(19)
(11) EP 2 466 607 B1

(12) FASCICULE DE BREVET EUROPEEN

(45) Mention de la délivrance du brevet:
17.04.2013  Bulletin  2013/16

(21) Numéro de dépôt: 11354053.8

(22) Date de dépôt:  13.10.2011
(51) Int. Cl.: 
H01H 47/22(2006.01)
H01F 7/18(2006.01)
H01F 7/16(2006.01)
H01H 47/32(2006.01)

(54)

Actionneur electromagnetique à au moins deux bobines

Elektromagnetisches Stellglied mit mindestens zwei Spulen

Electromagnetic actuator with at least two coils


(84) Etats contractants désignés:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30) Priorité: 17.12.2010 FR 1004930

(43) Date de publication de la demande:
20.06.2012  Bulletin  2012/25

(73) Titulaire: Schneider Electric Industries SAS
92500 Rueil-Malmaison (FR)

(72) Inventeurs:
  • Blondel, Charles
    38050 Grenoble Cedex 09 (FR)
  • Moussanet, Roland
    38050 Grenoble Cedex 09 (FR)

(74) Mandataire: Picard, Laurent et al
Schneider Electric Industries SAS World Trade Center 38EE1 / Service Propriété Industrielle 5 Place Robert Schuman
38050 Grenoble Cedex 09
38050 Grenoble Cedex 09 (FR)


(56) Documents cités: : 
EP-A2- 0 184 940
FR-A1- 2 923 936
DE-A1-102004 013 900
GB-A- 2 156 156
   
       
    Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen).


    Description

    DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION



    [0001] L'invention est relative à un actionneur électromagnétique comprenant un circuit magnétique formé d'une culasse ferromagnétique et d'un noyau ferromagnétique mobile et au moins deux bobines comportant respectivement un seuil d'efficacité en tension. Des moyens de commutation des bobines autorisent le fonctionnement soit avec une seule desdites bobines, ou soit avec au moins deux desdites bobines connectées en série ou une parallèle. Un bloc fonctionnel de mesure de la tension sinusoïdale de fonctionnement (entre une première et seconde borne d'alimentation en tension, la tension variant au cours d'une alternance redressée entre une tension minimale à une tension maximale.

    ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE



    [0002] L'optimisation du fonctionnement énergétique des actionneurs électromagnétiques est souvent prise en compte au moment de leur conception.

    [0003] Lorsqu'on veut optimiser le fonctionnement d'une bobine d'un actionneur, il est préférable d'alimenter ladite bobine avec une tension supérieure à un seuil d'efficacité de ladite bobine. Le seuil d'efficacité est directement proportionnel à la tension de fonctionnement de la bobine. Le seuil d'efficacité et la tension de fonctionnement sont des caractéristiques intrinsèques de la bobine et sont généralement connues. Par exemple, une bobine conçue pour fonctionner à 400V, ne sera par exemple plus efficace en dessous de 200 V. Comme représenté sur la figure 1, le -seuil d'efficacité de la bobine est alors égal à 200V. Le rapport entre le seuil d'efficacité et la tension de fonctionnement dépend notamment de l'utilisation qui est faite de l'actionneur.

    [0004] Compte tenu de ces caractéristiques intrinsèques, lorsque la bobine est alimentée par une tension alternative, l'efficacité de la bobine au cours d'une demi-alternance est réduite par rapport à la durée totale de la demi-alternance. En effet, comme représenté sur la figure 1, lorsqu'une bobine de 400 Volt est alimentée par une tension réseau de 400V, on observe alors deux périodes Zpe pendant lesquelles la tension réseau est inférieure au seuil d'efficacité de la bobine. La durée Ze pendant laquelle la bobine est pleinement efficace est ainsi réduite par rapport à la durée totale de la demi-alternance.

    [0005] Certaines solutions connues redressent la tension du réseau pour garantir une tension d'alimentation de la bobine supérieur au seuil d'efficacité de la bobine. L'utilisation indispensable de condensateur pour redresser la tension peut cependant présenter certains inconvénients. En outre, la fiabilité des condensateurs dans le temps peut être remise en cause. De plus, lorsque les actionneurs tels que décrits dans les documents FR2568715, EP1009003, EP1009004 modulent la tension d'alimentation selon une modulation d'impulsion en largeur de type PWM, alors les variations instantanées de tension dV/dt sont souvent très importantes et peuvent conduire à du rayonnement CEM nuisibles.

    [0006] En outre, le besoin d'utiliser les actionneurs électromagnétiques avec de larges plages de tension d'alimentation devient aussi une priorité. Les solutions des documents FR2568715, EP1009003, EP1009004 utilisant des moyens de régulation de type PWM sont alors systématiquement confrontées au problème ci-dessus.

    [0007] Le document FR 2 923 936 décrit un autre actionneur électromagnétique.

    [0008] Ainsi, la conception d'actionneur électromagnétique dont le fonctionnement est à la fois optimal en termes de consommation électrique et en termes de plage de tension d'utilisation reste très difficile. Les progrès réalisés dans un des deux axes de développement se font généralement au détriment de l'autre. Il y a aussi le volet « fiabilité »qui rentre en jeu.

    EXPOSE DE L'INVENTION



    [0009] L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un actionneur électromagnétique à haut rendement énergétique.

    [0010] Le bloc fonctionnel de mesure de l'actionneur électromagnétique selon l'invention comporte des moyens de comparaison de la tension fonctionnement à au moins un seuil de tension prédéfini. L'actionneur comporte des moyens de commande aptes à agir, au cours d'une même alternance, sur les moyens de commutation pour connecter au moins une première bobine lorsque la tension de fonctionnement est inférieure à un premier seuil ou pour connecter au moins une seconde bobine lorsque la tension de fonctionnement est supérieur à au premier seuil.

    [0011] Selon un second mode de fonctionnement de l'invention, l'actionneur électromagnétique comporte des moyens de commande aptes à agir, au cours d'une même alternance, sur les moyens de commutation pour
    • connecter au moins une première bobine lorsque la tension de fonctionnement est inférieur à un premier seuil ;
    • connecter au moins une seconde bobine lorsque la tension de fonctionnement est supérieur à un premier seuil et inférieur à un second seuil ;
    • connecter au moins deux bobines en série lorsque la tension de fonctionnement est supérieure au second seuil.


    [0012] Le bloc fonctionnel de mesure comporte des moyens de comparaison de la tension fonctionnement à au moins deux seuils de tension prédéfini.

    [0013] Selon un troisième mode de fonctionnement de l'invention, l'actionneur électromagnétique comporte des moyens de commande aptes à agir, au cours d'une même alternance, sur les moyens de commutation pour
    • connecter au moins deux bobines en parallèle lorsque la tension de fonctionnement est inférieure à un premier seuil de tension ;
    • connecter au moins une première bobine lorsque la tension de fonctionnement est supérieur à un premier seuil et inférieur à un second seuil ;
    • connecter au moins une seconde bobine lorsque la tension de fonctionnement est supérieur à un second seuil et inférieur à un troisième seuil ;
    • connecter au moins deux bobines en série lorsque la tension de fonctionnement est supérieure au troisième seuil ;
      le bloc fonctionnel de mesure comportant des moyens de comparaison de la tension fonctionnement à au moins trois seuils de tension prédéfini.


    [0014] Selon un mode de réalisation de l'invention, l'actionneur comporte au moins une première et une seconde bobine connectées entre elles en série entre une première et seconde borne d'alimentation. Les moyens de commutation comportent un premier moyen d'ouverture connecté entre une seconde borne la première bobine et la seconde borne d'alimentation en tension, une première borne de la première bobine étant connectée à la première borne d'alimentation en tension, Un second moyen d'ouverture est connecté entre la première borne d'alimentation en tension et la première borne de la seconde bobine, une seconde borne de la deuxième bobine étant connectée à la deuxième borne d'alimentation en tension. Au moins une diode de roue libre est connectée entre la second borne d'alimentation en tension et la première borne d'alimentation. Les deux moyens d'ouverture sont disposés pour recevoir des ordres d'une unité de contrôle de manière à se placer respectivement dans un état d'ouverture ou de fermeture ;
    • les bobines étant en mode série lorsque les premier et second moyens d'ouverture sont ouverts,
    • les bobines étant en mode parallèle lorsque les premier et second moyens d'ouverture sont fermés ;
    • le bobine étant déconnecté lorsque le second moyen d'ouverture est fermé et le premier moyen d'ouverture étant ouvert,
    • le bobine étant déconnecté lorsque le premier moyen d'ouverture est fermé et le second moyen d'ouverture étant ouvert.


    [0015] Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, une troisième bobine est connectée en série avec les première et seconde bobines entre la première et seconde borne d'alimentation. Un troisième moyen d'ouverture est connecté entre la première borne d'alimentation en tension et la première borne de la troisième bobine. Ladite troisième bobine a une seconde borne reliée à la seconde borne d'alimentation en tension. Un quatrième moyen d'ouverture est connecté entre la seconde borne de la seconde bobine et la seconde borne d'alimentation en tension.

    [0016] Selon une variante de réalisation, l'actionneur comporte une première et une seconde bobine connectées entre elles en parallèle entre une première et seconde borne d'alimentation. Un premier moyen d'ouverture est connecté entre une première borne de la première bobine et la première borne d'alimentation en tension A, la seconde borne de la première bobine est connectée à la seconde borne d'alimentation en tension. Un second moyen d'ouverture étant connecté entre la première borne d'alimentation en tension et la première borne de la seconde bobine, la seconde borne de la deuxième bobine étant connectée à la deuxième borne d'alimentation en tension. La première bobine étant connectée lorsque le premier moyen d'ouverture est fermé et la seconde bobine étant connectée lorsque le deuxième moyen d'ouverture est fermé.

    [0017] Avantageusement, les bobines comportent des seuils d'efficacité en tension identiques ou distincts.

    [0018] Avantageusement, l'actionneur électromagnétique comporte des moyens de régulation aptes à moduler la tension fournie aux dits bobines selon une modulation d'impulsion en largeur de type PWM.

    BREVE DESCRIPTION DES FIGURES



    [0019] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels :

    les figures 1 à 3 représentent des courbes traçant l'évolution de la tension d'alimentation de différentes bobines selon des modes de réalisation connus ;

    la figure 4 représente un schéma électrique d'un actionneur électromagnétique à au moins deux bobines selon un premier mode préférentiel de réalisation de l'invention ;

    la figure 5 représente un courbe traçant l'évolution de la tension d'alimentation de l'actionneur électromagnétique selon la figure 4 ;

    la figure 6 représente un schéma électrique d'un variante du premier mode de réalisation de l'actionneur électromagnétique selon la figure 4 ;

    la figure 7 représente une vue en perspective d'un mode particulier de réalisation d'un actionneur selon un mode de réalisation de l'invention ;

    la figure 8 représente un schéma électrique d'un actionneur électromagnétique à au moins deux bobines selon un second mode préférentiel de réalisation de l'invention ;

    la figure 9 représente un courbe traçant l'évolution de la tension d'alimentation de l'actionneur électromagnétique selon la figure 8 ;

    la figure 10 représente un schéma électrique d'un actionneur électromagnétique à au moins deux bobines selon un troisième mode préférentiel de réalisation de l'invention ;

    la figure 11 représente un courbe traçant l'évolution de la tension d'alimentation de l'actionneur électromagnétique selon la figure 10 ;

    la figure 12 représente une mesure comparative de l'efficacité d'un actionneur à deux bobines selon l'invention et d'un actionneur connu à une bobine ;

    la figure 13 représente une mesure comparative de l'efficacité d'un actionneur à trois bobines selon l'invention et d'un actionneur connu à une bobine ;

    la figure 14 représente un schéma électrique d'un actionneur électromagnétique à au moins trois bobines selon un autre mode de réalisation de l'invention.


    DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION



    [0020] Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 4, l'actionneur électromagnétique comprend un circuit magnétique formé d'une culasse ferromagnétique 2 et d'un noyau ferromagnétique mobile 3. L'actionneur comporte au moins deux bobines L1, L2 comportant respectivement leur propre seuil d'efficacité en tension U1, U2.

    [0021] On entend par seuil d'efficacité d'une bobine d'un actionneur un seuil de tension en dessous duquel la bobine alimentée ne fournira plus un flux magnétique suffisant pour faire fonctionner l'actionneur selon les spécifications du constructeur. A titre d'exemple, une bobine qui a une tension de fonctionnement égale à 400 volts a un seuil d'efficacité sensiblement égal à 200 Volts.

    [0022] Les bobines L1, L2 peuvent comporter des seuils d'efficacité en tension identiques ou distincts.

    [0023] Comme représenté sur les figures 4, 6, 8 et 10, l'actionneur électromagnétique comprend des moyens de commande 20 des bobines L1, L2 autorisant le fonctionnement avec une seule bobine ou avec plusieurs bobines connectées entre elles dans une position série ou une position parallèle. Le fonctionnement avec une ou plusieurs bobines dépend d'une valeur d'une tension fonctionnement UAB en fonction d'au moins une valeur de seuil de tension prédéfini S1, S2, S3.

    [0024] L'actionneur électromagnétique comprend un bloc fonctionnel de mesure 25 de la tension de fonctionnement UAB. La tension de fonctionnement UAB entre la première et seconde borne d'alimentation en tension A, B est une tension sinusoïdale redressée. La tension mesurée par ledit bloc varie au cours d'une alternance redressée entre une tension minimale Umin à une tension maximale Umax. A titre d'exemple, la tension minimale Umin est nulle.

    [0025] Le bloc fonctionnel de mesure 25 comporte des moyens de comparaison de la tension fonctionnement UAB à au moins un seuil de tension prédéfini S1, S2, S3. Le dispositif fonctionne à base d'un pont diviseur à n résistances R1, R2, R3, Rn, Rp. Le pont permet de mesurer au moins une première tension d'entrée E1. Ladite première tension d'entrée E1 est comparée à une tension de référence interne VRef liée à un comparateur C1. Si la première tension d'entrée E1 est égale à la valeur de référence VRef, cela signifie que le premier seuil S1 est atteint et le bloc fonctionnel de mesure 25 peut envoyer une information aux moyens de commande 20.

    [0026] Selon les modes de réalisation de l'invention, L'actionneur électromagnétique comporte au moins une première et une seconde bobine L1, L2 connectées entre elles en parallèle ou en série entre une première et seconde borne d'alimentation A, B.

    [0027] Au moins une diode de roue libre DA est connectée entre la seconde borne d'alimentation en tension B et la première borne d'alimentation A. Autrement dit la diode DA n'est donc pas passante lorsque la première borne d'alimentation en tension A est alimentée avec une tension positive.

    [0028] Les moyens de commutation comportent au moins un premier moyen d'ouverture T1 et au moins un second moyen d'ouverture T2. A titre d'exemple de réalisation non représenté les moyens d'ouvertures sont des transistors bipolaires. Lesdits au moins deux moyens d'ouverture T1, T2 sont connecté au moyens de commande 20 et sont ainsi disposés pour recevoir des ordres et se placer respectivement dans un état d'ouverture ou de fermeture.

    [0029] Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le bloc fonctionnel de mesure 25 comporte des moyens de comparaison de la tension de fonctionnement (UAB) à un seuil de tension prédéfini S1.

    [0030] A titre d'exemple, le pont diviseur comporte deux résistances R1, RP et permet alors de mesurer une première tension d'entrée E1. Ladite première tension d'entrée E1 est comparée à une tension de référence interne VRef liée à un comparateur C1.

    [0031] A titre d'exemple, le premier seuil de tension prédéfini S1 est égal par exemple à 200 Volts. Selon ce même exemple de fonctionnement, les deux bobines L1, L2 ont alors respectivement des tensions de fonctionnement égales à 200 et 400 Volts. Les seuils d'efficacité desdits bobines sont alors sensiblement égaux à 100 et 200 Volts. Enfin, La tension de référence VRef peut être fixée à 5 Volts. Le calcul des résistances R1, RP du pont diviseur a été réalisé de telle sorte que lorsqu'on applique par exemple une tension fonctionnement UAB entre les bornes d'alimentation A, B égale à 200 V, on obtient une première tension d'entrée E1 de 5V. Cette première tension d'entrée E1 étant égale à Vref, le bloc fonctionnel de mesure 25 peut envoyer une information aux moyens de commande 20.

    [0032] Selon ce mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 4, les moyens de commande 20 aptes à agir sur les moyens de commutation pour :
    • connecter au moins une première bobine L1 lorsque la tension de fonctionnement UAB est inférieure à un premier seuil S1 ;
    • connecter au moins une seconde bobine L2 lorsque la tension de fonctionnement UAB est supérieur audit premier seuil S1.


    [0033] Au titre d'un premier exemple de réalisation tel que représenté sur la figure 4, l'actionneur électromagnétique comporte au moins une première et une seconde bobine L1, L2 connectées entre elles en série entre une première et seconde borne d'alimentation A, B. Le premier moyen d'ouverture T1 est alors connecté entre une seconde borne L1B de la première bobine L1 et la seconde borne d'alimentation en tension B. Une première borne L1A de la première bobine L1 est connectée à la première borne d'alimentation en tension A. Le second moyen d'ouverture T2 est connecté entre la première borne d'alimentation en tension A et la première borne L2A de la seconde bobine L2. Selon ce mode de réalisation, la première bobine L1 est déconnectée lorsque le second moyen d'ouverture T2 est fermé. Seule la seconde bobine L2 est alors fonctionnelle, le premier moyen d'ouverture T1 étant alors ouvert. La seconde bobine L2 est déconnectée lorsque le premier moyen d'ouverture T1 est fermé. Seule la première bobine L1 est alors fonctionnelle, le second moyen d'ouverture T2 étant alors ouvert. Une diode D1 est alors connectée entre la seconde borne L1B de la première bobine L1 et première borne L2A de la seconde bobine L2. Cette diode D1 permet d'éviter un court-circuit entre les bornes d'alimentation lorsque les premier et second moyen d'ouverture T1 et T2 sont fermés.

    [0034] Dans une première phase de fonctionnement, lorsque la tension de fonctionnement UAB varie de 0 à 200 Volts, les moyens de commande 20 commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de fermeture et commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position d'ouverture. Ainsi, la seconde bobine L2 est déconnectée et seule la première bobine L1 est alors fonctionnelle. Globalement, l'actionneur est alors peu efficace pendant une durée Zpe, notamment quand la tension varie entre 0 et 100 Volts. L'actionneur devient efficace pendant une durée Ze, notamment quand la tension a une valeur supérieure au seuil d'efficacité de la première bobine L1.

    [0035] Dans une seconde phase de fonctionnement, au-delà au delà de la tension de fonctionnement de la première bobine L1 (200 Volts), les moyens de commande 20 commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de d'ouverture et commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position de fermeture. Ainsi, la première bobine L1 est à présent déconnectée et seule la seconde bobine L2 est alors fonctionnelle. De 200 à 400 Volts, la tension de fonctionnement UAB est alors comprise entre le seuil d'efficacité de la tension de fonctionnement de la seconde bobine L2.

    [0036] Enfin, Dans une troisième phase de fonctionnement, lorsque la tension de fonctionnement UAB redevient inférieure à 200 Volts, les moyens de commande 20 re-commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de fermeture et re-commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position d'ouverture. Ainsi, la seconde bobine L2 est de nouveau déconnectée et seule la première bobine L1 est alors fonctionnelle.

    [0037] A titre d'un second exemple de réalisation tel que représenté sur la figure 6, l'actionneur électromagnétique comporte une première et une seconde bobine L1, L2 connectées entre elles en parallèle entre une première et seconde borne d'alimentation A, B. Le premier moyen d'ouverture T1 est connecté entre une première borne L1A de la première bobine L1 et la première borne d'alimentation en tension A. La seconde borne L1 B de la première bobine L1 est connectée à la seconde borne d'alimentation en tension B. Le second moyen d'ouverture T2 est connecté entre la première borne d'alimentation en tension A et la première borne L2A de la seconde bobine L2. La seconde borne L2B de la deuxième bobine L2 est connectée à la seconde borne d'alimentation en tension B. La première bobine L1 est connectée lorsque le premier moyen d'ouverture T1 est fermé. La seconde bobine L2 est connectée lorsque le deuxième moyen d'ouverture T2 est fermé.

    [0038] Selon un second mode de réalisation de l'invention, le bloc fonctionnel de mesure 25 comporte des moyens de comparaison de la tension de fonctionnement (UAB) à deux seuils de tension prédéfinis S1 et S2. A titre d'exemple, le pont diviseur comporte trois résistances R1, R2, RP et permet alors de mesurer une première et une seconde tension d'entrée E1 et E2. Lesdites première et seconde tensions d'entrée E1 et E2 sont respectivement comparées à une tension de référence interne VRef liée à des comparateurs C1 et C2.

    [0039] A titre d'exemple de réalisation, cette tension de référence VRef peut être fixée à 5 Volts et les deux seuils prédéfinis S1 et S2 sont respectivement égaux à 140V et 260V. Le calcul des résistances R1, R2, RP du pont diviseur a été réalisé de telle sorte que lorsqu'on applique par exemple une tension de fonctionnement UAB entre les bornes d'alimentation A, B égale à 140 V, on obtient une première tension d'entrée E1 de 5V. Cette première tension d'entrée E1 étant égale à Vref, le bloc fonctionnel de mesure 25 peut envoyer une information aux moyens de commande 20. Lorsqu'on applique par exemple la tension de fonctionnement UAB égale à 260 V, on obtient une seconde tension E2 d'entrée de 5V. Cette seconde tension d'entrée E2 étant égale à la tension de référence Vref, le bloc fonctionnel de mesure 25 peut envoyer une information aux moyens de commande 20. Selon ce même exemple de réalisation, les deux bobines L1, L2 ont alors respectivement des tensions de fonctionnement égales à 140 et 260 Volts. Les seuils d'efficacité desdits bobines sont alors sensiblement égaux à 70 et 130 Volts.

    [0040] Selon ce mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 8, les moyens de commande 20 aptes à agir sur les moyens de commutation pour :
    • connecter au moins une première bobine L1 lorsque la tension de fonctionnement UAB est inférieur à un premier seuil S1 ;
    • connecter au moins une seconde bobine L2 lorsque la tension de fonctionnement UAB est supérieur à un premier seuil S1 et inférieur à un second seuil S2 ;
    • connecter au moins deux bobines en série L1, L2 lorsque la tension de fonctionnement UAB est supérieure au second seuil S2.


    [0041] Au titre d'un exemple de réalisation tel que représenté sur la figure 8, l'actionneur électromagnétique comporte alors au moins une première et un seconde bobine L1, L2 connectées entre elles en série entre une première et seconde bornes d'alimentation A, B. Le premier moyen d'ouverture T1 est alors connecté entre une seconde borne L1B de la première bobine L1 et la seconde borne d'alimentation en tension B. Une première borne L1A de la première bobine L1 est connectée à la première borne d'alimentation en tension A. Le second moyen d'ouverture T2 est connecté entre la première borne d'alimentation en tension A et la première borne L2A de la seconde bobine L2. Une seconde borne L2B de la deuxième bobine L2 est connectée à la deuxième borne d'alimentation en tension B. Selon ce mode de réalisation, la première bobine L1 est déconnectée lorsque le second moyen d'ouverture T2 est fermé. Seule la seconde bobine L2 est alors fonctionnelle, le premier moyen d'ouverture T1 étant alors ouvert. La seconde bobine L2 est déconnectée lorsque le premier moyen d'ouverture T1 est fermé. Seule la première bobine L1 est alors fonctionnelle, le second moyen d'ouverture T2 étant alors ouvert. Une diode D1 est alors connectée entre la seconde borne L1B de la première bobine L1 et première borne L2A de la seconde bobine L2. Cette diode D1 permet d'éviter un court-circuit entre les bornes d'alimentation lorsque les premier et second moyen d'ouverture T1 et T2 sont fermés.

    [0042] Dans une première phase de fonctionnement, lorsque la tension de fonctionnement UAB varie de 0 à 140 Volts, les moyens de commande 20 commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de fermeture et commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position d'ouverture. Ainsi, la seconde bobine L2 est déconnectée et seule la première bobine L1 est alors fonctionnelle. Globalement, l'actionneur est alors peu efficace entre 0 et 70 Volts et devient efficace au-delà du seuil d'efficacité de la première bobine L1.

    [0043] Dans une seconde phase de fonctionnement, au-delà au delà de la tension de fonctionnement de la première bobine L1 (140 Volts), les moyens de commande 20 commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de d'ouverture et commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position de fermeture. Ainsi, la première bobine L1 est à présent déconnectée et seule la seconde bobine L2 est alors fonctionnelle. De 140 à 260 Volts, la tension de fonctionnement UAB est alors sensiblement comprise entre le seuil d'efficacité de la tension de fonctionnement de la seconde bobine L2.

    [0044] Dans une troisième phase de fonctionnement, au-delà au delà de la tension de fonctionnement de la seconde bobine L2 (260 Volts), les moyens de commande 20 commutent les premier et second moyens d'ouverture T1, T2 dans une position d'ouverture de manière à ce que les deux bobines L1, L2 soient en mode série. La tension de fonctionnement équivalente des deux bobines en série est alors égale à 400 Volts. Globalement, l'actionneur est pleinement efficace car la tension de fonctionnement UAB est alors comprise entre le seuil d'efficacité et la tension de fonctionnement équivalent des bobines L1, L2 connectés en série (260 - 400 Volts).

    [0045] Dans une quatrième phase de fonctionnement, lorsque la tension de fonctionnement UAB redevient inférieure à 260 Volts, les moyens de commande 20 re-commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de d'ouverture et re-commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position de fermeture. Ainsi, la première bobine L1 est à présent déconnectée et seule la seconde bobine L2 est alors fonctionnelle. De 260 à 140 Volts, la tension de fonctionnement UAB est alors sensiblement comprise entre le seuil d'efficacité et la tension de fonctionnement de la seconde bobine L2.

    [0046] Dans une dernière phase de fonctionnement, lorsque la tension de fonctionnement UAB varie de 140 à 0 Volts, les moyens de commande 20 re-commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de fermeture et re-commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position d'ouverture. Ainsi, la seconde bobine L2 est déconnectée et seule la première bobine L1 est alors fonctionnelle. Globalement, l'actionneur est efficace entre 140 et 70 Volts.

    [0047] Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le bloc fonctionnel de mesure 25 comporte des moyens de comparaison de la tension de fonctionnement (UAB) à trois seuils de tension prédéfinis S1, S2 et S3. A titre d'exemple, le pont diviseur comporte quatre résistances R1, R2, R3, Rp et permet alors de mesurer une première, une seconde et une troisième tension d'entrée E1, E2 et E3. Lesdites première, seconde et troisième tensions d'entrée E1, E2 et E3 sont respectivement comparées à une tension de référence interne VRef liée à des comparateurs C1, C2 et C3.

    [0048] A titre d'exemple de réalisation, cette tension de référence VRef peut être fixée à 5 Volts et les trois seuils prédéfinis S1, S2 et S3 sont respectivement égaux à 91 V, 140 et 260V. Le calcul des résistances R1, R2, R3, RP du pont diviseur a été réalisé de telle sorte que lorsqu'on applique par exemple une tension fonctionnement UAB entre les bornes d'alimentation A, B égale à 91 V, on obtient une première tension d'entrée E1 de 5V. Cette première tension d'entrée E1 étant égale à la tension de référence Vref, le bloc fonctionnel de mesure 25 peut envoyer un ordre de commande aux moyens de commande 20. Lorsqu'on applique par exemple la tension de fonctionnement UAB égale à 140 V, on obtient une seconde tension d'entrée E2 de 5V. Cette seconde tension d'entrée E2 étant égale à la tension de référence Vref, le bloc fonctionnel ,de mesure 25 peut envoyer un ordre de commande aux moyens de commutation 20. Lorsqu'on applique par exemple la tension de fonctionnement UAB égale à 260 V, on obtient une troisième tension d'entrée E3 de 5V. Cette troisième tension d'entrée E3 étant égale à la tension de référence Vref, le bloc fonctionnel de mesure 25 peut envoyer un ordre de commande aux moyens de commutation 20. Selon ce même exemple de réalisation,, les deux bobines L1, L2 ont alors respectivement des tensions de fonctionnement égales à 140 et 260 Volts. Les seuils d'efficacité desdits bobines sont alors sensiblement égaux à 70 et 130 Volts.

    [0049] Selon un mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 11, les moyens de commande 20 aptes à agir sur les moyens de commutation pour :
    • connecter au moins deux bobines en parallèle L1, L2 lorsque la tension de fonctionnement UAB est inférieure à un premier seuil S1 de tension [UlxU2 / (U 1+U2)] ;
    • connecter au moins une première bobine L1 lorsque la tension de fonctionnement UAB est supérieur à un premier seuil S1 et inférieur à un second seuil S2 [U1] ;
    • connecter au moins une seconde bobine L2 lorsque la tension de fonctionnement UAB est supérieur à un second seuils S2 et inférieur à un troisième seuil S3 [U2];
    • connecter au moins deux bobines en série L1, L2 lorsque la tension de fonctionnement UAB est supérieure au troisième seuil S3 .


    [0050] Au titre d'un exemple de réalisation tel que représenté sur la figure 10, l'actionneur électromagnétique comporte alors au moins une première et un seconde bobine L1, L2 connectées entre elles en série entre une première et seconde bornes d'alimentation A, B. Le premier moyen d'ouverture T1 est alors connecté entre une seconde borne L1B de la première bobine L1 et la seconde borne d'alimentation en tension B. Une première borne L1 A de la première bobine L1 est connectée à la première borne d'alimentation en tension A. Le second moyen d'ouverture T2 est connecté entre la première borne d'alimentation en tension A et la première borne L2A de la seconde bobine L2. Une seconde borne L2B de la deuxième bobine L2 est connectée à la deuxième borne d'alimentation en tension B. Selon ce mode de réalisation, la première bobine L1 est déconnectée lorsque le second moyen d'ouverture T2 est fermé. Seule la seconde bobine L2 est alors fonctionnelle, le premier moyen d'ouverture T1 étant alors ouvert. La seconde bobine L2 est déconnectée lorsque le premier moyen d'ouverture T1 est fermé. Seule la première bobine L1 est alors fonctionnelle, le second moyen d'ouverture T2 étant alors ouvert. Une diode D1 est alors connectée entre la seconde borne L1B de la première bobine L1 et première borne L2A de la seconde bobine L2. Cette diode D1 permet d'éviter un court-circuit entre les bornes d'alimentation lorsque les premier et second moyen d'ouverture T1 et T2 sont fermés.

    [0051] Dans une première phase de fonctionnement, lorsque la tension de fonctionnement UAB varie de 0 à 91 Volts, les moyens de commande 20 commutent les premier et second moyens d'ouverture T1, T2 dans une position de fermeture de manière à ce que les deux bobines L1, L2 soient en mode parallèle. La tension de fonctionnement équivalente des deux bobines en parallèle est alors égale à 91 Volts. Globalement, l'actionneur est alors peu efficace entre 0 et 45,5 Volts et devient efficace au-delà du seuil d'efficacité équivalent des bobines L1, L2 en parallèle.

    [0052] Dans une seconde phase de fonctionnement, au-delà de la tension de fonctionnement équivalente des deux bobines L1, L2 en parallèle (91 Volts), les moyens de commande 20 commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de fermeture et commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position d'ouverture. Ainsi, la seconde bobine L2 est déconnectée et seule la première bobine L1 est alors fonctionnelle. Globalement, l'actionneur est alors efficace car la tension de fonctionnement UAB est comprise entre les seuils d'efficacité et de fonctionnement de la première bobine L1 (70-140 Volts).

    [0053] Dans une troisième phase de fonctionnement, au-delà de la tension de fonctionnement de la première bobine L1 (140 Volts), les moyens de commande 20 commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de d'ouverture et commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position de fermeture. Ainsi, la première bobine L1 est à présent déconnectée et seule la seconde bobine L2 est alors fonctionnelle. De 140 à 260 Volts, la tension de fonctionnement UAB est alors comprise entre le seuil d'efficacité et la tension de fonctionnement de la seconde bobine L2 (130-260 Volts).

    [0054] Dans une quatrième phase de fonctionnement, au-delà de la tension de fonctionnement de la seconde bobine L2 (260 Volts), les moyens de commande 20 commutent les premier et second moyens d'ouverture T1, T2 dans une position d'ouverture de manière à ce que les deux bobines L1, L2 soient en mode série. La tension de fonctionnement équivalente des deux bobines en série est alors égale à 400 Volts. Globalement, l'actionneur est pleinement efficace car la tension de fonctionnement UAB est alors comprise entre le seuil d'efficacité et la tension de fonctionnement équivalent des bobines L1, L2 connectés en série (200 - 400 Volts).

    [0055] Dans une cinquième phase de fonctionnement, lorsque la tension de fonctionnement UAB passe en dessous de la tension de fonctionnement de la seconde bobine L2 (260 Volts), les moyens de commande 20 commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de d'ouverture et commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position de fermeture. Ainsi, la première bobine L1 est déconnectée et seule la seconde bobine L2 est alors fonctionnelle. De 260 à 140 Volts, la tension de fonctionnement UAB est alors comprise entre le seuil d'efficacité et la tension de fonctionnement de la seconde bobine L2 (130-260 Volts).

    [0056] Dans une sixième phase de fonctionnement, lorsque la tension de fonctionnement UAB passe en dessous de la tension de fonctionnement de la première bobine L1 (140 Volts), les moyens de commande 20 commutent le premier moyen d'ouverture T1 dans une position de fermeture et commutent le second moyen d'ouverture T2 dans une position d'ouverture. Ainsi, la seconde bobine L2 est déconnectée et seule la première bobine L1 est alors fonctionnelle. Globalement, l'actionneur est alors efficace car la tension de fonctionnement UAB est comprise entre les seuils d'efficacité et de fonctionnement de la première bobine L1 (70-140 Volts).

    [0057] Enfin, dans une septième et dernière phase de fonctionnement, lorsque la tension de fonctionnement UAB passe en dessous de la tension de fonctionnement des deux bobines L1 et L2 en parallèle (91 Volts), les moyens de commande 20 commutent les premier et second moyens d'ouverture T1, T2 dans une position de fermeture de manière à ce que les deux bobines L1, L2 soient en mode parallèle. La tension de fonctionnement équivalente des deux bobines en parallèle est alors égale à 91 Volts. Globalement, l'actionneur reste encore efficace entre 91 et 45,5 Volts.

    [0058] Comme représenté sur le graphique de la figure 12, l'efficacité de l'actionneur selon l'invention est très satisfaisante sur une large plage de tension. En effet, la courbe en trait plein représente ce que l'on appelle « l'efficacité » de la tension appliquée à un actionneur à une seule bobine. Cette « efficacité » est directement proportionnelle à la tension d'entrée. Ainsi si la tension d'alimentation UAB est égale à 50% de la tension de fonctionnement de la bobine, alors l'efficacité de l'actionneur est à 50%. La courbe en trait pointillé représente la solution à deux bobines fonctionnant selon un mode tel que décrit ci-dessus. Le niveau à été « normalisé »afin de tourner le plus autour de la valeur 100%. Ceci donne pour la valeur max (400V) une efficacité à 108% et à 91 V de 86%. Globalement, entre ces deux valeurs 108%, 86%, une certaine constance est observée. Autrement dit pour des tensions d'actionnement comprises entre 91 V et 400V, l'efficacité de l'actionneur est comprise entre 86% et 108%. Comparativement, un actionneur de type connu avec une seule bobine fonctionnant sur la même plage de tension (91 - 400 V) aura une efficacité comprise entre 20 et 100%.

    [0059] Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, tel que représenté sur la figure 14, l'actionneur électromagnétique comporte une troisième bobine L3 connecté en série avec les premier et second bobines L1, L2 entre la première et seconde borne d'alimentation A, B. Les moyens de commutation comportent alors un troisième moyen d'ouverture T3 connecté entre la première borne d'alimentation en tension A et la première borne L3A du troisième bobine L3. La troisième bobine L3 a une seconde borne L3B reliée à la seconde borne d'alimentation en tension B. Les moyens de commutation comportent un quatrième moyen d'ouverture T4 connecté entre la seconde borne L2B de la seconde bobine L2 et la seconde borne d'alimentation en tension B. Comme représenté sur le graphique de la figure 13, l'efficacité de l'actionneur selon l'invention est très satisfaisante sur une très large plage de tension. En effet, la courbe en trait plein représente ce que l'on appelle « l'efficacité »de la tension appliquée à un actionneur à une seule bobine. La courbe en trait pointillé représente la solution à trois bobines fonctionnant selon un mode tel que décrit ci-dessus. Le niveau à été « normalisé » afin de tourner le plus autour de la valeur 100%. Ceci donne pour la valeur max (475V) une efficacité à 106% et à 39 Volts de 83%. Globalement, entre ces deux valeurs 106%, 83%, une certaine constance est observée. Autrement dit, pour des tensions d'actionnement comprises entre 39 et 475V, l'efficacité de l'actionneur est comprise entre 83% et 103%. Comparativement, un actionneur de type connu avec une seule bobine fonctionnant sur la même plage de tension (39 - 475 V) aura une efficacité comprise entre 10 et 100%.

    [0060] En outre, selon les modes de fonctionnement de l'invention, l'actionneur électromagnétique est alors apte à fonctionner sur une large plage de tension tout en gardant une efficacité optimale.

    [0061] Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, l'actionneur électromagnétique comporte des moyens de régulation 22 aptes à moduler la tension fournie auxdits au moins deux bobines L1, L2 selon une modulation d'impulsion en largeur de type PWM. L'actionneur comporte ainsi des moyens de commande 20 apte à commuter les bobines L1, L2 dans différentes configurations :
    • lesdites au moins deux bobines (L1, L2) en mode série,
    • lesdites au moins deux bobines (L1, L2) étant en mode parallèle,
    • une seule desdites bobines (L1 ou L2) connectée.



    Revendications

    1. Actionneur électromagnétique comprenant :

    - un circuit magnétique formé d'une culasse ferromagnétique (2) et d'un noyau ferromagnétique mobile (3) ;

    - au moins deux bobines (L1, L2) comportant respectivement un seuil d'efficacité en tension (U1, U2) ;

    - des moyens de commutation des bobines (L1, L2) autorisant le fonctionnement

    - soit avec une seule desdites bobines, ou

    - soit avec au moins deux desdites bobines connectées en série ou une parallèle ;

    - un bloc fonctionnel de mesure (25) de la tension sinusoïdale de fonctionnement (UAB) entre une première et seconde borne d'alimentation en tension (A, B), tension variant au cours d'une alternance redressée entre une tension minimale (Umin) à une tension maximale (Umax),

    caractérisé en ce que le bloc fonctionnel de mesure (25) comporte des moyens de comparaison de la tension fonctionnement (UAB) à au moins un seuil de tension prédéfini (S1, S2, S3) et caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande (20) aptes à agir, au cours d'une même alternance, sur les moyens de commutation pour :

    - connecter au moins une première bobine (L1) lorsque la tension de fonctionnement est inférieure à un premier seuil (S1);

    - connecter au moins une seconde bobine (L2) lorsque la tension de fonctionnement est supérieur à au premier seuil (S1).


     
    2. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande (20) aptes à agir, au cours d'une même alternance, sur les moyens de commutation pour

    - connecter au moins une première bobine (L1) lorsque la tension de fonctionnement (UAB) est inférieur à un premier seuil (S1) ;

    - connecter au moins une seconde bobine (L2) lorsque la tension de fonctionnement (UAB) est supérieur à un premier seuil (S1) et inférieur à un second seuil (S2 ;

    - connecter au moins deux bobines en série (L1, L2) lorsque la tension de fonctionnement (UAB est supérieure au second seuil (S2) ;

    le bloc fonctionnel de mesure (25) comportant des moyens de comparaison de la tension fonctionnement (UAB) à au moins deux seuils de tension prédéfini (S1, S2).
     
    3. Actionneur électromagnétique selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande (20) aptes à agir, au cours d'une même alternance, sur les moyens de commutation pour

    - connecter au moins deux bobines en parallèle (L1, L2) lorsque la tension de fonctionnement (UAB) est inférieure à un premier seuil S1 de tension ;

    - connecter au moins une première bobine L1 lorsque la tension de fonctionnement UAB est supérieur à un premier seuil S1 et inférieur à un second seuil S2 ;

    - connecter au moins une seconde bobine L2 lorsque la tension de fonctionnement UAB est supérieur à un second seuil S2 et inférieur à un troisième seuil S3;

    - connecter au moins deux bobines en série L1, L2 lorsque la tension de fonctionnement UAB est supérieure au troisième seuil S3 ;

    le bloc fonctionnel de mesure (25) comportant des moyens de comparaison de la tension fonctionnement (UAB) à au moins trois seuils de tension prédéfini (S1, S2, S3).
     
    4. Actionneur électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une première et une seconde bobine (L1, L2) connectées entre elles en série entre une première et seconde bornes d'alimentation (A, B) ; les moyens de commutation comportant :

    - un premier moyen d'ouverture (T1) connecté entre une seconde borne (L1 B) de la première bobine (L1) et la seconde borne d'alimentation en tension (B), une première borne (L1A) de la première bobine (L1) étant connectée à la première borne d'alimentation en tension (A),

    - un second moyen d'ouverture (T2) connecté entre la première borne d'alimentation en tension (A) et la première borne (L2A) de la seconde bobine (L2), une seconde borne L2B de la deuxième bobine (L2) étant connectée à la deuxième borne d'alimentation en tension (B),

    - au moins une diode de roue libre (DA) connectée entre la second borne d'alimentation en tension (B) et la première borne d'alimentation (A) ;

    les deux moyens d'ouverture (T1, T2) étant disposés pour recevoir des ordres d'une unité de contrôle (20) de manière à se placer respectivement dans un état d'ouverture ou de fermeture ;

    - les bobines (L1, L2) étant en mode série lorsque les premier et second moyens d'ouverture (T1, T2) sont ouverts,

    - les bobines (L1, L2) étant en mode parallèle lorsque les premier et second moyens d'ouverture (T1, T2) sont fermés ;

    - le bobine (L1) étant déconnecté lorsque le second moyen d'ouverture (T2) est fermé et le premier moyen d'ouverture (T1) étant ouvert,

    - le bobine (L2) étant déconnecté lorsque le premier moyen d'ouverture (T1) est fermé et le second moyen d'ouverture (T2) étant ouvert.


     
    5. Actionneur électromagnétique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte :

    - une troisième bobine (L3) connectée en série avec les première et seconde bobines (L1, L2) entre la première et seconde borne d'alimentation (A, B),

    - un troisième moyen d'ouverture (T3) connecté entre la première borne d'alimentation en tension (A) et la première borne (L3A) de la troisième bobine (L3), ladite troisième bobine (L3) ayant une seconde borne (L3B) reliée à la seconde borne d'alimentation en tension (B),

    - un quatrième moyen d'ouverture (T4) connecté entre la seconde borne (L2B) de la seconde bobine (L2) et la seconde borne d'alimentation en tension (B).


     
    6. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une première et une seconde bobine (L1, L2) connectées entre elles en parallèle entre une première et seconde borne d'alimentation (A, B) ;

    - un premier moyen d'ouverture (T1) étant connecté entre une première borne (L1A) de la première bobine (L1) et la première borne d'alimentation en tension (A), la seconde borne (L1B) de la première bobine (L1) étant connectée à la seconde borne d'alimentation en tension (A),

    - un second moyen d'ouverture (T2) étant connecté entre la première borne d'alimentation en tension (A) et la première borne (L2A) de la seconde bobine (L2, la seconde borne (L2B) de la deuxième bobine (L2) étant connectée à la deuxième borne d'alimentation en tension (B) ;

    la première bobine (L1) étant connectée lorsque le premier moyen d'ouverture (T1) est fermé et la seconde bobine (L2) étant connectée lorsque le deuxième moyen d'ouverture (T2) est fermé.
     
    7. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bobines (L1, L2, L3) comportent des seuils d'efficacité en tension identiques ou distincts.
     
    8. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de régulation (22) aptes à moduler la tension fournie aux dits bobines (L1, L2, L3) selon une modulation d'impulsion en largeur de type PWM.
     


    Claims

    1. An electromagnetic actuator comprising:

    - a magnetic circuit formed by a ferromagnetic yoke (2) and a mobile ferromagnetic core (3);

    - at least two coils (L1, L2) respectively comprising a voltage efficiency threshold (U1, U2);

    - switching means of the coils (L1, L2) enabling operation

    - either with only one of said coils,

    - or with at least two of said coils connected in series or in parallel;

    - a functional measuring unit (25) of the sine-wave operating voltage (UAB) between a first and second voltage supply terminal (A, B), the voltage varying during a rectified half-wave between a minimum voltage (Umin) and a maximum voltage (Umax),

    characterized in that the functional measuring unit (25) comprises means for comparing the operating voltage (UAB) with at least one predefined voltage threshold (S1, S2, S3) and characterized in that it comprises control means (20) able to act on the switching means, during a half-wave, to:

    - connect at least a first coil (L1) when the operating voltage is lower than a first threshold (S1);

    - connect at least a second coil (L2) when the operating voltage is higher than the first threshold (S1).


     
    2. The electromagnetic actuator according to claim 1, characterized in that it comprises control means (20) able to act on the switching means, during a half-wave, to

    - connect at least a first coil (L1) when the operating voltage (UAB) is lower than a first threshold (S1);

    - connect at least a second coil (L2) when the operating voltage (UAB) is higher than a first threshold (S1) and lower than a second threshold (S2;

    - connect at least two coils in series (L1, L2) when the operating voltage (UAB) is higher than the second threshold (S2);

    the functional measuring unit (25) comprising means for comparing the operating voltage (UAB) with at least two predefined voltage thresholds (S1, S2).
     
    3. The electromagnetic actuator according to claims 1 or 2, characterized in that it comprises control means (20) able to act on the switching means, during a half-wave, to

    - connect at least two coils in parallel (L1, L2) when the operating voltage (UAB) is lower than a first voltage threshold S1;

    - connect at least a first coil L1 when the operating voltage UAB is higher than a first threshold S1 and a lower than a second threshold S2;

    - connect at least a second coil L2 when the operating voltage UAB is higher than a second threshold S2 and lower than a third threshold S3;

    - connect at least two coils in series L1, L2 when the operating voltage UAB is higher than the third threshold S3;

    the functional measuring unit (25) comprising means for comparing the operating voltage (UAB) with at least three predefined voltage thresholds (S1, S2, S3).
     
    4. The electromagnetic actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises at least a first and second coil (L1, L2) connected to one another in series between a first and second supply terminals (A, B), the switching means comprising:

    - first opening means (T1) connected between a second terminal (L1B) of the first coil (L1) and the second voltage supply terminal (B), a first terminal (L1A) of the first coil (L1) being connected to the first voltage supply terminal (A),

    - second opening means (T2) connected between the first voltage supply terminal (A) and the first terminal (L2A) of the second coil (L2), a second terminal L2B of the second coil (L2) being connected to the second voltage supply terminal (B),

    - at least one freewheel diode (DA) connected between the second voltage supply terminal (B) and the first supply terminal (A);

    the two opening means (T1, T2) being arranged to receive orders from a control unit (20) so as to place themselves respectively in an open or closed state;

    - the coils (L1, L2) being in series mode when the first and second opening means (T1, T2) are open,

    - the coils (L1, L2) being in parallel mode when the first and second opening means (T1, T2) are closed;

    - the coil (L1) being disconnected when the second opening means (T2) are closed and the first opening means (T1) are open,

    - the coil (L2) being disconnected when the first opening means (T1) are closed and the second opening means (T2) are open.


     
    5. The electromagnetic actuator according to a claim 4, characterized in that it comprises:

    - a third coil (L3) connected in series with the first and second coils (L1, L2) between the first and second supply terminal (A, B),

    - a third opening means (T3) connected between the first voltage supply terminal (A) and the first terminal (L3A) of the third coil (L3), said third coil (L3) having a second terminal (L3B) connected to the second voltage supply terminal (B),

    - fourth opening means (T4) connected between the second terminal (L2B) of the second coil (L2) and the second voltage supply terminal (B).


     
    6. The electromagnetic actuator according to claim 1, characterized in that it comprises a first and second coil (L1, L2) connected to one another in parallel between a first and second supply terminal (A, B);

    - first opening means (T1) being connected between a first terminal (L1A) of the first coil (L1) and the first voltage supply terminal (A), the second terminal (L1B) of the first coil (L1) being connected to the second voltage supply terminal (A),

    - second opening means (T2) being connected between the first voltage supply terminal (A) and the first terminal (L2A) of the second coil (L2), the second terminal (L2B) of the second coil (L2) being connected to the second voltage supply terminal (B);

    the first coil (L1) being connected when the first opening means (T1) are closed and the second coil (L2) being connected when the second opening means (T2) are closed.
     
    7. The electromagnetic actuator according to any one of the foregoing claims, characterized in that the coils (L1, L2, L3) comprise identical or different voltage efficiency thresholds.
     
    8. The electromagnetic actuator according to any one of the foregoing claims, characterized in that it comprises regulating means (22) designed to modulate the voltage supplied to said coils (L1, L2, L3) using pulse width modulation PWM.
     


    Ansprüche

    1. Elektromagnetisches Betätigungsglied mit

    - einem Magnetkreis aus einem ferromagnetischen Rückschlusseisen (2) und einem beweglichen ferromagnetischen Kern (3),

    - mindestens zwei Spulen (L1, L2) mit jeweils einem spannungsbezogenen Effektivitäts-Schwellwert (U1, U2),

    - Schaltmitteln zur Umschaltung der Spulen (L1, L2) für einen Betrieb

    - mit nur einer der genannten Spulen oder

    - mit mindestens zwei der genannten, in Reihe oder parallel zueinander geschalteten Spulen,

    - sowie einem Funktions-Messblock (25) zur Messung der zwischen einer ersten und einer zweiten Spannungsversorgungsklemme (A, B) anliegenden Sinus-Betriebsspannung (UAB), welche Spannung im Verlauf einer gleichgerichteten Periode zwischen einer Mindestspannung (Umin) und einer Höchstspannung (Umax) schwankt,

    dadurch gekennzeichnet, dass der Funktions-Messblock (25) Mittel zum Vergleich der Betriebsspannung (UAB) mit mindestens einem festgelegten Spannungs-Schwellwert (S1, S2, S3) umfasst, sowie dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied Steuermittel (20) umfasst, die dazu ausgelegt sind, im Verlauf einer Periode auf die Schaltmittel zu wirken, um

    - mindestens eine erste Spule (L1) aufzuschalten, wenn die Betriebsspannung unterhalb eines ersten Schwellwerts (S1) liegt,

    - mindestens eine zweite Spule (L2) aufzuschalten, wenn die Betriebsspannung oberhalb des ersten Schwellwerts (S1) liegt.


     
    2. Elektromagnetisches Betätigungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Steuermittel (20) umfasst, die dazu ausgelegt sind, im Verlauf einer Periode auf die Schaltmittel zu wirken, um

    - mindestens eine erste Spule (L1) aufzuschalten, wenn die Betriebsspannung (UAB) unterhalb eines ersten Schwellwerts (S1) liegt,

    - mindestens eine zweite Spule (L2) aufzuschalten, wenn die Betriebsspannung (UAB) oberhalb eines ersten Schwellwerts (S1) und unterhalb eines zweiten Schwellwerts (S2) liegt,

    - mindestens zwei in Reihe liegende Spulen (L1, L2) aufzuschalten, wenn die Betriebsspannung (UAB) oberhalb des zweiten Schwellwerts (S2) liegt,

    wobei der Funktions-Messblock (25) Mittel zum Vergleich der Betriebsspannung (UAB) mit mindestens zwei festgelegten Spannungs-Schwellwerten (S1, S2) umfasst.
     
    3. Elektromagnetisches Betätigungsglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es Steuermittel (20) umfasst, die dazu ausgelegt sind, im Verlauf einer Periode auf die Schaltmittel zu wirken, um

    - mindestens zwei parallel geschaltete Spulen (L1, L2) aufzuschalten, wenn die Betriebsspannung (UAB) unterhalb eines ersten Spannungs-Schwellwerts (S1) liegt,

    - mindestens eine erste Spule (L1) aufzuschalten, wenn die Betriebsspannung (UAB) oberhalb eines ersten Schwellwerts (S1) und unterhalb eines zweiten Schwellwerts (S2) liegt,

    - mindestens eine zweite Spule (L2) aufzuschalten, wenn die Betriebsspannung (UAB) oberhalb eines zweiten Schwellwerts (S2) und unterhalb eines dritten Schwellwerts (S3) liegt,

    - mindestens zwei in Reihe liegende Spulen (L1, L2) aufzuschalten, wenn die Betriebsspannung (UAB) oberhalb des dritten Schwellwerts (S3) liegt,

    wobei der Funktions-Messblock (25) Mittel zum Vergleich der Betriebsspannung (UAB) mit mindestens drei festgelegten Spannungs-Schwellwerten (S1, S2, S3) umfasst.
     
    4. Elektromagnetisches Betätigungsglied nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine erste und eine zweite Spule (L1, L2) umfasst, die zwischen eine erste und eine zweite Versorgungsklemme (A, B) in Reihe zueinander geschaltet sind, wobei die Schaltmittel

    - ein erstes Ausschaltmittel (T1), das zwischen eine zweite Klemme (L1B) der ersten Spule (L1) und die zweite Spannungsversorgungsklemme (B) geschaltet ist, wobei eine erste Klemme (L1A) der ersten Spule (L1) mit der ersten Spannungsversorgungsklemme (A) verbunden ist,

    - ein zweites Ausschaltmittel (T2), das zwischen die erste Spannungsversorgungsklemme (A) und die erste Klemme (L2A) der zweiten Spule (L2) geschaltet ist, wobei eine zweite Klemme (L2B) der zweiten Spule (L2) mit der zweiten Spannungsversorgungsklemme (B) verbunden ist, sowie

    - mindestens eine zwischen die zweite Spannungsversorgungsklemme (B) und die erste Versorgungsklemme (A) geschaltete Freilaufdiode (DA) umfassen,

    wobei die beiden Ausschaltmittel (T1, T2) so ausgelegt sind, dass sie bei Empfang von Steuerbefehlen einer Steuereinheit (20) einen Ausschaltzustand oder einen Einschaltzustand einnehmen können, und

    - die Spulen (L1, L2) in Reihe geschaltet sind, wenn sich die ersten und die zweiten Ausschaltmittel (T1, T2) im Ausschaltzustand befinden,

    - die Spulen (L1, L2) parallel geschaltet sind, wenn sich die ersten und die zweiten Ausschaltmittel (T1, T2) im Einschaltzustand befinden,

    - die Spule (L1) getrennt ist, wenn sich das zweite Ausschaltmittel (T2) in der Einschaltstellung befindet und das erste Ausschaltmittel (T1) in der Ausschaltstellung befindet,

    - die Spule (L2) getrennt ist, wenn sich das erste Ausschaltmittel (T1) in der Einschaltstellung befindet und das zweite Ausschaltmittel (T2) in der Ausschaltstellung befindet.


     
    5. Elektromagnetisches Betätigungsglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es

    - eine dritte Spule (L3), die in Reihe mit der ersten und der zweiten Spule zwischen die erste und die zweite Versorgungsklemme (A, B) geschaltet ist,

    - ein drittes Ausschaltmittel (T3), das zwischen die erste Spannungsversorgungsklemme (A) und die erste Klemme (L3A) der dritten Spule (L3) geschaltet ist, wobei eine zweite Klemme (L3B) der genannten dritten Spule (L3) mit der zweiten Spannungsversorgungsklemme (B) verbunden ist, sowie

    - ein viertes Ausschaltmittel (T4) umfasst, das zwischen die zweite Klemme (L2B) der zweiten Spule (L2) und die zweite Spannungsversorgungsklemme (B) geschaltet ist.


     
    6. Elektromagnetisches Betätigungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine erste und eine zweite Spule (L1, L2) umfasst, die zwischen eine erste und eine zweite Versorgungsklemme (A, B) parallel zueinander geschaltet sind, wobei

    - ein erstes Ausschaltmittel (T1) zwischen eine erste Klemme (L1A) der ersten Spule (L1) und die erste Spannungsversorgungsklemme (A) geschaltet ist und die zweite Klemme (L1B) der ersten Spule (L1) mit der zweiten Spannungsversorgungsklemme (A) verbunden ist,

    - ein zweites Ausschaltmittel (T2) zwischen die erste Spannungsversorgungsklemme (A) und die erste Klemme (L2A) der zweiten Spule (L2) geschaltet ist und die zweite Klemme (L2B) der zweiten Spule (L2) mit der zweiten Spannungsversorgungsklemme (B) verbunden ist, wobei

    - die erste Spule (L1) aufgeschaltet ist, wenn sich das erste Ausschaltmittel (T1) in der Einschaltstellung befindet, und die zweite Spule (L2) aufgeschaltet ist, wenn sich das zweite Ausschaltmittel (T2) in der Einschaltstellung befindet.


     
    7. Elektromagnetisches Betätigungsglied nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (L1, L2, L3) gleiche oder unterschiedliche, spannungsbezogene Effektivitäts-Schwellwerte aufweisen.
     
    8. Elektromagnetisches Betätigungsglied nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Regelungsmittel (22) umfasst, die in der Lage sind, die den genannten Spulen (L1, L2, L3) zugeführte Spannung nach einem Pulsbreitenmodulationsverfahren (PWM) zu modulieren.
     




    Dessins
































    Références citées

    RÉFÉRENCES CITÉES DANS LA DESCRIPTION



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