Brevet FR2682189A1 — publié le 19930409

CAPTEUR ELECTRIQUE DE TENSION) NOTAMMENT POUR DES CIRCUITS INDUCTEURS A COURANTS ALTERNATIFS IMPORTANTS ET A FREQUENCES ELEVEES. La présente invention concerne un capteur électrique de tension notamment pour des circuits inducteurs à courants alternatifs importants et à fréquences élevées et en particulier un capteur apte à mesurer la tension d'un courant d'un circuit de chauffage de pièces par induction, tel que pour une machine à chauffer. Dans ce type d'appareillage, il est essentiel de pouvoir mesurer précisément la tension induite par le courant traversant le circuit inducteur de chauffage afin de déterminer exactement la puissance électrique induite dans la pièce à chauffer et, par conséquent, l'énergie calorifique qu'elle reçoit. La mesure de la tension du courant dans de tels circuits est généralement effectuée aux bornes du circuit inducteur de sorte qu'à l'indication de tension obtenue doit être soustraite les pertes dues à l'effet ohmique et à l'effet de peau du conducteur. L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un capteur électrique de tension, notamment pour ce type de circuits à courants inducteurs de haute intensité et fréquence élevée, qui permet de déterminer directement la tension induite par le circuit inducteur dans la pièce à chauffer ou dans une partie de celle-ci afin d'évaluer exactement la puissance active consommée et donc l'énergie calorifique reçue par celle-ci. Le capteur de tension selon l'invention est en effet essentiellement caractérisé en ce qu'il consiste en une boucle implantée sans contact électrique dans au moins une fraction du volume du circuit inducteur, la prise de tension induite dans la fraction de volume du circuit inducteur étant mesurée par un moyen de voltmètre classique aux bornes de la dite boucle. Ladite boucle est avantageusement implantée coaxialement à ladite fraction de volume du circuit inducteur. Cette boucle peut être implantée soit intérieurement soit extérieurement au circuit inducteur du récepteur. I1 résulte de cette disposition que le circuit inducteur crée une tension induite dans la boucle du capteur, laquelle fonctionne comme circuit secondaire d'un transformateur, le circuit inducteur formant le circuit primaire. La tension induite dans la boucle est l'image de la tension induite par le circuit inducteur dans la pièce à chauffer sur la fraction du volume considéré qu'elle recouvre, I1 est donc possible de déterminer de cette façon l'énergie induite dissipée dans la pièce à chauffer sans avoir à tenir compte des pertes ohmiques dans le circuit inducteur, lesquelles sont importantes en raison des courants élevés utilisés (entre 2 000 à 10 000 A) et des effets de peau non négligeables produits en raison des fréquences importantes utilisées (3kHz à 500 kHz). L'invention est décrite ci-après à l'aide d'exemples, de réalisation et en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un circuit électrique pour machine à chauffer par induction comportant un capteur de tension local selon l'invention, et La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 d'un circuit comportant un autre capteur selon l'invention, à prise de tension induite totale sur le circuit inducteur de la machine à chauffer. La figure 1 est un exemple de prise de tension induite localement sur une portion du circuit inducteur d'un récepteur et en l'occurrence d'une machine à chauffer. Le circuit électrique représenté comporte un récepteur 1 muni d'un circuit inducteur 3, à savoir le circuit inducteur 3 d'une machine à chauffer des pièces métalliques 5, et le capteur de tension 7 selon l'invention. L'épaisseur du circuit inducteur a été matérialisée en traits de hachures fines. Ce circuit est alimenté en courant alternatif de 5 000 A (2 000 à 10 000 A) et 10 000 Hz (3 à 500 kHz) par un générateur de puissance non représenté. Le capteur de tension selon l'invention consiste en une boucle 9 implantée coaxialement et sans contact électrique sur une fraction du circuit inducteur, par exemple pour connaître l'énergie induite dans la pièce dans la zone couverte correspondante. Cette boucle est implantée à l'intérieur du circuit inducteur. Elle peut l'être aussi à l'extérieur à faible distance de ce circuit. La tension est relevée aux bornes A et B de la boucle. I1 suffit de connaître le rapport de transformation du transformateur créé (la boucle formant circuit secondaire de transformateur au regard du circuit inducteur qui est le primaire) pour connaître la valeur exacte de la tension induite dans la zone localisée précitée de la pièce. Naturellement, la prise de tension par le capteur selon l'invention, peut etre effectuée à un endroit quelconque du circuit inducteur et par exemple sur la totalité du circuit inducteur comme le représente la figure 2. Le circuit électrique représenté est analogue à celui de la figure 1. La seule différence concerne le capteur de tension dont la boucle 9 s'étend sur toute la longueur du circuit inducteur. La prise de tension est effectuée aux bornes A et B de la boucle comme précédemment. On notera enfin que le capteur de tension selon l'invention peut être utilisé pour d'autres applications que celle du chauffage par induction et par exemple pour la mesure de courants alternatifs à d'autres niveaux d'intensité et de fréquence que ceux précités. REVENDICATIONS 1- Capteur de tension, notamment pour un circuit inducteur à courants alternatifs importants et fréquences élevées, caractérisé en ce qu'il consiste en une boucle (9) implantée sans contact électrique dans au moins une fraction du volume du circuit inducteur (3), la prise de tension induite dans la fraction de volume du circuit inducteur étant mesurée par un moyen de voltmètre classique aux bornes de la dite boucle. 2- Capteur de tension, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle (9) est implantée coaxialement à la dite fraction du volume du circuit inducteur (3). 3- Capteur de tension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la boucle (9) est implantée intérieurement dans le volume du circuit inducteur (3). 4- Capteur de tension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la boucle (9) est implantée extérieurement au circuit inducteur (3). 5- Capteur de tension selon la revendication 4, caractérisé en ce que la boucle (9) est implantée à faible distance du circuit inducteur (3). 6- Application du capteur de tension tel que défini dans l'une des revendications précédentes à la mesure de l'énergie induite à une pièce (5) chauffée par une machine à chauffer par induction.