"Procédé de détection d'un courant alternatif"
L'invention concerne l'utilisation en courantalternatif des interrupteurs à lames souples magnétisables.
Ces interrupteurs sont enfermés en ampoule de verre scellée et entourés d'un enroulement qui,lorsqu'il est parcouru par un courant continu,crée un champ magnétique qui agit sur les lames et ferme le contact interrupteur. On peut ainsi détecter le passage d'un courant continu lorsque l'enroulement est branché dans le circuit du courant à détecter.
Malheureusement, de tels interrupteurs ne peuvent être employés en courant alternatif même si on les alimente en courant redressé car le contact se ferme et s'ouvre à chaque alternance. Il s'ensuit des fibrations préjudiciables à la durée de fonctionnement des interrupteurs.
Le but de l'invention est d'utiliser ces interrupteurs pour la protection des moteurs et résistances triphasés en détectant une éventuelle coupure de phase ou un fonctionnement à vide du moteur, l'ouverture du contact permettant d'agir sur l'alimentation du moteur.
L'invention a donc pour objet un procédé de détection d'un courant alternatif au moyen d'un interrupteur à lames souples magnétisables enfermé dans une ampoule de verre scellée, caractérisé en ce qu'on dispose autour de l'ampoule un ou plusieurs enroulements parcourus par une alternance du courant alternatif et par une alternance d'un courant alternatif déphasé par rapport au courant à détecter, les enroulements étant disposés pour que les champs magnétiques créés soient tous de même sens, le défaut d'au moins
un courant provoquant l'ouverture de l'interrupteur.
D'autres caractéristiques ressortiront de la présente invention et se réfèrent aux dessins ci-annexés. Sur ces dessins:
la figure 1 est une vue schématique d'un relais à lame souple fonctionnant en courant alternatif selon le procédé de l'invention; la figure 2 est une variante de la figure 1 pour fonctionnement en courant triphasé; la figure 3 est une variante simplifiée de la figure 2; la figure 4 est une variante du schéma de la figure 3 où le contact de l'une des deux ampoules sert de contact d'auto-alimentation; la figure 5 est une variante du schéma de la figure 4 destinée à la protection des moteurs triphasés; la figure 6 est une variante de la figure 5 dans laquelle la résistance de shuntage du contact d'auto-alimentation a été remplacée par un thyristor;
la figure 7 est un schéma perfectionné de la figure 6 pour la protection des moteurs à long démarrage. Selon la figure 1, l'ampoule 1 renfermant un interrupteur 2 à deux lames souples magnétisables est entourée de deux enroulements, chacun divisé en deux demi-en- <EMI ID=1.1>
diode 5 branchée en série ne sont parcourus chacun que par une seule alternance et ils sont bobinés de façon que le champ magnétique qui se crée par passage du courant soit dans les demi-enroulements de même sens.
Afin que le contact de l'ampoule reste feras, il est nécessaire que le champ magnétique créé par les demienroulements ne tombe pas en dessous d'une certaine valeur. A cet effet, deux demi-enrculements reçoivent le courant
à détecter et les deux autres reçoivent un courant déphasé, par exemple le courant d'une autre phase quand on utilise le relais dans un réseau polyphasé.
Ainsi, quand les alternances d'un courant passent par zéro, les alternances du courant déphasé créent le
champ nécessaire au maintien de la fermeture du contact.
Ainsi, si l'un des courants fait défaut, le champ magnétique s'annule entre chaque alternance de l'autre courant provoquant ainsi l'ouverture du contact. Pour obtenir une ouverture franche, il est préférable de grouper les demi-enroulements aux deux extrémités de l'ampoule.
Si l'on, dispose d'un réseau triphasé et que l'on veuille détecter le manque de courant sur une quelconque des trois phases, il est intéressant d'utiliser le schéma de la <EMI ID=2.1> et 8,un pour chaque phase avec chacun une diode 9 en série. Les trois diodes étant branchées dans le même sens, elles laissent passer chacune une alternance de même sens et le champ magnétique créé par les trois enroulements ne devient jamais nul et il est constamment suffisant pour maintenir le contact de l'ampoule fermé.
Selon la figure 3, on peut même n'employer qu'un seul enroulement 10 alimenté par la somme des alternances
<EMI ID=3.1>
et 13 sur chaque phase ne laissant passer que les alternances de même signe.
Un tel montage est particulièrement avantageux pour la protection des moteurs triphasés et le schéma de la figure 4 montre la modification avantageuse donnant une ouverture franche du contact interrupteur en cas d'un défaut de courant ou même d'une intensité trop faible. Dans Le cas représenté à la figure 4, l'interrupteur 2 de l'ampoule sur laquelle se trouve l'enroulement 10 est branché en série avec cet enroulement et forme ainsi un contact d'auto-alimentation. En parallèle sur cet interrupteur 2 est branché un <EMI ID=4.1> avec le premier enroulement 10, est monté un second enrou-
<EMI ID=5.1>
ampoules contenant les interrupteurs 16a et 16b remplaçant 2 et 2a.
Pour atténuer les effets des micro-coupures qui entraînent l'ouverture du relais 16, on branche en parallèle avec ce dernier un dispositif temporisateur composé d'un
<EMI ID=6.1>
une diode 19 en opposition avec les diodes 11, 12 et 13.
Ainsi, lors d'une brève coupure, le condensateur qui s'était chargé à travers la résistance 18, se décharge
<EMI ID=7.1>
tenant ainsi les contacts 16a et 16b fermés.
Pour éviter au démarrage, après arrêt ou coupure ayant provoqué l'ouverture du relais, d'être forcé de courtcircuiter le contact 16a d'auto-alimentation, on branche aux bornes de ce contact une résistance 20, qui permet au courant subtransitoire de démarrage d'actionner le relais tout en étant suffisamment important pour ne pas gêner le fonctionnement lorsque le moteur est en régime normal.
Pour visualiser les coupures de phase, sur les secondaires des transformateurs d'intensité, sont branchées
<EMI ID=8.1>
mitation montée dans le commun. Ainsi, l'extinction d'une diode indique la phase qui est coupée.
Le dispositif décrit ci-dessus peut aussi protéger le moteur contre les surintensités supérieures au courant de démarrage. Il suffit pour cela de dimensionner les transformateurs d'intensité pour que ces derniers soient complètement saturés pour des intensités dépassant les intensités normales de fonctionnement. En effet, lors d'une saturation complète, les courants secondaires ne se recoupent plus et
<EMI ID=9.1>
le relais en position de fermeture.
On notera également que le déphasage doit être correct, faute de quoi les alternances alimentant le relais peuvent être trop décalées en laissant des temps de courant nul, qui provoquent aussi l'ouverture du relais.
On peut également, si on le désire, remplacer le
<EMI ID=10.1>
convenable.
Néanmoins, pour des moteurs non arrêtés complètement et surtout pour des résistances de chauffage, les courants subtransitoires sont trop faibles pour actionner le
<EMI ID=11.1>
Dans ce cas, comme représenté à la figure 6, un
<EMI ID=12.1>
entre le point commun des trois diodes 11, 12 et 13 et le point commun entre la résistance 18 et le condensateur 17.
<EMI ID=13.1>
tour aux transformateurs d'intensité par l'intermédiaire
du contact 29a d'un relais 29 branché en série avec le relais 16.
A la mise sous tension de l'appareil protégé, il se produit une surtension aux bornes du thyristor, qui le rend conducteur, permettant ainsi au relais 16 de fermer son contact 16a tandis que le condensateur 17 se charge instan-tanément évitant tout risque de déclenchement intempestif.
Dès que le relais 16a a fonctionné, le relais 29 ferme son contact 29a mettant ainsi la gâchette à une polarité négative qui coupe la conduction du thyristor. Le relais 29 au déclenchement doit ouvrir son contact après l'ouverture du contact 16a pour que le thyristor reste bloqué jusqu'après
<EMI ID=14.1>
plus sensible que le relais 16.
Pour certains moteurs à long démarrage, il peut être nécessaire de limiter la charge du condensateur 17 pendant la période de démarrage. A cet effet, comme représenté à la figure 7, on insère en série avec le relais 16 un
<EMI ID=15.1>
le contact 30a, branché aux bornes du condensateur par l'intermédiaire d'une résistance 31, décharge ce condensateur pendant le démarrage, le contact 30a étant ouvert'en marche normale.
Dans tous les cas où l'on veut également obtenir un déclenchement pour la marche à vide, on insère en série
<EMI ID=16.1>
ce réglable 32 que l'on ajuste pour avoir une ouverture du contact d'auto-alimentation du relais quand le courant alimentant l'appareil tombe en dessous d'une valeur minima qui peut être celle de la marche à vide du moteur.
Il est bien entendu possible de faire commander par l'enroulement 16 les contacts 29a et 30 en positionnant convenablement les ampoules contenant ces contacts par rapport à l'enroulement 16, ce positionnement permettant d'obtenir la sensibilité désirée pour chaque contact.
L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation représentées et décrites en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS
1.- Procédé (Le détection d'un courant alternatif
<EMI ID=17.1>
sables enfermé dans une ampoule de verre scellée, caractérisé en ce qu'on dispose auteur de la ou les ampoules un ou plusieurs enroulements parcourus par une alternance du courant alternatif et par une alternance d'un courant alternatif déphasé par rapport au courant à détecter, les enroulements étant disposés pour que les champs magnétiques créés soient tous de même sens, le défaut d'au moins un courant provoquant l'ouverture du ou des interrupteurs.
"Method of detecting an alternating current"
The invention relates to the use in alternating current of switches with magnetizable flexible blades.
These switches are enclosed in a sealed glass bulb and surrounded by a winding which, when it is traversed by a direct current, creates a magnetic field which acts on the blades and closes the switch contact. It is thus possible to detect the passage of a direct current when the winding is connected to the circuit of the current to be detected.
Unfortunately, such switches cannot be used with alternating current even if they are supplied with rectified current because the contact closes and opens at each alternation. This results in fibrations which are detrimental to the operating time of the switches.
The object of the invention is to use these switches for the protection of three-phase motors and resistors by detecting a possible phase cut or no-load operation of the motor, the opening of the contact making it possible to act on the motor power supply. .
The subject of the invention is therefore a method for detecting an alternating current by means of a switch with magnetizable flexible blades enclosed in a sealed glass ampoule, characterized in that one or more windings are placed around the bulb. traversed by an alternation of the alternating current and by an alternation of an alternating current out of phase with respect to the current to be detected, the windings being arranged so that the magnetic fields created are all in the same direction, the fault of at least
a current causing the switch to open.
Other characteristics will emerge from the present invention and refer to the accompanying drawings. On these drawings:
FIG. 1 is a schematic view of a flexible reed relay operating with alternating current according to the method of the invention; FIG. 2 is a variant of FIG. 1 for three-phase current operation; FIG. 3 is a simplified variant of FIG. 2; FIG. 4 is a variant of the diagram of FIG. 3 where the contact of one of the two bulbs serves as a self-supply contact; FIG. 5 is a variant of the diagram of FIG. 4 intended for the protection of three-phase motors; FIG. 6 is a variant of FIG. 5 in which the shunt resistance of the self-supply contact has been replaced by a thyristor;
FIG. 7 is an improved diagram of FIG. 6 for the protection of long-starting motors. According to figure 1, the bulb 1 containing a switch 2 with two magnetizable flexible blades is surrounded by two windings, each divided into two half-in- <EMI ID = 1.1>
diode 5 connected in series are each traversed by only one half-wave and they are wound so that the magnetic field which is created by the passage of the current is in the half-windings of the same direction.
In order for the bulb to remain in contact, it is necessary that the magnetic field created by the half-windings does not fall below a certain value. For this purpose, two half-windings receive the current
to be detected and the other two receive a phase shifted current, for example the current of another phase when using the relay in a polyphase network.
Thus, when the half-waves of a current cross zero, the half-waves of the phase-shifted current create the
field required to maintain contact closure.
Thus, if one of the currents fails, the magnetic field is canceled between each alternation of the other current, thus causing the contact to open. To obtain a clear opening, it is preferable to group the half-windings at both ends of the bulb.
If you have a three-phase network and you want to detect the lack of current on any of the three phases, it is interesting to use the diagram of <EMI ID = 2.1> and 8, one for each phase each with a diode 9 in series. The three diodes being connected in the same direction, they each allow an alternation of the same direction to pass and the magnetic field created by the three windings never becomes zero and it is constantly sufficient to keep the contact of the bulb closed.
According to FIG. 3, it is even possible to employ only a single winding 10 supplied by the sum of the alternations.
<EMI ID = 3.1>
and 13 on each phase allowing only the alternations of the same sign to pass.
Such an assembly is particularly advantageous for the protection of three-phase motors and the diagram of FIG. 4 shows the advantageous modification giving a clear opening of the switch contact in the event of a current fault or even of an excessively low intensity. In the case shown in FIG. 4, the switch 2 of the bulb on which the winding 10 is located is connected in series with this winding and thus forms a self-supply contact. In parallel on this switch 2 is connected an <EMI ID = 4.1> with the first winding 10, a second winding is mounted.
<EMI ID = 5.1>
bulbs containing switches 16a and 16b replacing 2 and 2a.
To attenuate the effects of micro-cuts which cause the opening of relay 16, a timer device composed of a
<EMI ID = 6.1>
a diode 19 in opposition to the diodes 11, 12 and 13.
Thus, during a brief cut, the capacitor which was charged through resistor 18, discharges
<EMI ID = 7.1>
thus keeping the contacts 16a and 16b closed.
To prevent the start-up, after stopping or cut that caused the opening of the relay, to be forced to short-circuit the self-supply contact 16a, a resistor 20 is connected to the terminals of this contact, which allows the subtransient starting current. actuate the relay while being large enough not to interfere with operation when the engine is in normal operation.
To view the phase cuts, the secondaries of the current transformers are connected
<EMI ID = 8.1>
mitation mounted in the common. Thus, the extinction of a diode indicates the phase which is cut.
The device described above can also protect the motor against overcurrents greater than the starting current. To do this, it suffices to dimension the current transformers so that they are completely saturated for currents exceeding normal operating currents. In fact, during complete saturation, the secondary currents no longer overlap and
<EMI ID = 9.1>
the relay in the closed position.
It will also be noted that the phase shift must be correct, failing which the alternations supplying the relay can be shifted too much leaving zero current times, which also cause the relay to open.
It is also possible, if desired, to replace the
<EMI ID = 10.1>
suitable.
However, for motors not completely stopped and especially for heating resistors, the subtransient currents are too low to actuate the
<EMI ID = 11.1>
In this case, as shown in Figure 6, a
<EMI ID = 12.1>
between the common point of the three diodes 11, 12 and 13 and the common point between the resistor 18 and the capacitor 17.
<EMI ID = 13.1>
turn to current transformers via
contact 29a of a relay 29 connected in series with relay 16.
When the protected device is powered up, an overvoltage occurs at the terminals of the thyristor, which makes it conductive, thus allowing relay 16 to close its contact 16a while capacitor 17 is charged instantaneously avoiding any risk of unwanted triggering.
As soon as the relay 16a has operated, the relay 29 closes its contact 29a thus putting the trigger at a negative polarity which cuts off the conduction of the thyristor. Relay 29 on tripping must open its contact after opening contact 16a so that the thyristor remains blocked until after
<EMI ID = 14.1>
more sensitive than relay 16.
For some motors with long starting, it may be necessary to limit the charge of capacitor 17 during the starting period. For this purpose, as shown in Figure 7, is inserted in series with the relay 16 a
<EMI ID = 15.1>
the contact 30a, connected to the terminals of the capacitor by means of a resistor 31, discharges this capacitor during starting, the contact 30a being open in normal operation.
In all cases where you also want to obtain a release for idling, you insert in series
<EMI ID = 16.1>
This adjustable 32 which is adjusted to have an opening of the self-powering contact of the relay when the current supplying the device falls below a minimum value which may be that of the idling of the motor.
It is of course possible to have the contacts 29a and 30 controlled by the winding 16 by suitably positioning the bulbs containing these contacts relative to the winding 16, this positioning making it possible to obtain the desired sensitivity for each contact.
The invention is not limited to the embodiments shown and described in detail because various modifications can be made to it without departing from its scope.
CLAIMS
1.- Method (The detection of an alternating current
<EMI ID = 17.1>
sands enclosed in a sealed glass ampoule, characterized in that the author of the ampoule (s) has one or more windings traversed by an alternation of the alternating current and by an alternation of an alternating current out of phase with respect to the current to be detected, the windings being arranged so that the magnetic fields created are all in the same direction, the failure of at least one current causing the opening of the switch or switches.