FR2039142A1 - - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un relais à maxima A action temporisée, comprenant une lame bimétallique, qu'on peut chauffer par un courant électrique et qui, en conséquence, peut fermer au moins'deux contacts. Un appareil de ce genre est gé néralement connu. The present invention relates to a delayed action maximum relay, comprising a bimetallic blade, which can be heated by an electric current and which, therefore, can close at least two contacts. An apparatus of this kind is generally known.
L'appareil connu est nui d'une lame bimétallique unique, qui est fixée à l'une de ses extrémités et qui, à son autre estrémit6, porte un contact qui peut coopérer avec un contact fixe. La lame bimétallique est chauffée directement ou indirectement par un flux de courant qui est égal ou proportionnel au flux de courant circulant dans un circuit ou un appareil à protéger. Si le flux de courant est à une valeur nominale, la lame bimétallique fléchit à un point tel que le contact mobile se trouve à une courte distance du contact fixe. Dès que le flux de courant dépasse la valeur nominale, le contact mobile s'applique contre le contact fixe, afin d'ouvrir un dispositif de commutation actionné électriquement et qui, par exemple, met. The known apparatus has a single bimetallic strip which is fixed at one of its ends and which, at its other end, carries a contact which can cooperate with a fixed contact. The bimetallic strip is heated directly or indirectly by a flow of current which is equal or proportional to the flow of current flowing in a circuit or device to be protected. If the current flow is at a nominal value, the bimetal blade flexes to such a point that the moving contact is a short distance from the fixed contact. As soon as the current flow exceeds the nominal value, the movable contact is applied against the fixed contact, in order to open an electrically actuated switching device which, for example, puts.
hors circuit la partie intéressée du réseau ou de l'àppareil. switch off the interested part of the network or the device.
Ce relais à maxima à action temporisée présente les caractéristiques de fermer ses contacts plus rapidement lorsque le courant de chauffage est augmenté. Par suite, le courant est interrompu plus rapidement dans le cas d'un court-circuit que dans le cas d'une surcharge.This delayed action maximum relay has the characteristics of closing its contacts more quickly when the heating current is increased. As a result, the current is interrupted more quickly in the event of a short circuit than in the event of an overload.
Un inconvénient de l'appareil connu est que le.temps de coupure, pour des surcharges élevées ou des court-circuits, est habituellement trop long, ce qui fait que. la lame bimétallique peut griller facilement. Pour éviter cet inconvénient, un contact d'un dispositif de commutation i commande électromagnétique ayant un retard fixe, par exemple de 0,1 seconde, peut être couplé en série avec le contact thermique et fonctionner dès que le courant atteint une valeur dépassant 5 à 10 fois la valeur nominale. Ce dispositif à maxima électromagnétique a une influence défavorable sur le prix de détail du relais à maxima à action temporisée et, en outre, ce dernier n'est asservi au courant que dans une gamme limitée. A disadvantage of the known apparatus is that the cut-off time, for high overloads or short circuits, is usually too long, so that. the bimetal blade can grill easily. To avoid this drawback, a contact of an electromagnetically controlled switching device having a fixed delay, for example 0.1 seconds, can be coupled in series with the thermal contact and operate as soon as the current reaches a value exceeding 5 to 10 times the face value. This electromagnetic maxima device has an unfavorable influence on the retail price of the delayed action maxima relay and, moreover, the latter is only current-locked in a limited range.
La présente invention a pour objet d'éliminer cet inconvénient en remplaçant le dispositif à maxima électromé- canique par une lame bimétallique. The object of the present invention is to eliminate this drawback by replacing the electromechanical maxima device with a bimetallic strip.
On a prévu, dans la présente invention, un relais à maxima à action temporisée du type précité, caractérisé par le fait que l'élément bilame. est composé de deux lames bimétalliques individuelles, dont l'une est directement chauffée par le flux de courant électrique, alors que l'autre est fixée à un bord libre de la première lame bimétallique et est ainsi chau- fée-indirectement par la chaleur émise par la première lame bimétallique, à travers un joint, ce qui fait que les deux la mes bimétalliques, lorsqu'elles sont chauffées, fléchissent dans des sens mutuellement opposés, des contacts fixes étant disposés de part et d'autre de l'extrémité libre de la lame bimétallique chauffée indirectement et servant de contacts mobiles, un premier contact fixe est disposé du côté vers lequel la lame bimétallique chauffée directement fldchit lorsqu'elle est chauffée et l'un des contacts mobiles s'applique contre ce contact fixe xi le flux de courant est un courant de surcharge élevé ou un courant de court-circuit, tandis qu'un second contact fixe est disposé du obté vers lequel la lame bimétallique chauffée indirectement fléchit lorsqu'elle est chauffée indirectement, l'autre contact mobile s'appliquant contre ce second contact fixe si le flux de courant électrique est du type à faible surcharge. In the present invention, provision has been made for a delayed action maximum relay of the aforementioned type, characterized in that the bimetallic element. is composed of two individual bimetallic blades, one of which is directly heated by the flow of electric current, while the other is fixed to a free edge of the first bimetallic strip and is thus heated-indirectly by the heat emitted by the first bimetallic strip, through a joint, so that the two bimetallic ones, when heated, flex in mutually opposite directions, with fixed contacts being arranged on either side of the free end of the indirectly heated bimetal blade and serving as movable contacts, a first fixed contact is disposed on the side towards which the directly heated bimetallic blade flexes when heated and one of the movable contacts is applied against this fixed contact xi the flow current is a high overload current or a short circuit current, while a second fixed contact is disposed towards which the indirectly heated bimetal blade flexes when it is heated indirectly, the other movable contact pressing against this second fixed contact if the flow of electric current is of the low overload type.
Avec l'appareil de la présente invention, la caracté- ristique de coupure, c'est-à-dire le temps de coupure en fonction du flux de courant électrique, comprend deux branches ap partenant respectivement à deux deux,lames -bimétalliques. La carac- téristique complète est telle que le courant est coupé dans un temps admissible lors de légères surcharges, tandis que de fortes surcharges et des courts-circuits peuvent Qtre éliminés tri rapidement. With the apparatus of the present invention, the cut-off characteristic, that is to say the cut-off time as a function of the flow of electric current, comprises two branches belonging respectively to two two, bimetallic blades. The complete feature is such that the current is cut in an allowable time during slight overloads, while strong overloads and short circuits can be eliminated quickly.
On comprendra mieux la présente invention en se réfé- rant au dessin annexé sur lequel t
les figures la et lb sont respectivement une vue de fa9e,?t une vue latérale desdeux-lames bimétalliques raccor dées -;
les-figures 2a, 2b et 2c illustrent schématiquement l'appareil selon La présente invention, respectivement dans la condition de fonctionnement ou la condition de court-circuit et la condition de faible surcharge;
la figure 3 représente un agencement des contacts mobiles ;;-
la figure 4 illustre une caractéristique de coupure de l'appareil selon la présente invention
la figure 5 représente une première variante de l'appareil selon la présente invention
les figures 6a et 6b illustrent l'utilisation d'un accumulateur de chaleur
la figure 7 illustre l'appareil selon la présente invention utilisant une lame bimétallique directement chauffée dont la section transversale est localement réduite
la figure 8 illustre un joint calorifuge entre les deuz lames bimétalliques
la figure 9 illustre une autre variante de la présente invention, selon laquelle la section transversale de la lame bimétallique chauffée indirectement est réduite à l'endroit où elle est reliée à la lame bimétallique chauffée directement.The present invention will be better understood by reference to the accompanying drawing in which t
Figures la and lb are respectively a fa9e view,? t a side view of the connected bimetallic two-slats -;
Figures 2a, 2b and 2c schematically illustrate the apparatus according to the present invention, respectively in the operating condition or the short circuit condition and the low overload condition;
FIG. 3 represents an arrangement of the movable contacts ;; -
FIG. 4 illustrates a cut-off characteristic of the apparatus according to the present invention
FIG. 5 represents a first variant of the apparatus according to the present invention
figures 6a and 6b illustrate the use of a heat accumulator
Figure 7 illustrates the apparatus according to the present invention using a directly heated bimetallic blade whose cross section is locally reduced
figure 8 illustrates a heat-insulating seal between the two bimetallic strips
Fig. 9 illustrates another variation of the present invention, wherein the cross section of the indirectly heated bimetal blade is reduced where it is connected to the directly heated bimetallic blade.
Si on se réfère aux figures la et lb, on voit que la lame bimétallique 1 chauffée directement a la forme d'un U inversé, dont les extrémités fixes sont munies de bornes 3 et 4 pour l'amenée du courant de chauffage, tandis que la lame bimétallique 2, chauffée indirectement, est reliée à la base du U au moyen d'un point de soudure 5. La lame bimétallique 2 chaui- fée indirectement est munie, à son extrémité libre, de contacts 6. If we refer to figures la and lb, we see that the directly heated bimetallic strip 1 has the shape of an inverted U, the fixed ends of which are provided with terminals 3 and 4 for supplying the heating current, while the indirectly heated bimetallic strip 2 is connected to the base of the U by means of a solder point 5. The indirectly heated bimetallic strip 2 is provided, at its free end, with contacts 6.
La figure 2a illustre la condition de fonctionnement de l'appareil. Sous l'influence du flux de courant nominal, la résultante de la flexion de la lame bimétallique 1 chauffée directement et de la flexion de la lame bimétallique 2 chauffée indirectement est telle que les contacts 6 et 7 sont à peine ouverts. Lors d'un court-circuit ou d'une surcharge élevée, la lame bimétallique 1 chauffée directement fléchit à un point tel, en entraînant la lame bimétallique 2, que le contact 6 s'applique contre le contact 8 (figure 2b). Ceci se produit si rapidement que la lame bimétallique 2 chauffée indirectement ne reçoit pratiquement pas de chaleur supplémentaire, de sorte que cette lame conserve la flexion de la condition de travail. Figure 2a illustrates the operating condition of the apparatus. Under the influence of the rated current flow, the resultant of the bending of the directly heated bimetallic strip 1 and of the bending of the indirectly heated bimetallic strip 2 is such that the contacts 6 and 7 are hardly open. During a short circuit or a high overload, the directly heated bimetallic strip 1 flexes to such an extent, by driving the bimetallic strip 2, that the contact 6 is pressed against the contact 8 (FIG. 2b). This happens so quickly that the indirectly heated bimetal blade 2 hardly receives any additional heat, so that this blade retains the bending of the working condition.
La figure 2c illustre la condition régnant lors d'une faible surcharge. Si, en partant de la condition iLlustrée-sur la figure 2a (flux de courant nominal), le courant augmente de 10 à 20 ffi par exemple, la lame bimétallique 2 chauffée indirectement est chauffée.lentement- totalité par la chaleur fournie par la lame bimétallique 1 chauffée directement, ce qui fait que la lame bimétallique 2 chauffée indirectement fléchit dans le es opposé à celui de la lame bimétallique 1 chauffée directement, de sorte que, finalement, l'autre contact 6 s'ap- pli que contre le contact 7.FIG. 2c illustrates the condition prevailing during a low overload. If, starting from the condition shown in figure 2a (rated current flow), the current increases by 10 to 20 ffi for example, the indirectly heated bimetallic strip 2 is slowly heated - all by the heat supplied by the blade bimetallic 1 directly heated, so that the indirectly heated bimetallic 2 blade flexes in the opposite es to that of the directly heated bimetallic 1 blade, so that finally the other contact 6 only presses against the contact 7.
La figure 3 illustre un agencement possible des contacts. Les contacts fixes 7 et & sont munis de bornes 7' et 8', et le contact mobile 6 est relié par un accouplement éLastique 9 à la borne 6'. Figure 3 illustrates a possible arrangement of the contacts. The fixed contacts 7 and & are provided with terminals 7 'and 8', and the movable contact 6 is connected by an elastic coupling 9 to the terminal 6 '.
La figure 4 illustre la caractéristique de coupure de l'appareil selon la présente invention Dans la première partie I de ladite caractéristique, l'opération de commutation est provoquée par la lame bimétallique 2 chauffée indirectement tandis que la seconde portion II de cette caractéristique est associée avec la lame bimétallique 1 chauffée directement Le trait interrompu a pour but de faire comprendre -que, lorsque la lame bimétallique t chauffée directement est utilisé le temps de coupure devient beaucoup trop Long lors d'une fai ble surcharge, alors que lorsqu'on utilise uniquement la lame bimétallique 2 chauffée indirectement, le temps de coupure est beaucoup trop long lors d'un court-circuit. FIG. 4 illustrates the cut-off characteristic of the device according to the present invention In the first part I of said characteristic, the switching operation is caused by the bimetallic strip 2 heated indirectly while the second portion II of this characteristic is associated with the directly heated bimetallic blade 1 The dashed line is intended to make it clear -that, when the directly heated bimetallic blade t is used the cut-off time becomes much too long during a low overload, whereas when using only the bimetallic strip 2 heated indirectly, the breaking time is much too long during a short circuit.
La figure 5 montre que le contact fixe 7, contre lequel vient s'appliquer le contact mobile 6 lors de légères surcharges, est fixé à la lae bimétallique 1 chauffée directement au moyen d'une lame 10. Cette lame 1 peut également se présente ter sous la forme d'une lame bimétallique, ce qui assure la compensation des changements qui peuvent se produire dans la température ambiante. S cette dernière s'élève, l'espace entre les contacts 6 et 7 diminue pour le même flux de courant. FIG. 5 shows that the fixed contact 7, against which the movable contact 6 is applied during slight overloads, is fixed to the bimetallic strip 1 heated directly by means of a strip 10. This strip 1 can also be present ter in the form of a bimetallic strip, which provides compensation for changes that may occur in the ambient temperature. If the latter rises, the space between contacts 6 and 7 decreases for the same current flow.
La figure 6a illustre un accumulateur de chaleur se présentant sous la forme d'un corps 11 fait d'un matériau bon conducteur de la chaleur. Ce corps 11 peut modifier la forme de la caractéristique de coupure du courant, particulièrement dans le cas de légères sucharges. FIG. 6a illustrates a heat accumulator in the form of a body 11 made of a material which is a good conductor of heat. This body 11 can modify the shape of the current cutoff characteristic, particularly in the case of slight overloads.
Sur la figure 6b, on voit que ledit corps 11 s'étend sur une certaine longueur au voisinage de la lame bimétallique 2 chauffée indirectement, cette dernière étant également chauffée par la chaleur irradiant de l'accumulateur de chaleur. In FIG. 6b, it can be seen that said body 11 extends over a certain length in the vicinity of the bimetallic strip 2 heated indirectly, the latter also being heated by the heat radiating from the heat accumulator.
Selon la figure 7, la section transversale de la lame bimétallique 1 chauffée directement est plus petite aux points de jonction 3 et 4. Avec de légères surcharges, la caractéris tique de coupure reste faible, du fait que la température des éléments bimétalliques 1 et 2 n'est que peu modifiée par la conduction de chaleur vers les bornes 3 et 4, alors qu'avec de fortes surcharges, le temps de fermeture des contacts devient très court. According to figure 7, the cross section of the directly heated bimetallic strip 1 is smaller at the junction points 3 and 4. With slight overloads, the cut-off characteristic remains low, because the temperature of the bimetallic elements 1 and 2 is only slightly modified by the heat conduction towards terminals 3 and 4, whereas with strong overloads, the contact closure time becomes very short.
Comme on peut le voir sur la figure 8, on peut réaliser une nouvelle modification de la caractéristique de coupure en prévoyant un matériau calorifuge 12 pour relier les lames bimétalliques. As can be seen in Fig. 8, a further modification of the cutoff characteristic can be achieved by providing a heat insulating material 12 to connect the bimetallic strips.
Sur la figure 9, on voit que la caractéristique de coupure peut également être modifiée en réduisant la section transversale de la lame bimétallique 2 chauffée indirectement à la jonction entre les lames bimétalliques 1 et 2. In FIG. 9, it can be seen that the cut-off characteristic can also be modified by reducing the cross section of the bimetallic strip 2 heated indirectly at the junction between the bimetallic strips 1 and 2.
EnSin, on remarquera que la caractéristique de. coupu- re est également très fortement influencée par le milieu dans lequel les lames bimétalliques 1 et 2 sont disposées. Il est possible d'immerger les deux lames bimétalliques i et 2 ou la lame bimdtallique 2 seule dans un liquide réfrigérant, qui doit être électriquement isolant Il est de plus possible de munir l'une des lames bimétalliques 1 et 2, ou ces deux lames, deun revêtement isolant. Finally, we will notice that the characteristic of. cut is also very strongly influenced by the environment in which the bimetallic strips 1 and 2 are placed. It is possible to immerse the two bimetallic blades i and 2 or the bimetallic blade 2 alone in a cooling liquid, which must be electrically insulating.It is also possible to provide one of the bimetallic blades 1 and 2, or these two blades , with an insulating coating.
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