Brevet FR2113913A1 — publié le 19720630

i. 2113911 La présente invention se rapporte de façon générale à un système de contrôle de température, et plus spécifiquement à un système de contrôle de température pour contrôler l'action de refroidissement d'une source froide ou puits de chaleur supportent 5 un-élément électrique afin d'empêcher tout produit de condensation de se former sur la source froide. Il est bien connu dans les techniques électriques que le refroidissement par liquide des composants électriques au moyen d'une source froide métallique crée des problèmes lorsque l'humi-in dité de l'air environnant est telle qu'elle produit la condensation de cette humidité sur la source froide à certaines températures faibles. Tandis que certains systèmes utilisés dans le- passé prévoyaient la détection de la température pour contrôler l'écoulement 15 d'un produit réfrigérant soit vers un échangeur de chaleur, soit vers une source froide, la pratique commune consistait à détecter la température de l'air. La détection de la température de l'air fournit une indication fausse, ne permettant pas de savoir si un produit de condensation est en train de se former sur la source 20 froide elle-même, dans le cas de sources froides refroidies par liquide. Evidemment, la formation d'un produit de condensation dans ttn système redresseur crée des problèmes car elle fait varier les caractéristiques électriques des éléments du système redresseur et aussi cause des défaillances dans les circuits de commande. 25 Avec le système de la présente invention, un dispositif sensible à la température est monté directement sur une source froide refroidie par liquide, et la température réelle de la source froide est ainsi détectée. La température détectée est utilisée pour commander l'excitation d'un solénoîde qui, à son tour, commando de l'écoulement du fluide de refroidissement vers un échangeur de chaleur ou vers la source froide proprement dite. On a trouvé que ce système éliminait de nombreux problèmes inhérents au refroidissement par liquide de composants électriques. En conséquence, c'est un des principaux objets de la pré-35 sente invention de prévoir un système de contrôle de température perfectionné destiné à être utilisé pour les composants électriques à refroidissement par liquide. C'est un autre objet de la présente invention de prévoir un circuit perfectionné sensible à un produit de condensation. 40 C'est encore un autre objet de la présente invention de 71 40365 2. 2113913 prévoir un système pour détecter la température d'une source froide et contrôler l'action de refroidissement de cette source froide en réponse à la température détectée afin de la maintenir au-dessus d'un niveau prédéterminé et ainsi d'éviter à un produit de conden-5 sation de se former sur la source froide. C'est encore un autre objet de la présente invention de prévoir un circuit de commande de solénoîde perfectionné, le circuit commandant le solénoîde en réponse à une température détectée pour maintenir la température au-dessus d'un niveau prédéterminé 10 et ainsi éviter la formation d'un produit de condensation dans un système redresseur. C'est encore un autre objet de la présente invention de prévoir tin système, sensible à la température, perfectionné, du type décrit, qui n'est pas onéreux à fabriquer et dont l'utilisation est 15 sûre. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels : La figure 1 est une vue en élévation d'un ensemble redres-20 seur, avec certains panneaux du boîtier enlevés, et représentant les détails généraux d'un système redresseur et d'un système de contrôle de température selon des caractéristiques de la présente invention ; et La figure 2 est un diagramme schématique représentant le 25 circuit électrique qui est utilisé de préférence en liaison avec la commande de l'écoulement du fluide de refroidissement vers un échangeur de chaleur. La figure 1 représente un système redresseur typique 10 selon certaines caractéristiques de la présente invention. Plus 30 spécifiquement, la source d'énergie que l'on trouve dans le commer- * ce est reliée à plusieurs transformateurs 10, 12 et 14 qui forment un système d'entrée triphasé pour le redresseur. Les transformateurs sont supportés au moyen d'un ensemble 16 de barre de support en U dont les détails ne sont pas critiques pour la présente invention. 35 Les enroulements secondaires des transformateurs 10, 12 et 14 ont une prise centrale, celle-ci ayant la forme d'une barre omnibus commune 18. La barre omnibus commune 18 est connectée à voie barre omnibus de sortie 20 qui forme la borne positive du circuit de charge. 40 Les interconnexions mentionnées précédemment pour les copY 71 40365 3. 2113913 transformateurs 10, 12 et 14 sont connues dans la technique des redresseurs, ces interconnexions étant telles que les prises centrales des enroulements secondaires des transformateurs sont toutes interconnectées pour former une borne du circuit de charge et les 5 extrémités opposées de chacun des enroulements secondaires sont connectées aux éléments redresseurs. Ainsi, les extrémités des enroulements secondaires sont interconnectées avec plusieurs ensembles 22, £4, 26 de sources froides de support de diodes, les ensembles de sources froides représentés dans la figure 1 existant éga-10 lement sur le côté opposé et derrière les ensembles de sources froides représentés pour adapter des diodes aux extrémités opposées des enroulements secondaires. Les conducteurs formant les connexions entre"les extrémités correspondantes de tous les enroulements secondaires de trans-15 formateurs et les ensémbles de sources froides de diodes sont formés au moyen de barres omnibus 30, 32, 34, la barre omnibus '30 étant soudée à l'ensemble 22 de source froide de diodes, la barre omnibus 32 étant soudée à l'ensemble 24 de source froide de diodes et la barre omnibus 34 étant soudée à l'ensemble 26 de source froide de 20 diodes. Comme ceci est connu dans la technique, les parties des barres omnibus adjacentes mais non connectées aux ensembles de support de sources froides de diodes restantes sont prévues avec un espacement suffisant pour éviter l'effet Corona et de court-circuitage ou comportent un élément isolant interposé entre elles. 25 Les détails de l'ensemble de refroidissement de diodes' sont plus particulièrement décrits dans la demande de brevet américain n° 88.341, déposée le 10 novembre 1970, au nom de Eugène W. Rabut, sous le titre "Arrangement for Self-Locking Semi-conductor Devices to Heat Sinks" et la demande de brevet américain n° 88.322, 30 déposée le 10 novembre I97O, au nom de Lynn Zellmer, sous le -titre "Mounting Bracket for Semi-conductor Rectifiers to Heat Sinks", dont les descriptions sont mentionnées ici à titre de référence. Les détails restants de l'ensemble redresseur peuvent être obtenus en se référant à la demande de brevet américain n° 88.343, déposée 35 le 10 novembre 1970, au nom de Eugène W. Rabut, sous le titre "Interphase Transformer Assembly", dont la description a été mentionnée ici à titre de référence. Comme on le verra dans la description de la demande de brevet n° 88.341 précédemment mentionnée, les sources froides 22, 40 24 et 26 sont formées à partir de barres en U en aluminium extrudé ' copy 71 40365 *• 2113913 ayant me section d'âme généralement plane 40 et deux canaux de conduction de fluide 42, 44 extrudés en même temps. On comprendra que le côté des sources froides 22, 24 et 26 de la figure 1 faisant face au lecteur, est généralement plan et que le côté opposé 5 de l'exemple de réalisation préféré comprend deux bords redressés pour recevoir les voies de passage creuses à l'intérieur. La partie centrale des canaux 42 et 44 est connectée à un système 50 d'alimentation de fluide de refroidissement, ce système étant commandé par 1'élément 52 sensible à la température qui 10 sera décrit en détails ci-après. Le système de refroidissement comprend une source d'entrée de liquide de refroidissement, par exemple de l'eau, qui est alimenté à travers un conduit 54 vers un élément 56 échangeur de chaleur par l'intermédiaire d'une soupape de commande 58. Le re-15 tour peut être permis par un conduit de sortie 60. Ainsi, tant que la soupape 58 est ouverte, le fluide de refroidissement s'écoule depuis le conduit 54 à travers lféchangeur de chaleur 56 et hors de la source à travers le conduit 60. L1échangeur de chaleur comprend également une entrée à 20 partir d'une pompe 66 de mise en circulation qui fait circuler du fluide tel que du propylèneglycol à travers un conduit 68, à travers la pompe 66, à travers un collecteur 76 et le ramène à 1'échangeur de chaleur 56. L'unité collectrice de sortie 76, à son tour, alimente le fluide par exemple au eôté entrée 42 de l'ensemble 22 25 de source froide de diodes. Les conduits d'entrée 42 et de sortie 44 de l'ensemble 22 de source froide de diodes comportent des raccords de liquide convenables 78, 80. Les ensembles 24 et 26 de source froide de diodes sont également formés de manière similaire. Ainsi, tant que l'eau de refroidissement s'écoule à travers l'élé-30 ment 56 échangeur de chaleur, et est à une température inférieure à celle du fluide de refroidissement qui circule dans le système grâce à la pompe 66, l'échange de chaleur s'établit et les ensembles 22, 24 et 26 de sources froides de diodes sont ensuite refroi-35 dis. La pompe 66 et 1'échangeur de chaleur 56 peuvent être d'un type convenable disponible dans le commerce. Cependant, comme on l'a mentionné précèdeimnent, si le refroidissement continue, il est possible d'abaisser la température des ensembles 22, 24 et 26 de sources froides de diodes jusqu'à un point qui est inférieur à la température la plus basse à laquelle 40 le produit de condensation ne se forme pas. Ainsi, il est nécessai 71 40365 2113913 re de prévoir un circuit de commande pour arrêter l'écoulement d'eau de refroidissement dans 1'échangeur de chaleur 56. A cette fin, le signal indicatif de la température détectée à l'ensemble de source froide de diodes, par exemple 24, 5 comporte un circuit de commande 84 au moyen d'un câble 86. Ainsi, le dispositif sensible pour le circuit de commande reçoit tan signal qui ..indique la présence d'une température supérieure ou inférieure à une température présente. Si la température tombe au-dessous d'un niveau prédéterminé, le circuit de commande fournit un signal de 10 sortie sur un conducteur de sortie 88 pour commander un solénoîde situé à l'intérieur de la soupape 58 et ainsi fermer cette soupape pour empêcher l'écoulement de fluide de refroidissement vers 1'échangeur de chaleur. Bien sûr, ceci arrêtera l'échange de chaleur à l'intérieur de 1'échangeur de chaleur pour permettre aux ensem-15 bles 22, 24 et 26 de sources froides de diodes de se réchauffer à nouveau du fait de l'énergie dissipée dans les éléments de diodes. Plus particulièrement, les éléments de diodes sont montés sur plusieurs ouvertures 90 formées dans tous les ensembles de sources froides 22, 24 et 26, ces ensembles fournissant un système 20 pour mettre en parallèle un certain nombre de diodes. Par exemple, deux ensembles de diodes 94, 96, 98 et 100, 102, 104 sont prévus, les diodes 94 et 100 étant connectées en parallèle car la source froide 22 de diodes est formée d'un matériau conducteur. En conséquence, le coupant passera à travers la barre omnibus 30, à tra-25 vers la source froide 22 de diodes et ensuite à travers les connexions par goujon des diodes en question 94 et 100. De manière similaire, le courant passant dans la barre omnibus 32 circulera à travers l'ensemble 24 de source froide de diodes et ensuite à travers les diodes 96 et 102. 30 La figure 2 représente le circuit préféré pour commander la soupape 58. Plus spécifiquement, l'ensemble 52 de commutateur de réglage de température est représenté comme étant Tan commutateur normalement ouvert ayant une armature 108, celle-ci étant de préférence du type bimétallique. Comme ceci est commun dans les commuta-35 teurs de ce type, le commutateur peut être réglé de façon*que l'armature soit en contact avec la borne 110 pour fermer ce commutateur à une température prédéterminée. Cette caractéristique de réglage a été schématiquement représentée par la ligne 112. Le circuit de commande 84 comprend un commutateur bidi-40 rectionnel 114 pouvant être commandé, se présentant sous la forme 71 40365 6. 2113913 d'un triac, le trlac 114 étant connecté dans un circuit en série avec une source de potentiel alternatif au transformateur d'entrée 116 et à l'enroulement 118 du solénoîde situé à l'intérieur de la soupape 58. Ainsi, l'énergie est appliquée sur un enroulement se-5 condaire 120 et elle passerait à travers l'enroulement 118 de solénoîde si le commutateur 114 recevait un signal de gâchette. Le triac 114 comprend une gâchette 124 qui est reliée à un circuit porte comprenant deux résistances 126, 128 et un condensateur 130. La résistance 126 commande le courant passant dans la gâchette pour 10 compenser la variation de température et l'impédance de gâchette. La combinaison de la résistance 128 et du condensateur 130 répond & l'exigence d'un signal de seuil miniriram, la résistance désensibilisant la gâchette et le condensateur supprimant le bruit. Ainsi, lorsque le commutateur 52 de température est fer-15 mé, c'est-à-dire lorsque l'armature 108 est en contact avec la borne 110, un signal d'amorçage est appliqué au dispositif triac 114 pour permettre à l'énergie de courant alternatif de traverser l'enroulement 118 du solénoîde. L'excitation de l'enroulement 118 ouvre l'ensemble de soupape 58 pour permettre à l'eau de refroidisse-20 ment d'atteindre 1'échangeur de chaleur. Le circuit de commande 84 comprend également une résistance 136 et un condensateur 138, ces deux éléments étant reliés en série et étant reliés pour shunter le triac 114 pour la suppression de dv/dt, corase ceci est commun dans la technique. 25 La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est'au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 71 40365 7. 2113913 . REVEHDICATIOHS to' 1 - Système de contrôle de température, sous la forme d'un système sensible à un produit de condensation, destiné à être utilisé dans un dispositif redresseur comprenant plusieurs éléments 5 redresseurs montés sur un ensemble de source froide et un système de refroidissement par liquide pour obtenir un refroidissement par liquide de la source froide, ce système sensible à un produit de condensation étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour empêcher sensiblement un produit de condensation de se former sur 10 la source froide, constitués d'un moyen sensible à la température monté sur la source froide pour détecter sa température, et des moyens de circuit de commande pour commander le fonctionnement du -système de refroidissement en réponse à la température -détectée de la source froide de diodes pour maintenir cette température au-15 dessus d'un niveau prédéterminé. 2 - Système de contrôle de température selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen sensible à la température comprend un commutateur répondant à la température. 3 - Système de contrôle de température selon la revendi-20 cation 2, caractérisé en ce que le système de refroidissement comprend une soupape à solénoîde associée et commandant l'écoulement du fluide d'entrée, ce solénoîde étant excité et désexcité en réponse à la température détectée de la source froide. 4 - Système de contrôle de température selon la revendi-25 cation 3, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement d'entrée peut s'écouler lorsque la température est au-dessus du niveau prédéterminé et ne peut plus s'écouler lorsqu'elle est en-dessous de ce niveau. 5 - Système de contrôle de température selon la revend!-30 cation 4. caractérisé en ce que le circuit de commande comprend un commutateur de commande en circuit avec le solénoîde, le commutateur sensible à la température commandant la condition de conduction du commutateur relié en circuit avec le solénoîde. 6 - Système de contrôle de température selon la revendi-35 cation 5* caractérisé en ce que le système de refroidissement comprend un échangeur de chaleur, un premier circuit de refroidissement par liquide commandant l'écoulement du fluide de refroidissement dans la source froide et un second circuit de refroidissement ' pour l'écoulement depuis la source d'entrée du liquide de refroi- 40 dissement, 1'échangeur de chaleur permettant l'échange de chaleur 71 40365 8. 2113913 entre le premier et le second circuit. 7 - Système de contrôle de température selon la revendication 6, caractérisé en ce que la source froide de diodes comprend plusieurs éléments de diodes montés en parallèle sur elle.