BE700982A - - Google Patents

Description

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 EMI1.1 
 



  R-'JLAIS THERMO-MAGHETIQUE 

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L'objet de l'invention vise un relais thermo-magnétique créant une unité de construction destinée à surveiller les surcharges inadmissibles, plus spécialement dans les dis- joncteurs rapides et à haut pouvoir de coupure, ainsi que dans les disjoncteurs pour la protection des moteurs.

   On sait que la protection des moteurs par les lames bimétalliques s'avère souvent insuffisante lorsque le moteur protégé démarre sous charge, car la capacité thermique de la lame bimétallique est plus petite que celle des moteurs, autrement dit, il est difficile d'approprier l'image thermique du moteur à celle de la lame   bimétallique,'   
En dehors de cela, les serrures de déclenchement rapide des disjoncteurs sont toujours peu sensibles et nécessitent une force mécanique relativement élevée (de l'ordre de 80 à 100 grammes dans les disjoncteurs multipolaires   jusqu'à   32 ampères) pour leur deverrouillage.

   Il en résulte la nécessité d'utiliser des dispositifs à ressort accumulateur ou des amplificateurs magnétiques des forces   mécaniques   pour les éléments thermiques surveillant les courants relativement faibles, ce que l'on désire éviter, 
Enfin, pour la fabrication en grandes séries des dis- joncteurs type " lumière" ou " moteur", il s'avère économique de creer un relais thermo-magnétique formant une unité de construction pouvant être fabriquée séparément et ensuite montée dans les disjoncteurs suivant leurs différents calibres, 

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L'objet de l'invention vise une telle unité de cons- truction d'un relais thermo-magnetique particulièrement simple et d'une forme ramassée, surtout en ce qui concerne sa largeur. 



   Afin de faire comprendre mieux l'objet de l'invention, vont être décrits à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif trois exemples de réalisation représentés schématiquement sur le dessin annexé, sur lequel les   mémos   éléments portent des références identiques, 
La figure 1 représente un relais thermo-magnétique avec la lame bimétallique chauffée directement. 



   La figure 2 est un relais thermo-magnétique avec la lame chauffée par son enroulement electro agnétique. 



   La figure 3 est un relais électromagnétique destiné aux courants nominaux faibles. 



   La figure   4   représente une forme spéciale de lame bimé- tallique permettant une deviation relativement grande de son extrémité actionnant la serrure du disjoncteur ou le contact auxiliaire d'un contacteur ou   d'un   relais intermédiaire. 



   Le relais suivant la figure 1 se compose d'un circuit magnétique fixe 1 ayant la forme d'une barre dont l'extrémité supérieure peut être repliée en forme de crochet et de l'ar- mature mobile 2, le dit circuit magnétique étant excité par l'enroulement M. 



   L'extrémité inférieure de la barre 1 est fixée sur un socle isolant 6. L'armature mobile ayant la forme   d'un   étrier est soutenue dans sa position normale par le ressort 5 et la vis 4. Sur la barre 1 est fixée, soit par soudure, soit par un collier, la lame bimétallique T ayant elle- même aussi la forme d'un crochet mais renversé par rapport à la barre   1.   



   L'extrémité inférieure de l'enroulement M est électrique- ment connectée (par exemple soudée) avec l'extrémité inférieure de la lame T fixée sur la barre 1. 



   Les extrémités 2' de   l'armature   2 et T1 de la lame T 

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 s'engagent par exemple dans la barre isolante 3 commune à plusieurs relais et pouvant se déplacer suivant la flèche F. 



   Cependant, on peut obtenir un chauffage combine direct ou indirect de la lame T en l'approchant de l'enroulement M. 



  Pour éviter l'augmentation de la longueur de la lame bimé- tallique, cette dernière peut être exécutée suivant la figure 4, Ainsi s'ajoute à l'incurvation du bras 11 ayant la longueur   #   le déplacement au   point, e   de la partie circulaire 12, ce   déplacement suivant sensiblement les relations suivantes :   
 EMI4.1 
 a) dans le sens lu x JAC R2 6xa:: s 
 EMI4.2 
 b) dans le sens ,4 y. 



  A y g 2'i C R2 t ###g#### Le déplacement   total #   T' du point T' étant 
 EMI4.3 
 TI m Il . 2+ 4 R f 2'fl',r R   De cette relation résulte le mieux la grande influence du 
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 rayon R sur le dc-placement à T' du point Tt   Dans les relations précitées ! :   0 = la constante du matériel utilisé, S = l'épaisseur,   # =   longueur, et 
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 /3t= échauffor,ent de la lame bimétallique. 



   La figure 2 représente schématiquement le relais magnéto- thermique dont la lame bimétallique est chauffée indirectement par le ruban en matière   rosistante   créant en même temps 
 EMI4.6 
 l'enroulement d'excitation de l'ûlectro-aimant 1, 2# R. 



   L'extrémité 13 de la lame T convenablement repliée est fixée sur la barre 1. L'enroulement d'excitation et en même temps d, chauffage indirect de la lame T est électriquement loolé par la couche mince 7 de la branche 13 pouvant être plus courte que lu branche active 13'. Pour pouvoir utiliser rationnement ce chauffage indirect jusqu'aux intensités nominales relativement élevées (par exemple 15 ampères) on utilisera de   prùférence   des fils ou rubans ayant dos résistances   spécifiques relativement faibles tels, par exemple que :

     

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 alliages ferreux à faible teneur en additions (0.3 - 0,7   #/@/mm2)et   à bon marché ou les alliages 94% Cu, 6% Ni, Ces matériaux qui ont une haute température de fusion (1 250 - 1 300  C.) résistent parfaitement aux courants de court- circuits puissants, plus spécialement dans les disjoncteurs rapides dont le temps total d'interruption d'un court- circuit varie entre 6 et 10 millièmes de seconde, 
L'isolement 7 est réalisé suivant l'objet de l'invention par une couche mince de silicones, type RTV 757 mis au point par la GEC  (USA) et   résistant   aux températures très élevées (plusieurs milliers de   ce),

     
De la grande capacité thermique des relais suivant les figures 1 et 2 résulte leur autre avantage non négligeable dans les disjoncteurs à haut pouvoir de coupure (dépassant par exemple 3 000 ampères sous 220 ou 380   V.)c'est-à-dire   qu'ils empêchent le réenclenchement rapide du disjoncteur après la coupure d'un court-circuit violent. Le temps de refroidissement du système thermique de ces relais est re- lativement grand et l'extrémité libre (T') de la lame bi- métullique ne ,retourne que lentement dans sa position initiale en cas de court-circuit violent. 



   Enfin, la figure 3 représente schemariquement et toujours suivant l'objet de l'invention, un relais magnete-thermique pour les courants nominaux relativement faibles (par exemple 0.5 - 4 ampères) sa conception étant dérivée de celle décrite suivant la figure 2. 



   Les lames bimétalliques de ces relais sont toujours chauffées indirectement par des fils résistants de faible diamètre. Il en résulte que ces fils fondent au moment où l'intensité du court-circuit depasse une valeur qui varie, dans les constructions modernes de disjoncteurs, entre 500 et 1.500 ampères (suivant leur intensité nominale). 



   On remédie à cet état de choses en shuntant, au moment d'une surcharge inadmissible, soit la chaufferette, soit la lame bimétallique (en cas de son chauffage direct) par l'ar- mature mobile 2 du relais électromagnétique, 

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 Une   extrémité   de chaufferette R est connectée avec le collier 8, isolé de la barre 1 par la couche isolante 7, sur lequel est soude le câble flexible 15 de sortie du courant tandis que l'autre   extrémité   de la chaufferette R est connectée soit sur le collier 14 soit directement sur la barre 1 servant en   même   temps d'arrivée de coarant   (141)   dans le relais, 
Le shuntage des eléments précités vise la diminution sensible du courant de court-circuit passant dans les éléments facilement destructibles.

   Par exemple on fait passer environ 30% de l'intensité totale dans la chaufferette R et environ 70% de l'intensité totale dans l'armature 2. Pour arriver à une répartition judicieuse des deux branches   #1 et     #2   du courant   totale,   soit l'armature mobile 2, soit l'extrémité Il de la barre 1 sont   unies   d'un contact 10 pratiquement   insoudable   pendant la très courte periode de déclenchement du disjoncteur (5 à 10   msec.).   On peut raaliser le contact 10 par exemple en cnarbon ou graphite, dépassant la surface de l'armature 2 d'un dixième de millimètre seulement. 



   Comme on l'observe des figures 2 et 3, la barre 1 peut servir comme arrivée de courant (14') dais le relais,

Claims (1)

1. R B S U M E Relais magnéto-thermique destiné à surveiller les surintensités inadmissibles caractérisé par les particularités suivantes : 1, Le relais se compose d'un circuit magnétique fixe servant en même temps pour sa fixation sur le socle de l'appareil protège, et constitué par une barre munie d'un enroulement d'excitation, sur une des grandes surfaces de la dite barre étant aménagée l'armature mobile ayant la forme d'un utrier tandis que sur l'autre grand surface est fixue la lame bi- métallique convenablement repliée, pouvant être électriquement connectée avec l'enroulement d'excitation déjà cité, 2.

   L'enroulement d'excitation du reluis deerit dans l'alinéa précèdent est exceute comme une chaufferette à laquelle la partie active de la lune bimétallique est très rapproche, 3. L'enroulement d'excitation du relais électromagnétique décrit dans l'alinéa precédent est, au moment de l'apparition d'un:. surcharge violente, shunté par l'armature mobile du relais, 4.

   L'extrémité libre de l'armature mobile du relais pro- voquant le shuntage de son enroulement d'excitation est munie d'un contact en matière résistante et insoudable, plus spécia- lement en charbon, graphite ou acier, s'appuyant, au moment de l'attraction de la dite armature sur l'extrémité de la barre constituant le circuit magnétique fixe et électriquement liée avec l'enroulement d'excitation.

   5. Le relais électromagnétique avec son enroulement d'exci- tation ainsi que la lame bimétallique convenablement repliée créent une unité de construction, son armature mobile et élément thermique étant symétriquement opposas autour d'une barre commune créant le circuit magnétique fixe du relais, la dite barre servant en même temps pou-- la fixation de cette unité de construction sur le socle de l'appareil protegé ainsi que pour l'arrivée du courant. @ 6. La chaufferette dérite dans les alinéas précédents est isolée de la barre ferro-magnétique par une couche mince de silicones, type RTV 757 ou d'autres vernis résistant à une température supérieure à 500 C. <Desc/Clms Page number 8>

   7. La chaufferette précitée est exécutée en alliages Cu-Ni, plus spécialement en alliage comportant 94% Ou et 6% Ni ou bien 90% Cu et 10% Ni,