WO2013098526A1 - Ensemble de contacteurs intégrés de façon compacte dans un coeur électrique - Google Patents

Ensemble de contacteurs intégrés de façon compacte dans un coeur électrique Download PDF

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WO2013098526A1
WO2013098526A1 PCT/FR2012/053087 FR2012053087W WO2013098526A1 WO 2013098526 A1 WO2013098526 A1 WO 2013098526A1 FR 2012053087 W FR2012053087 W FR 2012053087W WO 2013098526 A1 WO2013098526 A1 WO 2013098526A1
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contactor
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power management
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Bernard Guering
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Airbus Operations
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/015—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor
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    • H02B1/04—Mounting thereon of switches or of other devices in general, the switch or device having, or being without, casing
    • H02B1/056—Mounting on plugboards
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/24—Circuit arrangements for boards or switchyards
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    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/20—Bus-bar or other wiring layouts, e.g. in cubicles, in switchyards

Definitions

  • the invention relates to the integration of contactors in an electrical system, and more particularly in an electrical heart, located for example in an aircraft nose.
  • electrical systems are performing more and more functions and becoming more complex, which can result in an increase in the number of internal components such as contactors (or circuit breakers) managing and distributing the power allocated to consumers.
  • contactors or circuit breakers
  • E / E bay located under the cockpit.
  • a power contactor or power contactor is a planned contactor directly receiving power from a power generator.
  • a contactor with a lower breaking capacity with respect to a power contactor is called a distribution contactor or an auxiliary contactor.
  • Such a contactor is placed in a circuit behind a power contactor, that is to say intermediate between the power source and the elements to which it distributes the current.
  • These contactors are sized to withstand lower currents than those to be supported by the power management contactors.
  • the electrical connections between the contactors are made using cables, via electrical lugs or via conductive rigid bars (copper or aluminum).
  • the covers and the individual partitions of each switch occupy a large space on the bottom of the box.
  • performing the individual bindings requires time and effort.
  • the invention aims to remedy at least one of these disadvantages.
  • a set of contactors comprising at least one power management contactor and a distribution contactor, said at least one power management contactor being fixed to a first support member, said at least one distribution contactor being carried by a second support member, said power management contactor being located between the first support member and the second support member.
  • the first and second support elements extend respectively at a first and a second plane, the first and second plane being parallel to each other.
  • the first and the second support element are superimposed so as to form a multilayer assembly.
  • said at least one power management contactor and said at least one distribution contactor are electrically connected via an electrical connection element located between the first support element and the second support element.
  • the invention also relates to a set of contactors arranged symmetrically on either side of a first axis, the contactors being mechanically connected through a mechanical connecting element extending between two rows of contactors on along the first axis.
  • the contactors are arranged symmetrically on either side of a second axis perpendicular to the first.
  • This arrangement in double symmetry of the contactors around a common mechanical connection element (pedestal) is also favorable to a compact and simplified power supply of the contactors.
  • the mechanical connection element can for this purpose carry electrical connection elements which connect the contactors to a connection element to a power source.
  • connection element can extend at least partly between two contactors of the same row along the second axis.
  • This architecture also benefits the integration of power outputs, which are performed directly on the edge (side face) of the mechanical connecting element, in other words virtually in a straight line. There is thus a large unobstructed face to disassemble.
  • the power supply and the power outputs can also be segregated, contrary to the usual provisions.
  • the contactors are primary distribution contactors, carrying out the management of the first power level, the management of the inputs / outputs and the management of inter-compartmental and inter-core transfers.
  • the invention also relates to a set of contactors grouped together in a module, each contactor providing a function for establishing a contact, characterized by at least one common modular element able to perform a given function that is distinct from the function of establishing a contact.
  • the contact establishment function can be provided within a contactor, in particular by at least one of the elements following: a coil, a plunger, an arc box, main contacts ... etc.
  • the secondary elements of a contactor that allow to operate without the function of establishing a direct contact.
  • the mounting of the contactors is also greatly simplified, since it is sufficient to fix at the bottom of the cover of an electrical heart a single common housing by means of a common base rather than a plurality of individual housings.
  • the electrical segregation of the contactors can be ensured if necessary by the presence of walls (partitions) separating two contactors.
  • the contactors are power management contactors, supplying consumers requiring significant power.
  • the modular element in common is:
  • a common base carrying said contactors and comprising means for fixing the module
  • each contactor will be possible for each contactor to use a device for monitoring the state of the contactors, optical or proximity (inductive sensor), whose data processing will be provided by a common computer located at the periphery of the common housing.
  • This device can also be integrated in the contact control device.
  • the invention also relates to an assembly composed of an electrical interconnection plate and a set of contactors as defined above, the power supply of the contactors being via the electrical interconnection plate.
  • the module fixing means can fix the module to the electrical interconnection plate.
  • the electrical interconnection plate is linked to a frame of the electric core which includes all the modules constituting the heart.
  • the modules are attached to the frame as well as the interconnect plate.
  • the invention also relates to a set of contactors comprising at least one power management contactor and a distribution contactor, said at least one power management contactor being fixed to a first support element, said at least one distribution contactor being carried by a second support member, said power management contactor being located between the first support member and the second support member,
  • the distribution contactors comprising at least one set of contactors arranged symmetrically on either side of a first axis, the contactors being mechanically connected through a mechanical connecting element extending between two rows of contactors along the first axis.
  • the invention also relates to a set of contactors comprising at least one power management contactor and a distribution contactor, said at least one power management contactor being fixed to a first support element, said at least one distribution contactor being carried by a second support member, said power management contactor being located between the first support member and the second support member,
  • the contactors comprising at least one set of contactors grouped together in a module, each contactor providing a function for establishing a contact, characterized by
  • At least one common modular element capable of performing a given function distinct from the function of establishing a contact.
  • the invention also relates to an electrical core comprising a set of contactors comprising at least one power management contactor and a distribution contactor, said at least one power management contactor being fixed to a first support element, said at least one distribution contactor being carried by a second support member, said power management contactor being located between the first support member and the second support member, which comprises:
  • At least one set of contactors arranged symmetrically on either side of a first axis, the contactors being mechanically connected through a mechanical connecting element extending between two rows of contactors along the first axis, and
  • each contactor providing a function for establishing a contact, characterized by at least one common modular element capable of performing a given function distinct from the function of establishing a contact.
  • the invention relates to an aircraft comprising at least one electric core according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation in perspective of an electric core according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic representation of a top view of a set of power management contactors and a set of distribution contactors according to the invention in a second embodiment
  • Figure 3 is a schematic perspective view of a set of distribution contactors according to the invention.
  • Figure 4 is a schematic sectional representation of the set of distribution contactors of Figure 3;
  • Figure 5 is a schematic top view of the distribution contactor assembly of Figure 3;
  • Figure 6 is a schematic perspective view of a power management contactor according to the invention.
  • Figure 7 is a schematic perspective view of a set of contactors of Figure 6 together in a module and an electrical interconnection plate according to the invention
  • Figure 8 is a schematic sectional view of the module and the electrical interconnection plate of Figure 7;
  • An electric core 1 according to the invention comprises power management contactors 2 and distribution contactors 4.
  • the power management contactors 2 are first level power management contactors and the distribution contactors 4 are primary distribution contactors.
  • the power management contactors 2 are combined into a power management module 6, and protected as a whole by the same management module box 7.
  • the distribution contactors 4 are themselves divided into two (four in FIG. 1 and two in FIG. 2) contactor groups or distribution modules 8, each of the modules being protected by a distribution module housing 9.
  • first support member 12 may be provided with fastening elements (not shown) comprising power supply elements.
  • Each distribution module 8 is carried by a second support element 14 which extends in a plane which is parallel to the XY plane. It is therefore parallel to the first support element 12. In this case, the support elements 14 of the two distribution modules 8 are located in the same plane.
  • the support members 14 are positioned so that the power management contactors 2 are located between the first support member 12 and the second support member 14.
  • first support element 12 and the second support elements 14 are superimposed so as to form a multilayer assembly.
  • Each second support element 14 carries on at least one of its faces a plurality of distribution contactors 4.
  • the second support member 14 carries distribution contactors 4 on both sides.
  • the second support element 14 carries contactors on the face opposite to the power management contactors 2. It will be noted that the mechanical fasteners of the second support element 14 are not represented here. support element 12.
  • Figures 3, 4 and 5 show a distribution module 8 similar to that of Figure 1, although the number and shape of the distribution contactors 4 are different. The principle of arrangement is however the same.
  • the distribution contactors 4 are arranged on the one hand symmetrically on either side of a first axis, in this case the Y axis.
  • each face of the second support element 14 (which extends along the XY plane).
  • the distribution contactors 4 are arranged symmetrically on either side of a second axis, in this case the Z axis.
  • FIGS. 3 to 5 eight contactors are arranged on either side of the XZ plane.
  • the distribution contactors 4 are interconnected via the second support element 14 which acts as a mechanical connection element extending between two rows of distribution contactors 4.
  • the connection mechanical (not shown) is made for example by three screws between each contactor and the second support element 14.
  • the "cluster" arrangement of the distribution contactors 4 around the support element 14 thus makes it possible to optimize the volume taken by the distribution module 8.
  • the second support element 14 carries (or integrates) an electrical connection element 20 which makes it possible to electrically connect each distribution module
  • each distribution contactor 4 comprises three pairs of pins 18 which are fixed to the second support member 14.
  • the pins 18 are the electrical inputs and outputs of each contactor (three inputs and three outputs for a three-phase circuit)
  • the pins 18 extend from the inner face (vis-à-vis the second support element) of the contactor along the axis Z towards the second support element 14 and they are plugged into the electrical connection element 20.
  • each electrical connection element comprises a connection element 22 (not shown in FIG. 3) which extends perpendicularly to the plane of the second support element 14. direction of the first support member 12, i.e. in the direction of the Z axis.
  • each distribution module 8 comprises a connection element 22.
  • connection element 22 extends between two columns of distribution contactors 8 of the same distribution module 8, preferably between two columns located towards the center of the module.
  • connection element 22 of the distribution module 8 located on the left of the figure is located between the second and the third column of distribution contactors
  • connection element 22 of the distribution module 8 on the right of the figure is located between the sixth and seventh column of distribution contactors.
  • connection elements 22 for each distribution module 8 can obviously be envisaged, as well as an alternative positioning of the connection elements 22 for each distribution module 8.
  • connection elements 22 do not have to extend between two columns of distribution contactors 4 and can therefore be positioned more freely .
  • Each connection element 22 extends towards the first support element 12 from the second support element 14 along the Z axis, between two rows of distribution contactors 4.
  • connection element 22 extends between two management contactors 2.
  • connection element 22 of the distribution module 8 on the left is situated between the second and the third management contactor 2 and the connection element 22 of the distribution module 8 on the right is located between the sixth and the seventh management contactor 2.
  • connection elements per module can obviously be envisaged, as well as an alternative positioning of these elements vis-à-vis the module's contactors.
  • the electrical connection element 20 comprises two output networks 26.
  • Each output network 26 has the role of carrying the current from the distribution contactors 4 located on one of the faces of the second support member 14 to consumers (not shown).
  • each output network 26 extends along the axis X to be able to serve each of the distribution contactors 4 as can be seen in particular in Figures 3 and 5.
  • Each output network 26 also comprises a plurality of output terminals 26a which open on the outer edge of the second support element 14 (along the X axis) towards the outside of each support module 8.
  • a power management contactor 4 as proposed here is reduced, as seen in Figure 6, the essential components for the operation of the contactor. All of these components is called the primary functional part of the contactor.
  • such a power management contactor 4 comprises a coil 40, a movable core (not shown), a plunger 41, a holding member 42, a status monitoring sensor 44 and six electrical terminals (three power supply units). and three output) 46 (this number may vary).
  • state monitoring sensor 44 is intended to replace the auxiliary state monitoring contacts of the prior art, which are usually connected to a received data processing device integrated in the power management contactor . Indeed, as we will see later, this device is shared with the other contactors of the management module 4.
  • the power management contactors 4 are assembled side by side in the module 2 inside a common housing 7.
  • This casing 7 is of parallelepipedal shape so as to provide an envelope to the module 4.
  • segregation walls 7a here formed integrally with the housing, located between two power management contactors 2 in planes parallel to the YZ plane.
  • the contact terminals 46 are isolated from each other by horizontal insulating walls 7b visible in Figure 7. These walls extend in the XZ plane.
  • the terminals 46 are isolated from each other by vertical insulating walls 7c parallel to the segregation walls 7a.
  • the walls 7a, 7b, 7c form an insulating gate each contact terminal 46 of neighboring terminals on four sides.
  • the management module 6 comprises a plurality of modular elements that are common to all the contactors and whose functions are shared by them.
  • the power management module 6 comprises a device for monitoring the contactor state monitoring information 50, whose function is to process the data received by the state monitoring sensors 44 of each power management contactor 2 belonging to the management module 6 (not shown here the connections between the sensors and the device). It will be noted that the device 50 can be integrated in the control device of the contactors or constitute it.
  • Power supply of the power management module 6 is common, in particular through the electrical interconnection plate 60 which, connected to an electrical power generation network, is able to supply the contact terminals 46.
  • the manner in which the plate is fed is not detailed here, but may in particular be fixed to a bottom wall of an electric core cover or chassis integration surface.
  • the electrical interconnection plate 60 of substantially parallelepipedal shape, comprises a plurality of female sockets 62 intended to each receive a contact terminal 46. lie in the extension of the terminals along the Z axis.
  • FIG. 8 illustrates by an arrow the insertion or the disinsertion of the contact terminals 46 in the sockets 62. It will be noted that the sockets 62 are divided into clusters 64 of six sockets, so that the clusters receive all the terminals of each power management contactor 2.

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Distribution Board (AREA)

Abstract

Un cœur électrique comprenant un ensemble de contacteurs de gestion de puissance et de distribution. Les contacteurs de gestion de puissance (2) sont fixés à un premier élément de support (12) et les contacteurs de distribution (4) sont portés par un deuxième élément de support (14) superposé au premier de manière à former un ensemble multicouches. Les contacteurs de distribution (4) sont disposés en double symétrie autour de deux axes perpendiculaires entre eux. Ils sont liés mécaniquement à travers un élément de liaison mécanique s'étendant entre deux rangées de contacteurs (4) et qui porte des éléments de liaison électrique (20) reliant les contacteurs à un élément de connexion (22) vers une source d'énergie. Les contacteurs (2, 4) sont rassemblés en modules (6, 8) selon leur type. En particulier, le module de gestion (6) comprend au moins un élément modulaire commun (7, 50, 60) aux contacteurs de gestion de puissance (2) qui est apte à effectuer une fonction donnée secondaire distincte de la fonction d'établissement d'un contact.

Description

L'invention concerne l'intégration de contacteurs dans un système électrique, et plus particulièrement dans un c ur électrique, situé par exemple dans une pointe avant d'aéronef.
De façon générale, les systèmes électriques exercent de plus en plus de fonctions et deviennent de plus en plus complexes, ce qui peut se traduire par une augmentation du nombre de composants internes tels que les contacteurs (ou disjoncteurs) gérant et distribuant la puissance allouée à des consommateurs.
En particulier, le cœur électrique d'un aéronef, qui gère et distribue la puissance électrique à l'ensemble de l'appareil, doit intégrer de plus en plus de contacteurs, le rendant plus en plus volumineux et difficile à intégrer dans la soute électronique (E/E bay) localisée sous le cockpit.
Dans un cœur électrique d'aéronef, on distingue notamment des contacteurs de gestion de puissance et des contacteurs de distribution.
On appelle contact de gestion de puissance ou contacteur de puissance un contacteur prévu recevant directement le courant d'un générateur de puissance.
Il est de ce fait dimensionné pour résister à l'apparition d'un arc électrique issu d'un fort courant, à l'ouverture ou à la fermeture d'un circuit.
Il s'agit d'un contacteur possédant un fort pouvoir de coupure et pouvant établir ou interrompre de forts courants.
On appelle contacteur de distribution ou contacteur auxiliaire un contacteur doté d'un plus faible pouvoir de coupure par rapport à un contacteur de puissance.
Un tel contacteur est placé dans un circuit derrière un contacteur de puissance, c'est-à-dire en intermédiaire entre la source de puissance et les éléments auxquels il distribue le courant. Ces contacteurs sont dimensionnés pour supporter des courants plus faibles que ceux devant être supportés par les contacteurs de gestion de puissance.
Dans l'art antérieur, l'intégration de ces contacteurs dans les cœurs électriques est faite de façon unitaire. Sur le fond de la boîte constituant le capot du cœur électrique, sont disposés et fixés un à un les contacteurs des deux familles (gestion de puissance et de distribution). Ce fond de boîte est par ailleurs compartimenté à l'aide de cloisons de manière à isoler électriquement chacun d'entre eux.
Les raccordements électriques entre les contacteurs sont quant à eux effectués à l'aide de câbles, via des cosses électriques ou via des barres rigides conductrices (cuivre ou aluminium).
Cette intégration classique présente des désavantages.
En premier lieu, les capots et les cloisons individuels de chaque contacteur occupent un espace important sur le fond de la boîte. En outre, effectuer les fixations individuelles demande temps et effort.
Enfin, le fait que les contacteurs soient tous disposés sur un même plan complexifie les raccordements électriques car il est alors nécessaire, pour chaque câble alimentant un contacteur, de contourner les autres. Ceci engendre aussi une perte importance d'espace.
L'invention vise à remédier à au moins un de ces inconvénients.
Pour cela, elle concerne un ensemble de contacteurs, comprenant au moins un contacteur de gestion de puissance et un contacteur de distribution, ledit au moins un contacteur de gestion de puissance étant fixé à un premier élément de support, ledit au moins un contacteur de distribution étant porté par un deuxième élément de support, ledit contacteur de gestion de puissance étant situé entre le premier élément de support et le deuxième élément de support.
Ceci permet notamment de réduire significativement la surface d'intégration des contacteurs, que l'on divise au moins par deux puisque les deux types de contacteurs sont superposés. Selon une caractéristique possible de l'invention, les premier et deuxième éléments de support s'étendent respectivement au niveau d'un premier et d'un deuxième plan, les premier et deuxième plan étant parallèles entre eux.
Selon une caractéristique possible de l'invention, le premier et le deuxième élément de support sont superposés de façon à constituer un ensemble multicouches.
Selon une caractéristique possible de l'invention, ledit au moins un contacteur de gestion de puissance et ledit au moins un contacteur de distribution sont reliés électriquement par l'intermédiaire d'un élément de liaison électrique situé entre le premier élément de support et le deuxième élément de support.
Ceci permet de simplifier de façon significative l'intégration électrique.
En effet, l'alimentation des contacteurs étant directe et perpendiculaire au plan de pose des contacteurs, on obtient une liaison électrique à la fois courte et simple.
De plus, ces dispositions permettent de concevoir des connexions de type racking entre les contacteurs situés sur le premier élément de support et ceux du deuxième élément de support, de façon à assurer un démontage rapide et sécurisé.
De manière indépendante, l'invention concerne également un ensemble de contacteurs disposés de manière symétrique de part et d'autre d'un premier axe, les contacteurs étant reliés mécaniquement à travers un élément de liaison mécanique s'étendant entre deux rangées de contacteurs le long du premier axe.
Un tel agencement, bien plus compact que dans l'art antérieur, permet de diminuer au moins de moitié la surface dédiée aux contacteurs.
Pour obtenir un agencement plus compact encore, les contacteurs sont disposés de manière symétrique de part et d'autre d'un deuxième axe perpendiculaire au premier. Cette disposition en double symétrie des contacteurs autour d'un élément de liaison mécanique (socle) commun est également favorable à une alimentation des contacteurs compacte et simplifiée.
L'élément de liaison mécanique peut à cet effet porter des éléments de liaison électrique qui relient les contacteurs à un élément de connexion vers une source d'énergie.
On profite ainsi du volume central pour disposer les éléments de liaison électrique qui alimentent tous les contacteurs sans avoir à les contourner.
Plus particulièrement, l'élément de connexion peut s'étendre au moins en partie entre deux contacteurs d'une même rangée le long du deuxième axe.
Cette architecture profite également à l'intégration des sorties de puissance, qui sont réalisées de façon directe sur la tranche (face latérale) de l'élément de liaison mécanique, autrement dit pratiquement en ligne droite. On dispose ainsi d'une grande face dégagée pour les démonter.
L'alimentation et les sorties de puissance peuvent également être ségréguées, contrairement aux dispositions habituelles.
Enfin, la déconnexion électrique de l'ensemble (ou module) des contacteurs est grandement facilitée par l'adoption possible d'une connexion de type racking disposée en face arrière du module pour assurer l'alimentation.
Plus particulièrement, les contacteurs sont des contacteurs de distribution primaire, effectuant la gestion du premier niveau de puissance, la gestion des entrées/sorties et la gestion des transferts inter-compartiments et inter-c urs.
De manière indépendante, l'invention concerne également un ensemble de contacteurs rassemblés en un module, chaque contacteur assurant une fonction d'établissement d'un contact, caractérisé par au moins un élément modulaire commun apte à effectuer une fonction donnée distincte de la fonction d'établissement d'un contact.
On notera que la fonction d'établissement du contact peut être assurée au sein d'un contacteur notamment par au moins un des éléments suivants : une bobine, un plongeur, une boîte à arcs, des contacts principaux ... etc.
Parmi les éléments modulaires communs, on place les éléments secondaires d'un contacteur qui permettent de le faire fonctionner sans avoir pour fonction d'établir un contact direct.
Les avantages liés à ces dispositions sont nombreux. En premier lieu, elles permettent de réduire le volume associé à un ensemble de contacteurs, en le divisant par deux ou trois selon les solutions envisagées.
Le montage des contacteurs est également grandement simplifié, puisqu'il suffit de fixer au fond du capot d'un c ur électrique un seul boîtier commun au moyen d'un socle commun plutôt qu'une pluralité de boîtiers individuels.
Du fait de la mutualisation de certaines fonctions associées aux contacteurs, les coûts de réalisation se trouvent également réduits.
Pour les mêmes raisons, la maintenance se trouve simplifiée et donc moins coûteuse. En particulier, en cas de panne, il suffit d'extraire le boîtier commun pour le remplacer.
La ségrégation électrique des contacteurs peut être assurée si nécessaire par la présence de parois (cloisons) séparant deux contacteurs.
Plus particulièrement, les contacteurs sont des contacteurs de gestion de puissance, alimentant des consommateurs nécessitant une puissance importante.
Selon une caractéristique possible de l'invention, l'élément modulaire en commun est:
- un boîtier commun, ou
- un socle commun portant lesdits contacteurs et comprenant des moyens de fixation du module, ou
- un élément modulaire de traitement des informations de surveillance d'état de contacteur, ou
- un élément modulaire de connexion de sortie, ou
- un élément modulaire d'alimentation. En particulier, on pourra utiliser pour chaque contacteur un dispositif de surveillance d'état des contacteurs, optique ou de proximité (capteur inductif), dont le traitement des données sera assuré par un calculateur commun situé à la périphérie du boîtier commun. Ce dispositif peut également être intégré au dispositif de commande de contact.
L'invention concerne également un ensemble composé d'une plaque d'interconnexion électrique et d'un ensemble de contacteurs tels que définis ci- dessus, l'alimentation des contacteurs se faisant par l'intermédiaire de la plaque d'interconnexion électrique.
Ainsi, la connexion/déconnexion électrique du module est grandement facilitée par cette connexion de type racking.
En particulier, les moyens de fixation du module peuvent fixer le module à la plaque d'interconnexion électrique. Dans ce cas la plaque d'interconnexion électrique est liée à un châssis du cœur électrique qui regroupe l'ensemble des modules constituant ce cœur. Alternativement, les modules sont fixés au châssis de même que la plaque d'interconnexion.
L'invention concerne également un ensemble de contacteurs comprenant au moins un contacteur de gestion de puissance et un contacteur de distribution, ledit au moins un contacteur de gestion de puissance étant fixé à un premier élément de support, ledit au moins un contacteur de distribution étant porté par un deuxième élément de support, ledit contacteur de gestion de puissance étant situé entre le premier élément de support et le deuxième élément de support,
les contacteurs de distribution comprenant au moins un ensemble de contacteurs disposés de manière symétrique de part et d'autre d'un premier axe, les contacteurs étant reliés mécaniquement à travers un élément de liaison mécanique s'étendant entre deux rangées de contacteurs le long du premier axe.
L'invention concerne également un ensemble de contacteurs comprenant au moins un contacteur de gestion de puissance et un contacteur de distribution, ledit au moins un contacteur de gestion de puissance étant fixé à un premier élément de support, ledit au moins un contacteur de distribution étant porté par un deuxième élément de support, ledit contacteur de gestion de puissance étant situé entre le premier élément de support et le deuxième élément de support,
les contacteurs comprenant au moins un ensemble de contacteurs rassemblés en un module, chaque contacteur assurant une fonction d'établissement d'un contact, caractérisé par
au moins un élément modulaire commun apte à effectuer une fonction donnée distincte de la fonction d'établissement d'un contact.
L'invention concerne également un cœur électrique comprenant un ensemble de contacteurs comprenant au moins un contacteur de gestion de puissance et un contacteur de distribution, ledit au moins un contacteur de gestion de puissance étant fixé à un premier élément de support, ledit au moins un contacteur de distribution étant porté par un deuxième élément de support, ledit contacteur de gestion de puissance étant situé entre le premier élément de support et le deuxième élément de support, qui comprend :
au moins un ensemble de contacteurs disposés de manière symétrique de part et d'autre d'un premier axe, les contacteurs étant reliés mécaniquement à travers un élément de liaison mécanique s'étendant entre deux rangées de contacteurs le long du premier axe, et
au moins un ensemble de contacteurs rassemblés en un module, chaque contacteur assurant une fonction d'établissement d'un contact, caractérisé par au moins un élément modulaire commun apte à effectuer une fonction donnée distincte de la fonction d'établissement d'un contact.
Enfin, l'invention concerne un aéronef comprenant au moins un cœur électrique selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un cœur électrique selon l'invention dans un premier mode de réalisation,
la figure 2 est une représentation schématique d'une vue de dessus d'un ensemble de contacteurs de gestion de puissance et d'un ensemble de contacteurs de distribution selon l'invention dans un deuxième mode de réalisation ;
la figure 3 est une représentation schématique en perspective d'un ensemble de contacteurs de distribution selon l'invention ;
- la figure 4 est une représentation schématique en coupe de l'ensemble de contacteurs de distribution de la figure 3 ;
la figure 5 est une représentation schématique en vue de dessus de l'ensemble de contacteurs de distribution de la figure 3 ;
la figure 6 est une représentation schématique en perspective d'un contacteur de gestion de puissance selon l'invention ;
la figure 7 est une représentation schématique en perspective d'un ensemble de contacteurs de la figure 6 rassemblés en un module et d'une plaque d'interconnexion électrique selon l'invention ;
la figure 8 est une vue schématique en coupe du module et de la plaque d'interconnexion électrique de la figure 7 ;
Un cœur électrique 1 selon l'invention comprend des contacteurs de gestion de puissance 2 et des contacteurs de distribution 4.
Plus particulièrement, les contacteurs de gestion de puissance 2 sont des contacteurs de gestion de puissance de premier niveau et les contacteurs de distribution 4 sont des contacteurs de distribution primaire.
Dans le mode de réalisation présenté à la figure 1 , les contacteurs de gestion de puissance 2 sont rassemblés en un module de gestion de puissance 6, et protégés dans leur ensemble par un même boîtier de module de gestion 7.
Les contacteurs de distribution 4 sont quant à eux répartis en deux (quatre à la figure 1 et deux à la figure 2) groupes de contacteurs ou modules de distribution 8, chacun des modules étant protégé par un boîtier de module de distribution 9.
Il va de soi que le nombre de modules de chaque type peut varier. On va tout d'abord décrire la disposition des ensembles de contacteurs l'un par rapport à l'autre. Dans les modes de réalisation présentés sur les figures 1 et 2, les contacteurs de gestion de puissance 2 sont fixés à un premier élément de support 12 (non représenté sur la figure 1) qui s'étend selon le plan XY de la figure 1.
Comme on le verra plus loin, le premier élément de support 12 peut être muni d'éléments de fixation (non représentés) comprenant des éléments d'alimentation électrique.
Chaque module de distribution 8 est porté par un deuxième élément de support 14 qui s'étend selon un plan qui est parallèle au plan XY. Il est donc parallèle au premier élément de support 12. En l'occurrence, les éléments de support 14 des deux modules de distribution 8 sont situés dans un même plan.
Les éléments de support 14 sont positionnés de manière à ce que les contacteurs de gestion de puissance 2 soient situés entre le premier élément de support 12 et le deuxième élément de support 14.
Autrement dit, le premier élément de support 12 et le deuxième éléments de support 14 sont superposés de façon à constituer un ensemble multicouches.
Chaque deuxième élément de support 14 porte sur au moins une de ses faces une pluralité de contacteurs de distribution 4.
Dans le mode de réalisation de la figure 1 , le deuxième élément de support 14 porte des contacteurs de distribution 4 sur ses deux faces.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, le deuxième élément de support 14 porte des contacteurs sur la face opposée aux contacteurs de gestion de puissance 2. On notera que ne sont pas représentés ici les fixations mécaniques du deuxième élément de support 14 au premier élément de support 12.
On va maintenant décrire l'agencement des contacteurs de distribution 4 dans un module de distribution 8 en référence aux figures 1 , 3, 4 et 5.
Les figures 3, 4 et 5 représentent un module de distribution 8 similaire à celui de la figure 1 , bien que le nombre et la forme des contacteurs de distribution 4 soient différents. Le principe d'agencement est en revanche le même. Les contacteurs de distribution 4 sont disposés d'une part de manière symétrique de part et d'autre d'un premier axe, en l'occurrence l'axe Y.
Ainsi, dans le mode de réalisation des figures 3, 4 et 5, huit contacteurs de distribution 4 sont disposés sur chaque face du deuxième élément de support 14 (qui s'étend selon le plan XY).
D'autre part, les contacteurs de distribution 4 sont disposés de manière symétrique de part et d'autre d'un second axe, en l'occurrence l'axe Z.
Ainsi, sur les figures 3 à 5, huit contacteurs sont disposés de part et d'autre du plan XZ.
Afin d'assurer cette disposition, les contacteurs de distribution 4 sont reliés entre eux par l'intermédiaire du deuxième élément de support 14 qui fait office d'élément de liaison mécanique en s'étendant entre deux rangées de contacteurs de distribution 4. La liaison mécanique (non représentée) est réalisée par exemple par trois vis entre chaque contacteur et le deuxième élément de support 14.
La disposition « en grappe » des contacteurs de distribution 4 autour de l'élément de support 14 permet ainsi d'optimiser le volume pris par le module de distribution 8.
De plus, de telles dispositions permettent une alimentation centralisée et donc simplifiée par rapport aux réseaux d'alimentation individuelle complexes qui étaient présents de l'art antérieur.
En effet, en complément de sa fonction de liaison mécanique, le deuxième élément de support 14 porte (ou intègre) un élément de liaison électrique 20 qui permet de relier électriquement chaque module de distribution
8 au module de gestion de puissance 10. Autrement dit, un lien électrique direct est fait jusqu'aux barres électriques des contacteurs de gestion de puissance 2.
Pour cela, chaque contacteur de distribution 4 comprend trois paires de broches 18 qui sont fixées au deuxième élément de support 14. Les broches 18 sont les entrées et sorties électriques de chaque contacteur (trois entrées et trois sorties pour un circuit triphasé) Les broches 18 s'étendent de la face interne (en vis-à-vis du deuxième élément de support) du contacteur selon l'axe Z vers le deuxième élément de support 14 et elles viennent s'enficher dans l'élément de liaison électrique 20.
Pour assurer la liaison jusqu'aux barres électriques des contacteurs de gestion de puissance 2, chaque élément de liaison électrique comprend un élément de connexion 22 (non représentés sur la figure 3) qui s'étend perpendiculairement au plan du deuxième élément de support 14 en direction du premier élément de support 12, c'est-à-dire dans la direction de l'axe Z.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 , chaque module de distribution 8 comprend un élément de connexion 22.
Chaque élément de connexion 22 s'étend entre deux colonnes de contacteurs de distribution 8 d'un même module de distribution 8, de préférence entre deux colonnes situées vers le centre du module.
En l'occurrence, en se plaçant dans le plan XY et en numérotant les colonnes de chaque module de façon croissante en allant vers la droite de la figure 1 :
- l'élément de connexion 22 du module de distribution 8 situé à gauche de la figure est situé entre la deuxième et la troisième colonne de contacteurs de distribution,
- l'élément de connexion 22 du module de distribution 8 situé à droite de la figure est situé entre la sixième et la septième colonne de contacteurs de distribution.
Il va toutefois de soi qu'un nombre supérieur de bras par module peut évidemment être envisagé, de même qu'un positionnement alternatif des éléments de connexion 22 pour chaque module de distribution 8.
En outre, dans le cas du deuxième mode de réalisation présenté à la figure 2, on notera que les éléments de connexion 22 n'ont pas à s'étendre entre deux colonnes de contacteurs de distribution 4 et peuvent donc être positionnés de façon plus libre. Chaque élément de connexion 22 se prolonge vers le premier élément de support 12 à partir du deuxième élément de support 14 selon l'axe Z, entre deux rangées de contacteurs de distribution 4.
Comme on le voit sur la figure 1 , l'élément de connexion 22 se prolonge entre deux contacteurs de gestion 2.
Plus précisément, sur la figure 1 , l'élément de connexion 22 du module de distribution 8 situé à gauche se situe entre le deuxième et le troisième contacteur de gestion 2 et l'élément de connexion 22 du module de distribution 8 situé à droite se situe entre le sixième et le septième contacteur de gestion 2.
Il va toutefois de soi qu'un nombre supérieur d'éléments de connexion par module peut évidemment être envisagé, de même qu'un positionnement alternatif de ces éléments vis-à-vis des contacteurs du module.
Par ailleurs, l'élément de liaison électrique 20 comprend deux réseaux de sortie 26.
Chaque réseau de sortie 26 a pour rôle d'acheminer le courant depuis les contacteurs de distribution 4 situé sur une des faces du deuxième élément de support 14 vers les consommateurs (non représentés).
Ainsi chaque réseau de sortie 26 s'étend le long de l'axe X pour pouvoir desservir chacun des contacteurs de distribution 4 comment on le voit notamment sur les figures 3 et 5.
Chaque réseau de sortie 26 comprend également une pluralité de bornes de sortie 26a qui débouchent, sur la tranche externe du deuxième élément de support 14 (le long de l'axe X) vers l'extérieur de chaque module de support 8.
Ainsi, sur la figure 1 les bornes de sortie 26a du module de distribution 8 à gauche de la figure s'étendent vers la gauche de la figure et les bornes de sorties du module de distribution 8 de droite s'étendent vers la droite.
Une telle disposition, contrairement à l'art antérieur, permet de bien ségréguer les sorties de puissance de l'alimentation. On va maintenir décrire en détail les contacteurs de gestion de puissance 2 le module de gestion de puissance 4 et en référence aux figures 6, 7 et 8.
Un contacteur de gestion de puissance 4 tel que proposé ici est réduit, comme on le voit à la figure 6, aux composants essentiels permettant le fonctionnement du contacteur. L'ensemble de ces composants est dite partie fonctionnelle primaire du contacteur.
Ainsi, un tel contacteur de gestion de puissance 4 comprend une bobine 40, un noyau mobile (non représenté), un plongeur 41 , un élément de maintien 42, un capteur de surveillance d'état 44 et six bornes électriques (trois d'alimentation et trois de sortie) 46 (ce nombre peut varier).
On notera seulement que le capteur de surveillance d'état 44 a pour vocation de remplacer les contacts auxiliaires de surveillance d'état de l'art antérieur, qui sont habituellement reliés à un dispositif de traitement des données reçues intégré dans le contacteur de gestion puissance. En effet, comme on va le voir plus loin, ce dispositif est mis en commun avec les autres contacteurs du module de gestion 4.
Comme on le voit sur la figure 7, les contacteurs de gestion de puissance 4 sont rassemblés côte à côte dans le module 2 à l'intérieur d'un boîtier commun 7.
Ce boîtier 7 est de forme parallélépipédique de manière à fournir une enveloppe au module 4.
Il comprend des parois de ségrégation 7a, ici réalisées d'une pièce avec le boîtier, situées entre deux contacteurs de gestion de puissance 2 dans des plans parallèles au plan YZ.
Alternativement, il est possible d'intégrer une cloison l'on préfère intégrer à la demande une cloison intercalaire de ségrégation amovible, mais coincée lors du montage là où cela est nécessaire.
Elles permettent de séparer les contacteurs de gestion de puissance 2 sur toute leur longueur le long de l'axe Z. En outre, pour chaque contacteur de gestion de puissance 2, les bornes de contact 46 sont isolées les unes des autres par des parois isolantes horizontales 7b visibles sur la figure 7. Ces parois s'étendent dans le plan XZ.
D'autre part, les bornes 46 sont isolées les unes des autres par des parois isolantes verticales 7c parallèles aux parois de ségrégation 7a.
De cette façon, les parois 7a, 7b, 7c forment une grille isolant chaque borne de contact 46 des bornes voisines sur quatre côtés.
Par ailleurs, le module de gestion 6 comprend une pluralité d'éléments modulaires qui sont communs à tous les contacteurs et dont les fonctions sont partagées par ceux-ci.
Ainsi le module de gestion de puissance 6 comprend un dispositif de traitement des informations de surveillance d'état de contacteur 50, qui a pour fonction de traiter les données reçues par les capteurs de surveillance d'état 44 de chaque contacteur de gestion de puissance 2 appartenant au module de gestion 6 (ne sont pas représentés ici les connexions entre les capteurs et le dispositif). On notera que le dispositif 50 peut être intégré au dispositif de commande des contacteurs ou bien le constituer.
L'alimentation du module de gestion de puissance 6 se fait de façon commune, notamment au travers de la plaque d'interconnexion électrique 60 qui, liée à un réseau de génération de puissance électrique, est apte à alimenter les bornes de contact 46.
On ne détaillera pas ici la façon dont la plaque est alimentée, mais elle peut notamment être fixée à une paroi de fond d'un capot de c ur électrique ou surface d'intégration du châssis.
Pour cela, comme on le voit notamment aux figures 7 et 8, la plaque d'interconnexion électrique 60, de forme sensiblement parallélépipédique, comprend une pluralité de prises femelles 62 destinées à recevoir chacune une borne de contact 46. De ce fait, elles se situent dans le prolongement des bornes le long de l'axe Z.
La figure 8 illustre à par une flèche l'insertion ou la désinsertion des bornes de contact 46 dans les prises femelles 62. On remarquera que les prises femelles 62 sont réparties en clusters 64 de six prises, de manière à ce que les clusters reçoivent l'ensemble des bornes de chaque contacteur de gestion de puissance 2.
Toutefois, le nombre de bornes pouvant varier d'un mode de réalisation à l'autre, la taille et le nombre de prises par clusters varie en conséquence.
Les exemples qui viennent d'être décrits ne sont que des modes de réalisation possibles de l'invention, qui ne s'y limite pas.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble de contacteurs disposés de manière symétrique de part et d'autre d'un premier axe, les contacteurs (4) étant reliés mécaniquement à travers un élément de liaison mécanique (14) s'étendant entre deux rangées de contacteurs (4) le long du premier axe.
2. Ensemble de contacteurs selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les contacteurs (4) sont disposés de manière symétrique de part et d'autre d'un deuxième axe perpendiculaire au premier.
3. Ensemble de contacteurs selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément de liaison mécanique (14) porte des éléments de liaison électrique (20) qui relient les contacteurs (4) à un élément de connexion (22) vers une source d'énergie.
4. Ensemble de contacteurs selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'élément de connexion (22) s'étend au moins en partie entre deux contacteurs (4) d'une même rangée le long du deuxième axe.
5. Ensemble de contacteurs selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les contacteurs (2) sont des contacteurs de distribution primaire.
6. Ensemble de contacteurs, comprenant au moins un contacteur de gestion de puissance (2) et un contacteur de distribution (4), ledit au moins un contacteur de gestion de puissance étant fixé à un premier élément de support (12), caractérisé en ce que ledit au moins un contacteur de distribution (4) est porté par un deuxième élément de support (14), ledit contacteur de gestion de puissance (2) étant situé entre le premier élément de support (12) et le deuxième élément de support (14).
7. Ensemble de contacteurs selon la revendication 6, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments de support (12, 14) s'étendent respectivement au niveau d'un premier et d'un deuxième plan, les premier et deuxième plan étant parallèles entre eux.
8. Ensemble de contacteurs selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le premier et le deuxième élément de support (12, 14) sont superposés de façon à constituer un ensemble multicouches.
9. Ensemble de contacteurs selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ledit au moins un contacteur de gestion de puissance (2) et ledit au moins un contacteur de distribution (4) sont reliés électriquement par l'intermédiaire d'un élément de liaison électrique (20) situé entre le premier élément de support (12) et le deuxième élément de support (14).
10. Ensemble de contacteurs rassemblés en un module (6), chaque contacteur (2) assurant une fonction d'établissement d'un contact, caractérisé par au moins un élément modulaire commun (7, 50, 60) apte à effectuer une fonction donnée distincte de la fonction d'établissement d'un contact.
1 1. Ensemble de contacteurs selon la revendication 10, caractérisé en ce que les contacteurs (2) sont des contacteurs de gestion de puissance.
12. Ensemble de contacteurs selon la revendication 10 ou 11 , caractérisé en ce que l'élément modulaire en commun est :
- un boîtier commun (7), ou
- un socle commun portant lesdits contacteurs et comprenant des moyens de fixation du module, ou
- un dispositif de traitement des informations de surveillance d'état de contacteur (50), ou
- un élément de connexion de sortie, ou
- un élément d'alimentation (60).
13. Ensemble de contacteurs selon la revendication 12, caractérisé en ce que le boîtier commun (7) comprend une paroi (7a) séparant au moins deux contacteurs.
14. Ensemble composé d'une plaque d'interconnexion électrique et d'un ensemble de contacteurs selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que l'alimentation des contacteurs (2) se fait par l'intermédiaire de la plaque d'interconnexion électrique (60).
15. Ensemble de contacteurs selon la revendication 6, caractérisé en ce que les contacteurs de distribution (4) comprennent au moins un ensemble selon la revendication 1.
16. Ensemble de contacteurs selon la revendication 6, caractérisé en ce que les contacteurs (2) comprennent au moins un ensemble de contacteurs rassemblés en un module (6) selon la revendication 10.
17. Cœur électrique caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de contacteurs selon la revendication 6 qui comprend un ensemble de contacteurs rassemblés en un module (6) selon la revendication 10 et un ensemble selon la revendication 1.
18. Aéronef comprenant au moins un cœur électrique selon la revendication 17.
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