FR2923936A1 - Circuit de commande d'un actionneur electromagnetique a double bobines et actionneur electromagnetique a double bobines comportant un tel circuit de commande. - Google Patents
Circuit de commande d'un actionneur electromagnetique a double bobines et actionneur electromagnetique a double bobines comportant un tel circuit de commande. Download PDFInfo
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Abstract
Circuit de commande pour actionneur électromagnétique comprenant une bobine de fermeture (30A) destinée à déplacer un noyau (16) dans une phase de fermeture et une bobine d'ouverture (30B) destinée à déplacer le noyau dans une phase d'ouverture. Le circuit de commande comprend au moins un premier condensateur de déclenchement (C1) et un circuit d'alimentation comprenant des moyens de commutation (TH, D1, D2) destinés à connecter ledit premier condensateur (C1) en série avec ladite seconde bobine d'ouverture (30B) pour être chargée par une tension induite (Uind) aux bornes de la bobine d'ouverture 30B lorsqu'une tension de fermeture (Uferm) est appliquée aux bornes de la bobine de fermeture (30A). Les moyens de commutation (TH, D1, D2) sont destinés à connecter ledit au moins un condensateur de déclenchement (C1) à la bobine d'ouverture (30B) pour être déchargé à travers la bobine d'ouverture (30B) et développer une tension d'ouverture (Uouv).
Description
CIRCUIT DE COMMANDE D'UN ACTIONNEUR ELECTROMAGNETIQUE A DOUBLE BOBINES ET ACTIONNEUR ELECTROMAGNETIQUE A DOUBLE BOBINES COMPORTANT UN TEL CIRCUIT DE COMMANDE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention est relative à un circuit de commande pour actionneur électromagnétique à noyau mobile. Le circuit comprend au moins une première bobine de commande de fermeture destinée à déplacer le noyau mobile dans une phase de fermeture de l'actionneur. Le circuit comprend au moins une seconde bobine de commande d'ouverture destinée à déplacer le noyau magnétique dans io une phase d'ouverture de l'actionneur. Lesdites au moins deux bobines de commande sont couplées par mutuelle induction. Un circuit d'alimentation est destiné à alimenter lesdites bobines de commande dans les phases de fermeture et d'ouverture. L'invention est relative à un actionneur électromagnétique, comprenant un circuit 15 magnétique ayant une culasse magnétique, au moins un aimant permanent à aimantation axiale selon un axe longitudinal de la culasse et un noyau mobile. Ledit noyau est monté à coulissement axial selon l'axe longitudinal entre une position d'accrochage et une position de décrochage. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE 20 L'utilisation d'actionneurs électromagnétiques bistable à accrochage magnétique pour les commandes d'ouverture et de fermeture d'un dispositif de coupure, notamment d'ampoule à vide, est connue et décrite notamment dans des brevets (EP1012856B1, EP0867903B1, US6373675B1). Compte tenu de la géométrie du circuit magnétique des différents actionneurs 25 connus., il est généralement nécessaire d'utiliser des bobinages de commande de taille importante capable de générer des champs électromagnétiques nécessaires au déplacement des mécanismes de commande. Les actionneurs nécessitent des puissances de fonctionnement non négligeable car la puissance électrique de commande (nombre d'ampères tours) utilisée est très importante et le rendement reste faible. En outre, les circuits de commande des actionneurs sont généralement pourvus de systèmes électroniques complexes et chers. Ces systèmes électroniques comprennent notamment des convertisseurs de puissance, des batteries, des hacheurs élévateurs de tension et des condensateurs chimiques. L'utilisation de condensateurs chimiques est souvent imposée par le besoin d'accumuler une forte puissance pour assurer la forte dynamique de l'actionneur. Cette complexité est intrinsèque au manque d'efficacité énergétique de ce type d'actionneurs électromagnétiques. Enfin les circuits de commande ont parfois une durée de vie trop limitée. En outre, compte tenu du positionnement du ou des aimants dans le circuit magnétique, il est possible d'observer des risques de démagnétisation desdits aimants. En effet, lorsque les aimants sont placés en série dans le circuit magnétique, le flux magnétique généré par la bobine de commande peut s'opposer à celui de l'aimant et provoquer à terme la démagnétisation desdits aimants. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un actionneur électromagnétique à haut rendement 20 énergétique. Le circuit d'alimentation du circuit de commande pour actionneur électromagnétique selon l'invention comprend au moins un premier condensateur de déclenchement connecté à des moyens de commutation destinés à connecter ledit au moins un premier condensateur de déclenchement en série avec ladite 25 seconde bobine de commande d'ouverture. Ledit au moins un premier condensateur de déclenchement est chargé par une tension induite aux bornes de ladite au moins une seconde bobine de commande d'ouverture lorsqu'une tension de fermeture est appliquée aux bornes de ladite au moins une première bobine de commande de fermeture. Les moyens de commutation sont destinés à 30 connecter ledit au moins un condensateur de déclenchement à la seconde bobine de commande d'ouverture. Ledit au moins un premier condensateur de déclenchement est déchargé à travers ladite seconde bobine de commande d'ouverture pour développer une tension d'ouverture aux bornes de ladite bobine pendant la phase d'ouverture.
De préférence, ledit au moins un premier condensateur de déclenchement comporte un constante de temps inférieur au temps d'application de la tension de fermeture. De préférence, la valeur absolue tension d'ouverture est égale à une tension de charge dudit au moins un premier condensateur de déclenchement. io Dans un mode particulier de réalisation, la tension de charge dudit au moins un premier condensateur de déclenchement est égale à la valeur de la tension induite aux bornes de ladite au moins une seconde bobine d'ouverture lorsqu'une tension de fermeture est appliquée aux bornes de ladite au moins une première bobine de commande de fermeture, la valeur absolue tension d'ouverture est 15 égale à la valeur absolue de la tension induite. Selon mode de réalisation de l'invention, le circuit de commande comporte au moins un second condensateur de déclenchement. Le circuit d'alimentation comprend des moyens de commutation destinés à connecter lesdits au moins premier et second condensateurs de déclenchement en parallèle pendant une 20 phase de fermeture et à connecter lesdits au moins premier et second condensateurs de déclenchement en série pendant la phase d'ouverture, la tension d'ouverture appliquée à ladite seconde bobine de commande étant égale à la somme des tensions induites respectivement aux bornes des condensateurs de déclenchement. 25 De préférence, lesdits premier et second condensateurs de déclenchement comportent respectivement des constante de temps inférieures au temps d'application de la tension de fermeture. Dans un mode particulier de réalisation, la valeur absolue tension d'ouverture est égale à la somme des tensions de charge lesdits au moins premier et second condensateurs de déclenchement. De préférence, la tension de charge d'au moins un condensateur de déclenchement est égale à la valeur de la tension induite aux bornes de ladite au moins une seconde bobine d'ouverture lorsqu'une tension de fermeture est appliquée aux bornes de ladite au moins une première bobine de commande de fermeture. Avantageusement, les premiers et seconds condensateurs de déclenchement sont de même valeur, la valeur absolue tension d'ouverture est égale au double de la valeur absolue de la tension induite. io De préférence, ladite au moins première bobine de fermeture comporte un premier nombre de spires inférieur à un second nombre de spires de ladite au moins seconde bobine de commande d'ouverture de manière à ce que la tension induite aux bornes de ladite au moins seconde bobine de commande d'ouverture est supérieur à la tension de fermeture appliqué à ladite au moins première 15 bobine de commande de fermeture. De préférence, les moyens de commutation comprennent des interrupteurs commandés. L'invention est relative à un actionneur électromagnétique comprenant un circuit magnétique ayant une culasse magnétique au moins un aimant permanent à 20 aimantation axiale selon un axe longitudinal de la culasse et un noyau mobile monté à coulissement axial selon l'axe longitudinal entre une position d'accrochage et une position de décrochage. L'actionneur comprend un circuit de commande tel que défini ci-dessus, les bobines s'étendant axialement selon axe longitudinal de la culasse, et étant destinées à engendrer un premier flux 25 magnétique de commande s'additionnant au flux de polarisation dudit au moins un aimant permanent pour déplacer le noyau mobile d'une position de décrochage à une position d'accrochage. L'action d'au moins un ressort de rappel s'oppose au déplacement dudit noyau. Les bobines sont destinée à engendrer un second flux magnétique de commande s'opposant au flux de polarisation de 30 l'aimant permanent et autorisant le déplacement du noyau mobile de la position 4 d'accrochage vers la position de décrochage sous l'action dudit au moins un ressort de rappel. De préférence, la culasse magnétique comprend un shunt s'étendant perpendiculairement à un axe longitudinal de ladite culasse, le shunt étant positionné parallèlement entre une première et une seconde faces de ladite culasse, ledit au moins un aimant permanent étant positionné entre la première face et le shunt. De préférence, les bobines s'étendent axialement entre le shunt et la seconde face.
Selon mode de réalisation de l'invention, la seconde face de la culasse comprend un manchon interne s'étendant partiellement autour du noyau mobile, ce dernier étant séparé dudit manchon par un entrefer glissant radial restant uniforme durant le déplacement en translation du noyau mobile. Le noyau mobile est, en position de décrochage, séparé de la seconde face de la culasse par un troisièrne entrefer, un volume entre le shunt et le noyau mobile définissant un premier entrefer axial. De préférence, le manchon, en position d'accrochage, recouvre le noyau mobile sur une distance de recouvrement. De préférence, ledit au moins un aimant permanent est séparé du shunt par un 20 quatrième entrefer. De préférence, le shunt est séparé radialement de la culasse par un cinquième entrefer. De préférence, le noyau mobile magnétique est couplé à un organe d'actionnement non magnétique s'étendant selon l'axe longitudinal pour traverser 25 ledit au moins un aimant et la première face de la culasse. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente un schéma électrique d'un circuit de commande selon un premier mode préférentiel de réalisation de l'invention ; la figure 1A représente une courbe représentative de l'évolution de la valeur du courant électrique I en fonction de la tension U appliquée aux bornes d'une bobine d'un circuit de commande selon la figure 1 ; la figure 2 représente un courbe de la tension induite aux bornes d'une bobine 10 d'ouverture en fonction de la tension de fermeture appliquée à la bobine de fermeture ; le figure 3 représente une courbe du profil de charge d'un condensateur de déclenchement d'un circuit de commande selon la figure 1 ; la figure 4 représente un schéma électrique d'un circuit de commande selon un 15 seconcl mode préférentiel de réalisation de l'invention ; les figures 5 et 6 représentent des vues en coupe de l'actionneur électromagnétique dans deux positions de fonctionnement selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 7 représente une vue éclatée en perspective de l'actionneur 20 électromagnétique selon les figures 5 et 6 ; la figure 8 représente une vue un schéma synoptique de l'actionneur électromagnétique couplé à un dispositif de coupure ; les figures 9, 10, 11 et 12 représentent des schémas de l'actionneur électromagnétique en cours d'actionnement de la position de décrochage vers la 25 position d'accrochage ; les figures 13, 14, 15 et 16 représentent des schémas de l'actionneur électromagnétique en cours d'actionnement de la position d'accrochage vers la position de décrochage. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Selon un premier mode préférentiel de réalisation, le circuit de commande pour actionneur électromagnétique à noyau mobile 16, comprend au moins une première bobine de commande de fermeture 30A destinée à déplacer le noyau mobile 16 dans une phase de fermeture de l'actionneur et au moins une seconde bobine de commande d'ouverture 30B destinée à déplacer le noyau magnétique mobile 16 dans une phase d'ouverture de l'actionneur. Ladite au moins une première bobine de commande de fermeture 30A 10 comprend un premier nombre de spires N1. Ladite au moins une seconde bobine de commande d'ouverture 30B comprend un second nombre de spires N2. Lesdites au moins deux bobines de commande 30A, 30B sont couplées par mutuelle induction M. Ladite au moins une première bobine constitue le circuit primaire d'un transformateur et ladite au moins seconde bobine constitue le circuit 15 secondaire. Le circuit magnétique du transformateur comprend notamment le noyau mobile 16. Selon une mode particulier de réalisation, le circuit de commande comprend deux bobines de commande 30A, 30B. Avantageusement, le premier nombre de spires N1 est inférieure au second nombre de spires N2. Les deux bobines de 20 commande 30A, 30B constituent alors un transformateur élévateur de tension (N2>N1). Les bobines de commande 30A, 30B sont destinées à engendrer un premier flux magnétique de commande OC1 dans la phase de fermeture et un second flux magnétique de commande (1)C2 dans la phase d'ouverture. Dans une phase de 25 fermeture, la première bobine de commande de fermeture 30A est alimentée par une tension de fermeture Uferm pour générer le premier flux magnétique de commande 4C1. Dans une phase d'ouverture, la seconde bobine de commande d'ouverture 30B est alimentée par une tension d'ouverture Uouv pour générer le second flux magnétique de commande OC2. La tension d'ouverture Uouv est alors 7 de signe opposée à la tension de fermeture Uferm. Selon un exemple de réalisation présenté sur les figures 5 et 6, lesdites au moins deux bobines de commande 30A, 30B sont contenues dans une culasse 20 magnétique ayant un axe longitudinal Y. Le noyau mobile 16 est monté à coulissement axial selon l'axe longitudinal Y entre une position d'accrochage et une position de décrochage. Les bobines sont de préférence concentriques et s'étendent axialement selon l'axe longitudinal Y de la culasse 20. Le couplage électromagnétique entre les bobines de commande 30A, 30B se fait par l'intermédiaire du noyau mobile 16 et de la culasse magnétique de l'actionneur.
En outre, le circuit de commande comprend un circuit d'alimentation destiné à alimenter lesdites bobines de commande 30A, 30B dans les phases de fermeture et d'ouverture de l'actionneur électromagnétique. Selon un premier mode préférentiel de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 1, le circuit d'alimentation comprend des moyens pour placer au moins un premier condensateur de déclenchement Cl en série avec ladite seconde bobine de commande d'ouverture 30B. Selon ce mode de réalisation, le circuit électrique de commande pour la fermeture de l'actionneur génère une tension de fermeture Uferm modulée en amplitude. Cette modulation est de type PWM. La modulation du signal de commande selon une période T, comporte un rapport cyclique a variant de 0 à 100%. Un courant haché correspondant au courant de fermeture Iferm circule dans ladite première bobine de commande de fermeture 30A. Si le rapport cyclique de modulation a est égal à 100 (a = 100%), on obtient un signal ayant la forme d'un créneau uniforme.
Cette gestion de l'intensité du courant électrique circulant dans la première bobine de commande de fermeture 30A peut permettre de contrôler la dynamique du noyau mobile 16 dans la phase de fermeture. Selon un mode particulier de réalisation, la tension de fermeture est modulée en amplitude avec un rapport cyclique de l'ordre de 90%.
Dans ce mode particulier de réalisation de l'invention, le circuit électrique de commande est alimenté par une tension alternative d'un réseau électrique. Des moyens redressent la tension alternative en tension continue. La tension continue alimente des moyens électroniques de commande délivrant la tension de fermeture Uferm modulée en amplitude. L'alimentation de ladite première bobine de commande de fermeture 30A est gérée de manière à ce que la courbe de courant de fermeture suive des lois classiques de la physique de la fermeture d'un contacteur électromagnétique. Lorsqu'une tension de fermeture Uferm est appliquée aux bornes de ladite au moins une première bobine de commande de fermeture 30A, une tension est induite Uind aux bornes de ladite seconde bobine de commande d'ouverture 30B. La tension induite Uind générée au secondaire est proportionnelle à la tension de fermeture Uferm. Le rapport entre la tension induite Uind et la tension de fermeture Uferm dépend du rapport de transformation du second nombre de spires N2 de la seconde bobine de commande d'ouverture 30B et du premier nombre de spires N1 de la première bobine de commande de fermeture 30A. Ce rapport de transformation élévateur de tension peut s'écrire sous la forme de l'équation suivante : (Uind = Uferm. ) Ni Le rapport de transformation élévateur de tension dépend aussi des variations engendrées par la dynamique de fermeture du noyau mobile 16 de l'actionneur qui fait varier le flux magnétique. Comme représenté sur la figure 2, la tension induite Uind a une valeur moyenne nulle. Le circuit d'alimentation du commande comporte des moyens de commutation Dl, D2, TH pour connecter ledit au moins un premier condensateur de déclenchement Cl en série avec ladite seconde bobine 30B de commande. Selon le mode particulier de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 1, les moyens de commutations comprennent deux diodes de redressement D1, D2 et un interrupteur commandé TH tels que notamment un thyristor ou un transistor.
Ledit au moins un premier condensateur de déclenchement Cl est chargé par la tension induite Uind aux bornes de ladite au moins une seconde bobine d'ouverture 30B lorsqu'une tension de fermeture Uferm est appliquée aux bornes de ladite au moins une première bobine de commande de fermeture 30A. La charge dudit au moins un condensateur de déclenchement Cl est réalisée à travers les deux diodes de redressement Dl, D2. Selon ce mode particulier de réalisation, seules les alternances positives de la tension induite Uind sont utilisées pour charger ledit au moins un condensateur de déclenchement Cl. Selon un autre mode de réalisation non représenté, il peut être envisagé de redresser la tension induite pour la charge dudit au moins un condensateur. Tel que représenté sur la figure 3, le profil de charge du condensateur de déclenchement Cl suit une loi normale de charge exponentielle de capacité électrique. La tension de charge Uc est alors égale à :
Ucharge=Uind.(1-e z) t est égale au temps et i étant la constante de temps du condensateur. Au moment de l'ouverture, l'énergie stockée dans ledit au moins condensateurs de déclenchement Cl peut être déchargée dans la seconde bobine de commande d'ouverture 30B. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'avoir une source d'énergie auxiliaire lors de la phase d'ouverture. La tension d'ouverture Uouv appliquée à ladite seconde bobine de commande d'ouverture 30B est délivrée par ledit au moins un condensateur de déclenchement Cl. La valeur absolue tension d'ouverture Uouv est égale à la tension de charge Uc dudit au moins un premier condensateur de déclenchement Cl. De préférence, la tension de charge Uc doit atteindre la valeur dans la tension induite Uind pendant le temps durant lequel la tension de fermeture Uferm est appliquée aux bornes de la bobine de fermeture 30A. Les condensateurs de déclenchement sont sélectionnés notamment afin d'avoir une constante de temps 'r la plus faible possible en comparaison du temps d'application de la tension de fermeture Uferm.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la tension de charge Uc dudit au moins un premier condensateur de déclenchement Cl est égale à la valeur de la tension induite Uind aux bornes de ladite au moins une seconde bobine d'ouverture 30B. La valeur absolue tension d'ouverture Uouv est alors égale à la valeur absolue de la tension induite Uind. La tension d'ouverture Uouv doit être de sens opposé à la tension de fermeture Uferm afin de déplacer le noyau mobile 16 dans la phase d'ouverture de l'actionneur. L'interrupteur commandé TH des moyens de commutation permet d'inverser la tension aux bornes dudit au moins un condensateur de déclenchement Cl. II est connu que la dynamique d'un actionneur électromagnétique à noyau mobile est l'image du courant électrique circulant dans la bobine utilisée pour le déplacement du noyau. Une courbe représentative de l'évolution de la valeur du courant électrique I en fonction de la tension U appliquée aux bornes de ladite bobine est représentée sur la figure 1A. La pente de la courbe à l'origine représentative de l'accélération du noyau, dépend du rapport entre la tension U et l'inductance L de la bobine. L'inductance de la bobine L étant un paramètre intrinsèque du système, l'augmentation la tension U est le seul moyen pour diminuer les temps de réaction de l'actionneur électromagnétique. Plus la valeur de la tension est élevée pour une bobine donnée, plus la pente de la courbe sera raide et plus l'accélération du noyau mobile au démarrage sera importante. Afin d'augmenter la tension d'ouverture Uouv, il serait souhaitable d'accroître le rapport de transformation élévateur de tension N1/N2. Cependant, il n'est pas possible d'augmenter le nombre de spires de bobines, notamment de la seconde bobine de commande d'ouverture 30B. En effet, la taille maximum des bobines de commande 30A, 30B est déterminée par le volume de l'actionneur et notamment le volume interne de la culasse magnétique. En outre, la solution consistant à diminuer la section du fil pour d'augmenter le nombre de spire sans changer le volume de bobinage n'est aussi pas acceptable. En effet, une diminution de la section du fil de bobinage s'accompagnerait d'une augmentation de la résistance et de l'inductance de la bobine. Ces changements auraient des effets néfastes sur le temps de charge et de décharge des condensateurs de déclenchement Cl, C2. On observerait un ralentissement de la charge des condensateurs ainsi qu'une augmentation du temps de décharge. Ce résultat est incompatible avec les performances souhaitées de l'actionneur notamment à l'ouverture où la rapidité d'actionnement est recherchée. Selon un second mode préférentiel de réalisation de l'invention, afin d'augmenter la tension d'ouverture Uouv pour commander la seconde bobine de commande d'ouverture 30B, le circuit de commande comporte au moins un second condensateur de déclenchement C2.
Dans une mode particulier du second mode préférentiel tel que représenté sur la figure 4, le circuit de commande comporte deux condensateurs de déclenchement Cl, C2. Au moment de la phase de fermeture, le circuit d'alimentation comprend des moyens de commutation TH1, TH2, TH3, TH4, D1, D2, D3 pour connecter lesdits au moins premier et second condensateurs de déclenchement Cl, C2 en parallèle de ladite seconde bobine de commande d'ouverture 30B. Selon le mode particulier de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 4, les moyens de commutations comprennent trois diodes Dl, D2, D3 et quatre interrupteurs commandés TH1, TH2, TH3, TH4 tels que notamment des thyristors ou des transistors. Lorsqu'une tension de fermeture Uferm est appliquée aux bornes de ladite au moins une première bobine de commande de fermeture 30A, une tension Uind est induite aux bornes de ladite seconde bobine de commande d'ouverture 30B. Ainsi, les condensateurs de déclenchement Cl, C2 sont chargés par une tension induite Uind aux bornes de seconde bobine de commande d'ouverture 30B. La charge en parallèle des condensateurs de déclenchement Cl, C2 est réalisée à travers une première et une seconde diodes Dl, D3 pour les polarités positives et par un interrupteur commandé Th4 et une troisième diode D2 pour les polarités négatives. Ledit interrupteur commandé Th4 est commandé en même temps que la fermeture de l'actionneur pour permettre la connexion en parallèle. Selon ce mode particulier de réalisation, seules les alternances positives de la tension induite Uind sont utilisées pour charger les condensateurs de déclenchement Cl, C2. Selon un autre mode de réalisation non représenté, il peut être envisagé de redresser la tension induite, notamment en utilisant un pont de diodes pour la charge dudit au moins un condensateur. Au moment de la phase d'ouverture de l'actionneur, le circuit d'alimentation comprend des moyens de commutations TH1, TH2, TH3, TH4, Dl, D2, D3 pour connecter les condensateurs de déclenchement Cl, C2 en série avec ladite seconde bobine de commande d'ouverture 30B. La valeur absolue tension d'ouverture Uouv est égale à la somme des tensions de charge Uc1, Uc2 lesdits au moins premier et second condensateurs de déclenchement Cl, C2. Selon un mode de réalisation de l'invention, la tension de charge Uc1, Uc2 d'au moins un condensateur de déclenchement Cl, C2 est égale à la valeur de la tension induite Uind aux bornes de ladite au moins une seconde bobine d'ouverture 30B lorsqu'une tension de fermeture Uferm est appliquée aux bornes de ladite au moins une première bobine de commande de fermeture 30A. De préférence, lesdits premier et second condensateurs de déclenchement Cl, 20 C2 comportent respectivement des constante de temps t inférieures au temps d'application de la tension de fermeture Uferm. De préférence, les premiers et seconds condensateurs de déclenchement Cl, C2 sont de même valeur, la valeur absolue tension d'ouverture Uouv est égale au double de la valeur absolue de la tension induite Uind. La décharge des 25 condensateurs de déclenchement Cl, C2 connectés en série permet ainsi de doubler la tension d'ouverture Uouv. La tension d'ouverture Uouv doit être de sens opposé à la tension de fermeture Uferm afin de déplacer le noyau mobile 16 dans la phase d'ouverture de l'actionneur. Des moyens de commutation Thl, Th2, Th3, Th4, permettent d'inverser les tensions de charge Uc1, Uc2 aux bornes des condensateurs de déclenchement Cl, C2. La décharge en parallèle est réalisée par un premier interrupteur commandé Th1 pour les polarités positives et un second interrupteur commandé Th2 pour les polarités négatives. Un troisième interrupteur commandé Th3 assure la mise en série des 2 condensateurs. Selon le mode de réalisation utilisé, le fait de charger deux condensateurs de déclenchement Cl, C2 en parallèle au lieu d'un seul, ne fait chuter la tension de charge que de 25%. En outre, le fait de décharger deux condensateurs de déclenchement Cl, C2 en série augmente la tension de 60%. Cette augmentation de la tension d'ouverture selon le mode de réalisation utilisé permet d'obtenir des performances de rapidité souhaitée à l'ouverture. La chute de 25% est due au fait que le transformateur que constitue les deux bobines de commande 30A, 30B n'est pas un générateur parfait. Il possède une impédance due à la résistance des fils et à l'inductance des bobines. Cette impédance limite le courant fourni par la bobine de commande d'ouverture 30B qui charge les condensateurs. La valeur des condensateurs de déclenchement Cl, C2 est optimisée en fonction de la rapidité d'ouverture souhaitée et des bobines dimensionnées pour 20 un volume donné. Selon une variante de réalisation des modes préférentiels de réalisation du circuit de commande, les moyens électroniques de commande du circuit de commande comportent des moyens de recharge des condensateurs de déclenchement Cl, C2 lorsque l'actionneur a été fermé. Les condensateurs de 25 déclenchement Cl, C2 sont rechargés périodiquement, à une fréquence variable en fonction des technologies employée afin de compenser les pertes par auto décharges. Les moyens électroniques envoient alors d'impulsions de courtes durées dans la première bobine de commande de fermeture 30A. La valeur du temps de recharge des capacités dépend des valeurs intrinsèques des 30 composants. Les condensateurs de déclenchement Cl, C2 sont donc rechargés par plusieurs cycle de commande Uferm. Selon un mode particulier de réalisation, les impulsions de recharges ont une durée de l'ordre de quelques dizaines de millisecondes et la périodicité de recharge est supérieure à 1/4 heure et peut être beaucoup plus longue en fonction de la technologie des condensateurs.
Compte tenu que l'énergie nécessaire à l'ouverture est faible, les condensateurs de déclenchement Cl, C2 présentent une faible valeur de capacité. A titre d'exemple, les capacités seront notamment d'une dizaine de MicroFarads ayant une tension de service pouvant atteindre plusieurs milliers de volts. A titre d'exemple, la tension de service peut être égale à 1000Vdc. Compte tenu de la faible valeur capacitive des condensateurs de déclenchement Cl, C2, ces derniers peuvent se recharger en quelques millisecondes, ce qui est particulièrement intéressant pour des disjoncteurs à cycles rapides destinés aux protections Moyenne Tension. En outre ils sont de préférence conçus avec une technologie de type film polypropylène et comportent une bonne durée de vie au moins égale à celle de l'actionneur. Sa fiabilité garantit un bon niveau de sécurité de fonctionnement de l'actionneur électromagnétique. Selon une variante de réalisation des différents modes de réalisation de l'invention, l'énergie nécessaire à l'électronique de commande des moyens de commutations, notamment des interrupteurs commandés TH, TH1, TH2, TH3, TH4 est prélevée sur au moins un condensateur de déclenchement Cl, C2. L'invention concerne aussi un actionneur électromagnétique bistable à accrochage magnétique comprend un circuit magnétique 12 fixe en matériau ferromagnétique. Selon un premier mode préférentiel de réalisation présenté sur les figures 5, 6, 7, le circuit magnétique 12 comprend une culasse 20 s'étendant selon un axe longitudinal Y. La culasse 20 du circuit magnétique comporte à ses extrémités opposées un premier et une deuxième faces 22, 24 parallèles. Les faces 22, 24 s'étendent perpendiculairement à l'axe longitudinal Y de la culasse 20. De préférence, la culasse 20 est composée de deux parois métalliques allongées et positionnées l'une par rapport à l'autre de telle sorte à libérer un volume interne. Les deux parois sont maintenues parallèles par un premier et un second flasques 22, 24 placés respectivement aux extrémités desdites parois. Selon de mode particulier de réalisation, la culasse 20 de forme parallélépipédique comporte au moins deux faces longitudinales ouvertes sur le volume interne.
Le circuit magnétique 12 comprend en outre un shunt 26 de répartition du flux magnétique. Le shunt 26 saturable s'étend radialement selon une direction parallèle au premier flasque 22. L'actionneur électromagnétique comprend un circuit de commande tel que décrit ci-dessus. Le circuit de commande comprend une première bobine de commande 30A et une seconde bobine de commande 30B fixe montées coaxialement sur un fourreau 32 isolant à l'intérieur de la culasse 20. Lesdites bobines 30A,30B, sont concentriques et s'étendent axialement entre le shunt 26 et le deuxième flasque 24. La seconde bobine de commande 30B est placée à l'extérieur de la première bobine de commande 30A.
A l'intérieur du volume interne de la culasse 20 est aussi positionné au moins un aimant permanent 14 à aimantation axiale. Ledit au moins un aimant est placé entre les parois de la culasse 20. L'aimant permanent 14 comporte deux surfaces frontales coplanaires de polarités opposées. Une première surface est positionnée face au shunt 26. Une seconde surface est positionnée contre la paroi interne du premier flasque 22. Les surfaces frontales sont sensiblement perpendiculaires à l'axe longitudinal Y de la culasse 20. L'actionneur électromagnétique comprend un noyau 16 mobile monté à coulissement axial selon la direction d'un axe longitudinal de la culasse 20. Le déplacement du noyau mobile 16 s'effectue à l'intérieur des bobines de commande 30A, 30B, entre deux positions de fonctionnement appelées par la suite position d'accrochage PA et position de décrochage PD. Un premier entrefer el axial correspond à l'intervalle entre le shunt 26 et le noyau 16 mobile. Cet entrefer est maximal lorsque le noyau mobile est dans une seconde position de fonctionnement dit de décrochage PD tel que représenté sur la figure 5. Cet entrefer est nul lorsque le noyau mobile est dans une première position de fonctionnement dit d'accrochage PA tel que représenté sur la figure 6. De préférence, le noyau est composé d'un cylindre en matériau magnétique ou magnétisable. Une première face radiale du cylindre est destinée à être en contact avec le shunt 26 lorsque le noyau est en position d'accrochage PA. Une seconde face radiale du cylindre est destinée à être positionnée à proximité de la face interne de second flasque 24 lorsque le noyau est en position de décrochage PD. La face interne du deuxième flasque 24 comprend un manchon 46 interne s'étendant partiellement dans un espace annulaire ménagé coaxialement autour 1 o du noyau 16 mobile. Le noyau 16 mobile est alors séparé dudit manchon 46 par un deuxième entrefer glissant e2 radial restant uniforme durant le déplacement en translation du noyau 16 mobile. De préférence, le manchon 46, en position d'accrochage, recouvre le noyau 16 mobile sur une distance de recouvrement L. Le manchon 46 est de préférence de forme tubulaire en matériau 15 ferromagnétique. II peut faire partie intégrante du second flasque 24 ou être fixé à ce dernier par des moyens de fixation. L'entrefer glissant e2 et la distance de recouvrement L entre noyau 16 mobile et le manchon 46 sont réglés de sorte à ce que la réluctance de l'ensemble du circuit magnétique 20 soit la plus faible possible dans le volume interne de la première bobine de commande 30A. La 20 réluctance doit être la plus faible sur toute la course du noyau mobile 16 entre les deux positions de fonctionnement. Le noyau 16 mobile en position de décrochage PD est séparé de la paroi interne du second flasque 24 par un troisième entrefer e3 axial correspondant à l'intervalle entre le second flasque 24 et le noyau 16 mobile. Cet entrefer e3 est 25 minimal lorsque le noyau mobile est en position de décrochage PD tel que représenté sur la figure 5. Lorsque le noyau est en position d'accrochage, ce dernier est maintenu collé contre le shunt 26 par une force d'attraction magnétique FA due à un flux de polarisation OU généré par ledit au moins un aimant permanent 14. Le noyau 16 30 mobile est destiné à être sollicité en position de décrochage PD par au moins un ressort de rappel 36. La force rappel FR du ressort de rappel 36 tend à s'opposer à la force d'attraction magnétique FA générée par l'aimant permanent 14. En position d'accrochage, l'intensité à la force d'attraction magnétique FA est d'intensité supérieure à la force de rappel antagoniste dudit au moins un ressort de rappel 36 (figures 9, 10, 11, 12).
La première surface frontale de ledit au moins un aimant permanent 14 est séparée du shunt 26 par un quatrième entrefer e4. Ledit entrefer e4 est dimensionné de sorte qu'il soit le plus petit possible pour ne pas réduire l'efficacité de l'aimant 14 mais suffisant pour éviter tous chocs mécaniques sur le ou les aimants. Un absorbeur de choc peut être placé dans l'espace formé par le ~o quatrième entrefer e4. Cet absorbeur peut comprendre un gel. Cet absorbeur a pour but de réduire toute répercussion du choc entre noyau mobile 16 et le shunt 26 lorsque ledit noyau passe de la position de décrochage PD à sa position d'accrochage PA. Le noyau mobile 16 magnétique est couplé à un organe d'actionnement non 15 magnétique 18 traversant axialement une ouverture 17 pratiquée dans le premier flasque 22. L'organe d'actionnement non magnétique 18 traverse aussi ledit au moins un aimant 16. Le noyau 16 et l'organe d'actionnement 18 formant l'équipage mobile de l'actionneur 1. Selon un mode de réalisation particulier, l'équipage mobile de l'actionneur 1 est 20 destiné à piloter une ampoule à vide de dispositif de coupure. Selon un mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur les figures 5 et 6, le ressort de rappel est positionné à l'extérieur de la culasse 20. Il comprend une première face d'appui sur un premier support externe tel qu'un bâti 100 et comprend une seconde face d'appui sur une butée 19 placée sur l'organe 25 d'actionne 18. En position de décrochage PD, ladite butée 19 est en appui sur second support externe. A titre d'exemple, le second support externe peut notamrnent faire partie de face externe du premier flasque 22. Ce positionnement longitudinal de la butée 19 sur l'organe d'actionnement 18 permet de contrôler la longueur du déplacement l'équipage mobile de l'actionneur 1 et plus 30 particulièrement la longueur du troisième entrefer e3 en position de décrochage PD. En effet, le déplacement de la butée 19 le long de l'organe d'actionnement 18 permet de régler la taille minimale de ce troisième entrefer e3. Le maintien en position d'accrochage PA est garanti par ledit au moins un ressort de rappel 36, 37. La première bobine de commande 30A est destinée à engendrer dans le circuit magnétique 12 un premier flux magnétique de commande ^:I)C1. Le premier flux magnétique de commande OC1 est destiné à s'additionner au flux de polarisation ^:Î)U de l'aimant permanent 14. Ainsi le premier flux magnétique de commande (I)C1 tend à s'opposer à l'action dudit au moins une ressort de rappel 36, 37 de manière à déplacer le noyau 16 mobile de sa position de décrochage PD à sa position 1 o d'accrochage PA. La seconde bobine de commande 30B est destinée à engendrer dans le circuit magnétique 12 un second flux magnétique de commande OC2 qui s'oppose au flux de polarisation OU de l'aimant permanent 14 de manière à libérer le noyau 16 mobile et à autoriser son déplacement de la position d'accrochage vers la position 15 de décrochage PD. Le déplacement du noyau mobile 16 de la position d'accrochage PA vers la position de décrochage PD se fait sous l'action dudit au moins un ressort de rappel 36, 37. Selon un mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 8, l'actionneur électromagnétique 1 peut être destiné à commander un dispositif de 20 coupure 22 comprenant notamment une ampoule à vide 2. La première bobine 30A générant le premier flux de commande oC1 est alors destinée à fermer les contacts de l'ampoule à vide. En outre, la seconde bobine 30B générant le second flux magnétique de commande OC2 est alors destinée à l'ouverture des contacts de l'ampoule à vide 2. La première bobine 30A s'appelle alors bobine de 25 fermeture et la seconde bobine 30B s'appelle bobine d'ouverture. Grâce à la configuration géométrique du circuit magnétique 12 et notamment grâce au positionnement du shunt magnétique 26 par rapport aux bobines de commande 30A, 30B et dudit au moins un aimant 16, ledit au moins aimant n'est jamais traversé par le flux créé par les bobines de commande 30A, 30B. Le risque 30 de démagnétisation de l'aimant 14 est ainsi limité.
Pour passer d'une position d'ouverture à une position de fermeture des contacts de l'ampoule 2, le fonctionnement du dispositif d'actionnement électromagnétique 1 est le suivant. Comme représenté sur la figure 13, deux forces antagonistes s'appliquent sur le noyau mobile 16. Une force de rappel FR appliquée par le ressort de rappel 36 sur le noyau mobile 16 par l'intermédiaire d'un organe d'actionnement non magnétique 18 tend à maintenir le noyau mobile 16 dans une position de décrochage, les contacts étant en position ouverte. La force de rappel FR s'oppose à une première force de fermeture magnétique FA due au flux de polarisation 4U de l'aimant 14. La force de fermeture magnétique FA est io d'intensité inférieure à la force de rappel FR. Tel que représenté sur la figure 5B, la première bobine 30A est alimentée pour fermer les contacts. La première bobine 30A génère le premier flux de commande (1)C1. Le premier flux de commande OC1 circule dans le même sens que le flux de polarisation OU de l'aimant 14. Le premier flux produit une force de fermeture FFE 15 électromagnétique. Les deux forces de fermetures FA, FFE s'additionnent et tendent à déplacer le noyau mobile 16 de sa position de décrochage PD vers sa position d'accrochage PA. L'intensité de la force de fermeture électromagnétique FFE subit une variation de type exponentielle. Cette variation dépend directement de la géométrie de la bobine, notamment de son inductance et du type 20 d'alimentation électrique utilisé. Selon un mode de réalisation de l'invention, lorsque le noyau mobile 16 quitte sa position de décrochage, l'intensité de la force de fermeture électromagnétique FFE est supérieure à celle de la force de rappel FR du ressort de rappel 36. Cette intensité non nulle (offset) de la force de fermeture électromagnétique FFE au 25 début du déplacement du noyau 16, permettra d'obtenir une force de fermeture électromagnétique FFE toujours supérieure à la force de rappel FR au cours du déplacement du noyau mobile. La valeur de l'offset est liée à la taille du troisième entrefer e3, à l'aimant 14 et au premier flux de commande OC1. Comme représenté sur la figure 10, le second 30 flasque 24 détourne une partie du premier flux de commande OC1 du circuit magnétique principale. Ce flux détourné 4Cd crée une force antagoniste s'opposant temporairement à la force de fermeture électromagnétique FFE. Le temps nécessaire à l'établissement d'une force de fermeture électromagnétique FFE efficace pour le déplacement du noyau mobile se trouve alors allongé. Le départ dynamique du noyau mobile 16 est alors retardé. Ce temps de retard permet au courant électrique circulant dans la première bobine 30A d'atteindre une intensité suffisante pour générer un premier flux de commande OC1 efficace. Comme représenté sur la figure 14, lorsque le noyau mobile 16 commence à se déplacer, l'énergie potentielle emmagasinée par l'actionneur électromagnétique alors suffisante pour garantir une force de fermeture électromagnétique FFE qui sera toujours d'intensité supérieure aux forces de rappel FR. Cela permet de garantir une fermeture sans temps d'arrêt et sans ralentissement du noyau mobile 16. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, au cours de déplacement du noyau mobile 16 de sa position de décrochage PD vers sa position d'accrochage PA, la force de fermeture électromagnétique FFE va s'opposer à une seconde force générée par un second ressort de rappel 37. Ce second ressort 37 est destiné à appliquer une force de pression de contact pour notamment maintenir fermés les contacts électriques de l'ampoule à vide 2. Ce second ressort 37 va être compressé sous l'action de la force de fermeture électromagnétique FFE. C'est environ aux deux tiers de la course de fermeture du noyau 16 que les efforts de rappel combinés des premier et second ressorts de rappel 36, 37 vont s'opposer à la force de fermeture électromagnétique FFE. Lorsque le noyau mobile 16 est en position d'accrochage PA telle que représentée sur la figure 12, l'alimentation de la bobine de fermeture est coupée.
La première force de fermeture magnétique FA est alors d'intensité supérieure à la somme des efforts de rappel FR développés par les premier et second ressorts 36, 37. Cet accrochage magnétique du noyau mobile 16 en position d'accrochage PA peut aussi être combiné à un accrochage mécanique. Pour passer d'une position de fermeture à une position d'ouverture des contacts de l'ampoule 2, autrement dit de la position d'accrochage PA à la position de décrochage PD du noyau mobile 16, le fonctionnement du dispositif d'actionnement électromagnétique 1 est le suivant. Comme représenté sur la figure 13, deux forces antagonistes s'appliquent sur le noyau mobile 16 ; une force magnétique FA due à au flux de polarisation OU de l'aimant 14 et une force de rappel FR résultant des efforts appliqués par ledit au moins un ressort de rappel 36, 37. La force magnétique FA est alors d'intensité supérieure à la force de rappel FR. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 15, la force de rappel FR résulte de la somme des efforts appliqués conjointement par le premier et second ressorts de rappel 36, 37.
Comrne représenté sur la figure 14, la seconde bobine 30B est alimentée pour générer le second flux de commande (1)C2. Le second flux de commande OC2 circule dans un sens opposé au flux de polarisation OU de l'aimant 14. Le second flux de commande (>C2 produit une force d'ouverture électromagnétique FOE. La force de rappel FR et la force d'ouverture électromagnétique FOE s'additionnent.
La force d'ouverture résultante est alors d'intensité supérieure à la force magnétique d'accrochage FA et tend à déplacer le noyau mobile 16 de sa position d'accrochage PA vers sa position de décrochage PD. A titre d'exemple, la première bobine de fermeture 30A du circuit de commande fonctionne sous 250 Volts continu avec un courant de 10A, tandis que la seconde bobine de commande d'ouverture 30B nécessite quelques centaines de volts avec 40mA. Le diamètre du fil des deux bobines de commande 30A, 30B est différent. En outre, lesdites bobines comportent un nombre différent de spires. La première bobine 30A nécessite une énergie importante pendant un temps donné pour fermer l'actionneur. A titre d'exemple le temps d'alimentation de la première bobine 30A est environ égal à 150ms. Cette énergie provient du réseau. A l'inverse, la seconde bobine 30B n'a besoin que d'une très faible énergie pour ouvrir l'actionneur. Selon un mode de réalisation particulier, le shunt 26 s'étendant radialement selon une direction parallèle au premier flasque 22 26, est séparé de la culasse 20 par un cinquième entrefer e5. Au moins un élément intermédiaire 33 en matériau amagnétique peut être placé dans le cinquième entrefer e5. Cet élément intermédiaire servant notamment de support au shunt 26, permet de garantir la tenue du cinquième entrefer e5. Le shunt 26 peut comporter une section variable. La modification de la taille du cinquième entrefer e5 et/ou de la section du shunt 26 permet de régler la valeur de la réluctance dudit shunt. Selon un mode de réalisation de l'invention, afin de faciliter la réalisation dudit au moins aimant 16, l'actionneur électromagnétique comporte au moins deux aimants 16 accolés. Lesdits aimants permanents sont respectivement découpés de manière à laisser le trou de passage 17 lorsqu'ils sont accolés. De préférence, une pièce de centrage 19 est placée dans le trou de passage 17. La pièce de centrage 19 dépasse dudit au moins un aimant 16 de la hauteur du troisième quatrième entrefer e4. Ladite pièce est alors en contact avec le shunt 26. La pièce de centrage 19 permet à la fois le positionnement des aimants, l'absorption d'une partie des chocs mécaniques lorsque le noyau mobile 16 vient au contact du shunt 26 et enfin intervient également dans le guidage de l'équipage mobile 16, 18. 25
Claims (19)
1. Circuit de commande pour actionneur électromagnétique à noyau mobile (16), circuit comprenant : • au moins une première bobine de commande de fermeture (30A) destinée à déplacer le noyau mobile (16) dans une phase de fermeture de l'actionneur, • au moins une seconde bobine de commande d'ouverture (30B) destinée à déplacer le noyau magnétique dans une phase d'ouverture de l'actionneur, - lesdites au moins deux bobines de commande (30A, 30B) étant couplées par mutuelle induction (M), • un circuit d'alimentation destiné à alimenter lesdites bobines de commande (30A, 30B) dans les phases de fermeture et d'ouverture, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier condensateur de déclenchement (Cl), le circuit d'alimentation comprend des moyens de commutation (TH, D1, D2) destinés à : connecter ledit au moins un premier condensateur de déclenchement (Cl) en série avec ladite seconde bobine de commande d'ouverture (30B), ledit au moins un premier condensateur de déclenchement (Cl) étant chargé par une tension induite (Uind) aux bornes de ladite au moins une seconde bobine de commande d'ouverture 30B lorsqu'une tension de fermeture (Uferm) est appliquée aux bornes de ladite au moins une première bobine de commande de fermeture (30A), connecter ledit au moins un condensateur de déclenchement (Cl) à la seconde bobine de commande d'ouverture (30B), ledit au moins un premier condensateur de déclenchement (Cl) étant déchargé à travers ladite seconde bobine de commande d'ouverture (30B) pour développer une tension d'ouverture (Uouv) aux bornes de ladite bobine pendant la phase d'ouverture. 24
2. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur absolue tension d'ouverture (Uouv) est égale à une tension de charge (Uc) dudit au moins un premier condensateur de déclenchement (Cl).
3. Circuit de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit au moins un premier condensateur de déclenchement (Cl) comporte un constante de temps (i) inférieur au temps d'application de la tension de fermeture (Uferm).
4. Circuit de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tension de charge (Uc) dudit au moins un premier condensateur de déclenchement io (Cl) est égale à la valeur de la tension induite (Uind) aux bornes de ladite au moins une seconde bobine d'ouverture 30B lorsqu'une tension de fermeture (Uferm) est appliquée aux bornes de ladite au moins une première bobine de commande de fermeture (30A), la valeur absolue tension d'ouverture (Uouv) est égale à la valeur absolue de la tension induite (Uind). 15
5. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un second condensateur de déclenchement (C2), le circuit d'alimentation comprenant des moyens de commutation (TH1, TH2, TH3, TH4, Dl, D2, D3) destinés à : connecter lesdits au moins premier et second condensateurs de 20 déclenchement (Cl, C2) en parallèle pendant une phase de fermeture, et connecter lesdits au moins premier et second condensateurs de déclenchement (Cl, C2) en série pendant la phase d'ouverture, la tension d'ouverture (Uouv) appliquée à ladite seconde bobine de 25 commande (30B) étant égale à la somme des tensions induites respectivement aux bornes des condensateurs de déclenchement (Cl).
6. Circuit de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur absolue tension d'ouverture (Uouv) est égale à la somme des tensions de 30 charge (Ucl, Uc2) lesdits au moins premier et second condensateurs de déclenchement (Cl, C2).
7. Circuit de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tension de charge (Uc1, Uc2) d'au moins un condensateur de déclenchement (C1, C2) est égale à la valeur de la tension induite (Uind) aux bornes de ladite au moins une seconde bobine d'ouverture 30B lorsqu'une tension de fermeture (Uferm) est appliquée aux bornes de ladite au moins une première bobine de commande de fermeture (30A).
8. Circuit de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits premier et second condensateurs de déclenchement (Cl, C2) comportent respectivement des constante de temps ('r) inférieures au temps d'application 10 de la tension de fermeture (Uferm).
9. Circuit de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que les premiers et seconds condensateurs de déclenchement (Cl) sont de même valeur, la valeur absolue tension d'ouverture (Uouv) est égale au double de la valeur absolue de la tension induite (Uind). 15
10. Circuit de commande selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins première bobine de fermeture (30A) comporte un premier nombre de spires (Ni) inférieur à un second nombre de spires (N2) de ladite au moins seconde bobine de commande d'ouverture (30B) de manière à ce que la tension (Uind) induite 20 aux bornes de ladite au moins seconde bobine de commande d'ouverture (30B) est supérieur à la tension de fermeture (Uferm) appliqué à ladite au moins première bobine de commande de fermeture (30A).
11. Circuit de commande selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commutation (TH, TH1, 25 TH2, TH3, TH4) comprennent des interrupteurs commandés.
12.Actionneur électromagnétique, comprenant un circuit magnétique (12) ayant une culasse (20) magnétique, au moins un aimant permanent (14) à aimantation axiale selon un axe longitudinal (Y) de la culasse (20) et un noyau (16) mobile monté à coulissement axial selon l'axe longitudinal (Y) entre une 30 position d'accrochage et une position de décrochage, caractérisé en ce qu'ilcomprend un circuit de commande selon les revendications 1 à 11, les bobines s'étendant axialement selon axe longitudinal (Y) de la culasse (20), et étant destinée à engendrer : un premier flux magnétique de commande (OC1) s'additionnant au flux de polarisation (OU) dudit au moins un aimant permanent (14) pour déplacer le noyau (16) mobile d'une position de décrochage (PD) à une position d'accrochage (PA), l'action d'au moins un ressort de rappel (36, 37) s'opposant au déplacement dudit noyau, un second flux magnétique de commande (4 C2) s'opposant au flux de polarisation (OU) de l'aimant permanent (14) et autorisant le déplacement du noyau (16) mobile de la position d'accrochage vers la position de décrochage (PD) sous l'action dudit au moins un ressort de rappel (36, 37).
13. Actionneur électromagnétique selon la revendication 12, caractérisé en ce que la culasse (20) magnétique comprend un shunt (26) s'étendant perpendiculairement à un axe longitudinal (Y) de ladite culasse, le shunt (26) étant positionné parallèlement entre une première et une seconde faces (22, 24) de ladite culasse, ledit au moins un aimant permanent (14) étant positionné entre la première face (22) et le shunt (26).
14. Actionneur électromagnétique selon la revendication 13, caractérisé en ce que 20 les bobines s'étendent axialement entre le shunt (26) et la seconde face (24).
15. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que la seconde face (24) de la culasse (20) comprend un manchon (46) interne s'étendant partiellement autour du noyau (16) mobile, ce dernier étant séparé dudit manchon (46) par un entrefer glissant (e2) radial 25 restant uniforme durant le déplacement en translation du noyau (16) mobile et en ce que le noyau (16) mobile est, en position de décrochage, séparé de la seconde face (24) de la culasse (20) par un troisième entrefer (e3), un volume entre le shunt (26) et le noyau (16) mobile définissant un premier entrefer (el) axial.
16. Actionneur électromagnétique selon la revendication 15, caractérisé en ce que le manchon (46), en position d'accrochage, recouvre le noyau (16) mobile sur une distance de recouvrement (L).
17. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 8 à 5 12, caractérisé en ce que ledit au moins un aimant permanent (14) est séparé du shunt (26) par un quatrième entrefer (e4).
18. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que le shunt (26) est séparé radialement de la culasse (20) par un cinquième entrefer (e5).
19.Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 12 à 18, caractérisé en ce que le noyau mobile (16) magnétique est couplé à un organe d'actionnement non magnétique (18) s'étendant selon l'axe longitudinal (Y) pour traverser ledit au moins un aimant (16) et la première face (22) de la culasse (20).
Priority Applications (9)
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---|---|---|---|
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CN200880006708.0A CN101622683B (zh) | 2007-03-27 | 2008-03-25 | 双稳态电磁促动器,双线圈电磁促动器的控制电路和包括该控制电路的双线圈电磁促动器 |
EP08787843A EP2130209A1 (fr) | 2007-03-27 | 2008-03-25 | Actionneur electromagnetique bistable, circuit de commande d'un actionneur electromagnetique a double bobines et actionneur electromagnetique a double bobines comportant un tel circuit de commande |
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