Brevet FR2360975A1 — publié le 19780303

La présente invention concerne les condensateurs, et plus particulièrement, les condensateurs de puissance. Les condensateurs de puissance sont fréquemment utilisés pour la liaison, le découplage et pour la compensation du facteur de puissance aux fréquences élevées. Ces condensateurs peuvent être soumis à des tensions élevées de l'ordre de centaines de volts et à des intensités importantes, de tordre de plusieurs dizaines d'ampères, c'est-à-dire à des puissances réactives très élevées, t'utilisation de hautes fréquences impose en outre à ces condensateurs une inductance propre très faible, et en même temps des encombrements réduits pour permettre de réaliser des batteries de condensateurs compactes. Par ailleurs, ces condensateurs, surtout lorsqu'ils sont montés en batterie, sont le siège d'un dchaufSemaLimPortant et ils doivent être prévus pour être montés sur des radiateurs thermiques de dissipation, ces radiateurs étant généralement constitués par des conducteurs eux-mEmes munis de circuits de refroidissement. On connatt des condensateurs de ce type qui se présentent sensiblement sous la forme d'un parallélépipède, plat, sur les grandes surfaces duquel émerge d'un enrobage isolant une portion de surface de plaques d'électrodes, ces portions émergeantes étant façonnées pour adapter ces condensateurs entre des éléments de conducteurs plats. De tels condensateurs ont de très bonnes caractéristiques électriques mais posent de nombreux problèmes au point de vue de leur association en batterie et de leurtenueenfonctionnement. La figure 1 représente un montage de ces condensateurs de l'art antérieur entre deux éléments conducteurs plats. te condensateur de l'art antérieur, généralement référencé I, comporte une couche diélectrique 3 disposée entre deux plaques d'électrodes métalliques 4 de liaison avec des éléments de conducteurs plats 2, 2', et portant des trous borgnes 6 pour recevoir des moyens de fixation coopérant avec les orifices 6' des éléments de conducteursplats 2, 2'.?our établir la liaison électrique avec les éléments de conducteurs 2 et 2', les plaques 4 et 4' présentent des portions de surface 7 émergeant d'un enrobage 5. La réalisation des trous borgnes 6 dans les plaques 4 est délicate, car il faut veiller à ce que la couche diélectrique 3 ne soit pas percée, ce qui nuirait considérablement au bon fonctionnement du condensateur. Il résulte de la précision nécessaire pour l'obtention de ces trous borgnes 6 une augmentation considérable du coût de fabrication de chaque condensateur. La réalisation de l'enrobage 5 pose également des problèmes car il faut veiller à ce que les portions émergeantes 7 des plaques 4 ne soient pas recouvertes lors de l'opératibnde moulage Il en résulte également une augmentation du coQt du condensateur due à la précision requise lors de la réalisation de moulage. Par ailleurs, la disposition prévue des condensateurs entre deux éléments conducteurs 2 et 2' parcourus par des courants électriques d'intensites'très élevées entratne un échauffement par induction de ces condensateurs qui interdit le groupage d'un nombre important d'éiéments.D'autre part,la disposition en bat > rle d'ungrEuid xcnbre de condensateurs entre deux conducteurs 2 et 2', voire meAme un empilage de batteries les unes sur les autres, impose, non seulement pour le remplacement d'un condensateur défectueux, mais également pour l'identification d'un condensateur défectueux, de défaire tous les moyens de fixation des conducteurs sur les condensateurs pour permettre de dégager cette plaque afin d'examiner et éventuellement changer les condensateurs. Un objet de la présente invention est de proposer un condensateur qui permette un montage en batterie ne soumettant pas le corps du condensateur à un échauffement par induction créé par les éléments de conducteurs. Un autre objet de la présente invention est de proposer un condensateur de puissance permettant un montage en batterie aisé et permettant un accès direct à tous les condensateurs d'une batterie. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un condensateur de puissance aux performances électriques élevées et de faible prix de revient. A ces fins, et selon une caractéristique de la présente invention, un condensateur de puissance comporte une couche diélectrique enserrée entre deux plaques d'électrod métalliques, et un enrobage en matière isolante, chaque plaque d'électrode se prolongeant dans une direction parallèle à la couche diélectrique en dehors de l'enrobage pour coopérer avec des moyens de fixation du condensateur sur les éléments de conducteurs, Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'enrobage est réalisé par moulage du condensateur dans un milieu approprié, lesdites ailes étant maintenues en dehors de ce milieu. Selon une autre caractéristique de la présente invention, une batterie de condensateurs comporte deux barres conductrices parallèles, chaque barre étant connectée à la partie d'une plaque métallique du condensateur se prolongeant hors de l'enrobage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente une vue schématique en- perspective d'un montage en batterie de condensateurs de 11 art antérieur; et La figure 2 représente une vue en perspective d'un montage en batterie de condensateurs selon la présente invention. En se référant-à la figure 2, un condensateur selon la présente invention, généralement référencé 10, comporte une couche diélectrique Il enserrée entre deux plaques métalliques servant d'électrodesl2 et un enrobage de protection 13. La couche diélectrique 11 peut être constituée par un empilage de lames de-mica argenté. Les plaques métalliques 12 enserrant la couche diélectrique ll sont entièrement noyées dans un enrobage 13, réalisé, par exem- ple, en résine époxy moulée. Chacune de ces plaques métalliques 12 se prolonge dans une direction parallèle à la couche diélectrique par une aile 14 qui s'étend jusqu'au dehors de l'enrobage 13. Dans le mode de réalisation de la figure 2, les faces intérieures de l'aile 14 et de la plaque d'électrode 12 présentent un décrochement 19, mais, pour des raisons de dimensionnement du condensateur-elles peuvent être coplanaires ou présenter un décrochement vers l'intérieur de l'empattement du condensateur. Dans ce mode de réalisation représenté sur la figure 2, l'aile 14 se prolonge par une patte 15 s'étendar & perpendiculaire -ment à la plaque 12 vers l'extérieur du condensateur. Cette patte 15 est munie d'ouvertures 16 pour coopérer avec des ouvertures 16' dans l'élément de conducteur 17 à fins de fixation. Du fait de la configuration en L de la pièce 18 constituée par la plaque 12 prolongée par l'aile 14 et la patte 15, on voit donc que le condensateur 10 peut être monté entre deux éléments de conducteurs 17 sans que le corps du condensateur, à savoir la couche diélectrique, les plaques 12 et l'enrobage 13, ne soit soumis à l'échauffement par induction créé entre les faces en regard des éléments de cpnducteurs 17 dans lesquels passent des courants très élevés. On voit également sur la figure'2, qu'on peut réaliser très simplement une batterie de condensateurs selon la présente invention en montant ces condensateurs 10 à cheval sur deux éléments de conducteurs 17 disposés en parallèles, et constitués, par exemple, par des plaques ou des barres métalliques rectangulaires. On peut ainsi réaliser des batteries de condensateurs compactes et permettant toujours un accès direct à chaque condensateur. De ce fait, l'identification d'un condensateur défectueux peut se faire sans difficulté et son échange peut tre réalisé en quelques minutes sans démonter l'ensemble de la batterie. Par ailleurs, en montant les condensateurs 10 à cheval et tête-bezchesur les faces opposées des éléments de conducteur 17, on peut réaliser des batteries de condensateurs très compactes. Par rapport aux condensateurs de l'art antérieur, les condensateurs de la présente invention présentent en outre les avantages d'une réali-sation très simple : le moulage de l'enrobage 13 peut se faire sans précautions particulières du fait qu'aucune des faces de cet enrobage ne présente de surface métallique affleurante, la hauteur de l'aile 14 étant prévue pour s'affranchir des variations éventuelles de volume de l'enrobage 13; en vue de la fixation du condensateur, le perçage des ouvertures 16 ne nécessite pas non plus une grande précision et peut être facilement réalisé avant l'assemblage de la pièce 18 dans le corps de condensateurs ainsi que le surfaçage de la face inférieure de la patte 15. Outre ces avantages structurels, les condensateurs selon la présente invention présentent également une sécurité . de fonctionnement accrue puisqu'ils sont soumis à un faible échauffement par induction et qu'ils sont refroidis efficacement, par conduction à travers les éléments de conducteurs qui peuvent Autre pourvus de circuits de refroidissement, ceux-ci ne devant plus à cette fin, se présenter sous la forme de larges plaques planes. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent entre décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaaltront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Condensateur de puissance oomportant une couche diélectrique disposée entre deux plaques d'électrodes métalliques et un enrobage en matière isolante, caractérisé en ce que chaque plaque métallique est prolongée par une aile de fixation s'étendant parallèlement au plan de la couche dilélectrique à l'extérieur de l'enrobage. 2 - Condensateur selon a revendioation X, caractérisé en ce que l'enrobage est réalisé par moulage du condensateur dans un milieu approprié, lesdites ailes étant maintenues en dehors de ce milieu. 3 - Condensateur selon les revendications I ou 2, caractérisé en ce que l'aile de fixation comporte une patte s'étendant perpendiculairement à la plaque métallique vers l'extérieur du condensateur. 4 - Condensateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la patte comporte des ouvertures pour coopérer avec des moyens de fixation du condensateur sur un élément de conducteur d'électricité et de ohaleur. 5 - Condensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche diélectrique est constituée d'un diélectrique tel que des lames de-mica arguent6. 6 - Condensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les plaques métalliques sont en métal conducteur de la chaleur et de l'électricité et, plus partieulibre- ment, en cuivre ou en laiton. 7 - Condensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'enrobage est réalisé en résine époxy moulée sous vide. 8 - Condensateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la plaque d'électrode métallique, la partie prolongée de cette plaque et la patte sont réalisées dans une même pièce. 9 - Dispositif de montage en batterie de condensateurs selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte deux conducteurs parallèles, le condensateur étant monté à cheval sur ces deux conducteurs pour connecter respeoti- vement chaque plaque d'électrode à un condensateur.