Cette page présente plusieurs circuits d´alimentation à décharge de condensateur pour électro-aimants d´aiguilles et quelques méthodes de câblage qui peuvent être utilisées pour améliorer la rapidité et le contrôle de ces alimentations.
Les schémas de cette page ont des sections en trait épais. Ces traits représentent les parties du circuit qui sont soumises à de fortes pointes de courant quand les aiguilles sont manoeuvrées. Soignez le câblage et le soudage de ces parties pour avoir de bons résultats.
Le schéma suivant montre deux alimentations simples pour électro-aimants d´aiguilles.
Le circuit A est le plus simple, mais sa recharge est relativement lente.
Le circuit B est très connu et possède une très bonne vitesse de recharge. Ce circuit a une forte pointe de courant quand le condensateur se charge.
Le premier circuit de cette page est un ensemble classique résistance-condensateur, mais avec quelques modifications.
L´inconvénient classique avec ce type de circuit, c´est le temps relativement long de la charge du condensateur. Mais si vous pouvez attendre la seconde qu´il faut au condensateur de 2200 uF pour atteindre 90 % de sa charge avec une résistance de 220 ohms, cette alimentation est simple et efficace. Une résistance plus faible diminuera le temps de charge proportionnellement.
Dans le circuit en haut, on voit un indicateur de charge du condensateur. C´est une option, et elle n´est pas présente sur le circuit du dessous.
Des untités supplémenataires peuvent être branchées sur le transformateur central et son filtre résistance-condensateur. Cela permettra de fabriquer des unités plus légères et de les placer sur le réseau au plus près des moteurs qu´elles actionnent.
La diode devant la résistance de 220 ohms empêche les unités de se soustraire le courant les unes des autres. Bien que cela soit peu courant avec un transfo qui pourrait subvenir à la charge totale en courant de toutes les unités.
Si le temps de recharge n´est pas trop important avec les aiguilles qui ne sont pas actionnées très souvent, la valeur de la résistance de 220 ohms peut être augmentée et sa puissance réduite. La charge maximale potentielle du circuit sera réduite en conséquence. Si l´on n´a pas besoin d´autant de courant pour actionner le moteur, la capacité du condensateur peut aussi être réduite.
Avec un transfo 16 volts alternatifs, la tension continue aux bornes du condensateur sera d´environ 24 volts et le courant de charge maximal de 0.2 ampère.
Pour un circuit de ce type, le temps de charge dépend des valeurs de la résistance et du condensateur. Par exemple, avec une résistance de 220 ohms et un condensateur de 2200 uF la constante de temps sera :
220 ohms x 2200 uF = 0,484 seconde (1 constante de temps)
C´est le temps que le condensateur met à atteindre 66 % de sa tension maximale ; pour arriver à 88 %, il faudra 2 constantes de temps :
2 x 0,484 = 0,986 seconde (2 constantes de temps)
En pratique le temps pour atteindre la tension maximale sera de 5 constantes de temps.
Si vous avec un peu de patience, d´environ une seconde, cette alim de base résistance-condensateur est très efficace et économique. Mais si vous avez besoin de rapidité, une alim plus sophistiquée sera nécessaire.
Cette alimentation à courant constant est très largement répandue et bien documentée. Elle est fiable et pratique.
En résumé, ce type d´alim bloque le courant de charge du condensateur quand du courant s´écoule à la sortie du icrcuit, c´est-à-dire quand une aiguille est excitée.
Les seules modifications que ce circuit pourrait subir sont : (1) une résistance pour limiter le courant de charge à un niveau raisonnable ; (2) un indicateur « condensateur chargé ». Ces additions sont montrées sur le schéma suivant.
Le premier schéma du dessin suivant montre une amil pour électro-aimants d´aiguilles à blocage de courant avec une résistance de 10 ohms dans le collecteur du transistor de blocage. La résistance devra être une résistance de puissance bobinée et supporter des pointes de courant d´environ 2,4 A.
Le deuxième schéma montre un indicateur « condensateur chargé » ajouté au circuit. La LED commencera à s´allumer quand la tension aux bornes du condensateur sera d´environ 16 V et sera entièrement allumée à environ 20 V.
L´alimentation suivante est spécialement conçue pour être utilisée avec des thyristors. Les thyristors remplacent les boutons-poussoirs pour la fourniture de courants élevés dans les circuits de contrôle des électro-aimants d´aiguilles.
Ces circuits conviennent idéalement pour fournir de fortes pointes de courant et sont dans bien des cas plus économiques que des transistors Darlington.
Dans la description qui suit, le condensateur de stockage C2 est chargé à fond, et le circuit prêt à fonctionner.
Le thyristor s´allume, et le condensateur de stockage C2 se décharge à travers la bobine « A » de l´aiguillage, et le basculement va s´opérer.
Il y a un retard de 0,2 seconde entre l´ouverture de S1 et la retombée d´IC1. Ce retard permet la décharge complète du condensateur de stockage et l´auto-extinction du thyristor avant le début de la recharge de C2. Sans ce retard, le thyristor risque de rester allumé et d´empêcher la recharge de C2.
Le circuit suivant est une variante de l´alimentation à thyristors. Cette version peut-être utilisée si des transistors étaient prévus pour le contrôle des bobines.
Les seules différences significatives entre le circuit à thyristors et celui-ci sont la suppression du retard avant le début de la recharge et le courant de contrôle plus élevé nécessaire aux transistors par rapport aux thyristors.
Comme pour le circuit à thyristors, cette version ne peut pas être utilisée avec des boutons poussoirs directement dans le circuit de la bobine, car le courant de charge ne serait pas coupé en pressant le bouton.
Soit dit en passant, ce schéma peut être un « bon plan » si des blocs opto sont utilisés au lieu des boutons poussoirs, comme ce pourrait être le cas pour des commandes par ordinateur. Cette solution est montrée pour la bobine « B » du schéma ci-dessus.
Le schéma suivant montre comment utiliser un transistor Darlington pour remplacer un bouton poussoir dans le circuit d´alimentation de la bobine.
L´utilisation de transistors pour contrôler l´équipement permet de travailler à longue distance ou via une interface d´ordinateur. L´utilisation de courant faible permet la commande en courant fort, exactement comme avec un relais.
Dans ce type d´opération, le courant de contrôle provient d´une source de courant continu régulée ou filtrée.
L´utilisation de transistors à la place de boutons-poussoirs permet également de construire une matrice à diodes utilisant des diodes de signalisation, puisqu´elles sont soumises uniquement aux plus faibles courants de contrôle requis par les transistors.
© Traduction française effectuée par l´équipe technique de "Ptitrain" : Jean-Marie, JiDé et T.T.T.