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RELAIS ELECTRO-DYNAMIQUE.
La plupart des relais qui se trouvent sur le marché comportent une bobine électro-magnétique avec un noyau et une armature qui ferme le circuit magnétique lors de la mise sous tension de la bobine. Par suite de l'inertie inhérente à la masse de l'armature et de la course que celleci doit effectuer pour éviter le choc vibratoire des contacts, le temps de réponse de ces relais est relativement grand. En raison de l'accroissement au carré de la force magnétique d'attraction par rapport à la course effectuée par l'armature le fonctionnement de ces relais exige une énergie d'excitation relativement élevée. Les relais électro-dynamiques qui font l'objet de notre description permettent d'éliminer ces inconvénients.
L'utilisation de ces relais électro-dynamiques est particulièrement indiquée lorsqu'il s'agit de réaliser des temps de réponse très brefs et de grandes fréquences de commutation avec une puissance relativement grande. Ce nouveau relais peut être réalisé sous forme de relais interrupteur, d'inverseur ou de commutateur à position de repos intermédiaireo Au point de vue invention,
l'objectif ainsi délimité est réalisé par une bobine télescopique plongeant dans l'anneau d'un électro-aimant ou d'un aimant permanent à circuit magnétique fermé et qui étant excitée par un courant continu effectue des mouvements au cours desquels un dispositif à curseur dont la bande de contact est reliée mécaniquement avec rigidité à la dite bobine ferme un circuit extérieur lors de l'excitation de la bobine et coupe ce même circuit extérieur lors de la suppression du courant d'excitation de la bobine, tandis que celle-ci reprend sa position de repos.
La force d'attraction des relais électro-dynamiques à interruption rapide est proportionnelle au courant d'excitation, c'est-à-dire linéaire pour toute la course d'attraction, contrairement à la force d' attraction des relais électro-magnétiques. Le ressort de rappel peut être
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calibré en proportion. Dans les relais électro-magnétiques le calibre des ressorts de rappel et l'énergie d'excitation dépendent des temps d'attraction et de relâchement nécessaires et diffèrent donc entre eux. Dans les relais électro-dynamiques le rapport des temps d'attraction et de relâchement est égal à l'unité. L'absence de masses d'inertie considérables des armatures permet de réaliser des temps de réponse extrêmement brefs.
Comme la précision d'usinage dépend dans les commandes modernes de machines et de machines-outils en particulier des temps de réponse des relais et que d' autre part de nombreux systèmes de commande tout nouveaux n'ont pu trouver d'application en raison de l'absence de relais interrupteurs rapides sur le marché, l'apparition des relais électro-dynamiques permettra de réaliser une large extension du champ d'application et une grande amélioration des commandes industrielleso
Le relais électro-dynamique peut être également réalisé sous forme de relais sélectif de fréquences comme le démontre l'invention présente. Les relais sélectifs de fréquence connus sur le marché comportent une lame vibrante à excitation électro-magnétique, un contact étant actionné au cours d'une amplitude relativement importante de déviation de la lame.
Celle-ci est accordée sur une fréquence de vibration déterminée afin qu'elle ne puisse atteindre l'amplitude maxima de ,sa déviation que lorsque la fréquence du courant d'excitation se trouve synchronisée avec sa propre fréquence. Un contact à ressort est alors déclenché ou enclenché par la lame, tandis que les circuits extérieurs reliés à ces contacts sont ouverts ou fermés par cette manoeuvre.La fréquence de résonance de la lame vibrante ne dépend pas seulement de sa propre masse d'inertie ou de sa dimension mais elle est également définie par la pression des contacts à enclencher et du mode de fixation du relais. Dans la plupart des cas le relais sélectif doit être accordé sur fréquence bien déterminée, ce qui est compliqué en raison des contingences particulières à la fréquence propre de la lame vibrante.
Du fait que le ressort de contact est actionné par la lame vibrante, la fréquence de résonance de cette dernière subit une influence sensible en provenance au contact. C'est pour cette raison que ces contacts ne sont réalisables que pour des puissances de commutation très réduites.
De l'extension du champ d'application de l'idée de base de l'invention résulte un relais sélectif de fréquence fonctionnant d'après le principe électro-dynanique dans lequel les inconvénients énumérés plus haut sont éliminés et qui possède en outre l'avantage d'être utilisable pour des commutations de puissance élevée. Le relais sélectif de fréquences électro-dynamique comporte comme le relais interrupteur électro-dynamique un aimant à circuit fermé et une bobine télescopique, la sustension de celle-ci étant assurée par une lame vibrante.
Le courant d'induction de la bobine télescopique met la lame en vibration lorsque la fréquence de celui-ci se trouve en synchronisation avec la fréquence de vibration de la lame tandis que les supports de contacts couplés avec la bobine télescopique actionnent les contacts correspondants des circuits extérieurs.
La disposition est choisie de telle façon, que la pression de contact ne varie pas durant toute la période d'établissement de contact et que l'amortissement reste constant.
Contrairement aux relais sélectifs bien connus qui comportent deux contacts qui se heurtent, les relais sélectifs électro-dynamiques comportent un contact à friction par lequel ces inconvénients et leur incidence sur la fréquence de vibration propre de la lame sont éliminés. Les relais sélectifs électro-dynamiques permettent donc d'assurer l'établissement de contacts sûrs.
Un autre avantage est offert par les relais sélectifs électro-dynamiques dans leur exploitation par la puissance de la force d'attraction de la bobine télescopique qui vaut plusieurs fois celle des lames des relais sélectifs électro-magnétiques bien connus. En raison des inconvé-
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nients qui leur sont propres et qui ont été énumérés ces derniers n'ont pu être exploités dans l'industrie lorsqu'il s'agissait de commander des commutations d'une puissance relativement élevée.
Le nouveau relais sélectif électro-dynamique ne se prête pas seulement à la commutation de grande puissance, mais il peut être également réalisé de manière à couvrir des bandes de fréquence plus élevées et offre de par là la possibilité de réaliser des nouvelles commandes sélectives de fréquence pour les machines de fabrication et en particulier lorsque les impulsions correspondantes à une première opération d'usinage exécutée à la main sont enregistrées sur une bande magnétique et peuvent être reproduites à volonté.
L'objet de l'invention est expliqué avec plus de précision par les dessins ci-après:
Fig. 1 Schéma de principe d'un relais interrupteur électro- dynamique.
Fig. 2 Schéma de principe d'un relais sélectif électro-dynamique.
Conformément à la figure 1, le relais interrupteur rapide électro-dynamique est constitué par un électro-aimant ou aimant permanent à circuit magnétique fermé 1, dans l'anneau duquel plonge une bobine télescopique 2. La membrane élastique 3 maintient la bobine télescopique au centre de la fente de l'anneau magnétique 4. Le support 5 est fixé à la bobine télescopique et le curseur 6 est fixé au support 5. Par l'application de la tension d'excitation aux contacts 7 et 8 la bobine télescopique est mise en mouvement dans le sens longitudinal par rapport au courant d'induction. Les deux sorties de la bobine sont reliées aux contacts 7 et 8.
Le mouvement de la bobine entraîne le curseur 6. Ce curseur 6 se déplace par friction sur la bande de contact 9 qui est composée de deux segments de contact 10 et 11, qui sont séparés par une partie isolante 12. Le relais R 1 à commander est relié au segment 10 et le relais R 2 à commander au segment 11. Les deux relais R 1 et R 2 sont reliés au pôle positif d'une source de courant continu, le pôle négatif de cette source étant relié au curseur 6. Dans la position de repos du relais électro-dynami- que le curseur 6 repose sur la partie isolante 12 de la bande de contact 9. Lorsque la bobine télescopique est excitée par un courant continu, c'est- à-dire lorsqu'une tension continue est appliquée aux bornes 7 et 8, la bobine se déplace induit qui la parcourt, le curseur 6 arrivant ainsi toucher les segments 10 ou 11.
Cette alternance de contact commande l'enclenchement des relais R 1 ou R 2. La bande de contact 9 peut être exécutée sous différents aspects, soit sous forme de balai de charbon, de cuivre ou contacts à rouleau. Le nombre de contacts et la disposition des segments peuvent être choisis à volonté de manière à pouvoir commander plusieurs circuits extérieurs avec le même relais électro-dynamique. D'autre part on peut disposer plusieurs contacts en parallèle, ce qui permet d'utiliser le relais électro-dynamique pour la commande de circuits parcourus par des courants importants.
Le relais sélectif de la figure 2 comporte comme le relais interrupteur électro-dynamique normal un électro-aimant ou un aimant permanent à circuit magnétique fermé 1, dans l'anneau magnétique 4 duquel plonge une bobine télescopique 2, suspendue de manière à lui permettre d'effectuer des mouvements 10, longitudinaux. La fréquence de commande est appliquée à la bobine télescopique, par l'intermédiaire des contacts 7 et 8. La déviation extrême de la bobine télescopique est atteinte lorsque la fréquence qui lui est appliquée se trouve en synchronisation avec la fréquence de résonance de la lame vibrante 13 à laquelle est fixée la bobine télescopique. Le support de contact 5 relié mécaniquement à la bobine télescopique 2 est en outre fixé au curseur 6.
Le curseur 6 se déplace par un mouvement de va-et-vient sur la bande
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de contact 9 qui se compose d'un corps isolant porteur des deux segments de contact 10 et 11 (en laiton ou cuivre). Les segments de contact sont disposés¯de telle façon que le curseur n'entre en contact avec ceux-ci que pour une déviation déterminée de la bobine télescopique. Par la succession rapide des mises en contact du curseur 6, c'est-à-dire par l'exploitation bilatérale des amplitudes d'oscillations l'établissement des contacts de mise en circuit de l'appareil utilisateur de courant peut être effectué très rapidement., et avec sécurité. L'appareil utilisateur est relié aux contacts 14 et 15. L'autre sortie de l'appareil utilisateur de courant est relié à une source de courant continu, tandis que 1' autre pôle de cette source est relié au contact 16.
Ce dernier est relié électriquement avec le balai de charbon 60
Dans les relais sélectifs électro-magnétiques, courants sur le marché, les oscillations propres de la lame vibrante entraînent une lame de contact à ressort de façon telle, que la lame ressort maintient le contact ouvert jusqu'à ce que la lame vibrante ait atteint une amplitude d'oscillation suffisante. Dès que l'amplitude d'oscillation se trouve notablement amortie, soit par le ressort de contact, soit par une autre incidence l'enclenchement ou le déclenchement ne s'effectuent plus correctement. Par suite de ce mode de fonctionnement les relais sélectifs électro-magnétiques ne peuvent être utilisés que pour des faibles courses de contact c'est-à-dire pour des commutations de faible puissance.
Dans les relais sélectifs électro-dynamiques qui ont été décrits la force disponible pour assurer les déviations de la lame vibrante et des contacts est par contre très grande.
De plus l'adoption du dispositif à curseur pour remplacer les contacts évite les chocs vibratoires de ceux-ci d'autant plus que l'amortissement des oscillations est très faible et constant à tout moment. La figure 2 représente un schéma de principe de réalisation d'un relais sélectif électro-dynamique. Celui-ci peut être naturellement réalisé avec d'autres variantes. On peut par exemple prévoir deux lames vibrantes dont les fréquences propres respectives diffèrent d'une valeur déterminée. Dans ce cas les deux lames peuvent être fixées sur la bobine télescopique et accouplées avec rigidité entre-elles afin d'éviter la sélectivité pointue de ces lamesoUn tel relais possède une large bande de fréquence pour une forte déclivité de la pente, ce qui correspond aux conditions reqaises pour certains usages.
On peut de plus prévoir un dispositif qui permet de règler la fréquence propre de la lame 13.Il serait par exemple possible de régler la lame à la fréquence voulue à l'aide de deux rouleaux ajustables.
REVENDICATIONS.
1 Relais électro-dynamique, caractérisé par une bobine télescopique suspendue dans la fente d'un électro-aimant ou aimant permanent annulaire à circuit magnétique fermé, animée d'un mouvement longitudinal sous l'effet d'une tension d'excitation en entraînant au cours de ses déplacements un dispositif de contacts à curseur qui commandent un ou plusieurs circuits extérieurs.