FR2810155A1

FR2810155A1 - ELECTROMAGNETIC SWITCHING APPARATUS, ESPECIALLY A CONTACTOR

Info

Publication number: FR2810155A1
Application number: FR0107302A
Authority: FR
Inventors: Reinhard Herbst; Manuela Lueftl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2001-12-14
Anticipated expiration: 2021-06-05
Also published as: FR2810155B1; CN1329343A; CN1187770C; DE10028559C1

Abstract

Dans cet appareil de coupure électromagnétique, le support (6) du pont de contact est en une matière résistante à l'usure, de sorte que le support (6) ait, après un certain nombre de commutations en charge nominale, un enlèvement de matière représentant au maximum 10 % de l'épaisseur initiale des appuis de contact.In this electromagnetic switching device, the support (6) of the contact bridge is made of a wear-resistant material, so that the support (6) has, after a certain number of switchings at nominal load, a material removal. representing at most 10% of the initial thickness of the contact supports.

Description

Appareil de coupure électromagnétique, notamment contacteur La présenteElectromagnetic breaking device, in particular contactor This

invention concerne un appareil de coupure électromagnétique conçu pour une tension nominale, notamment un contacteur comprenant au moins un contact de charge ayant des pièces de contact fixes et un pont de contact mobile qui comporte à l'état neuf des appuis de contact ayant une épaisseur initiale, les appuis de contact étant usés après un certain nombre de commutations à la charge nominale, le pont de contact pouvant être écarté des pièces fixes de contact par un support de pont de contact qui saisit le pont de contact dans une partie d'entraînement, le support de pont de contact étant, au moins dans la partie d'entraînement, The invention relates to an electromagnetic breaking device designed for a nominal voltage, in particular a contactor comprising at least one load contact having fixed contact parts and a movable contact bridge which comprises, in new condition, contact supports having an initial thickness. , the contact supports being worn after a certain number of switching operations at the nominal load, the contact bridge being able to be separated from the fixed contact parts by a contact bridge support which grips the contact bridge in a drive part, the contact bridge support being, at least in the drive part,

en une matière qui résiste à l'usure. in a material that resists wear.

Un appareil de coupure de ce genre est connu par exemple par le EP 0 855 727A2. Un appareil de coupure analogue ressort du A switching device of this kind is known for example from EP 0 855 727A2. A similar cut-off device emerges from the

DE 30 30 702 C2.DE 30 30 702 C2.

On connaît, dans l'état de la technique, des procédés pour détecter ce que l'on appelle le défonçage du contact et pour en déterminer une usure totale des appuis de contact ou une longévité résiduelle y correspondant de l'appareil de coupure. On citera par exemple à cet égard le Methods are known in the state of the art for detecting what is called the knockout of the contact and for determining a total wear of the contact supports or a corresponding residual longevity of the switching device. We will quote for example in this respect the

DE 44 27 006 A1, le DE 196 03 319 A1 ainsi que le DE 196 03 10 A1. DE 44 27 006 A1, DE 196 03 319 A1 and DE 196 03 10 A1.

Dans le procédé utilisé dans l'état de la technique, on détecte une durée entre l'ouverture du circuit magnétique et l'ouverture des contacts de charge. On calcule alors le défonçage du contact à partir de la durée détectée. Les procédés connus supposent implicitement que le défonçage du contact et les durées détectées sont en une relation fonctionnelle. Or, on a maintenant trouvé qu'il se produit dans la partie d'entraînement du support de pont de contact au cours du temps, en raison du fait que le pont de contact s'écarte brusquement des pièces de contact fixes, des compressions de matériau et de l'usure de matière qui influencent les durées détectées et In the method used in the prior art, a time is detected between the opening of the magnetic circuit and the opening of the load contacts. The breakout of the contact is then calculated from the detected duration. The known methods implicitly assume that the knockout of the contact and the durations detected are in a functional relationship. However, we have now found that it occurs in the drive part of the contact bridge support over time, due to the fact that the contact bridge suddenly deviates from the fixed contact parts, compressions of material and material wear which influence the durations detected and

faussent ainsi le calcul du défonçage du contact. thus distort the calculation of the contact knockout.

L'invention vise, compte tenu de cela, un appareil de coupure électromagnétique dans lequel des calculs faux de ce genre ne se produisent plus. On y parvient, suivant l'invention, en choisissant la matière s résistante à l'usure de manière que le support de pont de contact présente, dans la partie d'entraînement après le nombre de commutations en charge nominale, un enlèvement de matière représentant au maximum 10 % de In view of this, the invention is aimed at an electromagnetic cut-off device in which false calculations of this kind no longer occur. This is achieved, according to the invention, by choosing the wear-resistant material s so that the contact bridge support has, in the drive part after the number of switching operations at nominal load, a removal of material representing maximum 10% of

l'épaisseur initiale de l'appui de contact. the initial thickness of the contact support.

La durée détectée n'est ainsi que peu influencée au point de pouvoir être encore tolérée dans le cadre de la détermination de la pression The duration detected is thus only slightly influenced to the point where it can still be tolerated in the context of determining the pressure.

de défonçage ou de la durée de vie restante. or the remaining service life.

Bien entendu, il faut que l'enlèvement de matière soit aussi petit que possible. On s'efforce donc d'avoir des valeurs autant que possible inférieures à 10 %, par exemple de 5 % et moins, notamment de moins de 2%. Lorsque la matière résistante à l'usure est un métal, notamment de l'acier, par exemple l'acier X5GNi, le support de pont de contact est particulièrement résistant à l'usure dans la partie d'entraînement. Suivant une autre possibilité, on peut également utiliser des matières plastiques Of course, the removal of material must be as small as possible. We therefore strive to have values as much as possible less than 10%, for example 5% and less, in particular less than 2%. When the wear-resistant material is a metal, in particular steel, for example X5GNi steel, the contact bridge support is particularly wear-resistant in the drive part. Alternatively, plastics can also be used

résistantes à l'usure, notamment PA 6T/61 (GF 40 %) ou PEEK. wear resistant, in particular PA 6T / 61 (GF 40%) or PEEK.

Lorsque la matière résistante à l'usure est une matière plastique, le support de pont de contact peut être constitué au choix en tout When the wear-resistant material is a plastic material, the contact bridge support can be made as desired

ou seulement dans la partie d'entraînement de la matière résistante à l'usure. or only in the wear part of the wear-resistant material.

On décidera dans chaque cas de celui des deux modes de réalisation qu'il We will decide in each case which of the two embodiments it

convient de choisir.should choose.

Lorsque le support de pont de contact est dans la partie d'entraînement en une autre matière que dans la partie restante, la matière résistante à l'usure doit être reliée solidement au reste du support de pont de contact. Des liaisons possibles peuvent s'effectuer par couverture par extrusion, par insertion et encliquetage, ainsi que par collage. Dans le cas o la matière résistante à l'usure est une matière plastique, on peut envisager When the contact bridge support is in the drive part of a material other than the remaining part, the wear-resistant material must be securely connected to the rest of the contact bridge support. Possible connections can be made by cover by extrusion, by insertion and snap-fastening, as well as by gluing. In the case where the wear-resistant material is a plastic, one can consider

également une pièce moulée par injection à deux constituants. also a two-component injection molded part.

L'appareil de coupure suivant l'invention est utilisé de préférence lorsqu'il lui est associé un circuit de détection du défonçage destiné à The breaking device according to the invention is preferably used when associated with a routing detection circuit intended for

déterminer une usure complète des appuis de contact. determine complete wear of the contact supports.

Lorsque l'appareil de coupure comporte un côté de montage et un côté avant opposé au côté de montage et que, sur le côté avant est prévu un dispositif d'affichage de l'usure totale qui est relié au circuit de détection de défonçage, un opérateur peut reconnaître immédiatement et sans effort, notamment sans démontage de l'appareil de coupure électromagnétique, si When the cut-off device has a mounting side and a front side opposite to the mounting side and when on the front side there is a device for displaying the total wear which is connected to the break-out detection circuit, a operator can recognize immediately and effortlessly, in particular without dismantling the electromagnetic shutdown device, if

les appuis de contact sont usés, donc s'il faut changer le contact de charge. the contact supports are worn, so if the load contact has to be changed.

D'autres avantages et particularités de l'invention ressortent de Other advantages and features of the invention emerge from

la description qui va suivre d'un exemple de réalisation en regard des dessins, the following description of an example of an embodiment with regard to the drawings,

qui représentent en principe: la figure 1 la structure grossière d'un contacteur, la figure 2 un contact de charge à l'état neuf, la figure 3 le contact de charge de la figure 2 après un certain nombre de commutations en charge nominale, la figure 4 une vue en perspective du contacteur, la figure 5 une partie d'entraînement, et which represent in principle: FIG. 1 the rough structure of a contactor, FIG. 2 a charge contact in new condition, FIG. 3 the charge contact of FIG. 2 after a certain number of switching operations at nominal load, FIG. 4 a perspective view of the contactor, FIG. 5 a drive part, and

la figure 6 une variante de la figure 5. FIG. 6 a variant of FIG. 5.

Suivant la figure 1, un contacteur, en tant qu'exemple d'un appareil de coupure électromagnétique a trois contacts 1 de charge. Chacun des contacts 1 de charge comporte deux pièces 2 fixes de contact et un pont According to Figure 1, a contactor, as an example of an electromagnetic breaking device has three charging contacts 1. Each of the charging contacts 1 comprises two fixed contact parts 2 and a bridge

3 mobile de contact.3 contact mobile.

Pour enclencher le contacteur, on alimente une bobine 4 en un courant électrique. Une armature 5, à laquelle est relié un support 6 de pont de contact, est ainsi attirée. Le support 6 de pont de contact est ainsi mis sur To engage the contactor, a coil 4 is supplied with an electric current. A frame 5, to which a support 6 of the contact bridge is connected, is thus attracted. The contact bridge support 6 is thus placed on

les pièces 2 fixes de contact par les ponts 3 de contact. 2 fixed contact parts by 3 contact bridges.

Pour ouvrir le contacteur, la bobine 4 n'est plus alimentée en courant. L'armature 5 retombe. Les ponts 3 de contact sont pris par le support 6 de pont de contact dans des parties 7 d'entraînement (voir figures 2 et 3) et To open the contactor, the coil 4 is no longer supplied with current. The frame 5 falls back. The contact bridges 3 are taken up by the contact bridge support 6 in drive parts 7 (see FIGS. 2 and 3) and

écartés brusquement des pièces 2 fixes de contact. abruptly moved away from the 2 fixed contact parts.

Les pièces 2 fixes de contact et les ponts 3 de contact comportent, sur la figure 2 à l'état neuf, des appuis 8 de contact ayant des épaisseurs d initiales d'appui de contact. Le contacteur est à l'état ouvert dans la représentation suivant la figure 2. A chaque commutation, c'est-à-dire à chaque cycle de fermeture et d'ouverture du contacteur, les appuis 8 de contact sont soumis à une usure. Les contacts 1 de charge n'ont donc qu'une longévité limitée. Ce qui est caractéristique pour la longévité du contacteur ou des contacts 1 de charge est le nombre N de commutations en charge nominale après que les appuis 8 de contact sont usés. Un contact 1 de charge de ce genre à appuis 8 de contact usés est représenté à la figure 3 The fixed contact parts 2 and the contact bridges 3 comprise, in FIG. 2 in new condition, contact supports 8 having initial contact support thicknesses. The contactor is in the open state in the representation according to FIG. 2. At each switching, that is to say at each closing and opening cycle of the contactor, the contact supports 8 are subjected to wear. The charging contacts 1 therefore have only a limited lifespan. What is characteristic for the longevity of the contactor or of the load contacts 1 is the number N of switching operations at nominal load after the contact supports 8 have worn out. A charging contact 1 of this type with worn contact supports 8 is shown in FIG. 3

pour un contacteur fermé.for a closed contactor.

s Suivant la figure 1, les pièces 2 fixes de contact sont reliées du point de vue de la technique des signaux à un circuit 9 de détection de défonçage. La bobine 4 est également reliée du point de vue de la technique des signaux au circuit 9 de détection de défonçage. En interprétant les pointes de courant ou de tension se produisant sur les pièces 2 fixes de contact et sur la bobine 4, on peut détecter à quels instants le circuit magnétique ou les contacts 1 de charge s'ouvrent lorsque le contacteur passe à l'état ouvert. Au moyen de ces instants d'ouverture, on peut alors déterminer une usure complète des appuis 8 de contact qui permet de tirer des conclusions sur la durée de vie restante. Pour des détails sur la détermination de l'usure, on se reportera aux documents DE 44 27 006 A1, s According to FIG. 1, the fixed contact parts 2 are connected from the point of view of signal technique to a circuit 9 for detection of knockout. The coil 4 is also connected from the point of view of the signal technique to the routing 9 detection circuit. By interpreting the current or voltage spikes occurring on the fixed contact parts 2 and on the coil 4, it is possible to detect at what moments the magnetic circuit or the load contacts 1 open when the contactor goes to state open. By means of these opening instants, it is then possible to determine complete wear of the contact supports 8 which makes it possible to draw conclusions on the remaining service life. For details on the determination of wear, refer to documents DE 44 27 006 A1,

DE 196 03 319 A1 et DE 196 03 310 A1 déjà cités. DE 196 03 319 A1 and DE 196 03 310 A1 already mentioned.

Le circuit 9 de détection de défonçage est relié à des dispositifs d'affichage de l'usure totale. Dans le cas le plus simple, les dispositifs 10 d'affichage peuvent être constitués par exemple sous la forme de diodes 10 luminescentes. Le circuit 9 de détection de défonçage et les diodes 10 luminescentes sont logés suivant la figure 4 dans un module disposé à côté du contacteur proprement dit. Le module peut s'être fixé au choix de manière The break-in detection circuit 9 is connected to total wear display devices. In the simplest case, the display devices 10 can be constituted for example in the form of light-emitting diodes 10. The routing 9 detection circuit and the light-emitting diodes 10 are housed according to FIG. 4 in a module placed next to the contactor proper. The module can be fixed as desired

fixe ou amovible au contacteur proprement dit. fixed or removable from the contactor itself.

Si les diodes 10 luminescentes ne sont pas excitées, les appuis 8 de contact ne sont par exemple pas encore usées. Si en revanche elles s'allument en fonctionnement permanent, les appuis 8 de contact sont consommés. Le cas échéant, on peut déduire d'un fonctionnement intermittent entre ces deux instants que les appuis 8 de contact seront bientôt usés. On peut au choix prévoir une diode 10 luminescente propre par contact 1 de charge ou une diode 10 luminescente commune pour tous les contacts 1 If the light-emitting diodes 10 are not energized, the contact supports 8 are not yet worn, for example. If, on the other hand, they light up in permanent operation, the contact supports 8 are consumed. If necessary, it can be deduced from intermittent operation between these two instants that the contact supports 8 will soon be worn. You can choose to have a clean light-emitting diode 10 per contact 1 of charge or a common light-emitting diode 10 for all contacts 1

de charge.dump.

Suivant une autre possibilité, on peut par exemple exciter une diode luminescente pour une usure totale de 20 %, une autre diode luminescente pour une usure totale de 50 % et la troisième diode 10 According to another possibility, one can for example excite a light-emitting diode for a total wear of 20%, another light-emitting diode for a total wear of 50% and the third diode 10

luminescente pour une usure totale de 80 %. luminescent for 80% total wear.

Les diodes 10 luminescentes sont disposées suivant la figure 4 sur un côté 1 1 avant. Le côté 1 1 avant est opposé à un côté 12 de montage The light emitting diodes 10 are arranged according to Figure 4 on a side 1 1 before. The front side 1 1 is opposite to a mounting side 12

sur lequel le contacteur est fixé à un dispositif 13 de fixation. on which the contactor is fixed to a fixing device 13.

Comme on l'a déjà mentionné, I'usure totale est déterminée au moyen des différences de temps et ainsi des trajets de commutation correspondants. Il est donc important que les trajets de commutation soient en fait caractéristiques de l'usure totale. Pour y parvenir, le support 6 de pont de contact est, au moins dans la partie 7 d'entraînement, en une matière résistante à l'usure. Dans la matière résistante à l'usure, on est sûr que le support 6 de pont de contact a, dans la partie 7 d'entraînement, après le nombre N de commutation en charge nominale, un enlèvement de matière représentant 10 % au maximum de l'épaisseur d initiale des appuis de contact. Dans les figures 5 et 6 suivantes, on a représenté des possibilités de As already mentioned, the total wear is determined by means of the time differences and thus of the corresponding switching paths. It is therefore important that the switching paths are in fact characteristic of total wear. To achieve this, the contact bridge support 6 is, at least in the drive part 7, of a wear-resistant material. In the wear-resistant material, it is certain that the contact bridge support 6 has, in the drive part 7, after the number N of switching at nominal load, a material removal representing a maximum of 10% of the initial thickness d of the contact supports. In Figures 5 and 6 below, there are shown possibilities of

conformation de la partie 7 d'entraînement du support 6 de pont de contact. conformation of the drive part 7 of the contact bridge support 6.

Suivant la figure 5, il est prévu dans la partie 7 d'entraînement du support 6 de pont de contact une plaquette 14 métallique. La plaquette 14 métallique est reliée au reste du support 6 de pont de contact par couverture par extrusion. Suivant l'exemple de réalisation, la plaquette 14 métallique est en acier X5GNi. Mais elle peut être aussi en un autre métal, par exemple en According to Figure 5, there is provided in the drive portion 7 of the contact bridge support 6 a metal plate 14. The metal plate 14 is connected to the rest of the contact bridge support 6 by cover by extrusion. According to the embodiment, the metal plate 14 is made of X5GNi steel. But it can also be in another metal, for example in

aluminium. Dans ce cas, la matière résistante à l'usure est donc un métal. aluminum. In this case, the wear-resistant material is therefore a metal.

Suivant la figure 6, la matière résistante à!'usure est en une matière plastique 15. Suivant la figure 6, la matière plastique est reliée au reste du support 6 de pont de contact par une pièce moulée par injection à deux constituants. Comme matière plastique, on peut envisager notamment According to FIG. 6, the wear-resistant material is made of a plastic material 15. According to FIG. 6, the plastic material is connected to the rest of the contact bridge support 6 by a two-component injection molded part. As plastic, it is possible to envisage in particular

PA 6T/61 (GF 40 %) et PEEK.PA 6T / 61 (GF 40%) and PEEK.

Outre les procédés de fixation représentés aux figures 5 et 6, on peut envisager par exemple que la matière 14, 15 résistante à l'usure soit reliée au reste du support 6 de pont de contact par insertion et encliquetage In addition to the fixing methods shown in FIGS. 5 and 6, it can be envisaged for example that the wear-resistant material 14, 15 is connected to the rest of the contact bridge support 6 by insertion and snap-fastening.

ou par collage.or by collage.

Par le contacteur suivant l'invention, on peut avoir l'assurance que l'enlèvement de matière du support 6 de pont de contact dans la partie 7 d'entraînement est, après le nombre N de commutations, inférieur à 2 % de l'épaisseur d de l'appui de contact. En partie, on peut même atteindre des By the contactor according to the invention, it can be ensured that the removal of material from the contact bridge support 6 in the drive part 7 is, after the number N of switches, less than 2% of the thickness d of the contact support. In part, we can even reach

valeurs inférieures à 1 %.values less than 1%.

La représentation de l'appareil de coupure sous la forme d'un contacteur n'est bien entendu donnée qu'à titre d'exemple. Elle pourrait également avoir la forme de relais (notamment de relais de puissance) ou de The representation of the switching device in the form of a contactor is of course given only by way of example. It could also take the form of relays (notably power relays) or

sectionneur (donc pour des tensions nominales supérieures à 1000 V). disconnector (therefore for nominal voltages greater than 1000 V).

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil de coupure électromagnétique conçu pour une tension nominale, notamment contacteur comprenant au moins un contact (1) s de charge ayant des pièces (2) de contact fixes et un pont (3) de contact mobile qui comporte à l'état neuf des appuis (8) de contact ayant une épaisseur (d) initiale, les appuis (8) de contact étant usés après un certain nombre (N) de commutations à la charge nominale, le pont (3) de contact pouvant être écarté des pièces (2) fixes de contact par un support (6) de pont de contact qui saisit le pont (3) de contact dans une partie (7) d'entraînement, le support (6) de pont de contact étant, au moins dans la partie (7) d'entraînement en une matière qui résiste à l'usure, caractérisé en ce que le support (6) de pont de contact présente dans la partie (7) d'entraînement, après le nombre (N) de commutations en charge nominale, un enlèvement de matière représentant au maximum 10 % de l'épaisseur (d) initiale de l'appui 1. An electromagnetic breaking device designed for a nominal voltage, in particular a contactor comprising at least one contact (1) of load having fixed contact parts (2) and a bridge (3) of movable contact which comprises in new condition contact supports (8) having an initial thickness (d), the contact supports (8) being worn after a certain number (N) of switching operations at nominal load, the contact bridge (3) being able to be removed from the parts (2) fixed contact by a contact bridge support (6) which grips the contact bridge (3) in a drive part (7), the contact bridge support (6) being, at least in the drive part (7) made of a wear-resistant material, characterized in that the contact bridge support (6) present in the drive part (7) after the number (N) of switching operations nominal load, a material removal representing a maximum of 10% of the initial thickness (d) of the support

de contact.of contact.

2. Appareil de coupure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est un métal, notamment de l'acier, par 2. Cutting device according to claim 1, characterized in that the wear-resistant material is a metal, in particular steel, by

exemple l'acier X5GNi.example X5GNi steel.

3. Appareil de coupure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est une matière plastique, notamment 3. Cutting device according to claim 1, characterized in that the wear-resistant material is a plastic, in particular

PA 6T/61 (GF 40 %) ou PEEK.PA 6T / 61 (GF 40%) or PEEK.

4. Appareil de coupure suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est reliée au reste du support (6) de 4. Cutting device according to claim 3, characterized in that the wear-resistant material is connected to the rest of the support (6) of

pont de contact par une pièce moulée à deux constituants. contact bridge by a two-component molded part.

5. Appareil de coupure suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est reliée par ouverture 5. Cutting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the wear-resistant material is connected by opening

par extrusion au reste du support (6) de pont de contact. by extrusion to the rest of the contact bridge support (6).

6. Appareil de coupure suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est reliée au reste du 6. Cutting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the wear-resistant material is connected to the rest of the

support (6) de pont de contact par insertion et encliquetage. contact bridge support (6) by insertion and latching.

7. Appareil de coupure suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est reliée au reste du support (6) de pont de contact par collage. 7. Cutting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the wear-resistant material is connected to the rest of the contact bridge support (6) by bonding.

8. Appareil de coupure suivant l'une des revendications 8. Cutting device according to one of claims

précédentes, caractérisé en ce qu'il lui est associé un circuit (9) de détection de défonçage, destiné à déterminer une usure totale des appuis (8) de contact. previous, characterized in that it is associated with a circuit (9) for detection of knockout, intended to determine total wear of the contact supports (8).

9. Appareil de coupure suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un côté (12) de montage et un côté (11) avant opposé au côté (12) de montage et en ce que, sur le côté (11) avant est prévu un dispositif (10) d'affichage de l'usure totale qui est relié au circuit (9) de9. Cutting device according to claim 8, characterized in that it has a mounting side (12) and a front side (11) opposite to the mounting side (12) and in that, on the side (11) before is provided a device (10) for displaying the total wear which is connected to the circuit (9) of

détection de défonçage.routing detection.