Dispositif de commande d'un électro-aimant, avec détection d'un déplacement intempestif du noyau mobile de l'électro-aimant

Description

[0001] L'invention concerne un dispositif de commande et un électro-aimant, l'ensemble comportant un noyau mobile, avec au moins une phase d'appel, pendant laquelle l'électro-aimant reçoit un courant d'appel, et une phase de maintien, pendant laquelle il reçoit un courant de maintien plus faible que le courant d'appel, et comportant au moins une bobine connectée en série avec un interrupteur électronique aux bornes d'une tension d'alimentation, des moyens de mesure du courant circulant dans la bobine et des moyens de commande de l'électro-aimant, connectés aux moyens de mesure du courant et à une électrode de commande de l'interrupteur électronique et comportant des moyens de régulation du courant dans la bobine pendant la phase de maintien.

[0002] Le document EPO 411 903 montre un ensemble selon le préambule de le revendication 1.

[0003] Pour la commande d'un électro-aimant, il est connu (FR-A-2 .133.652) de lui fournir temporairement un courant d'appel, relativement élevé, suivi d'un courant de maintien plus faible. Ceci peut être réalisé aussi bien avec un dispositif comportant une seule bobine, dans laquelle le courant est haché pour constituer le courant de maintien, qu'avec un double bobinage constitué par une bobine d'appel et une bobine de maintien. Il est également connu d'asservir les courants d'appel et de maintien à des niveaux de consigne prédéterminés (FR-A-2.568.715).

[0004] Un électro-aimant comporte classiquement un noyau mobile dont le déplacement vers une position dans laquelle l'électro-aimant est actionné est provoqué par la circulation du courant d'appel dans la bobine d'appel. Il est ensuite maintenu dans cette position par le passage du courant de maintien dans la bobine de maintien, qui peut être la même que la bobine d'appel. Pour réduire l'échauffement des électro-aimants on cherche à diminuer le courant de maintien. Dans certains cas, cette diminution du courant de maintien pose des problèmes dus à l'existence de chocs, mécaniques notamment, susceptibles de provoquer un déplacement intempestif du noyau vers la position de repos de l'électro-aimant.

[0005] Ce type de problème se pose notamment dans les contacteurs ou dans les auxiliaires électriques des disjoncteurs, par exemple avec les électro-aimants d'ouverture (MN ou MX)ou de fermeture (XF) des disjoncteurs.

[0006] De manière plus générale, la recherche de la diminution des volumes des électro-aimants conduit à une diminution de la puissance pouvant être dissipée par les bobines et rend les électro-aimants plus sensibles aux chocs.

[0007] L'invention a pour but de supprimer ces inconvénients.

[0008] Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les moyens de commande comportent des moyens de détection, pour détecter un déplacement intempestif du noyau mobile de l'électro-aimant pendant une phase de maintien en fonction de la valeur du courant circulant dans la bobine lorsque ledit courant est supérieur à la valeur de consigne pendant la phase de maintien ,et des moyens de commande de passage en phase d'appel lorsqu'un déplacement intempestif est détecté.

[0009] La détection rapide d'un choc permet de repasser en phase d'appel et de recoller le noyau mobile avant que son déplacement ait eu un impact sur le dispositif qu'il contrôle.

[0010] Selon un premier développement de l'invention, les moyens de détection comportent des moyens de détection du sens de variation du courant circulant dans la bobine, un déplacement intempestif étant considéré comme détecté lorsque, pendant la phase de maintien, le courant est simultanément supérieur à la valeur de consigne et croissant.

[0011] Les moyens de détection du sens de variation du courant comportent alors, de préférence, des moyens de détermination d'une grandeur représentative de la dérivée du courant par rapport au temps, un déplacement intempestif étant considéré comme détecté lorsque, pendant la phase de maintien, le courant est supérieur à la valeur de consigne et ladite grandeur est positive.

[0012] Selon un second développement de l'invention, le déplacement intempestif est détecté par les moyens de détection lorsque, pendant la phase de maintien, le courant est supérieur à la valeur de consigne pendant une durée prédéterminée.

[0013] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description suivante de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés dans lesquels :

La figure 1 représente un dispositif de commande d'un électro-aimant selon l'art antérieur.

La figure 2 représente, de manière schématique, en coupe, un électro-aimant de type connu.

Les figures 3a et 3b représentent respectivement les variations, en fonction du temps, pendant une phase de maintien, des signaux B et Ib d'un dispositif selon la figure 1 dans lequel la régulation se fait à partir d'échantillons de courant.

Les figures 4a et 4b représentent respectivement les signaux B et Ib d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention avant et après la détection d'un choc.

Les figures 5a et 5b représentent respectivement les signaux B et Ib d'un dispositif selon la figure 1, dans le cas où la régulation est mauvaise.

La figure 6 illustre schématiquement des éléments additionnels du dispositif selon la figure 1 dans un mode de réalisation comportant une bobine d'appel.

La figure 7 représente un mode de réalisation particulier d'un sous-programme correspondant à une phase de maintien dans un dispositif selon l'invention.

La figure 8 représente une variante du sous-programme de la figure 7.

[0014] Le dispositif selon la figure 1, qui est du type décrit dans le document FR-A-2.568.715 comporte une bobine 1 connectée en série avec un transistor T1 et une résistance de mesure R1 aux bornes d'une tension d'alimentation Va. Classiquement, une diode de roue libre D1 est connectée en parallèle sur la bobine 1. Une sortie S1 d'un circuit 2 de commande et de régulation est connectée à une électrode de commande du transistor T1 à laquelle elle fournit des signaux de commande B. Une entrée E1 du circuit 2 reçoit des signaux A de commande de l'électro-aimant. Le circuit 2 est également connecté aux bornes de la résistance R1 de manière à recevoir, sur une entrée E2, des signaux Ib, représentatifs du courant Ib circulant dans la bobine 1 lorsque le transistor T1 est conducteur. Le circuit 2 permet ainsi à la fois de commander le dispositif et d'asservir le courant dans la bobine à des valeurs prédéterminées, indépendantes de la tension d'alimentation Va. Un circuit 3 d'alimentation, connecté aux bornes de la tension Va fournit au circuit 2 une tension d'alimentation auxiliaire stabilisée.

[0015] L'électro-aimant, de type connu, représenté à la figure 2, comporte une armature 4 à l'intérieur de laquelle est disposée la bobine 1. La bobine 1 entoure un noyau fixe 5, solidaire de l'armature, et un noyau mobile 6. Un ressort 7 est disposé entre les noyaux fixe et mobile de manière à écarter le noyau mobile 6 du noyau fixe. Dans la position de repos de l'électro-aimant, représentée à la figure 2, un plongeur 8 solidaire du noyau mobile fait saillie à l'extérieur de l'armature 4.

[0016] Lorsqu'un ordre de commande A est appliqué à l'entrée E1 du circuit 2, celui-ci passe d'abord par une phase d'appel. Pendant la phase d'appel, les signaux B commandent la conduction du transistor T1, c'est à dire la fermeture de l'interrupteur électronique constitué par le transistor, de manière à ce qu'un courant Ib relativement élevé, ou courant d'appel, circule dans la bobine 1. Le passage du courant d'appel dans la bobine 1 provoque le déplacement du noyau mobile 6 en direction du noyau fixe 5, à l'encontre de l'action du ressort 7. Lorsque les noyaux sont collés, le plongeur 8 ne fait plus saillie hors de l'armature 4. Classiquement, la position du plongeur 8 permet de contrôler l'ouverture ou la fermeture d'un dispositif, par exemple d'un contacteur ou d'un disjoncteur.

[0017] La phase d'appel dure suffisamment longtemps pour permettre un déplacement complet du noyau mobile 6 et son collage contre le noyau fixe 5. Par la suite, le passage d'un courant d'appel élevé n'est plus nécessaire pour assurer le maintien du noyau mobile en position d'actionnement de l'électro-aimant et, classiquement, le circuit 2 de commande et de régulation passe à une phase de maintien. Pendant la phase de maintien, les signaux B commandent la conduction du transistor T1 de manière à ce qu'un courant Ib, de maintien, plus faible, circule dans la bobine 1.

[0018] Dans un mode de réalisation préférentiel, le courant Ib de maintien est régulé par le circuit 2 de manière à être voisin d'une valeur de consigne Icm du courant de maintien. De manière connue, le circuit 2 peut être constitué par un circuit analogique ou par un circuit numérique, par exemple, à microprocesseur. Dans l'art antérieur la régulation est effectuée par modulation de largeur d'impulsion (PWM) d'un signal B de commande de fréquence fixe élevée.

[0019] Les figures 3a et 3b illustrent les signaux B et le courant Ib pendant une phase de maintien et les conséquences d'un choc dans un dispositif selon la figure 1 dans lequel la régulation est effectuée à partir d'échantillons Ib_i du courant prélevés à une fréquence d'échantillonnage prédéterminée fixe.

[0020] A un instant t1, le courant Ib étant inférieur à la valeur de consigne Icm, le signal B est à une valeur logique 1, et le transistor T1 conduit. Sur la figure 3b, le courant Ib est échantillonné avec une période d'échantillonnage Te par le circuit 2. Tant que le courant de maintien Ib est inférieur à la valeur de consigne Icm, le signal B reste à 1 et le courant dans la bobine augmente. Lorsque, à un instant t2, un échantillon Ib_i du courant Ib atteint ou dépasse la valeur de consigne Icm, le signal B passe à 0, commandant ainsi le passage à une phase d'ouverture de l'interrupteur électronique constitué par le transistor T1. Celui-ci étant bloqué, le courant dans la bobine commence alors à décroître. Pendant la phase d'ouverture, le circuit 2 envoie périodiquement des impulsions Bi d'échantillonnage sur la base du transistor T1, de manière à rendre celui-ci conducteur et à permettre une mesure aux bornes de la résistance R1 d'un échantillon Ib_i du courant Ib circulant dans la bobine. Ces impulsions périodiques Bi, de période Te, ont une durée très courte, de manière à ne pas influencer la valeur du courant Ib dans la bobine. Ces impulsions sont représentées aux figures 3a, 4a et 5a.. Dans toute la suite de la description le transistor T1 est considéré comme étant dans une phase d'ouverture de la phase de maintien tant que le signal B reste à 0 en dehors des instants d'échantillonnage. En fonctionnement normal, le courant Ib redevient inférieur à la valeur de consigne Icm au bout d'une ou deux périodes d'échantillonnage, par exemple à l'instant t3 sur la figure 3b. Ceci est alors détecté par le circuit 2 qui termine la phase d'ouverture en remettant à la valeur logique 1 le signal B, commandant à nouveau la conduction du transistor T1 et la croissance du courant Ib pendant au moins une période d'échantillonnage.

[0021] Un choc mécanique exercé sur l'électro-aimant ou sur le dispositif qu'il contrôle peut provoquer un déplacement du noyau mobile 6 à l'écart du noyau fixe 5 lorsque le courant de maintien est trop faible.

[0022] Les conséquences d'un choc de ce type sont représentées aux figures 3a et 3b à un instant t4. Le choc provoque un début de déplacement du noyau mobile. Ce déplacement provoque dans la bobine la production d'une force électromotrice qui se traduit par la génération d'un courant supplémentaire qui s'ajoute au courant de maintien régulé. Il y a, en conséquence, après l'instant t4, augmentation du courant Ib malgré la régulation, c'est-à-dire dans le mode de réalisation particulier représenté, bien que le transistor T1 soit dans une phase d'ouverture (B=0 en dehors des impulsions d'échantillonnage). Si aucune mesure particulière n'est prise, le courant Ib peut prendre la forme représentée à la figure 3b, entre les instants t4 et t5 : croissance, puis passage par un maximum et décroissance jusqu'à ce qu'il passe au-dessous de la valeur de consigne Icm.

[0023] A l'instant t5, le microprocesseur recommence à contrôler la régulation du courant de maintien dans la bobine. Cependant, ce courant de maintien est insuffisant pour recoller le noyau mobile 6 contre le noyau fixe 5. Le choc conduit ainsi à une désexcitation intempestive de l'électro-aimant. A titre d'exemple dans le cas où l'électro-aimant fait partie d'un déclencheur à minimum de tension (MN) d'un disjoncteur, l'électro-aimant peut être du type représenté à la figure 2. En position excitée de l'électro-aimant, noyaux 5 et 6 collés, le plongeur 8 est en position de retrait. Lorsque la tension appliquée à son dispositif de commande descend au-dessous d'une valeur prédéterminée, le passage du courant est interrompu dans la bobine et le noyau mobile 6 s'écarte du noyau fixe 5 sous l'action du ressort 7. Le plongeur 8 fait alors saillie vers l'extérieur, provoquant l'ouverture immédiate du disjoncteur. Une fermeture ultérieure du disjoncteur n'est possible que lorsque le déclencheur à minimum de tension étant alimenté, le noyau mobile 6 est recollé contre le noyau fixe 5. Un choc intempestif tel que décrit ci-dessus, peut donc conduire à l'ouverture du disjoncteur. Le courant de maintien fourni à l'électro-aimant après l'instant t5 étant insuffisant pour recoller les noyaux, il est alors impossible de refermer le disjoncteur avant de couper l'alimentation du déclencheur puis de le réalimenter, ce qui provoque une phase d'appel et le recollage des noyaux.

[0024] Selon l'invention, on détecte rapidement un déplacement intempestif du noyau mobile de l'électro-aimant au cours d'une phase de maintien et l'on commande le passage à une phase d'appel dès qu'un tel déplacement est détecté. Grâce au passage rapide en phase d'appel, les effets du choc intempestif sont soit complètement supprimés soit réduits. A titre d'exemple, dans le cas d'un déclencheur à minimum de tension (MN), si le choc intempestif est détecté assez tôt lors du déplacement du noyau mobile (6) et que la phase d'appel intervient avant que le plongeur 8 n'ait pu provoquer l'ouverture du disjoncteur, le choc n'a aucune conséquence. Si le choc est détecté plus tard, le disjoncteur peut s'ouvrir sous l'action du plongeur 8. Cependant, le passage automatique en phase d'appel lors de la détection du choc conduit automatiquement au recollage du noyau et permet une refermeture du disjoncteur. Dans ce cas, les inconvénients liés au choc intempestif, s'ils ne sont pas totalement supprimés, sont toutefois réduits.

[0025] Les figures 4a et 4b illustrent les signaux B et Ib dans un dispositif selon l'invention. Jusqu'à l'instant t4, le dispositif assure comme précédemment la régulation du courant de maintien autour de la valeur de consigne Icm. A l'instant t4, où se produit un choc intempestif, le courant Ib augmente. Dans une première variante, si, pendant une phase d'ouverture de la phase de maintien, le dispositif de commande détecte quatre échantillons Ib_i successifs supérieurs à la valeur de consigne Icm, il considère que cela est dû à un choc et il provoque le passage en phase d'appel. Cette variante est illustrée sur les figures 4a et 4b. A l'instant t6, quatre échantillons successifs supérieurs à Icm ont été détectés depuis l'instant t4. Le circuit de commande et de régulation 2 provoque alors la conduction du transistor T1 (B=1) jusqu'à ce que le courant Ib dans la bobine 1 atteigne une valeur Ica de consigne d'appel. Il régule ensuite le courant dans la bobine pour qu'il soit égal à la valeur Ica pendant la phase d'appel. La valeur Ica est très supérieure à la valeur Icm (10 à 20 fois) et provoque le recollement des noyaux mobile et fixe. Classiquement, après un temps prédéterminé (80ms par exemple), le circuit de commande passe de nouveau en phase de maintien.

[0026] Dans certains cas, ce critère de détection d'un choc s'avère cependant insuffisant. Un tel cas est illustré sur les figures 5a et 5b. Sur ces figures, l'électro-aimant est en phase de maintien, avec une régulation du courant Ib dans la bobine à la valeur de consigne Icm. Il peut arriver, comme représenté entre des instants t7 et t8, que lors de la fermeture du transistor T1 (B=1), le courant Ib dans la bobine augmente rapidement. Ceci peut notamment être le cas si la tension d'alimentation Va, qui est généralement une tension alternative redressée double alternance, a ponctuellement une tension crête trop élevée. Après avoir détecté, à l'instant t8, un premier échantillon supérieur à la valeur de consigne Icm, le circuit de commande provoque, normalement, le blocage du transistor T1 (B=0) et le passage en phase d'ouverture. Le courant Ib redescend alors jusqu'à la valeur de consigne Icm. Cependant, la valeur maximum atteinte par le courant Ib à l'instant t8 étant relativement élevée, il lui faut une période supérieure à deux périodes d'échantillonnage Te pour redevenir inférieure à Icm. Sur la figure 5b, le courant Icm redevient inférieur à la valeur de consigne Icm à un instant t9 seulement, après que cinq échantillons successifs du courant Ib ait été supérieurs à la valeur de consigne. Dans la variante décrite ci-dessus, en référence aux figures 4a et 4b, ceci est interprété par le circuit de commande 2 comme étant dû à un choc ayant provoqué un déplacement intempestif du noyau mobile. Or, il n'en est rien et il s'agit en réalité d'une mauvaise régulation. Dans la première variante, le circuit de commande passerait alors en phase d'appel, alors que ceci est inutile. Or l'utilisation trop fréquente de la phase d'appel conduirait à une dissipation d'énergie importante dans la bobine, ce qui pourrait engendrer la destruction du dispositif.

[0027] Selon un développement de l'invention, on cherche à éliminer de tels passages intempestifs en phase d'appel. Pour cela, il est possible d'augmenter la durée de la fenêtre d'observation minimum pendant laquelle le courant Ib doit être supérieur à la valeur de consigne pour conclure à l'existence d'un déplacement intempestif du noyau mobile. A fréquence d échantillonnage fixe, ceci revient à augmenter le nombre d'échantillons successifs supérieurs à Icm nécessaires pour conclure à l'existence d'un choc. Mais ceci conduit à diminuer la vitesse de réaction du dispositif et à permettre un déplacement plus important du noyau mobile avant de réagir.

[0028] La comparaison des figures 4b et 5b permet de voir que, si dans les deux cas, pendant les périodes t4-t6 et, respectivement t8-t9, le courant Ib reste supérieur au seuil Icm, par contre, les variations de Ib sont totalement différentes. Dans le cas d'un choc (fig. 3b et 4b, à partir de t4), le déplacement du noyau mobile provoque l'apparition d'une force électromotrice dans la bobine et, en conséquence, une augmentation du courant malgré le blocage du transistor T1 en dehors des instants d'échantillonnage. Par contre, dans le cas d'une mauvaise régulation (fig. 5b, à partir de t8), le courant Ib diminue dès que le transistor T1 est dans une phase d'ouverture.

[0029] Dans un mode de réalisation préférentiel, un choc est détecté lorsque, le transistor T1 étant dans une phase d'ouverture, le courant Ib est supérieur à la valeur de consigne Icm et, simultanément, le courant Ib dans la bobine est croissant. Pour détecter une telle croissance, le circuit de commande 2 peut déterminer une grandeur représentative de la dérivée du courant de maintien par rapport au temps, dIb/dt. Lorsque cette grandeur est positive, cela signifie que le courant Ib croît et cette croissance, lorsque B=0 en dehors des instants d'échantillonnage et Ib > Icm, est interprétée comme correspondant à un déplacement intempestif du noyau qui doit conduire au passage en phase d'appel.

[0030] Sur les figures 1 et 2, le dispositif de commande comporte une seule bobine et sur les figures 4a et 4b, le circuit de commande 2 régule le courant dans la bobine soit à la valeur Icm pendant une phase de maintien, soit à la valeur Ica pendant une phase d'appel.

[0031] L'invention s'applique de la même manière si le courant n'est pas régulé pendant la phase d'appel. Alors, le transistor T1 reste conducteur (B=1) pendant toute la phase d'appel. Elle s'applique également si le dispositif comporte un double bobinage, la bobine 1 constituant alors la bobine de maintien et une autre bobine constituant la bobine d'appel qui n'est parcourue par un courant, régulé ou non, que pendant la phase d'appel.

[0032] La figure 6 illustre les éléments complémentaires d'un mode de réalisation à double bobinage. Une bobine d'appel 9 est connectée en série avec un transistor T2 et une résistance de mesure R2 aux bornes de la tension d'alimentation Va. Une diode de roue libre D2 est connectée en parallèle sur la bobine d'appel 9. L'électrode de commande du transistor T2 est connectée à une sortie S2 du circuit 2 de commande et de régulation. Si le courant dans la bobine d'appel 9 doit être régulé pendant la phase d'appel, le point commun à R2 et T2 est connecté à une entrée E3 du circuit 2.

[0033] Le circuit 2 de commande et de régulation peut être réalisé par tout moyen approprié, analogique ou numérique. Dans un mode de réalisation préférentiel, il comporte un microprocesseur qui réalise, avec une période d'échantillonnage Te, l'échantillonnage des signaux appliqués sur ses entrées E2 et E3, leur conversion analogique/numérique, leur comparaison aux valeurs de consigne Icm et Ica, respectivement pendant les phases de maintien et d'appel, et la commande des transistors T1 et T2.

[0034] La figure 7 illustre un sous-programme particulier correspondant à une phase de maintien et mettant en oeuvre la variante de l'invention décrite en référence aux figures 4a et 4b, c'est à dire détectant un choc lorsque Ib est supérieur à Icm pendant au moins 4 échantillons successifs d'une phase d'ouverture du transistor T1 (B=0 en dehors des instants d'échantillonnage).

[0035] Pendant une première étape F1 d'initialisation de la phase de maintien, le signal B est mis à 1 (mise en conduction de T1) et un indicateur i est mis à zéro. Puis le microprocesseur du circuit 2 passe à une étape F2 de mesure d'un échantillon Ib_i du courant circulant dans la bobine 1. Si B est nul, une impulsion d'échantillonnage Bi est appliquée transitoirement sur la base du transistor T1, la valeur de B ne changeant pas dans le programme. Dans une étape F3, le microprocesseur compare l'échantillon Ib_i à la valeur de consigne Icm. Si Ib_i n'est pas supérieur à la valeur de consigne (sortie NON de F3), le microprocesseur se reboucle sur l'entrée de l'étape F1. Le transistor T1 reste donc conducteur et le courant Ib continue à monter. Ceci se passe, par exemple, entre les instants t1 et t2 de la figure 3b. Par contre, si, en F3, Ib_i est supérieur à Icm (sortie OUI de F3), alors le microprocesseur vérifie, dans une étape F4, si B=1. Si B=1 (instants t2 ou t3 de la figure 3b), alors le microprocesseur passe à une étape F5 où B est mis à zéro, commandant le passage à une phase d'ouverture du transistor T1, avant de revenir à l'entrée de l'étape F2. Le sous-programme décrit jusqu'ici correspond à une régulation du courant Ib à la valeur Icm pendant la phase de maintien. Si, en F4, B=0 (sortie NON de F4), alors l'indicateur i est incrémenté (i=i+1), dans une étape F6. Puis dans une étape F7, le microprocesseur vérifie si i=4. Si ce n'est pas le cas (sortie NON de F7), il repasse à l'entrée de l'étape F2. Par contre, si i=4, cela signifie que quatre échantillons Ib, successifs ont été supérieurs à Icm pendant la phase d'ouverture du transistor T1. Ceci est considéré comme représentatif d'un choc intempestif ayant conduit à un début de déplacement intempestif du noyau mobile 6 de l'électro-aimant. Le microprocesseur passe alors (sortie OUI de F7) à une étape F8 correspondant à une phase d'appel.

[0036] Le nombre d'échantillons retenu dans l'étape F7 peut être modifié en fonction notamment de la fréquence d'échantillonnage et de la vitesse de réaction désirée. Le nombre d'échantillons supérieurs à Icm alors que B=0 doit au minimum être supérieur ou égal à 2. Ceci correspond à plus de deux échantillons successifs supérieurs à Icm pendant la phase de maintien, le premier échantillon conduisant au blocage de T1. La valeur 4 est une valeur préférentielle qui donne des résultats satisfaisants lorsque la tension d'alimentation Va est une tension redressée double alternance à partir d'un réseau électrique à 50 ou 60Hz et pour une période d'échantillonnage de l'ordre de quelques centaines de microsecondes.

[0037] La figure 8 représente une variante du sous-programme de la figure 7, dans le cas où le critère de décision retenu n'est plus le nombre d'échantillons successifs supérieurs à Icm, mais le sens de variation du courant de maintien lorsque Ib > Icm pendant une phase d'ouverture du transistor T1.

[0038] Le sous-programme correspondant à la phase de maintien reste identique jusqu'à l'étape F6. Dans la variante de la figure 8, à la sortie de l'étape F6, le microprocesseur, dans une étape F9, vérifie si l'indicateur i est égal ou supérieur à 2. Si ce n'est pas le cas, (sortie NON de F9), soit si i= 1, c'est à dire si un seul échantillon Ib_i supérieur à Icm a été mesuré pendant une phase d'ouverture du transistor T1, cet échantillon est mis en mémoire, dans une étape F10 dans un emplacement Ib_i-1 (Ib_i-1=Ib_i). Puis, le microprocesseur repasse à l'entrée de l'étape F2 pour la mesure de l'échantillon Ib_i suivant. Par contre, si, en F9, i est supérieur ou égal à 2, alors (sortie OUI de F2), le microprocesseur passe à une étape F11 de détermination d'une grandeur ΔIb=Ib_i-Ib_i-1. La grandeur ΔIb est représentative du sens de variation du courant Ib après le blocage du transistor T1 au début de la phase d'ouverture, et, plus particulièrement, représentative de la dérivée du courant de maintien par rapport au temps entre deux échantillons successifs pendant cette phase. Puis, dans une étape F12, le microprocesseur vérifie le signe de ΔIb. Si la grandeur ΔIb est négative ou nulle (sortie NON du F12), il passe à l'étape F10, mettant en mémoire le dernier échantillon avant de mesurer le suivant. Par contre, si en F12, la grandeur ΔIb est positive (sortie OUI de F12), alors, le courant étant croissant, le microprocesseur considère qu'il y a eu un choc intempestif entraînant le déplacement du noyau mobile et passe à la phase d'appel (F8).

[0039] Dans la description ci-dessus la régulation est réalisée à partir d'un échantillonnage périodique du courant Ib dans la bobine.

[0040] L'invention est également applicable lorsque la régulation est réalisée par modulation de largeur d'impulsion (PWM) comme dans l'art antérieur précité. Dans ce cas le transistor T1 fonctionne en hacheur avec une fréquence de hachage fixe et un rapport cyclique. variable. Pendant une période Th correspondant à la fréquence de hachage, le transistor T1 est rendu conducteur (B=1) pendant une période Th1 (Th1 < Th) variable. La durée de la période Th1 est fonction de la différence entre le courant Ib mesuré et la valeur de consigne (Icm pendant la phase de maintien). Lorsque le courant est égal à la valeur de consigne, la période de conduction Th1 prend une valeur prédéterminée Th1c correspondant à un rapport cyclique de consigne Nc = Th1c/Th, qui est par exemple égal à 0,5. Lorsque le courant Ib dans la bobine est inférieur à la valeur de consigne Icm, la période de conduction Th1 augmente et, en conséquence, le rapport cyclique N = Th1/Th est supérieur à Nc.

[0041] Lorsque le courant Ib dans la bobine est supérieur à la valeur de consigne, la période de conduction Th1 est inférieure à Th1c, et, en conséquence, le rapport cylique N est inférieur à Nc.

[0042] Pour détecter un déplacement intempestif du noyau mobile, il est possible, de manière analogue au mode de réalisation décrit à la figure 7, de déterminer si le courant Ib reste supérieur à la valeur de consigne Icm pendant une période prédéterminée. Pour cela le circuit 2 compare, pendant chaque cycle ou période de hachage Th, la valeur du rapport cyclique N au rapport cyclique de consigne Nc. Si N reste supérieur à Nc pendant un nombre pédéterminé de cycles successifs (au moins 2, de préférence 4), alors le circuit 2 considère qu'il y a déplacement intempestif du noyau mobile et commande le passage en phase d'appel.

[0043] Dans un mode de réalisation préférentiel, le circuit 2, de manière analogue au mode de réalisation décrit à la figure 8, tient compte du sens de variation du courant de maintien lorsque Ib > Icm. Pour cela il compare les rapports cycliques successifs lorsque N est inférieur à Nc (Ib > Icm) et considère qu'il y a déplacement intempestif du noyau mobile lorsque le rapport cyclique N étant inférieur à Nc pendant au moins deux cycles successifs, ce rapport cyclique est décroissant. Ceci signifie en effet que le courant est à la fois croissant et supérieur à la valeur de consigne Icm pendant plus d'une période de hachage. Comme précédemment, il commande alors le passage en phase d'appel.

[0044] Dans tous les cas, la détection d'un déplacement intempestif du noyau mobile pendant une phase de maintien est liée à la surveillance du courant dans la bobine pendant une phase de maintien et la détection d'un tel déplacement provoque le passage en phase d'appel.

Revendications

1. Dispositif de commande et électro-aimant, l'ensemble comportant un noyau mobile (6), avec au moins une phase d'appel, pendant laquelle l'électro-aimant reçoit un courant d'appel, et une phase de maintien, pendant laquelle il reçoit un courant de maintien plus faible que le courant d'appel, et comportant au moins une bobine (1) connectée en série avec un interrupteur électronique (T1) aux bornes d'une tension d'alimentation (Va), des moyens de mesure du courant (Ib) circulant dans la bobine et des moyens (2) de commande de l'électro-aimant, connectés aux moyens de mesure du courant (Ib) et à une électrode de commande de l'interrupteur électronique (T1) et comportant des moyens de régulation du courant dans la bobine (1) à une valeur de consigne prédéterminée (Icm) pendant la phase de maintien, caractérisé en ce que les moyens de commande comportent des moyens de détection, pour détecter un déplacement intempestif du noyau mobile (6) de l'électro-aimant pendant une phase de maintien en fonction de la valeur du courant (Ib) circulant dans la bobine (1) lorsque ledit courant est supérieur à la valeur de consigne (Icm) pendant la phase de maintien, et des moyens de commande de passage en phase d'appel lorsqu'un déplacement intempestif est détecté.

2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection comportent des moyens de détection du sens de variation du courant (Ib) circulant dans la bobine, un déplacement intempestif étant considéré comme détecté lorsque, pendant la phase de maintien, le courant (Ib) est simultanément supérieur à la valeur de consigne (Icm) et croissant.

3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de détection du sens de variation du courant (Ib) comportent des moyens de détermination d'une grandeur (ΔIb) représentative de la dérivée du courant par rapport au temps, un déplacement intempestif étant considéré comme détecté lorsque pendant la phase de maintien, le courant (Ib) est supérieur à la valeur de consigne (Icm) et ladite grandeur est positive.

4. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un déplacement intempestif est détecté par les moyens de détection lorsque, pendant la phase de maintien, le courant (Ib) est supérieur à la valeur de consigne (Icm) pendant une durée prédéterminée.

5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de mesure du courant comportent des moyens d'échantillonnage du courant, avec une période d'échantillonnage (Te) prédéterminée, et en ce qu'un déplacement intempestif est détecté si plus de deux échantillons successifs (Ib_i) du courant sont supérieurs à la valeur de consigne (Icm) pendant la phase de maintien.

6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un déplacement intempestif est détecté lorsque plus de quatre échantillons successifs du courant sont supérieurs à la valeur de consigne (Icm) pendant la phase de maintien.

7. Ensemble selon l'une des revendications 5 à 6, caractérisé en ce que la période d'échantillonnage (Te) est de l'ordre de quelques centaines de microsecondes.

8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que, les moyens de régulation commandant la conduction de l'interrupteur électronique (T1) avec une période de hachage fixe et un rapport cyclique variable (N) fonction de la différence entre la valeur du courant (Ib) circulant dans la bobine et la valeur de consigne (Icm), les moyens de détection comparent à chaque période de hachage le rapport cyclique (N) à un rapport cyclique de consigne (Nc).

9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un déplacement intempestif est considéré comme détecté lorsque, pendant une phase de maintien, le rapport cyclique (N) est inférieur au rapport cyclique de consigne (Nc) pendant au moins deux périodes de hachage successives.

10. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un déplacement intempestif est considéré comme détecté lorsque, pendant la phase de maintien, le rapport cyclique (N) est simultanément décroissant et inférieur au rapport cyclique de consigne Nc pendant au moins deux périodes de hachage successives.

Ansprüche

1. Anordnung mit einer Betätigungseinrichtung und einem Elektromagneten, welche Anordnung einen beweglichen Kern (6) umfaßt mit mindestens einer Schaltphase, in der der Elektromagnet mit einem Schaltbefehl beaufschlagt wird, und einer Haltephase, in der er mit einem, im Vergleich zum Schaltstrom niedrigeren Haltestrom beaufschlagt wird, und mindestens eine Spule (1) umfaßt, die in Reihe mit einem elektronischen Schalter (T1) an die Klemmen einer Versorgungsspannung (Va) angeschlossen ist, sowie Meßmittel zur Messung des in der Spule fließenden Stroms (Ib) und Steuermittel (2) zur Betätigung des Elektromagneten umfaßt, die mit den Strommeßmitteln (Ib) sowie einer Steuerelektrode des elektronischen Schalters (T1) verbunden sind und Regelmittel zur Regelung des in der Spule fließenden Stroms auf einen festgelegten Sollwert (Icm) in der Haltephase umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel Detektionsmittel umfassen, um während einer Haltephase eine unbeabsichtigte Verschiebung des beweglichen Kerns (6) des Elektromagneten in Abhängigkeit von dem in der Spule (1) fließenden Strom (Ib) zu detektieren, wenn der genannte Strom während der Haltephase über dem Sollwert (Icm) liegt, sowie Steuermittel umfassen, die bei Detektion einer unbeabsichtigten Verschiebung eine Umschaltung in die Schaltphase veranlassen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsmittel Mittel zur Detektion der Änderungsrichtung des in der Spule fließenden Stroms (Ib) umfassen, wobei eine unbeabsichtigte Verschiebung als detektiert gilt, wenn in der Haltephase der Strom (Ib) über dem Sollwert (Icm) liegt und gleichzeitig ansteigt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Detektion der Änderungsrichtung des Stroms (Ib) Mittel zur Bestimmung einer Größe (ΔIb) umfassen, welche die Stromänderung in Abhängigkeit von der Zeit abbildet, wobei eine unbeabsichtigte Verschiebung als detektiert gilt, wenn in der Haltephase der Strom (Ib) über dem Sollwert (Icm) liegt und die genannte Größe positiv ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine unbeabsichtigte Verschiebung durch die Detektionsmittel detektiert wird, wenn der Strom (Ib) in der Haltephase während einer festgelegten Zeitdauer über dem Sollwert (Icm) liegt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strommeßmittel Mittel zur Abtastung des Stroms mit einer bestimmten Abtastperiodendauer (Te) umfassen, und daß eine unbeabsichtigte Verschiebung detektiert wird, wenn während der Haltephase zwei aufeinanderfolgende Abtastwerte (Ib_i) des Stroms über dem Sollwert (Icm) liegen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine unbeabsichtigte Verschiebung detektiert wird, wenn während der Haltephase mehr als vier aufeinanderfolgende Abtastwerte des Stroms über dem Sollwert (Icm) liegen.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastperiodendauer (Te) im Bereich von einigen hundertstel Mikrosekunden liegt.

8. Anordnung nach irgendeinem der Ansprüche 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelmittel die Durchschaltung des elektronischen Schalters (T1) mit einer festen Zerhackungs-Periodendauer und einem, von der Differenz zwischen dem Wert des in der Spule fließenden Stroms (Ib) und dem Sollwert (Icm) abhängigen, variablen Tastverhältnis (N) steuern und die Detektionsmittel in jeder Zerhackungsperiode das Tastverhältnis (N) mit einem Solltastverhältnis (Nc) vergleichen.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine unbeabsichtigte Verschiebung als detektiert gilt, wenn während einer Haltephase das Tastverhältnis (N) über mindestens zwei aufeinanderfolgende Zerhackungsperioden kleiner ist als das Solltastverhältnis (Nc).

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine unbeabsichtigte Verschiebung als detektiert gilt, wenn während einer Haltephase das Tastverhältnis (N) abnimmt und gleichzeitig über mindestens zwei aufeinanderfolgende Zerhackungsperioden kleiner ist als das Solltastverhältnis (Nc).

Claims

1. A control device and electromagnet , the assembly comprising a movable core (6), with at least one inrush phase during which the electromagnet receives an inrush current, and a holding phase during which it receives a holding current weaker than the inrush current, and comprising at least one coil (1) connected in series with an electronic switch (T1) to the terminals of a supply voltage (Va), means for measuring the current (Ib) flowing in the coil and means (2) for control of the electromagnet, connected to the means for measuring the current (Ib) and to a control electrode of the electronic switch (T1) and comprising means for regulating the current in the coil (1) to a preset value (Icm) during the holding phase, characterized in that the control means comprise detection means for detecting an unscheduled movement of the movable core (6) of the electromagnet during a holding phase according to the value of the current (Ib) flowing in the coil (1) when said current is greater than the setpoint value (Icm) during the holding phase, and means for commanding switching to inrush phase when an unscheduled movement is detected.

2. Assembly according to claim 1, characterized in that the detection means comprise means for detecting the direction of variation of the current (Ib) flowing in the coil, an unscheduled movement being considered as being detected when, during the holding phase, the current (Ib) is both greater than the setpoint value (Icm) and increasing.

3. Assembly according to claim 2, characterized in that the means for detecting the direction of variation of the current (Ib) comprise means for determining a quantity (ΔIb) representative of the differential of the current with respect to time, an unscheduled movement being considered as being detected when, during the holding phase, the current (Ib) is greater than the setpoint value (Icm) and said quantity is positive.

4. Assembly according to claim 1, characterized in that an unscheduled movement is detected by the detection means when, during the holding phase, the current (Ib) is greater than the setpoint value (Icm) during a preset time.

5. Assembly according to claim 4, characterized in that the means for measuring the current comprise means for sampling the current, with a preset sampling period (Te), and that an unscheduled movement is detected if more than two successive samples (Ib_i) of the current are greater than the setpoint value (Icm) during the holding phase.

6. Assembly according to claim 5, characterized in that an unscheduled movement is detected when more than four successive samples of the current are greater than the setpoint value (Icm) during the holding phase.

7. Assembly according to one of the claims 5 to 6, characterized in that the sampling period (Te) is about a few hundred microseconds.

8. Assembly according to any one of the claims 1, 2 and 4, characterized in that, the regulating means controlling turn-on of the electronic switch (T1) with a fixed chopping period and a variable duty cycle factor (N) depending on the difference between the value of the current (Ib) flowing in the coil and the setpoint value (Icm), the detection means compare the duty cycle factor (N) with a setpoint duty cycle factor (Nc) at each chopping period.

9. Assembly according to claim 8, characterized in that an unscheduled movement is considered as being detected when, during a holding phase, the duty cycle factor (N) is lower than the setpoint duty cycle factor (Nc) during at least two successive chopping periods.

10. Assembly according to claim 8, characterized in that an unscheduled movement is considered as being detected when, during the holding phase, the duty cycle factor (N) is at the same time decreasing and lower than the setpoint duty cycle factor (Nc) during at least two successive chopping periods.

Dessins