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contacteurs travaillant périodiquement, en particulier pour convertisseurs, redresseurs de courant, ou machines élec-, triques.
Les contacteurs servant à assurer périodiquement un contact, comme cela a lieu, 'par exemple, dans les con- vertisseurs mécaniques de courant, peuvent être faits de façon avantageuse avec une pièce tournante donnant le con- tact car, avec ce mode de réalisation, on évite toute pièce nécessitant un graissage. On arrive à des constructions particulièrement simples lorsqu'on réalise la commande au moyen d'un champ tournant, en particulier .un champ tournant magné- tique .
L'armature commandant la pièce tournante assurant le contact est faite alors de deux parties à savoir: de celle recevan le courant et du noyau magnétique servant à la com- mande, avec les pièces de construction nécessaires pour les porter. En outre, il peut être nécessaire de prévoir un vo- lant supplémentaire qui assure l'uniformité nécessaire de la
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àe 3::;, vitesse angulaire ù,e déplacement de l'ar.uature et 'Lui, du. fait cie son inertie, Ll!.'telli.e 10. %eSS10i1 de contact.
En utilisant des appareils de ce genre pour des convertisseurs mécaniques à grande intensité de courant, on utilise de fa-
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çon avantageuse, pour éviter l'étincelle de lLlpi.ïirC, les !;10- CïîS COï221uS pour les convertisseurs mécaniques et servant a soulager, de l'étincelle de rupture, la pièce assurant le contact tels ''1.ue par exemple, des soupape i; #.. r 1 > .;, > :.. r i z , ù,;> selfs analogues f3 à des t:r;118for::o.. tel'..rs d'absorption, des réac- tances de cO:-J,'1.ltatioIl, des condense-teurs d'extinction, une polarisation des réactances de uise en circuit, des tensions externes induites, des résistances de COiaLlü''u.C7.On, etc-'i-'ous ces moyens ntel:lpechen"c pas, en général, ue, dans certains cas de perturbation, il se produise i,C.SSL.êre..lerii:
sur les une étincelle de rupture. Cette dernière fait fon- dre et déforme des parties des surfaces de contact tournant l'une sur l'autre d'où il résulte que le roule..lent régulier des contacts l'un sur l'autre est troublé. Du des iné- galités de niveau dans les trajets de contacts, l'armature,
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lorsqu'elle est rigide en elle-r.lë.le, est obligée d'exécuter des mouvements d'oscillation supplémentaires sur les inéga- lités de niveau des trajets de contacts.
Les forces d'inertie liées à ces mouvements supplémentaires peuvent être si grandes qu'elles conduisent à des phénomènes de rebondissement ou bien elles peuvent donner lieu à des pressions de contact locales telles que la matière du contact soit détruite, par exemple usée. En même temps, il peut se produire une réaction sur l'uniformité de la gitesse angulaire du mouvement prin- cipal et qui agisse de façon inadmissible DU:'- le;:; temps de contact.
De façon à remédier à ces inconvénients, conformé-
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ment à la présente invention, la masse de la pièce où passe le courant et qui est reliée élastiquement à l'armature n'est que juste aussi grande que cela est nécessaire en tenant compte du courant. Grâce à cela et abstraction faite de la pièce proprement dite assurant le passage du courant, ou pri- se de courant, l'armature peut continuer son mouvement rou- lant ou circulaire, non troublé, même dans le cas d'une iné- galité de niveau du trajet de contactet il n'y a ue la prise de courant qui ait à s'adapter aux irrégularités du trajet de contact, la liaison élastique entre l'armature et' cette prise absorbant les déplacements supplémentaires de cette prise.
Du fait de la faible masse de la prise de courant, celle-ci est plus facilement en mesure de suivre les irrégularités du trajet de contact, sans rebondissement etsans grandes pres- sions locales inadmissibles. De cette façon, on assure la sécurité, de fonctionnement du contacteur même quand les trajets de contact sont endommagés par des étincelles de coupure passagères. De façon avantageuse, on dispose alors les trajets de contacts suivant un grand diamètre de façon qu'une irrégularité donnée de trajet de contact n'entraîne qu'une modification aussi faible que possible de la position angulaire de la prise de courant ou de l'armature. Eu égard à la chaleur produite par le courant, la prise doit avoir une certaine section et, par suite, une certaine masse.
Il peut même être nécessaire.d'augmenter la masse de la dite prise au-delà de la quantité qui estnécessaire pour tenir'compte de cet échauffement de façon à avoir en effet pour le cas d'ares de coupure passagers suffisamment de matière sous for- me de bourrelets ou de corps d'extinction de l'arc.
.Suivant une autre caractéristique de l'invention, la prise de courant peut, soit être rigide en elle-même et reliée êlastiquement aux autres parties de l'armature, soit
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encore être élastique en elle-même. Dans le cas d'un contac- teur à armature roulante et oscillante, la prise de courant peut, par exemple, avoir la. forme d'une membrane élastique portant sur son pourtour un bourrelet en une ratière de con- par exemple en argent.
Le profil .de ce bourrelet peul: avoir un si faible moment d'inertiequ'il est possible qu'il subisse une certaine déformation. On a de cette façon une prise de courant qui, dans le cas d'irrégularités des trajets de contact circulent sur eux de façon parfaite, les parties de la prise de courant voisines des points de perturbation exécutant seules le mouvement supplémentaire tandis que les autres parties de l'armature et ,de la prise de courant con- tinuen;;
à se déplacer de façon régulière et sans perturba- tion. .Dans d'autres cas, par exemple pour une petite course de contact, il peut être nécessaire que la prise de courant soitrigide, par exemple du fait que l'on donne au bord de contact de la dite prise un moment d'inertie particulièrement grnd, par exemple du fait d'une grande hauteur.
La réalisation du contacteur selon l'invention est particulièrement importante en combinaison avec des montages qui conviennent pour empêcher une étincelle de coupure aux contacts, 'même en cas de perturbation. Grâce à la combinaison de ces montages avec le contacteur selon l'invention, on se rapproche de l'idéal d'un convertisseur mécanique présentant une sensibilité et une robustesse que l'on peut souhaiter pour la pratique, telles qu'en ont certains convertisseurs à soupape,
mais qui présentent par rapport à ceux-ci l'avanta- ge d'un rendement très élevé et d'une construction purement mécanique'
On a représenté sur la figure 1 du dessin un exem- ple de réalisation de l'invention et l'on va définir en même temps une série d'autres caractéristiques qui ont également
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pour but d'augmenter la sécurité de fonctionnement de l'appa- reil, même en cas de perturbations. Autour du pôle magnéti- que central 1, sont disposées en cercle des branches magnéti- ques dont 2 et 3 sont visibles sur le dessin. Le pôle 1 por- te une.bobine 4 à courant continu tandis que lasbranches extérieures portent les bobines à courant alternatif dont 5 et 6 sont visibles sur le dessin.
De façon à éviter des cou- rants de Foucault, les pôles extérieurs parcourus par les flux alternatifs sont feuilletés. De même, le diâque de liaison de base 7 est fait de tôles tendant à empêcher la formation des courants de Foucault. De façon à éviter l'é- chauffement dû aux courants de Foucault dans la partie in- férieure 8 du pôle médian, on peut monter sur le disque 7 une c.age amortisseuse.faite de bagues en cuivre 9 et 10 et de barreaux en cuivre 11. Le pôle 1 porte à sa partie supé- rieure une pièce polaire 12 sur laquelle est montée l'arma- ture 13.
Celle-ci porte une bague 14 faite en une matière magnétique feuilletée de façon à éviter les courants de Foucault et qui est soumise à un mouvement synchrone de rou- lement et d'oscillation sous l'action dès pôles à courant alternatif dont 46 et 47 sont visibles sur le dessin. La bague 14 peut également être fixée à l'aide d'une cage amor- tisseuse à l'armature en fer 13 de façon à éviter dans .celle- ci les courants de' Foucault. L'armature 13 porte un disque de contact 44 qui est fixé de façon amovible à l'aide d'une coiffe de serrage 35. Le disque 44 est constitué par un dis- que circulaire en une matière élastique, bonne conductrice, et il comporte sur son bord extérieur un bourrelet 15 en une matière de contact.
Le bourrelet 15 assure un contact pério- dique avec les plots de phase disposés sur le pourtour et dont 16 et 17 sont visibles sur le dessin. Les plots de phase 16 et 17 sont montés dans des pièces de connexion 18 et 19
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à l'aide d'une monture à fiche élastique qui permet de les changer de façon simple, ils ont une forme telle qu'un arc de coupure se produisant entre 15 et 16 ou 15 et 17 peut être soufflé rapidement vers l'extérieur à partir des sur- faces de contact, par effet de soufflage électro-dynamique.
De leur côté, les pièces 18 et 19 sont fixées au -moyen de vis 20 dans une bague isolante 21 qui est montée de façon à pouvoir tourner sur le support 22. En faisant tourner la bague 21, on peut régler la position de phase du contacteur et ainsi régler par exemple la tension. La bague 21 est blo- quée sur le support22 au moyen d'une bague de blocage 23, mu- nie de vis 24. Conformément à l'invention, le disque 44 est élastique de telle sorte que, même lorsque les surfaces de 16 et 17 présentent des détériorations, on réalise les con- tacts d'une façon sûre et durable.
Dans ce but, les surfaces de contact 16 et 17 peuvent également être élastiques de fa- çon à pouvoir compenser de leur côté des irrégularités de niveau du trajet de contact. il peutalorsêtre avantageux que l'élasticité de 16 et de 17 soit si grande que la bague 14 de l'armature 13 vienne buter contre 47. Pour éviter cela, on peut prévoir pour l'armature 13 une bague, non représentée, afin que le bourrelet 15 ne repousse pas trop loin les seg- cents de contact 16 et 17.
Four empêcher que l'armature 13 roulant sur la piè- ce polaire centrale 12 s'use du fait du frottement de roule- ment ou de glissement, il est prévu un disque de portée 25 fait en une matière appropriée. Ainsi, par exemple, si 12 est en acier trempé et poli, 25 peut être en un tissu durci. En ce cas, il est nécessaire de prévoir un passage spécial pour le courant de 12 à 15. Dans ce but, le pôle 1 est par exemple alésé au centre. Dans l'alésage, passe le conducteur 26 qui, dans la traversée du pôle 12, est constitué par un fil d'a-
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cier 27 avec toron en cuivre l'entourant.
Ce conducteur élastique aboutit à une pièce de contact 28 sur laquelle glisse un balai 29 qui est appliqué contre 28 par un res- sort 30. Le fil d'acier 27 est fixé en haut et en bas en 26 et 28 de façon qu'il ne puisse tourner. Une douille iso- lante 31 empêche le .contact de 27 etde 25. En même temps, une pièce intercalaire 32 isole 44 de 13. Pour régler la course du disque 44, le point médian 12 peut être soulevé et enfoncé dans la plaque 22 au moyen d'un filetage 33 et bloqué au moyen de l'écrou 34. Cet écrou peut être en'une matière bonne conductrice, par exemple en cuivre, de façon à stabiliser le flux de force dans le pôle médian, 1, sous forme d'enroulement de court-circuit.
Lors du mouvement de refoulement et d'oscillation, l'armature 13 effectue en même temps une rotation autour de son axe qui, suivant les conditions, peut se faire dans le sens du champ magnétique tournant ou en sens contraire. Pour permettre ce:mouvement de rotation, il est prévu le contact à frottement 28 et 29, 29 pouvant être relié à 35 àt 44 par une liaison spéciale élastique et bonne conductrice qui n'est pas représentée.
Dans certains cas, on peut prendre pour la plaque 25, à la place de tissu durci, d'autres matières. Si 12 est en acier trempé et poli, 25 peut par exemple être également en un acier approprié ou e. fonte, en bronze ou autre matière. Dans le. choix des matières pour 12 et 25, il faut faire attention en particulier à ce qu'il ne se produise pas d'usure du fait du frottement de roulement et glissement. Si 25 est en une matière magnêtiquement non conductrice, 13 doit être fait de façon à permettre un passage autant que possible sans obs- truction du flux de force magnétique de 13 à 12.
On peut également supprimer le conducteur élastique 27 et assurer le passage du courant de 25 à 12 de façon à empêcher dans ce cas que, lorsque, par exemple du fait de perturbatipns, 25
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est écarté de 12 pendant peu. de temps, les surfaces de pas- sage soient détériorées par un arc, on puisse par exemple aléser 25 au centre et appuyer élastiquement contre 12 une tige de contactspéciale.
Cette forme de réalisation présente encore l'avantage de permettre de choisir pour 12 et 25 des matières qui, avant tout, satisfont aux nécessités ,Le la résistance mécanique sans posséder les propriétés de bonnes matières de contact tandis que, pour la tige poussée élasti- quement contre 12, on choisitune matière de contact, par exemple de l'argent ou des alliages d'argent et on peut pla- cer au milieu de 12, par exemple une pièce encastrée en une matière de contact appropriée, contre laquelle peut travail- ler la tige élastique.
La figure 2 montre comment on peut prendre le cou- rant de façon particulièrement avantageuse à partir du corps roulant et oscillant. Ce corps 101 est monté en ce cas sur un pôle médian 102 dont la surface supérieure est plane et par exemple en acier inoxydable, trempé. Cette surface est très fortement polie. Le corps roulant et oscillant 101 porte une douille vissée 103 da:ns laquelle, à son tour, est vissée par en-dessous une pièce en tissu durci 104.
Cette dernière a sur sa face inférieure une forme conique telle que 104 présente avec 102 un contact linéaire décrivant un cercle de façon correspondant à la fréquence de roulement d'oscillation du corps 101. Dans 104 est montée une plaque de contact 105 qui est bloquée par vissage dans 103 au moyen d'une pièce de ser- rage 106. 105 peut être, par exemple, en argent ou un alliage d'argent ou en une autre matière appropriée assurant un con- tact. Le courant est prélevé sur 105 par une barre 107 portant à ses deux extrémités une matière de contact, par exemple de l'argent ou des alliages d'argent, et présentant une pointe conique.
La pointe inférieure 108 est placée dans une cuvette
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conique 109 de la plaque de contact 105, tandis que la pointe supérieure 110 est dans une cuvette 111 en une matière de contact qui est poussée vers le bas par un ressort à lame 112.
Lors de la rotation du corps roulant et oscillant
101,107 décrit la surface latérale d'un cône dont le sommet est en 111. Le diamètre de ce mouvement conique est d'autant plus faible que la cuvette 109 est appliquée sur le pôle 102 plus près du point médian de pivotement 113 du corps roulant et oscillant 101. En choisissant.des matières de contact ap- propriées, en particulier de l'argent, on peut faire que la chute de tension de 105 à 111, en passant par 107, soit très faible. Pour réduire la résistance ohmique, le ressort à lame
112 peut être a.rgenté ou être shunté par un conducteur à faible résistance, par exemple une lame en bronze ou un to- ron de cuivre.
La disposition peut être réalisée facilement de façon qu'elle transmette sans échauffement inadmissible des courants allant jusqu'à quelques centaines d'ampères. Si l'on devait transmettre des courants encore plus élevés, on peut faire déplacer sur le corps roulant et oscillant 101 plusieurs tiges de prise de courant en remplaçant, par exemple, la cuvette 109 par un plus grand nombre de cuvettes disposées en cercle. Dans chacune de ces cuvettes, on place une tige conductrice du courant. Chacune d'elles est maintenue à son extrémité supérieure par une cuvette 111 montée élastiquement de façon distincte. Les ressorts 112 peuvent alors être fixés extérieurement en étoile.
La pression des ressorts 112 est aussi grande que possible, toutefois suivant la forme des pointes, 108 et 110 et la dureté des matières de contact utili- sées, elle n'est pas tellement grande qu'il se produise une usure inadmissible. Si l'on veut démonter le dispositif, on soulève un peu le ressort 111 et on retire la tige, on peut alors soulever le corps roulant et oscillant 101 de sur son support.
Afin que sous la pression du ressort 112, le corps
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roulant et oscillant 101 ne soit pas repoussé latéralement, hors de sa position centrale, la tige 107 doit avoir une certaine longueur. Zn outre, le corpsroulant et oscillant doit cure centré, par exemple magnétiquement, dans sa rosi- tion médiane.
De façon à empêcher, lors d.e perturbations, que le corps roulant soit poussé latéralement, il peut être prévu, en outre, une 'butée mécanique qui ne permet que de faibles déplacements du corps 101 par rapport à sa position médiane. Les cuvettes 109 et 111 peuvent être munies d'un lubréfiant approprié de façon à empêcher une usure même pour une grande pression de contact.
La forme des pointes 108 et 110 et/ou des cavités coniques 109 et 111 doit être choisie de façon déterminée lorsqu'on veut maintenir faible l'usure -
Dans certains cas, il est bon de lubréfier les parties de la construction roulant les unes sur les autres y compris les trajets de contacts au moyen d'une graisse appropriée. Les pressions d'application ou les rayons de cour. bure des pièces roulant les unes sur les autres doivent être choisies de façon telle qu'il ne se produise pas d'usure avec la résistance effective de la matière.
Il faut avoir particulièrement soin que dans le cas où il se produit, de façon inévitable, des arcs de cou- pure aux contacts dans le cas de perturbations, l'arc soit soufflé aussi rapidement que possible du trajet de contact proprement dit, par exemple par son propre champ de soufflage magnétique, afin que les contacts soient.aussi peu endommagés que possible.
Dans certains cas, il est bon de ne pas lais- ser le corps de contact circuler sur les trajets de contact avec toute sa pression, mais d'avoir comme guidage pour le déplacement du corps de contact une piste en une matière ap- propriée telle que de l'acier, ou un tissu durci et de monter le trajet de contact avec une élasticité si grande u'il n'y ait qu'une fraction de la pression totale qui s'exerce sur
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les contacts. Ceci présente l'avantage que, même dans le cas d'inégalités de niveau des contacts, telles qu'il peut s'en produire du fait de décharges de coupure passagères, le dépla- cement régulier du corps de contact soit maintenu par le gui- dage sur la piste fixe, non conductrice.
Les inégalités de niveau des contacts sont compensées du fait que ceux-ci cè- dent élastiquement plus ou moins lors du contact avec le corps de contact.
Revendications.
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1/ Contacteur fonctionnant périodiquement, en par- ticulier pour convertisseurs, redresseurs de courant ou ma- chines électriques comportant des dispositifs soulageant les contacts des étincelles de coupure (soupapes primaires, selfs analogues à des transformateurs d'absorption, réatances de commutation,'condensateurs d'extinction, résistances de' commutation, etc. ), dans lequel le contact est assuré par roulement d'un corps de contact sur des plots de contact fixes, de préférence actionné par un champ tournant magnéti- que agissant directement, caractérisé en.ce que la masse de la prise de courant reliée à l'armature mobile n'a que juste la grandeur nécessaire au passage du courant.