been established the grid voltage drops to
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dOQI1Q1: W of uno value fldm: L;: 4: 1.1l1. (J, 10 current ti, av <: rxaiit In 1 switching power also decreases enough for the circuit to be cut.
As the heating circuit of the bimetallic strip is cut immediately after the circuit has been established, this bimetallic strip returns to normal temperature, so that after a very short time it is again in the state where it is capable of close the circuit with the required delay.
A thermal relay like the one described is, for example, very useful for discharge tubes whose cathode
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incandescent lamp must remain in the circuit for some time before the main current is passed from the anode to the cathode. If, in fact, a discharge occurs between one or more anodes and the cathode before this cathode has reached a uniform temperature over the entire surface, it is to be feared that certain points emit more energetically than the rest of the cathode. In this case, the discharge is directed at these points, which can cause deterioration of the incandescent cathode.
This is why we use, in particular for the discharge tubes which give passage to a high current, for example the rectifier tubes, a device which first turns on the incandescent cathode and does not shut off. the main circuit only after the incandescent cathode has reached the required temperature.
In one embodiment of the invention, the thermal relay described is mounted with an incandescent cathode discharge tube 'and, in this case, the connection terminals for the heating current of the bimetallic strip and the current of excitation of the switching coil are connected to the taps of the transformer which supplies the incandescent cathode.
The description below, with reference to the appended drawing given by way of example, will make it clear how the invention can be implemented.
Figure, l shows a block diagram of the thermal relay according to the invention, mounted with an incandescent cathode rectifier.
Figure 2 shows a circuit diagram of the relay.
The relay has connection terminals 1 to 5.
Terminals 1 and 2 serve as the connection of the input branch and the output branch of the main circuit which must be closed by the relay. Flexible conductors connect the
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terminals 1 and 2 to contacts 6 and 7 of a mercury switch 16. Terminals 3 and 4 are used to connect the current supply conductors which act on the relay. When the part to be protected, for example the incandescent cathode of a rectifier tube, is switched on, terminals 3 and 4 are simultaneously energized.
In this case, a current flows from terminal 3 through point 15, switching coil 17 to point 14, thence to point 9, through contacts 19 and 20 to 13, through 11 and the heating element 21 of the bimetallic strip 22 at point 12 and through 8 at terminal 4. This current meets in the heating element 21 a large resistance and, therefore, it will not be strong enough for the coil to switching 17 attracts the armature 18. The mercury switch 16 therefore remains in the position shown in the figures. The bimetallic strip 22 is heated by the element 21 and moves in the direction of the contact 23. The time which elapses before this contact is reached suffices exactly to heat the part to be protected to the required temperature. , in this case the incandescent cathode.
This time can be adjusted by means of the adjustment screw 29 which can be seen in figure 2.
When contact 23 is closed, current flows from terminal 3 through 15, switching coil 17, points 14 and 9, contacts 19 and 20, point 1S, contact 23, the bimetallic strip, points 12 and 8 to terminal 4.
In this case, the heating element 21 is short-circuited and the current then flowing through the switching coil 17 is strong enough to attract the armature 18. As a result, the mercury switch 16 switches to the position. hinge 24 and the mer- .cure connects the contacts 6 and 7 so that the circuit to be closed is established. Figure 2 shows that the frame 18 is formed by a piece of metal bent twice at right angles, of which
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the upper end 26 lifts the switch 16. In order for the latter to be held in the energized position, the armature must remain continuously attracted.
However, it is not advantageous for the current through the coil 17 to pass continuously through the bimetal blade 22, firstly because in this case this bimetal blade would have to be kept unnecessarily and continuously at the required temperature, secondly because in the event of a voltage drop, the operation of the bimetallic strip would not be stopped immediately, since its temperature should drop first, and thirdly because, in the event that immediately after stopping operation the circuit should be closed again, the required delay would not occur, since the bimetal blade would still be hot. Therefore, at the same time as switch 16 is switched on, a new circuit is closed through the switching coil.
In fact, during the movement of the switch, the armature connects the contact 19 to the contact 23, so that a current flows from terminal 3 through 15, 17, 14, 9, 19, 25, 8 to terminal 4. To prevent the switching coil circuit from being cut before the new circuit is established, contact 19, 20 must remain closed until contact 19, 25 opens. 2 shows how this result is achieved. Button 27 on frame 18 presses extension 28 of contact spring 19 upward until contact 25 is reached. Until this moment the spring of the contact 20, thanks to its elasticity, also moves upwards and maintains the contact 19,25 closed.
Then the button 27 is raised further and releases the two contact springs 19 and 25 from the contact spring 20.
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Figure 1 shows the relay assembly with a rectifier device. This apparatus comprises a transformer whose primary winding 30 is connected to the alternating current distribution network. It µ has three secondary windings 3le 32 and 33. The windings 31 and 32 are connected in series through resistors 34, 35 and are connected on the other hand to two anodes of a rectifier tube 36. The third winding Element 33 supplies the incandescent cathode of this rectifier tube. The direct current charging circuit is mounted between a middle branch of the windings 31 and 32 and a middle branch of the winding 33. In the conductor which passes to the first mentioned branch is interposed the mercury switch of the thermal relay .
The current which acts on the relay is derived at points 37 and 38 of the transformer winding 31. As soon as the rectifier device is connected to the network, the heating circuit is therefore closed and at the same time the thermal relay comes on. operation. After some time this relay closes the mercury switch inserted in the direct current circuit.
If the network voltage falls below the value for which the incandescent cathode still has a sufficient temperature, the current passing through the switching coil 17 becomes so low that the armature 18 falls and the switch to mercury therefore cuts the circuit. The relay also has two contact points 39 and 40 which can be interconnected, for example by means of a press button. Terminals 4 and 5 are then interconnected and the mercury switch is switched on without delay.
FIG. 2 shows that the connection terminals are arranged on a connection shelf 41. This shelf can form part of a housing in which the µ mercury switch 16, the switching coil 17, the armature 18 and the
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contact combinations 19, 20, 25 and 22, 23, 29 are fitted.
In this way, we obtain a compact set.