FR2815465A1 - Dispositif de commutation - Google Patents

Abstract

Ce dispositif comprend une partie formant interrupteur (3) comportant une électrode fixe (1) et une électrode mobile (2) déplaçable par rapport à l'électrode fixe entre des position ouverte et fermée de la partie formant interrupteur, un arbre mobile (5) qui s'étend à partir de l'électrode mobile, un mécanisme d'actionnement (9A) possédant une paire de bobines fixes (11, 12) et une paire de bobines mobiles (10a, 10b), les bobines mobiles étant raccordées à l'arbre mobile pour translater l'arbre mobile dans sa direction axiale, l'une des paires de bobines étant disposée entre les bobines de l'autre paire, et un dispositif, qui commande l'envoi de courant aux bobines du mécanisme d'actionnement.Application notamment aux dispositifs de commutation utilisant une force électromagnétique.

Description

i La présente invention concerne un dispositif de commutation qui utilise

l'interaction de champs magnétiques produits par des bobines opposées, dans lesquelles circulent des courants servant à produire une force d'entraînement qui peut ouvrir et fermer des électrodes

pour fermer ou ouvrir un circuit.

Les figures 24A et 24B, annexées à la présente demande, sont des schémas représentant la structure d'un

dispositif de commutation utilisation une force électroma-

gnétique répulsive. Le dispositif de commutation représenté inclut une partie formant interrupteur 3, qui exécute l'ouverture et la fermeture d'un circuit électrique, un arbre mobile 5 qui transmet une force d'entraînement qui ouvre et ferme la partie *formant interrupteur 3, un

mécanisme d'actionnement 9 qui applique une force d'entraî-

nement à l'arbre mobile 5 pour ouvrir et fermer la partie formant interrupteur 3, et un circuit de commande 30 qui

commande le mécanisme de fonctionnement 9.

La partie formant interrupteur 3 inclut une élec-

trode fixe 1, qui est fixée à une plaque de support fixe 16, et une électrode mobile 2 qui est disposée en vis-à-vis de l'électrode fixe 1. Pour obtenir de bonnes propriétés d'extinction d'arc pour la partie formant interrupteur 3, les électrodes 1 et 2 sont logées dans une chambre dans laquelle un vide est établi. Une première borne 14 est raccordée à l'électrode fixe 1 et une seconde borne 15 est raccordée à l'électrode mobile 2. La partie formant interrupteur 3 peut être connectée à un circuit électrique

externe par l'intermédiaire de ces bornes 14 et 15.

L'arbre mobile 5 inclut une partie sous tension 6 qui est raccordée à l'électrode mobile 2 et une partie non sous tension 7, qui est raccordée au mécanisme d'actionnement 9. La partie sous tension 6 et la partie non sous tension 7 sont connectées entre elles par une tige électriquement isolante 8 qui empêche un courant de

circuler depuis la partie formant interrupteur 3 en direc-

tion du mécanisme d'actionnement 9.

Le mécanisme d'actionnement 9 inclut une bobine fixe 11 d'ouverture des contacts, qui est fixée à une plaque de support fixe 17, une bobine 12 de fermeture des contacts, qui est fixée à une autre plaque de support fixe 18, une bobine mobile 10 qui est fixée à l'arbre mobile 5 et qui est disposée entre la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et la bobine fixe 12 de fermeture des contacts, et un ressort de sollicitation bidirectionnelle 13 qui est fixé à une plaque 19 de support du ressort et à une partie non sous tension 7 de l'arbre mobile 5. L'arbre mobile 5 peut traverser librement la plaque de support 17 et la plaque de support 18 de sorte que la bobine mobile 12 peut se déplacer librement en va-et- vient entre la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et la bobine fixe 12 de fermeture des contacts. Le ressort de sollicitation 19 est un ressort non linéaire qui applique une force de sollicitation qui change de direction en fonction de la position de l'arbre mobile 5. En effet, lorsque l'arbre mobile 5 est dans la position soulevée représentée sur la figure 24A, le ressort de sollicitation 19 applique une force de sollicitation ascendante à l'arbre mobile 5 de manière à maintenir les contacts de la partie formant interrupteur 3 dans un état fermé, et lorsque l'arbre mobile 5 est dans la position abaissée représentée sur la figure 24B, le ressort de sollicitation 19 applique une force de sollicitation descendante à l'arbre mobile 5 afin de maintenir les contacts de la partie formant interrupteur 3 dans un état ouvert. Un ressort de sollicitation de ce type est décrit par exemple dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique No 2000-048683 en date du

18 Février 2000.

La figure 25, qui est annexée à la présente demande, représente le schéma d'un exemple du circuit de commande 30 pour le mécanisme d'actionnement 9. Le circuit de commande 30 comprend un dispositif 31a de stockage de puissance électrique pour l'ouverture des contacts, tel qu'un condensateur, qui stocke une énergie électrique pour l'ouverture des contacts, un dispositif 31b de stockage d'énergie électrique pour la fermeture des contacts, comme par exemple un autre condensateur, qui stocke une énergie électrique pour la fermeture des contacts, un interrupteur 32a d'ouverture des contacts, qui comprend un élément semiconducteur, tel qu'un thyristor, pour ouvrir les contacts, un interrupteur 32b de fermeture des contacts, qui comporte également un élément semiconducteur, tel qu'un thyristor, pour la fermeture des contacts et une diode

d'ouverture 33a connectée entre la bobine fixe 11 d'ouver-

ture des contacts et la bobine mobile 10, une diode 33b de fermeture des contacts connectée entre la bobine fixe 12 de fermeture des contacts et la bobine mobile 10, et des diodes Dl, D2, D3, qui sont connectées en parallèle avec la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts, une bobine mobile 10 et une bobine fixe 12 de fermeture des contacts, et qui libèrent une énergie électromagnétique qui est stockée dans les bobines correspondantes. Pendant l'utilisation du dispositif de commutation, une énergie électrique est envoyée aux dispositifs de stockage d'énergie électrique 31a et 31b par une source d'alimentation à courant continu

34 connectée comme représenté sur la figure.

On va expliquer ci-après l'opération d'ouverture des contacts. Lorsque le dispositif de commutation est dans l'état o les contacts sont fermés, représenté sur la figure 24A, si l'interrupteur 32A d'ouverture des contacts de la figure 25 est fermé, une impulsion de courant circule depuis le dispositif 31a de stockage d'énergie électrique

d'ouverture des contacts jusqu'à la bobine fixe 11 d'ouver-

ture des contacts par l'intermédiaire de l'interrupteur 32a d'ouverture des contacts, et un champ magnétique est produit. Simultanément un courant impulsionnel traverse la diode 33a d'ouverture des contacts en direction de la bobine mobile 10, et un champ magnétique possédant une direction opposée à celle du champ magnétique produit par la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts, est produit dans la bobine mobile 10. Sous l'effet de l'interaction des champs magnétiques produits dans les deux bobines 10 et 11, une force de répulsion est produite, la bobine mobile 10 est repoussée vers le bas de la figure, l'arbre mobile 5, qui est fixé à la bobine mobile 10, est également repoussé

vers le bas et les contacts de la partie formant interrup-

teur 3 sont ouverts.

Lorsque le courant impulsionnel n'est plus appliqué, l'énergie électromagnétique qui est stockée dans la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et dans la bobine mobile 10 traverse respectivement les diodes Di et D2 et diminue graduellement en circulant dans les bobines

11 et 10.

A cet instant, en raison de la présence de la diode 33b, le courant impulsionnel ne pénètre pas dans la bobine fixe 12 d'ouverture des contacts, de sorte qu'un

champ magnétique n'est pas produit par cette bobine 12.

Ci-après, on va expliquer l'opération de fer-

meture des contacts. Lorsque le dispositif de commutation est dans l'état o les contacts sont ouverts, représenté sur la figure 24B, si l'interrupteur 32b de fermeture des

contacts de la figure 25 est fermé, une impulsion de cou-

rant circule depuis le dispositif 31b de stockage d'énergie électrique de fermeture des contacts en direction de la

bobine fixe 12 de fermeture des contacts par l'intermé-

diaire de l'interrupteur 32b de fermeture des contacts, et

un champ magnétique est produit par cette bobine 12. Si-

multanément, un courant impulsionnel traverse également la diode 32b de fermeture des contacts en direction de la bobine mobile 10, et un champ magnétique dirigé en sens opposé du champ magnétique produit par la bobine fixe 12 de

fermeture des contacts est produit par la bobine mobile 10.

Sous l'effet de l'interaction des champs magnétiques produits entre ces deux bobines, une force répulsive est produite, la bobine mobile 10 est repoussée vers le haut sur la figure, l'arbre mobile 5 fixé à la bobine mobile 10 sur la figure 24B est également repoussé vers le haut et

les contacts de la partie formant interrupteur 3 sont fer-

més. Sous l'effet d'une action similaire à l'opération d'ouverture des contacts, lorsqu'un courant impulsionnel n'est plus appliqué, l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine fixe 12 de fermeture des contacts et dans la bobine mobile 10 traverse respectivement les diodes D3 et D2 et circule respectivement dans les bobines 11 et 10 et

diminue graduellement.

Le dispositif de commutation des figures 24A et 24B exécute une opération de commutation au moyen d'une action électromagnétique répulsive qui écarte des bobines l'une de l'autre, ce qui conduit à une action électromagnétique de répulsion réciproque des bobines, de

sorte que la vitesse de fonctionnement est élevée. Cepen-

dant, en raison de l'impact entre les bobines provoqué par ce fonctionnement à grande vitesse, une force d'impact intense est produite par la bobine mobile et par les bobines fixes et dans ce dispositif, il se pose le problème consistant en ce que les parties de fixation des bobines

peuvent être endommagées.

En outre, dans le dispositif des figures 24A et 24B, une seule bobine mobile est utilisée pour effectuer à la fois l'opération d'ouverture des contacts et l'opération de fermeture des contacts, et il existe une limite de la vitesse d'actionnement lorsqu'une force d'entraînement est produite uniquement sous la forme d'une force électromagnétique répulsive, de sorte que dans le dispositif représenté, il se pose des problèmes consistant en ce qu'il est difficile de satisfaire des demandes concernant une vitesse accrue et des modifications de commande. La présente invention a été mise au point pour

résoudre les problèmes tels que ceux décrits précédemment.

Un but de la présente invention est de fournir un disposi-

tif de commutation qui empêche un endommagement des bobines, qui peut augmenter la vitesse et la capacité de

réponse de fonctionnement et qui présente une bonne stabi-

lité et une commande très fiable.

Selon une forme de la présente invention, il est prévu un dispositif de commutation, caractérisé en ce qu'il comporte une partie formant interrupteur comportant une

électrode fixe et une électrode mobile déplaçable par rap-

port à l'électrode fixe entre une position ouverte et une position fermée pour ouvrir et fermer la partie formant interrupteur,

un arbre mobile qui s'étend à partir de l'élec-

trode mobile, un mécanisme d'actionnement possédant une paire de bobines fixes et une paire de bobines mobiles, les bobines mobiles étant raccordées de façon opérationnelle à l'arbre mobile pour translater l'arbre mobile dans sa

direction axiale, l'une des paires de bobines étant dispo-

sée entre les bobines de l'autre paire de bobines, et un dispositif de commande, qui commande un envoi

de courant aux bobines du mécanisme d'actionnement.

Le mécanisme d'actionnement peut comporter une plaque de support connectée à l'arbre mobile, et les bobines mobiles peuvent être disposées dos-à-dos sur des

côtés opposés de la plaque de support et peuvent être sup-

portées par la plaque de support entre les bobines fixes.

Le mécanisme d'actionnement peut également com-

porter un cadre extérieur raccordé à l'arbre mobile et une plaque de support supportée sur sa périphérie par le cadre extérieur, et les bobines mobiles peuvent être disposées dos-à-dos sur des côtés opposés de la plaque de support et peuvent être supportés par la plaque de support entre les

bobines fixes.

Dans une autre forme de réalisation de la pré-

sente invention, le mécanisme d'actionnement peut comporter une plaque de support, les bobines fixes peuvent être disposées dos-à-dos sur des côtés opposés de la plaque de support et peuvent être supportées par la plaque de support entre les bobines mobiles, et les bobines mobiles peuvent

être raccordées à l'arbre mobile.

Les bobines du mécanisme d'actionnement peuvent comporter un premier ensemble de bobines comprenant l'une des bobines fixes et l'une des bobines mobiles et un second ensemble de bobines comprenant l'autre des bobines fixes et l'autre des bobines mobiles, et pendant l'actionnement de la partie formant interrupteur, le dispositif de commande envoie un courant à l'un des ensembles de bobines mais pas à l'autre ensemble de bobines de manière à amener les deux bobines d'un ensemble à se repousser pour ouvrir la partie formant interrupteur et, pendant la fermeture de la partie formant interrupteur, le dispositif de commande envoie un courant à l'autre ensemble de bobines, mais pas au premier ensemble de bobines de manière que les deux bobines de l'autre ensemble de bobines se repoussent pour fermer la

partie formant interrupteur.

Dans une autre forme de réalisation de la pré-

sente invention, les bobines du mécanisme d'actionnement comprennent un premier ensemble de bobines comprenant l'une des bobines fixes et l'une des bobines mobiles et un second ensemble de bobines comprenant l'autre des bobines fixes et l'autre des bobines mobiles, et pendant l'ouverture ou la fermeture de la partie formant interrupteur, le dispositif de commande envoie un courant à un premier des ensembles de bobines pour amener les deux bobines de cet ensemble à se repousser réciproquement et envoie simultanément un courant à l'autre ensemble de bobines pour amener les deux bobines de l'autre ensemble à s'attirer réciproquement.

Dans une autre forme de réalisation de la pré-

sente invention, les bobines du mécanisme d'actionnement comprennent un premier ensemble de bobines comprenant l'une des bobines fixes et l'une des bobines mobiles et un second ensemble de bobines comprenant l'autre des bobines fixes et l'autre des bobines mobiles, et pendant l'ouverture ou la fermeture de la partie formant interrupteur, le dispositif de commande envoie un courant à l'un des ensembles de bobines pour amener les deux bobines de cet ensemble à se repousser réciproquement, et applique ensuite un courant à l'autre ensemble de bobines pour amener les deux bobines de

l'autre ensemble à s'attirer réciproquement.

Dans une autre forme de réalisation de la pré-

sente invention, les bobines du mécanisme d'actionnement comprennent un premier ensemble de bobines comprenant l'une des bobines fixes et l'une des bobines mobiles et un second ensemble de bobines comprenant l'autre des bobines fixes et l'autre des bobines mobiles, et pendant l'ouverture ou la fermeture de la partie formant interrupteur, le dispositif de commande envoie un courant à l'un des ensembles de bobines pour amener les deux bobines de cet ensemble à se repousser réciproquement et envoie un courant à l'autre ensemble de bobines pour amener les deux bobines de cet autre ensemble à se repousser réciproquement de manière à produire une action de freinage juste avant que les deux bobines de l'autre ensemble établissent un contact entre elles. D'autres caractéristiques et avantages de la

présente invention ressortiront de la description donnée

ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur les-

quels: - la figure 1 représente une vue en élévation schématique et en coupe partielle d'une première forme de

réalisation d'un dispositif de commutation selon la pré-

sente invention; - la figure 2 représente un schéma d'un circuit de commande de la forme de réalisation de la figure 1; - les figures 3A et 3B sont des vues en élévation schématiques du mécanisme d'actionnement de la forme de réalisation de la figure 1, dans deux états différents; - les figures 4A et 4B sont des graphiques représentant le courant impulsionnel circulant dans deux bobines différentes de la forme de réalisation de la figure 1, pendant l'opération d'ouverture des contacts en fonction du temps; - les figures 5A et 5B sont des graphiques représentant le courant impulsionnel circulant dans deux bobines différentes de la forme de réalisation de la figure 1, pendant l'opération d'ouverture des contacts en fonction du temps;

- la figure 6 est une vue en élévation schéma-

tique du mécanisme d'actionnement d'une seconde forme de

réalisation d'un dispositif de commutation selon la pré-

sente invention;

- la figure 7 est une vue en élévation schéma-

tique du mécanisme d'actionnement d'une troisième forme de

réalisation d'un dispositif de commutation selon la pré-

sente invention; - les figures 8A et 8B sont des vues en élévation schématique du mécanisme d'actionnement d'une quatrième forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention et montrant la direction du courant circulant dans chaque bobine du mécanisme d'actionnement

respectivement pendant une opération d'ouverture des con-

tacts et pendant une opération de fermeture des contacts; O10 - la figure 9 montre un schéma d'un circuit de commande de la forme de réalisation des figures 8A et 8B;

- les figures lOA-10D sont des graphiques repre-

sentant des variations, en fonction du temps, d'un courant impulsionnel circulant dans chaque bobine de la forme de réalisation des figures 8A et 8B pendant une opération d'ouverture des contacts;

- la figure 11 est une vue en élévation schéma-

tique d'un mécanisme de fonctionnement d'une cinquième forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon

la présente invention, montrant le sens du courant circu-

lant dans chaque bobine du mécanisme d'actionnement lors du démarrage de l'opération d'ouverture des contacts;

- la figure 12 est une vue en élévation schéma-

tique du mécanisme d'actionnement de la figure 11l montrant

le sens du flux de courant après le démarrage de l'opéra-

tion d'ouverture des contacts;

- la figure 13 est une vue en élévation schéma-

tique du mécanisme d'actionnement de la figure ll montrant

le sens du flux de courant lors de l'achèvement de l'opéra-

tion d'ouverture des contacts;

- les figures 14A-14D sont des graphiques repré-

sentant les variations, dans le temps, de courants impul-

sionnels circulant dans chaque bobine pendant une opération d'ouverture des contacts de la forme de réalisation de la figure 11;

- la figure 15 est une vue en élévation schéma-

tique d'un mécanisme d'actionnement de la sixième forme de

réalisation d'un dispositif de commutation selon la pré-

sente invention, qui montre le sens du courant circulant dans chaque bobine du mécanisme d'actionnement au début de l'opération d'ouverture des contacts;

- la figure 16 est une vue en élévation schéma-

tique du mécanisme d'actionnement de la figure 15, qui montre le sens du flux de courant après le démarrage de l'opération d'ouverture des contacts;

- la figure 17 est une vue en élévation schéma-

tique du mécanisme d'ouverture de la figure 15, montrant la direction du flux de courant juste avant l'achèvement de l'opération d'ouverture des contacts; - les figures 18A à 18D sont des graphiques représentant les variations, dans le temps, des courants

impulsionnels circulant dans les différentes bobines pen-

dant l'opération d'ouverture des contacts de la forme de réalisation de la figure 15;

- la figure 19 est une vue en élévation schéma-

tique d'un mécanisme d'actionnement d'une septième forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention, montrant le sens du courant circulant dans chaque bobine du mécanisme d'actionnement au début de l'opération d'ouverture des contacts;

- la figure 20 est une vue en élévation schéma-

tique du mécanisme d'actionnement de la figure 19 montrant

le sens du flux du courant après le démarrage de l'opéra-

tion d'ouverture des contacts;

- la figure 21 est une vue en élévation schéma-

tique du mécanisme d'ouverture de la figure 19 montrant le sens du flux de courant avant l'achèvement de l'opération d'ouverture des contacts;

- la figure 22 est une vue en élévation schéma-

tique du mécanisme d'actionnement de la figure 19 montrant le sens du flux de courant juste avant l'achèvement de l'opération d'ouverture des contacts; - les figures 23A à 23D sont des graphiques représentant les variations, dans le temps, de courants

impulsionnels circulant dans chaque bobine pendant l'opéra-

tion d'ouverture des contacts de la forme de réalisation de la figure 19; - les figures 24A et 24B, dont il a déjà été fait mention, sont des vues en élévation schématiques d'un dispositif de commutation utilisant une force répulsive respectivement dans un état, dans lequel les contacts sont ouverts et dans un état, dans lequel les contacts sont fermés; et - la figure 25, dont il a déjà été fait mention, représente le schéma d'un circuit de commande du dispositif

de commutation des figures 24A et 24B.

La figure 1 est une vue en élévation schématique d'une première forme de réalisation d'un dispositif de

commutation selon la présente invention. Comme le disposi-

tif représenté sur les figures 24A et 24B, cette forme de

réalisation inclut une partie formant interrupteur 3 pos-

sédant une électrode fixe 1 et une électrode mobile 2, logées à l'intérieur d'une chambre 4 dans laquelle un vide est établi. L'électrode fixe 1 est fixée à une plaque de support 16 qui forme une plaque extérieure du dispositif de commutation. L'électrode mobile 2 est située en vis-à-vis de l'électrode fixe 1 et peut se déplacer en va-et-vient par rapport à l'électrode fixe entre une position ouverte et une position fermée. L'électrode fixe 1 et l'électrode mobile 2 sont connectées respectivement à une première borne 14 et à une seconde borne 15, à l'aide desquelles la partie formant interrupteur 3 peut être connectée à un circuit électrique. Un arbre mobile 5 possédant une partie sous tension 6 et une partie non sous tension 7 raccordées

entre elles par une tige isolante 8 est raccordé à l'élec-

trode mobile 2 et à un mécanisme d'actionnement 9a pour ouvrir et fermer la partie formant interrupteur 3. Une plaque de support 20 perpendiculaire à l'axe de l'arbre

mobile 5 est fixée à ce dernier. Le mécanisme d'actionne-

ment 9A inclut une paire de bobines mobiles 10a et 0lb et une paire de bobines fixes 11 et 12, les bobines mobiles O10a et 10b étant disposées dos-à-dos entre les bobines

fixes 1i et 12. La bobine mobile 10a d'ouverture des con-

tacts et la bobine mobile 10b de fermeture des contacts sont disposées sur des côtés opposées de la plaque de support 20 et sont fixées à cette plaque. Les bobines mobiles lOa et lob sont également fixées à l'arbre mobile 5 pour accroître sa rigidité. La bobine fixe 11 d'ouverture des contacts est fixée à une plaque de support fixe 17 située en vis-à-vis de la bobine mobile lOa d'ouverture des contacts. La bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et la

bobine mobile 10a d'ouverture des contacts sont suf-

fisamment proches l'une de l'autre pour que, lorsque ces deux bobines sont conductrices, les champs magnétiques produits par les deux bobines puissent coopérer. La bobine fixe 12 de fermeture des contacts est fixée à une plaque de support fixe 18 située en vis-à-vis de la bobine mobile lOb de fermeture des contacts et en étant suffisamment proche de cette bobine lob pour que des champs magnétiques produits par les deux bobines lob et 11 puissent coopérer, lorsque ces bobines sont conductrices. L'arbre mobile 5 est raccordé à un ressort de sollicitation bidirectionnelle 13 de la même manière que sur la figure 24A. Le ressort de

sollicitation 13 est fixé à une plaque de support fixe 19.

La figure 2 représente le schéma d'un exemple d'un circuit de commande servant à commander le mécanisme d'actionnement 9a de la figure 1. Le circuit de commande 40 comprend un dispositif 41a de stockage d'énergie électrique pour l'ouverture des contacts, tel qu'un condensateur, qui

stocke une énergie électrique pour une ouverture des con-

tacts, le dispositif 41b de stockage de l'énergie électrique pour la fermeture des contacts, tel qu'un autre condensateur, qui stocke une énergie électrique pour la fermeture des contacts, un interrupteur 42a d'ouverture des contacts comprenant un élément semiconducteur, tel qu'un thyristor, pour la fermeture des contacts, et les diodes 43a et 43b branchées en parallèle avec la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts, les bobines mobiles 10a et lOb et la bobine fixe 12 de fermeture des contacts pour libérer

l'énergie électromagnétique stockée dans ces bobines.

Pendant l'utilisation du dispositif de commutation, une énergie électrique est envoyée au dispositif de stockage d'énergie électrique 41a et 41b par une source d'alimentation à courant continu 34 connectée comme cela

est représenté sur la figure.

Comme cela est représenté sur la figure 2, les bobines du mécanisme d'actionnement 9A sont disposées dans deux ensembles 45a et 45b, l'ensemble 45a comprenant une bobine mobile l0a et une bobine fixe 11, et l'ensemble 45b

incluant une bobine mobile lob et une bobine fixe 12.

Ci-après, on va expliquer l'opération

d'ouverture de la première forme de réalisation d'un dispo-

sitif de commutation, en référence aux figures 3A, 4A et 4B. La figure 3A est une vue en élévation schématique du mécanisme d'actionnement 9A de la figure 1, qui montre la direction du courant circulant dans chaque bobine pendant l'opération d'ouverture des contacts. Les figures 4A et 4B représentent les variations dans le temps des courants circulant dans les bobines respectives 11 et 10a, pendant l'opération d'ouverture des contacts. Lorsque le dispositif de commutation est dans l'état dans lequel les contacts sont fermés, qui est représenté sur la figure 3A, si l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts est fermé, comme cela est représenté sur la figure 4A, un courant impulsionnel provenant du dispositif 41a de stockage de l'énergie électrique pour l'ouverture des contacts traverse l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts en direction de la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et un champ magnétique est produit par la bobine 11. Simultanément, comme représenté sur la figure 4B, un courant impulsionnel circule dans l'interrupteur 42 d'ouverture des contacts en direction d'une bobine mobile 10a et un champ magnétique dirigé en sens opposé du champ magnétique produit par la bobine fixe 1l d'ouverture des contacts est produit par la bobine mobile lOa. Il en résulte que, sous l'effet de l'interaction des champs magnétiques produits par ces deux bobines 0la et 11, une force répulsive est produite, la bobine mobile 10a est repoussée par le bas à partir de l'état représenté sur la figure 3A pour venir dans l'état représenté sur la figure 3B, l'arbre mobile 5 fixé à la plaque de support 20 est également repoussé vers le bas et

la partie formant interrupteur 3 est ouverte.

Lorsque l'alimentation du courant impulsionnel cesse, l'énergie électrique, qui est stockée dans la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et dans la bobine mobile lOa, traverse la diode 43a et diminue graduellement en

circulant dans les bobines 11 et 10a.

Ci-après on va expliquer l'opération de fermeture des contactsréférence aux figures 3B, 5A et 5B. La figure 3B est une vue en élévation schématique du mécanisme de fonctionnement 9A de la figure 1 montrant la direction du courant circulant dans chaque bobine pendant l'opération de fermeture des contacts. Les figures 5A et 5B représentent les variations dans le temps des courants circulant dans les bobines respectives 12 et 10b, pendant

une opération de fermeture des contacts. Lorsque le dispo-

sitif de commutation est dans l'état dans lequel les con-

tacts sont ouverts et qui est représenté sur la figure 3b, si l'interrupteur 42b de fermeture des contacts est fermé, comme représenté sur la figure 5A, un courant impulsionnel circulant à partir du dispositif 41b de stockage d'énergie électrique pour la fermeture des contacts en traversant l'interrupteur 42b de fermeture des contacts pour atteindre la bobine fixe 12 de fermeture des contacts, un champ

magnétique est produit dans la bobine fixe 12.

Simultanément, comme représenté sur la figure 5B, un cou-

rant impulsionnel traverse également l'interrupteur 42b de fermeture des contacts en direction de la bobine mobile 10b, et un champ magnétique, qui est dirigé en sens opposé

du champ magnétique produit par la bobine fixe 12 de fer-

meture des contacts, est produit par la bobine mobile lob.

Il en résulte que, sous l'effet de l'interaction des champs magnétiques produits par les bobines lob et 12, une force répulsive est produite entre les deux bobines, la bobine mobile lob est repoussée vers le haut depuis -l'état

représenté sur la figure 3B pour venir dans l'état repré-

senté sur la figure 3A, l'arbre mobile 5 fixé à la plaque de support 20 est également repoussé vers le haut, et la

partie formant interrupteur 3 est fermée.

Comme dans le cas de l'opération d'ouverture des contacts, lorsque l'envoi du courant impulsionnel cesse, l'énergie électromagnétique, qui est stockée dans la bobine fixe 12 de fermeture des contacts et dans la bobine mobile lob, traverse la diode 43b et diminue graduellement tout en

circulant dans les bobines 12 et lob.

Par conséquent, lorsque les bobines mobiles lOa et lob sont fortement fixées à la plaque de support 20, elles peuvent résister à un choc intense di à une répulsion électromagnétique. Lorsqu'on utilise des ensembles

différents de bobines pour l'opération d'ouverture des con-

tacts et pour l'opération de fermeture des contacts, si par exemple une bobine est endommagée, ceci peut être compensé par un autre ensemble de bobines. En outre, sous l'effet de la plaque de support 20, la nécessité de prévoir un matériau de renfort entre les surfaces opposées d'une bobine fixe et d'une bobine mobile est réduite de sorte que la séparation entre les centres d'une bobine fixe et d'une bobine mobile peut être réduite, ce qui permet de réduire la distance de séparation entre les centres d'une bobine fixe et d'une bobine mobile, et la force de répulsion électromagnétique agissant entre des bobines opposées peut

être accrue.

Le circuit de commande 40 de cette forme de réa-

lisation de la présente invention est agencé de telle sorte que seul l'un des deux ensembles de bobines 45a et 45b est excité pendant l'opération d'ouverture des contacts et de telle sorte que seul l'autre ensemble de bobines est excité pendant l'opération de fermeture des contacts. En outre, l'opération d'ouverture et l'opération de fermeture sont toutes deux exécutées en utilisant la force électromagnétique répulsive qui agit entre une bobine fixe

et une bobine mobile située en vis-à-vis.

La figure 6 représente une vue en élévation schématique d'un mécanisme d'actionnement 9B d'une seconde forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention. Sur la figure 6, un cadre extérieur , qui est fixé à une bobine mobile l0a d'ouverture des contacts, à la bobine mobile lob de fermeture des contacts et aux deux surfaces latérales d'une plaque de support 20 disposées entre les bobines mobiles lOa et lob et fixées à ces dernières, est fixé à l'arbre mobile 5 de manière à recouvrir la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts. La bobine fixe 11 est fixée à une partie fixe du mécanisme d'actionnement 9B. Des bobines mobiles lOa et lob et un

contacteur 50 peuvent se déplacer en va-et-vient conjoin-

tement avec l'arbre mobile 5 dans la direction axiale de l'arbre mobile 5 entre la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et la bobine fixe 12 de fermeture des contacts, qui est fixée à une plaque de support fixe 18. La structure de cette forme de réalisation n'est pas identique à celle de la forme de réalisation de la figure 1. Le mécanisme d'actionnement 9B est commandé par un circuit de commande possédant la même structure en tant que circuit de commande 40 de la figure 2, et l'opération d'ouverture des contacts et l'opération de fermeture des contacts sont exécutées de

la même manière que dans la première forme de réalisation.

Dans cette forme de réalisation, les bobines mobiles lOa et lob sont disposées dos-à-dos sur les côtés opposés de la plaque de support 20 entre les bobines fixes

11 et 12 et sont fixées, conjointement à la plaque de sup-

port 20, au cadre extérieur 50, qui est fixé à l'arbre

mobile 5.

En raison de l'utilisation de cette structure, on obtient les mêmes avantages que pour la première forme de réalisation, étant donné que les bobines mobiles lOa-et lob sont supportées par le cadre extérieur 50 le long de leur périphérie extérieure, des contraintes peuvent être distribuées d'une manière plus uniforme au-dessus de la zone des bobines mobiles lOa et lOb, ce qui leur confère

une plus grande résistance aux chocs.

La figure 7 est une vue en élévation schématique d'un mécanisme d'actionnement 9C d'une troisième forme de

réalisation d'un dispositif de commutation selon la pré-

sente invention. Sur la figure 7, la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et la bobine fixe 12 de fermeture des contacts sont disposées dos-à-dos et sont fixées à des côtés opposés de la plaque de support 1. Des bobines fixes 11 et 12 et la plaque de support 20 sont fixées à un cadre extérieur 51 du dispositif de commutation. Les bobines fixes 11 et 12 sont disposées entre les bobines mobiles lOa et lob, la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts étant disposée en vis-à-vis de la bobine mobile 10a d'ouverture des contacts, tandis que la bobine fixe 12 de fermeture des contacts est disposée en vis-à-vis de la bobine mobile lob de fermeture des contacts. Les bobines mobiles lOa et lob sont toutes deux fixées à l'arbre mobile 5 de manière à se déplacer conjointement avec l'arbre mobile 5 lorsqu'il se déplace dans sa direction axiale. La structure du dispositif de commutation est par ailleurs identique à celle de la forme de réalisation de la figure 1. Le mécanisme d'actionnement 9C est commandé par un circuit de commande possédant une structure semblable à celle du circuit de commande 40 de la figure 2, et l'opération d'ouverture des contacts et l'opération de fermeture des contacts sont exécutées de la même manière que dans la

forme de réalisation de la figure 1.

Dans cette forme de réalisation, des bobines fixes 11 et 12 sont raccordées dos-à-dos sur des côtés opposés de la plaque de support 20 et entre les bobines

mobiles loa et 10b, qui sont fixées à l'arbre mobile-5.

Avec cette structure, on obtient les mêmes avan-

tages que dans la première forme de réalisation. En outre, étant donné que les bobines fixes 11 et 12 sont disposées entre les bobines mobiles lOa et 10b, les côtés des bobines mobiles 10a et 10b qui sont situés à l'opposé des bobines fixes 11 et 12 ne sont pas en contact avec les bobines mobiles, étant donné qu'un certain espace est présent sur ces côtés, les bobines peuvent être renforcées sur ces côtés par un matériau de renfort qui sert à accroître leur rigidité. Les figures 8A et 8B sont des vues en élévation

schématiques d'un mécanisme d'actionnement 9D d'une qua-

trième forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention, qui représente la direction du

courant circulant dans chaque bobine du mécanisme d'action-

nement 9D respectivement pendant l'opération d'ouverture

des contacts et pendant l'opération de fermeture des con-

tacts. La figure 9 est un schéma d'un circuit de commande 60 pour le mécanisme d'actionnement 9D. Le mécanisme d'actionnement 9D possède la même structure que le mécanisme d'actionnement 9A de la figure 1, mais le circuit de commande 60 pour le mécanisme d'actionnement 9D est agencé de telle sorte que le sens du courant circulant dans certaines bobines peut être inversé. Il en résulte que des bobines opposées peuvent être amenées à appliquer entre

elles soit un force répulsive, soit une force attractive.

Comme cela est représenté sur la figure 9, des commutateurs 61 et 62 sont installés juste en amont de chacune des bobines fixes 11 et 12 pour inverser le sens du

flux de courant dans la bobine fixe 11 d'ouverture des con-

tacts et dans la bobine fixe 12 de fermeture des contacts des figures 8A et 8B. Les figures 10A à 10D sont des graphiques représentant les variations dans le temps du courant circulant dans chaque bobine pendant l'opération

d'ouverture des contacts de cette forme de réalisation.

Pour exécuter une opération d'ouverture des con-

tacts depuis un état o les contacts sont fermés, de cette forme de réalisation d'un dispositif de commutation, lorsque le mécanisme d'actionnement 9D est dans l'état correspondant aux contacts fermés représenté sur la figure 8A, le commutateur 61 représenté sur la figure 9 est placé dans l'état représenté par des lignes formées de tirets, le commutateur 62 est placé dans l'état représenté par des lignes en trait plein et l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts et l'interrupteur 42b de fermeture des contacts sont simultanément fermés. Comme cela est représenté sur les figures 10A à 10D, ceci a pour effet qu'un courant impulsionnel circule simultanément dans la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts, dans la bobine mobile lOa

d'ouverture des contacts, dans la bobine fixe lOb de fer-

meture des contacts et dans la bobine fixe 12 de fermeture des contacts. La bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et la bobine mobile lOa d'ouverture des contacts introduisent conjointement une force électromagnétique répulsive opposée les repoussant réciproquement, tandis que la bobine fixe 12 de fermeture des contacts et la bobine lob de fermeture des contacts produisent conjointement une force

électromagnétique attractive qui les attire réciproquement.

Sous l'effet de la force électromagnétique répulsive et de la force électromagnétique attractive, les bobines mobiles lOa et lob se déplacent vers le bas à partir de la position représentée sur la figure 8a pour venir dans la position représentée sur la figure 8b, l'arbre mobile 5 descend avec les bobines mobiles lOa et lOb et les contacts de la partie

formant interrupteur 3 sont ouverts.

Pour exécuter l'opération de fermeture des con-

tacts, lorsque le mécanisme d'ouverture 9D est dans l'état correspondant à l'ouverture des contacts, représenté sur la figure 8B, le commutateur 61 est commuté dans un état représenté par les lignes en trait plein, le commutateur 62 est commuté dans un état représenté par des lignes formées de tirets, et l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts et l'interrupteur 42b de fermeture des contacts sont fermés simultanément pour amener un courant impulsionnel à circuler simultanément dans les quatre bobines 10a, lob, 11 et 12. Les courants amènent la bobine fixe 12 de fermeture

des contacts et la bobine mobile lo0b de fermeture des con-

tacts à produire une force électromagnétique répulsive, qui les écarte l'une de l'autre, tandis que la bobine fixe 11

d'ouverture des contacts et la bobine mobile lOa d'ouver-

ture des contacts produisent conjointement une force électromagnétique attractive qui les attire l'une vers l'autre. Il en résulte que les bobines mobiles 10a et lo0b et l'arbre mobile 5 se déplacent vers le haut depuis la position représentée sur la figure 8B pour venir dans la position représentée sur la figure 8A, et les contacts de

la partie formant interrupteur 3 sont fermés.

De cette manière, pour ouvrir ou fermer la partie formant interrupteur 3, le circuit de commande 60 de cette forme de réalisation envoie un courant à l'ensemble de bobines de telle sorte qu'une force électromagnétique agit en vue de repousser l'une de l'autre la bobine fixe et la bobine mobile de l'ensemble de bobines, et simultanément envoie un courant à l'autre ensemble de bobines de telle sorte que la bobine fixe et la bobine mobile de l'autre ensemble de bobines sont attirées l'une vers l'autre, ce qui a pour effet que la partie formant interrupteur 3 est

ouverte et fermée.

Par conséquent, l'opération d'ouverture et l'opé-

ration de fermeture sont toutes deux exécutées non seulement par une force électromagnétique répulsive, mais par une force électromagnétique répulsive en combinaison avec une force électromagnétique attractive de sorte qu'une opération d'ouverture et une opération de fermeture des

contacts peut être exécutée rapidement et de façon sûre.

Les figures 11 à 13 sont des vues en élévation

schématique d'un mécanisme d'actionnement 9e d'une cin-

quième forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention pendant l'opération d'ouverture des contacts. La figure 11 représente la direction du flux de courant dans les bobines du mécanisme d'actionnement 9E au début de l'opération d'ouverture des contacts, la figure 12 représente la direction du flux de courant dans les

bobines après le démarrage et avant l'achèvement de l'opé-

ration d'ouverture des contacts, et la figure 13 représente la direction du flux de courant dans les bobines au moment de l'achèvement de l'opération d'ouverture des contacts. La structure du mécanisme d'ouverture 9a des figures 11 à 13 est similaire à celle du mécanisme d'ouverture 9A de la figure 1, mais elle inclut en outre des capteurs A et B servant à détecter le moment o les bobines mobiles lOa et lob sont dans des positions prescrites. Le capteur A est actionné pendant l'opération d'ouverture des contacts, lorsque la bobine mobile lOa d'ouverture des contacts est séparée de la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts, et que la bobine mobile lob de fermeture des contacts est dans une position telle qu'elle ne touche pas la bobine fixe 12 de fermeture des contacts. Le capteur B est actionné pendant l'opération de fermeture des contacts lorsque la bobine mobile lob de fermeture des contacts est séparée de la bobine mobile 12 de fermeture des contacts et que la bobine mobile lOa d'ouverture des contacts est dans une position telle qu'elle ne touche pas la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts. Le mécanisme d'actionnement 9E est commandé par un circuit de commande possédant la même

structure que le circuit de commande 60 de la figure 9.

L'interrupteur 42 de fermeture des contacts est fermé sur la base de l'actionnement du capteur A, et l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts est fermé par l'actionnement du capteur B. Les figures 14A à 14D sont des graphiques représentant les variations dans le temps du courant

circulant dans chaque bobine pendant l'opération d'ouver-

* ture des contacts de cette forme de réalisation d'un

dispositif de commutation.

Pour exécuter une opération d'ouverture des con-

tacts de cette forme de réalisation, lorsque le mécanisme d'actionnement 9E est dans l'état o les contacts sont fermés, qui est représenté sur la figure 11, une fois que le commutateur 61 de la figure 9 est venu dans la position représentée par des lignes formées de tirets et que le commutateur 62 est venu dans la position représentée par des lignes en trait plein, si l'interrupteur 42 d'ouverture des contacts est fermé, un courant impulsionnel circule dans la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et dans la bobine mobile l0a d'ouverture des contacts et une force électromagnétique répulsive est produite, cette force écartant les bobines 10a et 11 l'une de l'autre. Les bobines mobiles 10a et lob sont de ce fait repoussées vers le bas à partir de la position représentée sur la figure 11. Lorsque la bobine mobile lOa d'ouverture des contacts atteint une position prédéterminée, dans laquelle elle est écartée de la bobine fixe 11 et que la bobine mobile lob est écartée de la bobine fixe 12, le capteur A est actionné et ferme l'interrupteur 42b de fermeture des contacts et, comme cela est représenté sur la figure 12, un courant impulsionnel circule dans la bobine fixe 12 de fermeture des contacts et dans la bobine mobile lob de fermeture des contacts dans une direction qui amène ces bobines à produire une force électromagnétique attractive, qui les attire. A cet instant, la force électromagnétique répulsive produite par les bobines lOa et 11 d'ouverture des contacts est réduite de sorte qu'à la fin de l'opération d'ouverture des contacts représentés sur la figure 13, un courant circule uniquement dans les bobines lOb et 12, de sorte que l'opération d'ouverture des contacts est exécutée 'par la force d'attraction électromagnétique produite par les

bobines lob et 12.

Ci-après on va expliquer l'opération de fermeture des contacts. Une fois que le commutateur 61 est venu dans un état représenté par les lignes en trait plein et que le commutateur 62 est amené dans un état représenté par les lignes formées de tirets sur la figure 9, l'interrupteur 42b d'ouverture des contacts est fermé, un courant impulsionnel circule dans la bobine fixe 12 de fermeture des contacts et dans la bobine mobile lob de fermeture des contacts, et une force électromagnétique répulsive est produite, cette force écartant les bobines lOb et 12 l'une

de l'autre.

Cette force repousse les bobines mobiles lob et lOa vers le haut à partir de la position représentée sur la figure 13. Lorsque la bobine mobile lOa de fermeture des contacts atteint une position prédéterminée dans laquelle elle est espacée de la bobine fixe 12 et que la bobine mobile lob est espacée de la bobine fixe 11, le capteur B est actionné et ferme l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts, et un courant impulsionnel circule dans la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et dans la bobine mobile lOa d'ouverture des contacts, ce qui a pour effet que les bobines 10a et 11 appliquent une force électromagnétique attractive, qui les rapproche. Ensuite, la force électromagnétique répulsive exercée par les bobines lOb et 12 de fermeture de contact diminue et l'opération de fermeture des contacts est exécutée par la force électromagnétique attractive exercée par les bobines lOa et

11 d'ouverture des contacts.

De cette manière, le circuit de commande 60 envoie initialement un courant parmi les deux ensembles de bobines pour produire une force électromagnétique qui agit dans le sens d'une répulsion réciproque de la bobine fixe et de la bobine mobile d'un ensemble, et une fois 'que la bobine mobile d'un ensemble s'est déplacée d'une quantité prédéterminée (telle que détectée par le capteur A et le capteur Y) l'autre ensemble de bobines est amené à être conductrices de sorte qu'une force électromagnétique agit dans le sens d'une attraction de la bobine fixe et de la bobine mobile de l'autre ensemble l'une vers l'autre pour

exécuter l'opération d'ouverture ou de fermeture.

Par conséquent, lorsque la force électromagné-

tique agit lorsque des bobines sont situées dans la gamme

dans laquelle elles sont affectées par une force de répul-

sion électromagnétique ou une force d'attraction électro-

magnétique, la force électromagnétique peut être appliquée efficacement aux bobines, et des opérations d'ouverture et de fermeture des contacts peuvent être exécutées de façon sire. A la place de l'interrupteur 42b de fermeture des contacts et de l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts, qui sont fermés sous l'effet du fonctionnement des capteurs A et B, ces interrupteurs peuvent être fermés au bout de l'écoulement d'un certain intervalle de temps à partir du départ de l'opération d'ouverture ou de fermeture, ou bien ils peuvent être fermés lorsque le courant circulant dans

les bobines tombe à un niveau prédéterminé.

Les figures 15 à 17 sont des vues en élévation schématiques d'un mécanisme d'actionnement 9F d'une sixième forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention, qui montre la direction du flux de courant dans chaque bobine dans le mécanisme d'actionnement 9F pendant l'opération d'ouverture des contacts. La figure représente la direction du flux de courant au début de l'opération d'ouverture des contacts, la figure 16 représente la direction du flux de courant après le démarrage de l'opération d'ouverture des contacts et avant la fin de l'opération, et la figure 17 représente la direction du flux de courant juste avant l'achèvemient de l'opération d'ouverture des contacts. La structure du mécanisme d'actionnement 9F de cette forme de réalisation peut être identique à celle de la forme de réalisation de la figure 11, le mécanisme d'actionnement 9F étant équipé de capteurs A et B servant à détecter le moment o les

bobines mobiles 10a et lob sont dans des positions pres-

crites au cours de l'opération d'ouverture des contacts ou de l'opération de fermeture des contacts. Le mécanisme d'actionnement 9F est commandé par un circuit de commande tel que le circuit de commande 40 de la figure 2. Les figures 18A à 18D représentent les variations dans le temps de courants impulsionnels circulant dans les différentes bobines pendant l'opération d'ouverture des contacts du

mécanisme d'actionnement 9F.

Lorsque le mécanisme d'actionnement 9F est dans l'état dans lequel les contacts sont fermés et qui est

représenté sur la figure 15, si l'interrupteur 42a d'ouver-

ture des contacts est fermé, un courant impulsionnel circule dans la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et la bobine mobile 10a d'ouverture des contacts comme cela est représenté sur les figures 18A et 18B, et une force électromagnétique répulsive est produite, force qui écarte les deux bobines lOa et 11 l'une de l'autre. Les bobines lOa et lob sont de ce fait repoussées vers le bas à partir de la position représentée sur la figure 15. Lorsque la bobine mobile 10a atteint une position prédéterminée, dans laquelle elle est distante de la bobine fixe 11 et dans laquelle la bobine mobile lob est écartée de la bobine fixe

12, un capteur A est actionné de manière à fermer l'inter-

rupteur 42b de fermeture des contacts. Il en résulte que, comme cela est représenté sur la figure 7 et sur les figures 18C et 18D, un courant impulsionnel circule dans la bobine fixe de fermeture des contacts et dans la bobine mobile lOb de fermeture des contacts, et une force de répulsion électromagnétique, qui écarte les bobines-lob et 12 l'une de l'autre, est produite. Cette force de répulsion électromagnétique agit à la manière d'un frein sur les bobines lOa et lob, qui se déplacent à grande vitesse, de sorte que ceci empêche un endommagement dû à un choc entre les bobines lob et 12. En réduisant la tension qui est stockée dans le dispositif 41b de stockage d'énergie électrique pour la fermeture des contacts, le courant, qui circule à cet instant dans les bobines lob et 12, est réglé à une valeur inférieure au. courant qui traversait les bobines 0la et 11 au début de l'opération d'ouverture des contacts, de sorte qu'un rebond de la bobine mobile lob due à la force de répulsion électromagnétique qui agit en tant que frein et une refermeture des contacts dans la partie

formant interrupteur 3 peuvent être empêchés.

L'opération de fermeture des contacts est sensi-

blement l'inverse de l'opération d'ouverture des contacts.

Lorsque le mécanisme d'actionnement 9F est dans l'état dans lequel les contacts sont fermés, qui est représenté sur la figure 17, si l'interrupteur 42b de fermeture des contacts est fermé, un courant impulsionnel circule dans les bobines lob et 12, une force électromagnétique répulsive est produite, qui écarte les bobines lob et 12 l'une de l'autre. Les bobines mobiles 0la et lob sont de ce fait repoussées vers le haut à partir de la position représentée sur la figure 17. Lorsque la bobine mobile lob atteint une position prédéterminée, dans laquelle elle est écartée de la bobine fixe 12 et que la bobine mobile lob est écartée de la bobine fixe 11, le capteur B est actionné de manière à fermer l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts. Il en résulte qu'un courant impulsionnel circule dans la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et dans la bobine mobile a d'ouverture des contacts et qu'une force électromagnétique répulsive, qui écarte les bobines 10a et il l'une de l'autre et agit en tant que frein, est produite. Par conséquent, une force de freinage peut être

produite à la fois pendant l'opération d'ouverture des con-

tacts et pendant l'opération de fermeture des contacts.

De cette manière, le circuit de commande 40 de

cette forme de réalisation déclenche une opération d'ouver-

ture des contacts ou de fermeture des contacts en amenant un ensemble de bobines à être conducteur, de sorte qu'une force électromagnétique agit en vue d'écarter l'une de l'autre la bobine fixe et la bobine mobile et, lorsque la bobine mobile de l'autre ensemble se rapproche de la bobine fixe de cet autre ensemble, l'autre ensemble de bobines est amené à être conducteur de sorte qu'une force électromagnétique agit dans un sens visant à écarter réciproquement la bobine fixe et la bobine mobile de

l'autre ensemble, de manière à produire une force de frei-

nage à la fin de l'opération d'ouverture ou de fermeture

des contacts.

On peut réduire l'alimentation en courant impul-

sionnel, qui produit la force électromagnétique répulsive qui agit en tant que frein, en réduisant la capacité de

chacun des dispositifs de stockage d'énergie électrique.

Comme dans la forme de réalisation de la figure

, au lieu que l'interrupteur 42b de fermeture des con-

tacts et l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts soient fermés sous l'effet du fonctionnement des capteurs A et B, ces interrupteurs peuvent être fermés au bout de l'écoulement d'un certain intervalle de temps à partir du démarrage de l'opération d'ouverture et de fermeture, ou bien ils peuvent être fermés lorsque le courant circulant

dans les bobines diminue à un niveau prédéterminé.

Les figures 19 à 22 sont des vues en élévation schématique d'un mécanisme d'actionnement 9G d'une septième forme de réalisation du dispositif de commutation selon la présente invention, qui montre le sens du courant circulant dans chaque bobine du mécanisme d'actionnement 9G pendant l'opération d'ouverture des contacts. La figure 19 représente la direction du flux de courant au début de

l'opération d'ouverture des contacts, la figure 20 repré-

sente la direction du flux de courant après le démarrage de l'opération d'ouverture des contacts, la figure 21 représente la direction du flux de courant avant l'achèvement de l'opération d'ouverture des contacts, et lafigure 22 représente la direction de courant juste avant l'achèvement de l'opération d'ouverture des contacts. Les figures 23A-23D représentent des variations dans le temps des courants impulsionnels circulant dans chaque bobine du

mécanisme d'actionnement 9G pendant une opération d'ouver-

ture des contacts. La structure du mécanisme d'actionnement 9G est similaire à celle du mécanisme d'actionnement 9E de la figure 11, mais en plus des capteurs A et B, elle est équipée d'un capteur C, qui est actionné juste avant la fin de l'opération d'ouverture des contacts, et d'un capteur D, qui est actionné juste avant la fin de l'opération de fermeture des contacts. Le mécanisme d'actionnement 9G est commandé par un circuit de commande qui possède la même

structure que le circuit de commande 60 de la figure 9.

L'actionnement du capteur C commute le commutateur 62 dans l'état représenté par des lignes formées de tirets sur la figure 9 juste avant la fin de l'opération d'ouverture des contacts, et l'actionnement du capteur D commute le commutateur 61 dans l'état représenté par des lignes formées de tirets juste avant l'achèvement de l'opération

de fermeture des contacts.

Tout d'abord on va expliquer l'opération d'ouver-

ture des contacts. Au début de l'opération d'ouverture des contacts, le commutateur 61 est réglé dans l'état

représenté par des lignes formées de tirets et le commuta-

teur 62 est réglé dans l'état représenté par des lignes en

trait plein sur la figure 9. Lorsque le mécanisme d'action-

nement 9G est dans l'état de la figure 19, dans lequel les contacts sont fermés, si l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts est fermé, un courant impulsionnel est envoyé à la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts et à la bobine mobile 10a d'ouverture des contacts dans le sens représenté sur la figure 19, et une force électromagnétique répulsive est produite par les bobines 10a et 11 pour écarter ces bobines l'une de l'autre. Sous l'effet de cette force de répulsion, la bobine mobile 10a d'ouverture des contacts est repoussée vers le bas à partir de la position représentée sur la figure 19. Lorsque la bobine mobile lOa atteint une position prédéterminée, dans laquelle elle est espacée de la bobine fixe 11 et la bobine mobile lob est écartée de la bobine fixe 12, le capteur A est actionné et ferme l'interrupteur 42b de fermeture des contacts, de sorte qu'une impulsion de courant est envoyée à la bobine mobile lob de fermeture des contacts et à la bobine fixe 12 de fermeture des contacts dans les directions représentées sur la figure 20. Il en résulte que des forces électromagnétiques d'attraction sont produites par la bobine fixe 2 de fermeture des contacts ou par la bobine mobile lob de fermeture des contacts de manière à attirer ces deux bobines l'une vers l'autre. Comme cela est représenté sur la figure 21, cette force d'attraction électromagnétique est produite juste avant la fin de l'ouverture des contacts, à un instant o le capteur C est actionné pour faire passer le commutateur 62 dans un état représenté par des lignes formées de tirets sur la figure 9. De ce fait, la direction du courant envoyé à la bobine fixe 12 change par rapport à ce qui est représenté sur la figure 22, de sorte que la force électromagnétique produite par les bobines lob et 12 passe d'une force d'attraction à

une force de répulsion, qui exerce une action de freinage.

L'opération de fermeture des contacts est l'inverse de l'opération d'ouverture des contacts. Au début de l'opération d'ouverture des contacts, un commutateur 61 est réglé dans l'état représenté par des lignes en trait plein et le commutateur 62 est réglé dans l'état représenté par des lignes formées de tirets sur la figure 9. Si l'interrupteur 42b de fermeture des contacts est fermé, un courant impulsionnel est envoyé à la bobine fixe 12 de

fermeture des contacts et à la bobine mobile lob d'ouver-

ture des contacts, et des forces de répulsion élec-

tromagnétique sont produites par les bobines lob et 12 pour écarter ces dernières l'une de l'autre. Sous l'effet de cette force de répulsion, la bobine mobile lob de fermeture des contacts est repoussée vers le haut à partir de la position représentée sur la figure 22. Lorsque la bobine mobile lob atteint une position prédéterminée, dans laquelle elle est écartée de la bobine fixe 12 et la bobine mobile 18 est écartée de la bobine fixe 11, le capteur B est actionné et ferme l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts, de sorte qu'un courant est envoyé à la bobine mobile lOa d'ouverture des contacts et à la bobine fixe 11 d'ouverture des contacts de manière à produire une force d'attraction électromagnétique qui attire les bobines lOa et 11 l'une vers l'autre. Cette force d'attraction

électromagnétique est produite juste avant la fin de l'opé-

ration de fermeture des contacts, à un instant auquel le capteur D est actionné pour commuter le commutateur 61 vers un état représenté par des lignes formées de tirets sur la figure 9. Il en résulte que la direction du courant appliqué à la bobine fixe 11 est inversée de sorte que la force électromagnétique produite par les bobines lOa et 11 passe d'une force attractive à une force répulsive, qui

fournit un effet de freinage.

De cette manière, le circuit de commande 60 fonctionne dans cette forme de réalisation de telle sorte que lorsqu'une bobine mobile se rapproche de la bobine fixe opposée à la fin de l'opération d'ouverture des contacts ou de la fermeture des contacts, une force d'attraction électromagnétique produite par les deux bobines est transformée en une force électromagnétique répulsive qui

fournit l'action de freinage.

Par conséquent, l'opération d'ouverture des con-

tacts et l'opération de fermeture des contacts peuvent être

exécutées au moyen de la combinaison de forces élec-

tromagnétiques répulsives et de forces électromagnétiques

attractives de sorte que l'opération d'ouverture des con-

tacts et l'opération de fermeture des contacts peuvent être exécutées à grande vitesse, avec une bonne capacité de réponse. En outre, sous l'effet de l'application d'une force électromagnétique répulsive juste avant que les bobines se heurtent, des forces de choc des bobines sont réduites et la probabilité d'un endommagement des bobines

sous l'effet de telles forces de choc est réduite.

A la place de l'interrupteur 42b de fermeture des contacts et de l'interrupteur 42a d'ouverture des contacts, qui sont fermés sous l'effet de l'actionnement des capteurs A et B, ces interrupteurs peuvent être fermés après l'écoulement d'un certain intervalle de temps depuis le démarrage de l'opération d'ouverture ou de fermeture, ou bien peuvent être fermés lorsque le courant circulant dans les bobines tombe à un niveau prédéterminé. De façon similaire, les commutateurs 61 et 62 peuvent être actionnés après l'écoulement d'un certain intervalle de temps lorsque le courant circulant dans les bobines tombe à un niveau prédéterminé, sans l'utilisation de capteurs C et D. Dans les formes de réalisation représentées sur

les figures 8A à 22 on utilise des mécanismes d'actionne-

ment qui ont une structure identique ou similaire à celle du mécanisme d'actionnement 9A de la figure 1. Ces formes de réalisation peuvent être modifiées de manière à utiliser d'autres types de mécanismes d'actionnement, comme par

exemple des mécanismes d'actionnement tels que ceux repré-

sentés sur les figures 6 et 7. Par exemple, les mécanismes d'actionnement 9B et 9C des figures 6 et 7 peuvent être équipés de capteurs A-D tels que ceux utilisés dans des mécanismes d'actionnement 9A-9G, et peuvent être commandés de la même manière que n'importe lequel des mécanismes

d'actionnement 9D-9G.

Dans le circuit de commande 60 de la figure 9, des commutateurs 61 et 62 sont représentés sous la forme de commutateurs comportant des contacts, mais sinon, on peut

utiliser des commutateurs sans contacts.

Dans chacune des formes de réalisation de la

présente invention, décrites précédemment, on peut augmen-

ter l'efficacité des bobines en équipant chaque bobine d'un noyau de fer situé sur son côté intérieur pour concentrer

le flux magnétique.

Comme cela ressort clairement de la description

précédente, la présente invention fournit des avantages tels que les suivants: (1) Dans une forme de la présente invention, un dispositif de commutation comprend une paire de bobines fixes et une paire de bobines mobiles, une paire étant disposée entre les bobines de l'autre paire. Les bobines incluent deux ensembles, chaque ensemble comprenant l'une des bobines fixes et l'une des bobines mobiles. En raison de la présence de deux ensembles de bobines, la force

électromagnétique produite par les bobines peut être uti-

lisée efficacement, et une force d'entraînement intense

peut être produite.

(2) Dans une forme de réalisation préférée, les bobines mobiles sont disposées dos-à-dos sur les côtés opposés d'une plaque de support et sont supportées par la plaque de support entre les bobines fixes. Avec cette

structure, les bobines mobiles peuvent être aisément sup-

porter à l'encontre de forces d'impacts lors d'un déplace-

ment à grande vitesse de ces bobines, la rigidité des bobines mobiles pouvant être accrue, et on peut obtenir un

dispositif de commutation très fiable.

(3) Dans une autre forme de réalisation préférée, un cadre extérieur est raccordé à un arbre mobile et à une plaque de support supportée par le cadre mobile, et les bobines mobiles sont disposées dos-à-dos sur les côtés opposés de la plaque de support et sont supportées par la plaque de support entre les bobines fixes. Avec cette structure, les bobines mobiles peuvent être supportées sur une surface étendue de manière à permettre une distribution uniforme des forces de choc, et la rigidité des bobines

mobiles peut être accrue.

(4) Dans une autre forme de réalisation préférée, les bobines fixes sont disposées dos-à-dos sur les côtés opposés d'une plaque de support et sont supportées par la plaque de support entre les bobines mobiles, et les bobines mobiles sont raccordées à un arbre mobile. Avec une telle structure, on peut prévoir un matériau de renfort sur les surfaces des bobines mobiles tournées à l'opposé des bobines fixes, de sorte que la rigidité des bobines mobiles peut être accrue tout en maintenant une séparation désirée entre les centres des bobines et sans augmentation de la

force électromagnétique 15 produite par les bobines.

(5) Dans une forme de réalisation de la présente invention, un dispositif de commande envoie un courant à l'un des deux ensembles de bobines, mais pas à l'autre ensemble de bobines de manière à écarter les bobines d'un ensemble l'une de l'autre pour ouvrir une partie formant interrupteur, et envoie un courant à l'autre ensemble de bobines, mais pas au premier ensemble de bobines pour écarter les deux bobines de l'autre ensemble l'une de l'autre pour fermer la partie formant interrupteur. Il en

résulte que l'opération d'ouverture et l'opération de fer-

meture peuvent être exécutées avec une bonne vitesse de réponse. (6) Dans une autre forme de la présente inven- tion, pendant l'opération d'ouverture des contacts et de fermeture des contacts, un dispositif de commande envoie un courant à l'un des deux ensembles de bobines pour écarter les deux bobines d'un ensemble l'une de l'autre et envoie simultanément un courant à l'autre ensemble de bobines pour attirer les deux bobines de l'autre ensemble l'une vers l'autre. Il en résulte que les forces électromagnétiques produites par les deux ensembles de bobines peuvent être utilisées simultanément de sorte que la vitesse de réponse

est améliorée, et on peut effectuer de façon sûre une opé-

ration d'ouverture des contact et de fermeture des con-

tacts. (7) Dans une autre forme de l'invention, pendant l'opération d'ouvertures des contacts et l'opération de fermeture des contacts, un dispositif de commande envoie un courant à l'un des deux ensembles de bobines pour écarter les deux bobines d'un ensemble l'une de l'autre et envoie ensuite un courant à l'autre ensemble de bobines pour

attirer les bobines de l'autre ensemble l'une vers l'autre.

Par conséquent chaque ensemble de bobines peut produire une force électromagnétique à un instant o la force est plus

efficace, de sorte que l'ouverture et la fermeture des con-

tacts peuvent être exécutées d'une manière efficace et sûre. (8) Dans une autre forme de la présente invention, un dispositif de commande envoie un courant à l'un des deux ensembles de bobines avant un contact entre les deux bobines de l'ensemble pour écarter ces deux bobines l'une de l'autre et produire une force de freinage. Il en résulte que des forces d'impacts agissant sur les bobines au moment du contact entre des bobines opposées peuvent être réduites et qu'un endommagement des bobines mobiles peut être empêché.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commutation, caractérisé en ce qu'il comporte une partie formant interrupteur (3) comportant une électrode fixe (1) et une électrode mobile (2) déplaçable par rapport à l'électrode fixe entre une position ouverte et une position fermée pour ouvrir et fermer la partie formant interrupteur, un arbre mobile (5) qui s'étend à partir de l'électrode mobile, un mécanisme d'actionnement (9A; 9B; 9C; 9D; 9E; 9F; 9G) possédant une paire de bobines fixes (11, 12) et une paire de bobines mobiles (10a, lob), les bobines mobiles étant raccordées de façon opérationnelle à l'arbre mobile pour translater l'arbre mobile (5) dans sa direction axiale, l'une des paires de bobines étant disposée entre les bobines de l'autre paire de bobines, et un dispositif de commande (40; 60) , qui commande

un envoi de courant aux bobines du mécanisme d'actionne-

ment.

2. Dispositif de commutation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement (9A; 9B) inclut une plaque de support (20) raccordée à l'arbre mobile, et les bobines mobiles (lOa, lob) sont disposées dos-à-dos sur des côtés opposés de la plaque de support et sont supportées par la plaque de support entre

les bobines fixes (11, 12).

3. Dispositif de commutation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement (9C) inclut un cadre extérieur (51) raccordé à l'arbre mobile (5) et une plaque de support (20) supportée sur sa périphérie par le cadre extérieur, et les bobines mobiles (10a, lob) sont disposées dos-à-dos sur des côtés opposés de la plaque de support et sont supportés par la plaque de

support entre les bobines fixes.

4. Dispositif de commutation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement

inclut une plaque de support, les bobines fixes sont dis-

posées dos-à-dos sur des côtés opposés de la plaque de support et sont supportées par la plaque de support entre les bobines mobiles, et les bobines mobiles sont raccordées

à l'arbre mobile.

5. Dispositif de commutation selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les

bobines du mécanisme d'actionnement comprennent un premier ensemble de bobines comprenant l'une des bobines fixes et l'une des bobines mobiles et un second ensemble de bobines comprenant l'autre des bobines fixes et l'autre des bobines mobiles, et pendant l'actionnement de la partie formant interrupteur (3), le dispositif de commande (40; 60) envoie un courant à l'un des ensembles de bobines mais pas à l'autre ensemble de bobines de manière à amener les deux bobines d'un ensemble à se repousser pour ouvrir la partie formant interrupteur et, pendant la fermeture de la partie formant interrupteur, le dispositif de commande envoie un courant à l'autre ensemble de bobines, mais pas au premier ensemble de bobines de manière que les deux bobines de l'autre ensemble de bobines se repoussent pour fermer la

partie formant interrupteur.

6. Dispositif de commutation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que

les bobines du mécanisme d'actionnement compren-

nent un premier ensemble de bobines comprenant l'une des bobines fixes et l'une des bobines mobiles et un second ensemble de bobines comprenant l'autre des bobines fixes et l'autre des bobines mobiles, et pendant l'ouverture ou la fermeture de la partie formant interrupteur, le dispositif de commande envoie un courant à un premier des ensembles de bobines pour amener les deux bobines de cet ensemble à se repousser réciproquement et envoie simultanément un courant à l'autre ensemble de bobines pour amener les deux bobines de l'autre

ensemble à s'attirer réciproquement.

7. Dispositif de commutation selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que

les bobines du mécanisme d'actionnement compren-

nent un premier ensemble de bobines comprenant l'une des bobines fixes et l'une des bobines mobiles et un second ensemble de bobines comprenant l'autre des bobines fixes et l'autre des bobines mobiles, et pendant l'ouverture ou la fermeture de la partie formant interrupteur, le dispositif de commande envoie un courant à l'un des ensembles de bobines pour amener les deux bobines de cet ensemble à se repousser réciproquement, et applique ensuite un courant à l'autre ensemble de bobines pour amener les deux bobines de l'autre ensemble à

s'attirer réciproquement.

8. Dispositif de commutation selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que

les bobines du mécanisme d'actionnement compren-

nent un premier ensemble de bobines comprenant l'une des bobines fixes et l'une des bobines mobiles et un second ensemble de bobines comprenant l'autre des bobines fixes et l'autre des bobines mobiles, et pendant l'ouverture ou la fermeture de la partie formant interrupteur, le dispositif de commande envoie un courant à l'un des ensembles de bobines pour amener les deux bobines de cet ensemble à se repousser réciproquement et envoie un courant à l'autre ensemble de bobines pour

amener les deux bobines de cet autre ensemble à se repous-

ser réciproquement de manière à produire une action de

freinage juste avant que les deux bobines de l'autre ensem-

ble établissent un contact entre elles.