FR2819112A1 - Barre conductrice et circuit de distribution de puissance la comportant - Google Patents

Abstract

La barre conductrice de puissance (14) pour la conduction de l'électricité dans un dispositif de distribution de puissance comporte des sites (76, 78) de fixation sur un support, en au moins deux points (80, 82) distincts suivant la longueur de la barre. Elle comporte, sur au moins un tronçon (72) s'étendant entre deux sites de fixation (76, 78), au moins une fente (84) longitudinale délimitant, suivant la longueur dudit tronçon (72), au moins deux segments conducteurs adjacents (86).Application aux circuits de distribution de puissance pour un avion.

Description

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La présente invention concerne une barre conductrice de puissance, pour la conduction de l'électricité dans un dispositif de distribution de puis- sance, la barre comportant des sites de fixation sur un support, en au moins deux points distincts suivant la longueur de la barre.

Elle concerne en outre un dispositif de distribution de puissance comportant au moins une telle barre conductrice de puissance.

Dans un réseau de distribution de puissance, notamment implanté dans un avion, il est connu de prévoir des dispositifs de distribution de puissance comportant un ensemble de contacteurs de puissance.

Plus précisément, dans le cas d'un avion, de tels dispositifs de distribution de puissance sont installés dans ce qui est généralement appelé le coeur électrique. Ce dernier est alimenté par un réseau de distribution primaire issu des générateurs par exemple intégrés au réacteur de l'avion.

Le courant produit par les générateurs est généralement un courant triphasé, de sorte que, pour chaque générateur, trois conducteurs, correspondant aux trois phases, sont acheminés jusqu'à l'armoire de distribution de puissance. Un contacteur de puissance est prévu dans l'armoire de distribution pour chaque générateur de puissance. Ce contacteur permet d'assurer la connexion simultanée de chacune des phases à un réseau de distribution secondaire de puissance alimentant des organes fonctionnels de l'avion. Chaque contacteur est ainsi adapté pour assurer le sectionnement simultané des trois phases sous la commande d'un signal de commande reçu sur un connecteur adapté.

Il existe également des contacteurs dits de transfert permettant l'alimentation des réseaux de distribution secondaires par un autre générateur que celui qui leur est dédié normalement en cas de panne de celui-ci.

Les trois conducteurs issus de chaque générateur sont reliés à des borniers placés aux extrémités d'une platine isolante sur laquelle sont implantés les contacteurs de puissance. Pour chacune des phases, le courant électrique est véhiculé sur la platine par des barres conductrices de puissance appliquées à la surface de la platine. Ces barres réalisées en métal sont disposées les unes à côté des autres en étant séparées d'un espace suffisant

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pour permettre leur isolement électrique. Les contacteurs de puissance sont également fixés mécaniquement sur la platine.

Dans les dispositifs connus, les barres conductrices sont appliquées sur la surface supérieure de la platine et y sont maintenues par boulonnage.

A cet effet, des perçages coaxiaux sont prévus dans la platine et dans les barres conductrices permettant le passage de la tige des boulons.

Du fait des puissances élevées circulant dans les barres conductrices, celles-ci ont une section importante, de l'ordre de 100 mm2.

Dans les dispositifs de distribution de puissance actuels, les barres conductrices sont réalisées en cuivre. Elles assurent une conduction efficace du courant électrique et présentent l'avantage de se dilater relativement peu sous l'action de la chaleur engendrée par effet Joule, lors de la circulation du courant électrique.

Toutefois, le cuivre a une densité relativement élevée, ce qui alourdit considérablement le poids total des dispositifs de distribution de puissance.

Ces dispositifs étant installés dans des avions, il convient de chercher à réduire le poids des dispositifs de distribution de puissance, sans que des problèmes dus à la dilatation des barres conductrices n'apparaissent.

L'invention a pour but de proposer un dispositif de distribution de puissance et des barres conductrices pour un tel dispositif, dont les masses sont réduites.

A cet effet, l'invention a pour objet une barre conductrice de puissance du type précité, caractérisée en ce qu'elle comporte, sur au moins un tronçon s'étendant entre deux sites de fixation, au moins une fente longitudinale délimitant, suivant la longueur dudit tronçon, au moins deux segments conducteurs adjacents.

Suivant des modes particuliers de réalisation, la barre conductrice comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - au moins un tronçon pourvu d'au moins une fente présente au moins une ondulation ; - le tracé de la ou chaque fente reproduit essentiellement le tracé de l'enveloppe extérieure dudit tronçon pourvu de la ou chaque fente ; - la largeur de la ou chaque fente est comprise entre 0,4 mm et 2 mm ;

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- la largeur de chaque segment conducteur est comprise entre 1 mm et 3 mm ; -le nombre de fentes ménagées dans le ou chaque tronçon est compris entre 4 et 10 ; - lesdits segments conducteurs sont venus de matière les uns avec les autres ; - la ou chaque fente est traversante ; - la ou chaque fente est emplie d'un matériau élastique de remplissage ; et - elle est formée en aluminium.

L'invention a en outre pour objet un dispositif de distribution de puissance comportant une platine isolante et au moins une barre conductrice telle que définie ci-dessus.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un dispositif de distribution de puissance selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe du dispositif de distribution de puissance prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en élévation d'une barre conductrice selon l'invention ; et - la figure 4 est une vue en élévation de la barre de la figure 3 déformée sous l'effet d'un déplacement imposé, la barre au repos étant également représentée en tant que référence.

Sur la figure 1 est représenté un dispositif de distribution de puissance 10 dont seuls certains éléments ont été représentés pour des raisons de clarté.

Le dispositif de distribution de puissance comporte essentiellement une platine isolante 12, des barres conductrices de puissance 14 portées par la surface supérieure de la platine et des organes fonctionnels 16 connectés éléctriquement aux barres conductrices 14. Ces organes fonctionnels sont par exemple des contacteurs de puissance.

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Ce dispositif de distribution de puissance est destiné à être implanté dans un avion.

La platine 12 est réalisée en un matériau composite isolant. Elle est constituée par exemple de fibres de verre noyées dans une résine époxy. La platine 12 présente une surface supérieure 18 essentiellement plane définissant une surface de support des barres conductrices 14, lesquelles sont également essentiellement planes.

Les barres conductrices 14 sont avantageusement réalisées en alumi- nium. Elles sont formées par des éléments métalliques usinés dans des tôles métalliques d'épaisseur constante. Cette épaisseur, mesurée perpendiculairement à la surface 18, est par exemple de 6 mm.

La largeur des barres, mesurée suivant la surface 18, est par exemple d'environ 15 mm à 16 mm.

Ainsi, la section pleine des barres 14 est par exemple égale à 90 mm2.

Le rapport de la largeur des barres sur l'épaisseur de celles-ci est en pratique inférieur à 10.

Pour ce type d'application considérée, la section pleine des barres 14 est typiquement supérieure à 10 mm2.

Les contacteurs de puissance 16 sont connectés électriquement aux barres 14 et liés mécaniquement à la platine 12 par des mêmes moyens. Ces derniers sont formés par des bornes de connexion ménagées sur les contacteurs de puissance. Des vis traversent les bornes de connexion et des perçages ménagés dans les barres 14. L'extrémité filetée des vis coopére avec des inserts taraudés noyés dans la platine.

Plus précisément, et comme illustré sur la figure 2, les contacteurs de puissance 16 comportent un boîtier 34 sensiblement parallélépipédique, d'où émergent six bornes 38 de connexion électrique du contacteur de puissance.

Les bornes de connexion 38 sont ménagées à une extrémité du boîtier, au voisinage de la face inférieure.

Les bornes de connexion 38 comportent des surfaces conductrices 46 d'appui direct sur des barres conductrices 14 portées à la surface de la platine 12.

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Chaque borne de connexion 38 est traversée de part en part par un trou 54 débouchant au travers de la surface d'appui associée 46. La tête 58 d'une vis 60 de fixation engagée dans le trou 54 s'appuie sur la borne 38.

L'extrémité filetée de la vis est reçue dans un insert taraudé 62 implanté dans la platine isolante 12.

Pour la fixation du contacteur de puissance sur la platine et la liaison électrique du contacteur aux barres conductrices, les barres conductrices 14 comportent, par exemple à leurs extrémités, des perçages 64 permettant le passage des tiges des vis 60. Ces perçages sont ménagés dans des régions élargies des barres. La liaison électrique entre le contacteur de puissance et les barres conductrices est établie à l'interface formée par les surfaces d'appui 46 appliquées sur les surfaces supérieures des barres conductrices 14.

On conçoit que les vis 60 assurent une retenue des barres conductrices 14 sur la platine 12.

Une barre conductrice 14 selon l'invention est représentée seule et en détail sur la figure 3. Cette barre conductrice comporte deux bras 70,72 formant des tronçons essentiellement rectilignes reliés l'un à l'autre par un coude 74. Ces deux bras s'étendent perpendiculairement l'un à l'autre.

A leur extrémité libre, chaque bras présente une plage de fixation élargie 76,78 au centre de chacune desquelles est ménagé un perçage 80,82 adapté pour recevoir une vis de fixation d'un contacteur de puissance. Chaque perçage 80,82 correspond au perçage 64 de la figure 2. Les vis assurent également la conduction électrique et la fixation des barres conductrices.

La barre 14 est formée dans une plaque d'épaisseur constante, cette épaisseur étant par exemple de 6 mm.

Selon l'invention, au moins un tronçon de la barre 14, et avantageusement son tronçon 72 de plus grande longueur, comporte au moins une fente longitudinale 84 délimitant, dans la longueur du tronçon, plusieurs segments conducteurs adjacents 86.

Les fentes 84 sont traversantes, de sorte que celles-ci débouchent, sur toute leur longueur, au travers de deux faces principales opposées du bras 72.

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Les fentes 84 sont ménagées transversalement au plan principal de la barre 14 et suivant la longueur de la barre. Le plan principal de la barre cor- respond au plan dans lequel s'étendent les deux bras 70 et 72, c'est-à-dire le plan de la plaque dans laquelle est découpée ladite barre. Le plan principal est le plan s'étendant parallèlement à la platine, lorsque la barre est fixée sur la surface 18. Ainsi, les fentes sont ménagées suivant l'épaisseur de la barre, c'est-à-dire suivant sa plus petite dimension.

Dans le mode de réalisation représenté, six fentes s'étendent parallè- lement les unes aux autres suivant l'essentiel de la longueur du bras 72.

Avantageusement, le nombre de fentes est compris entre 4 et 10.

La largeur de chacune des fentes est avantageusement comprise entre 0,4 et 2 mm. Elle est par exemple égale à 0,8 mm.

Les intervalles entre chacune des fentes et entre les fentes extrêmes et les bords longitudinaux du bras 72 sont sensiblement constants suivant la longueur du tronçon 72. Les fentes sont ainsi parallèles les unes aux autres. Les largeurs des segments conducteurs 86 sont égales. Cette largeur est constante suivant toute la longueur du bras 72. Elle est par exemple comprise entre 1 mm et 3 mm et par exemple égale à 1,5 mm.

En outre, et avantageusement, le bras 72 présente, suivant le tronçon comportant les fentes 84, des ondulations successives dont les concavités sont alternées.

Pour une longueur totale des fentes d'environ 200 mm, six ondulations successives alternées deux à deux s'étendent suivant la longueur du tronçon 72. Chaque ondulation décrit un arc de courbe. Le rayon osculateur de ces courbes est par exemple de 50 mm. Chaque ondulation s'étend par exemple sur un angle d'environ 30 . Les ondulations successives se relient l'une à l'autre tangentiellement.

Avantageusement, le tracé des fentes 84 correspond au tracé ondulé du bras 72.

Les fentes 84 ainsi que la barre sont de préférence réalisées par découpage dans une plaque d'épaisseur constante. Cet usinage est par exem- ple réalisé par une découpe au jet d'eau. Ainsi, les segments conducteurs 86 sont venus de matière les uns avec les autres.

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La section pleine de chaque barre 14 est avantageusement constante sur l'essentiel de sa longueur. En particulier, le bras 72 pourvu de fentes adja- centes 84 et le bras 70 dépourvu de telles fentes présentent des sections totales sensiblement égales. Ainsi, la largeur totale des tronçons comportant des fentes est supérieure à la largeur totale des tronçons dépourvus de fente.

En particulier, la largeur totale du bras 70 est par exemple de 15 mm alors que la largeur totale du bras 72 dans la région où sont ménagées les fentes 84 est par exemple de 15,2 mm.

Afin d'éviter que, lors de l'exploitation, les fentes soient bouchées par des salissures, les fentes sont avantageusement emplies d'un matériau élastique de remplissage isolant tel qu'un élastomère, notamment du silicone, du fluorosilicone ou des caoutchoucs synthétiques.

On conçoit que, lors de la mise en oeuvre d'une telle barre, et comme illustré sur la figure 4, la circulation du courant électrique dans la barre conduit à un échauffement de celle-ci. La barre étant réalisée en aluminium, la déformation de la barre due à la dilatation est relativement importante, du fait du coefficient de dilatation élevé de ce métal.

Toutefois, du fait de la présence des fentes, le bras 72 peut se déformer, les segments conducteurs adjacents 86 étant susceptibles d'un déplacement axial et transversal les uns par rapport aux autres. Le mode de déformation de la barre 14 est illustré sur la figure 4.

De plus, la présence combinée des ondulations successives alternées et des fentes permet de réduire l'expansion axiale du bras 72 par une déformation transversale du bras dans les régions ondulées.

On comprend ainsi que, du fait de la présence des fentes et des ondulations, les contraintes appliquées aux régions fixes des barres, c'est-à-dire à leurs extrémités où sont ménagés les perçages 82, sont réduites.

Ainsi, la fiabilité du dispositif de distribution de puissance se trouve améliorée.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS 1.-Barre conductrice de puissance (14) pour la conduction de l'électri- cité dans un dispositif de distribution de puissance, la barre (14) comportant des sites (76,78) de fixation sur un support, en au moins deux points (80,82) distincts suivant la longueur de la barre, caractérisée en ce qu'elle comporte, sur au moins un tronçon (72) s'étendant entre deux sites de fixation (76,78), au moins une fente (84) longitudinale délimitant, suivant la longueur dudit tronçon (72), au moins deux segments conducteurs adjacents (86).
2. 2. -Barre conductrice selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un tronçon (72) pourvu d'au moins une fente (84) présente au moins une ondulation (88).
3. 3. -Barre conductrice selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le tracé de la ou chaque fente (84) reproduit essentiellement le tracé de l'enveloppe extérieure dudit tronçon (72) pourvu de la ou chaque fente (84).
4. 4. -Barre conductrice selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que la largeur de la ou chaque fente (84) est comprise entre 0,4 mm et 2 mm.
5. 5. -Barre conductrice selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que la largeur de chaque segment conducteur (86) est comprise entre 1 mm et 3 mm.
6. 6. -Barre conductrice selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que le nombre de fentes (84) ménagées dans le ou chaque tronçon (72) est compris entre 4 et 10.
7. 7. -Barre conductrice selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que lesdits segments conducteurs (86) sont venus de matière les uns avec les autres.
8. 8. -Barre conductrice selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que la ou chaque fente (84) est traversante.
9. 9.-Barre conductrice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la ou chaque fente (84) est emplie d'un matériau élastique de remplissage.
10. 10. -Barre conductrice selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce qu'elle est formée en aluminium.

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11. 11.-Dispositif de distribution de puissance du type comportant une platine isolante (12) et au moins une barre conductrice de puissance (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes.