EP0960455A1 - Amenee de courant pivotante a forte puissance - Google Patents

Amenee de courant pivotante a forte puissance

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EP0960455A1
EP0960455A1 EP98910817A EP98910817A EP0960455A1 EP 0960455 A1 EP0960455 A1 EP 0960455A1 EP 98910817 A EP98910817 A EP 98910817A EP 98910817 A EP98910817 A EP 98910817A EP 0960455 A1 EP0960455 A1 EP 0960455A1
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electrical
rotation
current supply
connection
plane
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Jean-Philippe Nicod
Jean-Paul Huot-Marchand
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Alcatel CIT SA
Alcatel Lucent SAS
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Alcatel CIT SA
Alcatel SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R35/00—Flexible or turnable line connectors, i.e. the rotation angle being limited
    • H01R35/02—Flexible line connectors without frictional contact members

Definitions

  • the invention relates to a high power pivoting current supply.
  • the invention relates more precisely to a current supply making it possible to transmit electrical power between two electrical machines having a relative rotational movement limited one with respect to
  • This kind of current feed can for example be used between a transformer or a fixed converter and an electric motor arranged in a nacelle having a rotational movement relative to the transformer or the fixed converter.
  • the nacelle is pivotally mounted under the hull. It is therefore necessary to provide a pivoting current supply between the power electronics elements on board the hull and the motor pivoting with the nacelle. It is known to produce this type of supply by connections with rotating contact rings / brushes.
  • the invention relates to a current supply for conveying high current under high voltage between a first electrical appliance and a second electrical appliance mobile in rotation limited relative to each other about an axis of rotation defining a perpendicular displacement plane.
  • the current supply comprises at least one flexible electrical connection having two electrical connection ends, electrically connected respectively to a first electrical connection area, and to a second electrical connection area, and stiffening elements. and holding, insulating, integral with electrical devices, to stiffen and maintain the first and second electrical connection pads in planes passing through the axis of rotation and perpendicular to the plane of movement.
  • the supply comprises at least one flexible connection in the form of a conductive multi-strand braid, each connection end comprising a conductive metal plate, electrically and mechanically secured to the electrical connection pad associated therewith.
  • the supply comprises at least one flexible connection in the form of a conductive foil comprising a plurality of strips stacked in a direction belonging to the displacement plane, each strip having a length such that in the extreme position of relative rotation of electrical devices, the slats are substantially parallel to each other.
  • the supply comprises at least one flexible connection in the form of a conductive foil comprising a plurality of stacked strips in a direction belonging to the plane of movement, the plurality of lamellae having, in the zero position of relative rotation of electrical appliances, a sinusoidal shape in the plane of movement.
  • the connection ends are formed by the associated ends of the strips, welded together.
  • connection ends are formed by the associated ends of the strips, riveted together.
  • the invention also relates to an arrangement of electrical machines comprising a first electrical device and a second electrical device mobile in limited rotation with respect to each other about an axis of rotation and at least one current supply between the two apparatus according to the invention, the arrangement comprises a current supply as described above.
  • FIG. 1 is a general schematic representation of a device according to the invention.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrammatic representations respectively in the position without rotation and in the position with rotation of a foil according to an embodiment of the invention known as "at low angle of rotation".
  • Figure 3 is a schematic representation in position without rotation of a foil according to another embodiment of the invention called "large angle of rotation”.
  • the invention relates to a current supply 1 for conveying high current under high voltage between a first electrical appliance 2 and a second electrical appliance 3 mobile in rotation limited one relative to the other around an axis of rotation 4 defining a plane of perpendicular movement D.
  • the current supply 1 comprises at least one flexible electrical connection 6 having two electrical connection ends 7, electrically connected respectively to a first electrical connection pad 8, and to a second electrical connection pad 9. These pads electrical connection 8, 9 are themselves electrically connected to the terminals or power bars 15 of the machine with which they are associated.
  • the invention proposes stiffening and holding elements 10, insulating and integral with electrical devices 2, 3.
  • stiffening and holding elements 10 isolate the different feeds from one another and relative to the metal parts of electrical devices 2, 3, they also have the purpose of stiffening and maintaining the first and second tracks electrical connection 8, 9 in planes E, F passing through the axis of rotation 4 and perpendicular to the displacement plane D.
  • the invention proposes various, non-limiting, possibilities for the connections flexible electrics 6.
  • At least one flexible connection comprises a conductive multi-strand braid, each connection end comprising an electrically conductive metal plate and mechanically secured to the associated electrical connection range.
  • the flexible connection 6 comprises a conductive foil 11 comprising a plurality of strips stacked 12 in a direction belonging to the displacement plane D.
  • Each strip 12 has a length such that in extreme position of relative rotation of the electrical devices 2, 3 ( Figure 2B), the slats 12 are substantially parallel to each other.
  • This type of foil can be advantageously used for so-called "weak" rotations, that is to say between 0 and 180 °.
  • the flexible connection comprises a conductive foil 13 comprising a plurality of lamellae stacked in a direction belonging to the plane of movement, the plurality of lamella having in the zero position of relative rotation of the electrical devices 2, 3 a sinusoidal shape in the plane of movement D.
  • connection ends are formed by the associated ends of the strips welded together and / or riveted together.
  • the connection ends 7 can also constitute the electrical connection pads 8, 9.
  • the invention also relates to an arrangement of electrical machines comprising a first electrical appliance and a second electrical appliance mobile in limited rotation one with respect to the other about an axis of rotation and at least one current supply described above.
  • the invention is not limited to the embodiments described, but it is susceptible of numerous variants accessible to those skilled in the art without departing from the invention.
  • the number of flexible connections per feed, the different types of flexible connections of the same feed, etc. may vary without departing from the scope of the invention.
  • the general shape, the preforming, and the materials of the foils and the braids can be varied without departing from the scope of the invention.

Landscapes

  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Electric Cable Arrangement Between Relatively Moving Parts (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

L'invention concerne une amenée de courant pour convoyer de haut courant sous de haute tension entre un premier appareil électrique (2) et un deuxième appareil électrique (3) mobiles en rotation limitée l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation (4) définissant un plan de déplacement perpendiculaire (D), selon l'invention, l'amenée comprend au moins une liaison électrique souple (6) ayant deux extrémités de connexion électrique (7), électriquement connectées respectivement à une première plage de raccordement électrique (8), et à une deuxième plage de raccordement électrique (9), et des éléments (10) de rigidification et de maintien, isolants, solidaires des appareils électriques (2, 3), pour rigidifier et maintenir les première et deuxième plages de raccordment électrique (8, 9) dans des plans (E, F) passant par l'axe de rotation (4) et perpendiculaires au plan de déplacement (D).

Description

AMENEE DE COURANT PIVOTANTE A FORTE PUISSANCE
L'invention concerne une amenée de courant pivotante à forte puissance. L'invention concerne plus exactement une amenée de courant permettant de transmettre une puissance électrique entre deux machines électriques ayant un mouvement relatif de rotation limité l'une par rapport à
1 ' autre .
Ce genre d'amenée de courant peut par exemple être utilisée entre un transformateur ou un convertisseur fixe et un moteur électrique disposé dans une nacelle ayant un mouvement de rotation par rapport au transformateur ou au convertisseur fixe.
C'est typiquement le cas dans l'alimentation de moteurs marins entraînant les hélices, et disposés dans une nacelle carénée appelé POD disposée sous la coque du navire.
La nacelle est montée pivotante sous la coque. Il est donc nécessaire de prévoir une amenée de courant pivotante entre les éléments d'électronique de puissance embarqués dans la coque et le moteur pivotant avec la nacelle. II est connu de réaliser ce type d'amenée par des liaisons à contacts tournants bagues/balais.
Un des inconvénients de ce type de liaison résulte de la complexité mécanique ainsi que de 1 ' inaccessibilité des montages bagues/balais. Cela induit des temps de maintenance importants. En outre, cette maintenance doit être effectuée de façon régulière et fréquente du fait de l'usure des pièces résultant du contact tournant entre les bagues et les balais .
L'utilisation d'une telle liaison, à des puissances élevées, induit de nouveaux inconvénients tels qu'une densité élevée de courant dans les contacts électrique et une tension élevée dans des pièces ayant un mouvement relatif les unes par rapport aux autres.
L'un des buts de la présente invention est de réaliser une amenée de courant pivotante de forte puissance sans contact tournant . Un autre but de la présente invention est de réaliser une amenée de courant dont la durée de vie est sensiblement allongée et dont la maintenance est réduite en temps d'immobilisation et en fréquence. A cet effet, l'invention concerne une amenée de courant pour convoyer de haut courant sous de haute tension entre un premier appareil électrique et un deuxième appareil électrique mobiles en rotation limitée l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation définissant un plan de déplacement perpendiculaire. Selon l'invention, l'amenée de courant comprend au moins une liaison électrique souple ayant deux extrémités de connexion électriques, électriquement connectées respectivement à une première plage de raccordement électrique, et à une deuxième plage de raccordement électrique, et des éléments de rigidifica ion et de maintien, isolants, solidaires des appareils électriques, pour rigidifier et maintenir les première et deuxième plages de raccordement électrique dans des plans passant par l'axe de rotation et perpendiculaires au plan de déplacement.
Dans une forme de réalisation, l'amenée comprend au moins une liaison souple sous forme d'une tresse multi-brin conductrice, chaque extrémité de connexion comprenant une plaque métallique conductrice, électriquement et mécaniquement solidarisée à la plage de raccordement électrique qui lui est associée.
Dans une autre forme de réalisation, l'amenée comprend au moins une liaison souple sous forme d'un clinquant conducteur comprenant une pluralité de lamelles empilées dans une direction appartenant au plan de déplacement, chaque lamelle ayant une longueur telle qu'en position extrême de rotation relative des appareils électrique, les lamelles soient sensiblement parallèles entre elles.
Dans une autre forme de réalisation, l'amenée comprend au moins une liaison souple sous forme d'un clinquant conducteur comprenant une pluralité de lamelles empilées dans une direction appartenant au plan de déplacement, la pluralité de lamelle ayant en position zéro de rotation relative des appareils électrique une forme sinusoïdale dans le plan de déplacement . Dans les deux dernière forme de réalisation, les extrémités de connexion sont formées par les extrémités associées des lamelles, soudées ensemble.
Dans une alternative ou en combinaison avec l'association précédente, les extrémités de connexion sont formées par les extrémités associées des lamelles, rivetées ensemble .
L'invention concerne aussi un arrangement de machines électriques comprenant un premier appareil électrique et un deuxième appareil électrique mobiles en rotation limitée l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation et au moins une amenée de courant entre les deux appareils, selon 1 ' invention 1 ' arrangement comprend une amenée de courant telle que décrite ci-dessus.
D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention résulteront de la description qui va suivre en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 est une représentation schématique générale d'un dispositif selon l'invention.
Les figures 2A et 2B sont des représentations schématiques respectivement en position sans rotation et en position avec rotation d'un clinquant selon un mode de réalisation de l'invention dit "à angle de rotation faible".
La figure 3 est une représentation schématique en position sans rotation d'un clinquant selon un autre mode de réalisation de l'invention dit "à angle de rotation important" .
L ' invention concerne une amenée de courant 1 pour convoyer de haut courant sous de haute tension entre un premier appareil électrique 2 et un deuxième appareil électrique 3 mobiles en rotation limitée l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation 4 définissant un plan de déplacement perpendiculaire D.
Selon l'invention l'amenée de courant 1 comprend au moins une liaison électrique souple 6 ayant deux extrémités de connexion électriques 7, électriquement connectées respectivement à une première plage de raccordement électrique 8 , et à une deuxième plage de raccordement électrique 9. Ces plages de raccordement électrique 8 , 9 sont elles même liées électriquement aux bornes ou barres d'alimentation 15 de la machine à laquelle elles sont associées .
Pour éviter que les plages de raccordement électrique 8, 9 soient mécaniquement fatigués par la reprise cyclique des forces de rappel induites par la flexion de la ou des liaisons électriques souples 6 lors de la rotation, l'invention propose des éléments de rigidification et de maintien 10, isolants et solidaires des appareils électriques 2, 3.
Outre le fait que, par leur matière, les éléments de rigidification et de maintien 10 isolent les différentes amenées entre elles et par rapport aux pièces métalliques des appareils électriques 2, 3, ils ont aussi pour but de rigidifier et maintenir les première et deuxième plages de raccordement électrique 8, 9 dans des plans E, F passant par l'axe de rotation 4 et perpendiculaires au plan de déplacement D.
Dans le but de diminuer les forces de rappel induites par la flexion de la ou des liaisons électriques souples 6 ou des frottements d'une partie sur l'autre lors de la rotation, l'invention propose différentes possibilités, non limitatives, pour les liaisons électriques souples 6.
Dans un premier mode de réalisation non représenté, au moins une liaison souple comprend une tresse multi-brin conductrice, chaque extrémité de connexion comprenant une plaque métallique conductrice, électriquement et mécaniquement solidarisée à la plage de raccordement électrique qui lui est associée.
Dans un autre mode de réalisation représenté sur les figures 2A et 2B, la liaison souple 6 comprend un clinquant conducteur 11 comprenant une pluralité de lamelles empilées 12 dans une direction appartenant au plan de déplacement D. Chaque lamelle 12 a une longueur telle qu'en position extrême de rotation relative des appareils électrique 2, 3 (figure 2B) , les lamelles 12 sont sensiblement parallèles entre elles. Ce type de clinquant peut être avantageusement utilisé pour des rotations dites "faibles", c'est à dire entre 0 et 180 ° .
Dans un autre mode de réalisation (figure 3), avantageusement utilisé pour des rotations pouvant aller jusqu'à 240°, la liaison souple comprend un clinquant conducteur 13 comprenant une pluralité de lamelles empilées dans une direction appartenant au plan de déplacement, la pluralité de lamelle ayant en position zéro de rotation relative des appareils électrique 2, 3 une forme sinusoïdale dans le plan de déplacement D.
Dans les deux derniers modes de réalisation, les extrémités de connexion sont formées par les extrémités associées des lamelles soudées ensemble et/ou rivetées ensemble . Les extrémités de connexion 7 peuvent en outre constituer les plages de raccordement électrique 8, 9.
Les exemples représentés sur les figures ne sont pas limitatifs. La caractéristique principale de ces liaisons résulte du fait que, indépendamment de la forme ou du préformage des liaisons, les forces de rappel, induites par la flexion des liaisons électriques souples 6, ou les frottements d'une partie sur l'autre lors de la rotation, sont minimisés.
L'invention concerne aussi un arrangement de machines électriques comprenant un premier appareil électrique et un deuxième appareil électrique mobiles en rotation limitée l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation et au moins une amenée de courant ci-dessus décrite.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme du métier sans que l'on s'écarte de l'invention. En particulier, le nombre de liaisons souples par amenée, les différents types de liaisons souples d'une même amenée etc.. peuvent varier sans sortir du cadre de l'invention. De même la forme générale, le preformage, et le matériaux des clinquants et des tresses peuvent variés sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Amenée de courant pour convoyer de haut courant sous de haute tension entre un premier appareil électrique (2) et un deuxième appareil électrique (3) mobiles en rotation limitée l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation (4) définissant un plan de déplacement perpendiculaire (D) , caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une liaison électrique souple (6) ayant deux extrémités de connexion électriques (7) , électriquement connectées respectivement à une première plage de raccordement électrique (8) , et à une deuxième plage de raccordement électrique (9) , et des éléments (10) de rigidification et de maintien, isolants, solidaires des appareils électriques (2, 3), pour rigidifier et maintenir les première et deuxième plages de raccordement électrique (8, 9) dans des plans (E, F) passant par l'axe de rotation (4) et perpendiculaires au plan de déplacement (D) .
2. Amenée de courant selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'au moins une liaison souple (6) comprend une tresse multi-brin conductrice, chaque extrémité de connexion comprenant une plaque métallique conductrice, électriquement et mécaniquement solidarisée à la plage de raccordement électrique qui lui est associée.
3. Amenée de courant selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce qu'au moins une liaison souple (6) comprend un clinquant conducteur (11) comprenant une pluralité de lamelles empilées (12) dans une direction appartenant au plan de déplacement (D) , chaque lamelle (12) ayant une longueur telle qu'en position extrême de rotation relative des appareils électrique, les lamelles (12) soient sensiblement parallèles entre elles.
4. Amenée de courant selon 1 ' une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce qu'au moins une liaison souple (6) comprend un clinquant conducteur (13) comprenant une pluralité de lamelles empilées dans une direction appartenant au plan de déplacement, la pluralité de lamelle ayant en position zéro de rotation relative des appareils électrique une forme sinusoïdale dans le plan de déplacement .
5. Amenée de courant selon la revendication 3 ou 4 caractérisée en ce que les extrémités de connexion (7) sont formées par les extrémités associées des lamelles soudées ensemble .
6. Amenée de courant selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisée en ce que les extrémités de connexion (7) sont formées par les extrémités associées des lamelles rivetées ensemble.
7. Arrangement de machines électriques comprenant un premier appareil électrique (2) et un deuxième appareil électrique (3) mobiles en rotation limitée l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation (4) et au moins une amenée de courant (1) entre les deux appareils (2, 3), caractérisé en ce qu'il comprend une amenée de courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
EP98910817A 1997-02-24 1998-02-23 Amenee de courant pivotante a forte puissance Expired - Lifetime EP0960455B1 (fr)

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