Brevet FR2583213A1 — publié le 19861212

CONDENSATEUR A FORT COURANT. La présente invention concerne les condensateurs à fort courant, plus particulièrement les condensateurs à fort courant du type bobiné. Dé tels condensateurs sont en général réalisés par bobinage d'au moins deux filros diélectriques métallisés qui, dans le cas des forts courants, sont de faible largeur et bobinés à un diamètre important vis-à-vis de leur largueur. Ces condensateurs comportent des connexions électriques réalisées de manière connue par shoopage des bords latéraux des films ainsi qu'une borne de connexion électrique sur chaque shoopage permettant leur connexion avec un circuit électrique extérieur. Les condensateurs à fort courant de type bobiné actuellement disponibles sur le marché présentent une inductance série de l'ordre de 50 à 100 nH.Or, dernièrement, il est apparu une demande pour des condensateurs de type bobiné à fort courant, mais à très faible inductance série. De tels condensateurs sont utilisés notamment comme condensateurs de protection pour les nouveaux thyristors à extinction par la gâchette, connus sous la dénomination GTO. En effet, ces thyristors nécessitent des condensateurs de protection ayant une très faible inductance série de l'ordre de quelques nanoHenry et capables de supporter des courants crête de l'ordre de 1000 A. En conséquence, la présente invention a pour but de fournir un condensateur à fort courant du type bobiné qui présente une inductance série très faible. La présente invention a donc pour objet un condensateur à fort courant du type réalisé par bobinage d'au moins deux films diélectriques métallisés et comportant des connexions électriques réalisées par shoopage des bords latéraux des films ainsi qu'une borne de connexion électrique sur chaque shoopage, caractérisé en ce que chaque borne de connexion électrique est constituée par une coupelle en un matériau conducteur de l'électricité, conformée pour amener les courants sensiblement en un point, coupelle dont la base est reliée au shoopage par soudure. Selon un mode de réalisation préférentiel, la coupelle est constituée par un élément sensiblement en tronc de cône, en tronc de pyramide, en tronc de prisme ou similaire, présentant à sa base un flasque perpendiculaire pour la soudure sur le shoopage. D'autre part, la partie supérieure de l'élément ci-dessus est conformée pour recevoir un écrou borgne ou moyen similaire utilisé pour le raccordement électrique ainsi que la fixation du condensateur. Selon une autre caractéristique de la présente invention, pour optimiser la valeur de l'inductance série, la soudure sur le shoopage est réalisée au niveau du diamètre optimum du condensateur, c'està-dire au niveau du diamètre dont la dimension correspond au diamètre total divisé parX Ce diamètre optimum correspond à l'ensemble des points présentant une résistance série et une self inductance minimum. Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'ensemble du condensateur est surmoulé avec une résine thermodurcissable qui assure une protection mécanique, électrique et climatique pour le condensateur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation préférentiel faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un condensateur conforme à la présente invention, - la figure 2 représente une vue latérale d'un condensateur conforme à la présente invention, - la figure 3 représente une vue en coupe agrandie de la coupelle utilisée dans le condensateur de la figure 1, et - les figures 4 et 5 sont différentes vues de profil de films pouvant être utilisés dans le cadre de la présente invention. Comme représenté sur la figure 1, le condensateur à fort courant conforme à la présente invention est constitué de films métallisés 1 de faible largeur, bobinés à un diamètre important vis à-vis de leur largeur. Différents types de films métallisés peuvent être utilisés pour obtenir un condensateur à fort courant. Comme représenté sur la figure 4, la bobine peut être réalisée en utilisant un ruban diélectrique 10 recouvert d'une métallisation centrale 11 alterné avec un ruban diélectrique 12 recouvert de deux métallisations latérales 13, 14. La métallisation 11 présente une résistivité élevée pour améliorer l'auto-cicatrisation tandis que les métallisations latérales 13, 14 présentent une résistivité faible pour améliorer le passage du courant. De tels films sont utilisés en général pour obtenir des condensateurs à fort courant et à tension supérieure à 1000 volts.Pour les tensions inférieures à 1000 volts, on peut utiliser des films métallisés à bords renforcés comme représenté sur la figure 5. Dans ce cas, chaque film est formé respectivement d'un ruban diélectrique 20, 21 recouvert de métallisations 22, 23 dont les bords opposés 22', 23' sont renforcés pour obtenir une zone à faible résistivité qui permet un contact de bonne qualité avec le shoopage. De manière avantageuse, ces films présentent des marges 25, 26 et seront bobinés en étant décalés l'un par rapport à l'autre comme représenté sur la figure. Toutefois, les types de films décrits ci-dessus ne sont pas limitatifs. On peut utiliser tous types de films permettant d'obtenir des condensateurs à fort courant. Quel que soit le type de film utilisé, les bords latéraux des films sont pourvus, de manière connue, de shoopage 2. Conformément à la présente invention, des bornes de connexion électrique sont prévues sur chaque shoopage. Ces bornes de connexion électrique sont constituées par une coupelle 3 en un matériau conducteur de l'électricité tel que du laiton, de préférence argenté pour faciliter la soudure. Cette coupelle est conformée pour amener les courants sensiblement en un point et sa base est reliée au shoopage 2 par soudure. Comme représenté sur la figure 3, la coupelle est constituée de préférence par un élément en tronc de cône 3 présentant à sa base un flasque perpendiculaire de forme annulaire pour permettre la soudure sur le shoopage. D'autre part, la partie supérieure de l'élément 3 se prolonge par une partie 4 conformée pour recevoir un écrou borgne 6 emmanché à force à l'intérieur de cette partie 4.L'écrou borgne est utilisé pour réaliser le raccordement électrique ainsi que la fixation du condensateur avec le circuit extérieur. I1 est évident pour l'homme de l'art que l'écrou borgne peut être remplacé par tout moyen similaire réalisant la même fonction. Comme représenté sur la figure 2, le flasque annulaire 4 de la coupelle 3 est fixé sur le shoopage 2 par soudure par points 7. La soudure est réalisée au niveau du diamètre optimum 8 du condensateur, à savoir du diamètre qui correspond au diamètre total divisé par r. Ce diamètre optimum correspond à l'ensemble des points de moindre self et de moindre résistance. I1 permet de collecter les courants dans une zone favorable de la bobine et, en conséquence, de minimiser l'inductance série et la résistance série. D'autre part, comme représenté sur la figure 1, le condensateur est enrobé dans une résine 9 à l'exception toutefois des parties d'extrémité 4 des coupelles 3. Cet enrobage est réalisé dans une résine thermodurcissable telle qu'une résine époxy et il assure à la fois les protections mécanique, électrique et climatique du condensateur. A titre d'exemple, on a réalisé conformément à la présente invention un condensateur de 3tLF pour une tension crête de 1600V et un courant efficace de 60 A. Un condensateur de 80 mm de diamètre et de 48 mm d'épaisseur hors tout a été obtenu en bobinant deux films de polypropylène métallisé à bords renforcés de 10Fm maximal d'épaisseur. Les bords latéraux des films ont été shoopés par dépôts successifs de couches de zinc, l'épaisseur totale étant comprise entre 0,5 mm et 0,8 mm. Conformément à la présente invention, une coupelle en laiton argenté, munie d'un écrou borgne inséré à force dans sa partie supérieure, a été soudée par point par soudure de type électrique sur chaque shoopage. Cette coupelle présente une hauteur totale d'environ 7 mm et un diamètre total d'environ 33 mm. L'utilisation d'une telle coupelle comme borne de connexion électrique a permis d'obtenir un condensateur présentant une inductance série inférieure à 5 nH. Le mode de réalisation décrit ci-dessus a été donné à titre d'exemple et peut subir de nombreuses modifications sans sortir du cadre de la présente invention. En effet, la partie centrale de la coupelle peut être en tronc de clone, en tronc de pyramide, en tronc de prisme ou en toute forme circulaire sans sortir du cadre de la présente invention. Elle doit simplement être conformée de manière à ramener les courants en sensiblement un point en vue de minimiser l'inductance. REVENDICATIONS. 1. Condensateur à fort courant du type réalisé par bobinage d'au moins deux films diélectriques métallisés et comportant des connexions électriques (2) réalisées par shoopage des bords latéraux des films ainsi qu'une borne de connexion électrique sur chaque shoopage, caractérisé en ce que chaque borne de connexion électrique est constituée par une coupelle (3) en un matériau conducteur de l'électricité, conformée pour amener les courants sensiblement en un point, coupelle dont la base (4) est reliée au shoopage par soudure. 2. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupelle est constituée par un élément (3) sensiblement en tronc de cône, en tronc de pyramide ou en tronc de prisme présentant à sa base un flasque (4) perpendiculaire pour la soudure sur le shoopage. 3. Condensateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie supérieure (4) de l'élément en tronc de cône, tronc de pyramide ou tronc de prisme est conformée pour recevoir un écrou borgne (6). 4. Condensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soudure sur le shoopage est réalisée au niveau du diamètre optimum (8) du condensateur. 5. Condensateur selon Pune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la soudure est une soudure par points (7). 6. Condensateur selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un enrobage (9) dans une résine. 7. Condensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des films métallisés de faible largeur, bobinés à un diamètre important vis-à-vis de leur largeur.