Brevet FR2718301A1 — publié le 19951006

RESEAU ELECTRIQUE COMPORTANT UNE LIGNE OMNIBUS D'ALIMENTATION RACCORDEE A DES ENSEMBLES DE CONNEXION La présente invention concerne un réseau électrique comportant un dispositif d'alimentation, une pluralité d'équipements électriques et une pluralité d'ensembles de connexion, dans lequel le dispositif d'alimentation comporte une ligne omnibus d'alimentation et les ensembles de connexion raccordent chacun un équipement à la ligne omnibus d'alimentation. Dans les systèmes comportant une alimentation électrique et un équipement électrique raccordé à celle-ci, il est souvent nécessaire de surveiller le fonctionnement de l'équipement, par exemple sa puissance dissipée, afin de détecter un éventuel défaut. Dans les systèmes classiques, l'alimentation électrique peut comprendre un panneau de distribution, dans lequel se trouvent les appareils de surveillance, et des câbles d'alimentation s'étendant entre le panneau et l'équipement. On notera que dans de tels systèmes, il faut des câbles séparés pour raccorder chaque équipement au panneau si l'équipement doit être surveillé individuellement. En outre, si un équipement donné doit être isolé, notamment en cas de détection d'une panne ou à des fins de délestage, cela exige que chacun des équipements soit raccordé au panneau de distribution par un câble individuel. Les systèmes de ce genre exigent un câblage abondant, ce qui conduit à une installation complexe et à un poids élevé. Au contraire, dans les systèmes à ligne omnibus d'alimentation o chaque équipement est branché sur une ligne d'alimentation commune, l'installation est beaucoup plus simple et l'on bénéficie d'une réduction de poids et de volume. Toutefois, dans de tels systèmes, le contrôle, la commande et l'isolement d'un équipement individuel ne pouvaient pas être réalisés facilement jusqu'à présent. Un but de la présente invention est de créer un réseau électrique perfectionné de manière à éviter les inconvénients précités. Dans ce but, l'invention concerne un réseau électrique du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation comporte une unité de commande et en ce que chaque ensemble de connexion comporte un interrupteur d'alimentation qui commande l'alimentation de l'équipement associé, un contrôleur qui surveille le fonctionnement de l'équipement associé, et un ensemble de signalisation qui interconnecte d'une part l'unité de commande et d'autre part l'interrupteur d'alimentation et le contrôleur, de telle sorte que l'interrupteur d'alimentation peut être commandé par l'unité de commande en réponse au contrôleur. Le contrôleur peut être agencé pour surveiller la puissance consommée par l'équipement associé. De préférence, l'ensemble de signalisation comporte un conducteur électrique omnibus de signalisation, raccordé à l'unité de commande et aux ensembles de connexion. Le réseau peut comporter une unité d'interface agencée pour lire des données de configuration de l'équipement associé et l'ensemble de signalisation peut être agencé pour transmettre lesdites données de configuration à l'unité de commande. Les données de configuration peuvent être représentatives de la puissance de l'équipement associé. Les données peuvent être fournies par un dispositif à code de configuration formé par un réseau câblé ou par une résistance. Le contrôleur peut être agencé pour surveiller la température dans la zone de l'interrupteur d'alimentation. De préférence, l'ensemble de connexion comporte un câble pourvu d'un connecteur à chaque extrémité, et en outre l'interrupteur d'alimentation, le contrôleur et une partie de l'ensemble de signalisation sont montés à l'intérieur de l'un desdits connecteurs. On décrira maintenant à titre d'exemple un réseau électrique selon la présente invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement le réseau, et la figure 2 représente plus en détail une partie du réseau. Le réseau électrique représenté peut être installé dans un véhicule tel qu'une voiture, un aéronef, un véhicule de combat ou un navire, ou peut être installé dans une usine ou une maison. Le réseau électrique comprend un dispositif d'alimentation 1 comportant une source d'énergie électrique 2, un conducteur d'alimentation 3 et un conducteur de retour 4 qui sont raccordés à la source. Les conducteurs 3 et 4 s'étendent à travers le réseau pour former une ligne omnibus d'alimentation. Ils sont flanqués d'un conducteur électrique formant une ligne omnibus de signalisation 5 qui sert au contrôle de puissance. La ligne omnibus de signalisation 5 est raccordée à une unité de commande commune 6. Plusieurs équipements électriques, dont trois sont représentés et portent les références 10, 20 et 30, sont raccordés à la ligne d'alimentation 3, 4 et à la ligne de signalisation 5. Par exemple dans un avion, l'équipement 10 pourrait être l'équipement de cuisine, l'équipement 20 pourrait être l'éclairage de cabine et l'équipement 30 pourrait être l'ordinateur de commande de vol. Les équipements 10, et 30 sont connectés aux lignes omnibus par des ensembles respectifs de connexion 11, 21, et 31. Chacun de ces ensembles 11, 21 et 31 comprend un câble 40 et des connecteurs respectifs 41 et 42 aux extrémités opposées du câble. Le câble 40 comporte trois conducteurs 43 à 45 connectés respectivement au conducteur d'alimentation 3, au conducteur de retour 4 et au conducteur de signalisation 5, à travers le connecteur 41 qui peut être de construction classique. Le connecteur 42, situé à l'extrémité de l'ensemble 11, 21 ou 31 du côté de l'équipement, est de construction nouvelle. Dans le cas présent, il est représenté sous la forme d'un connecteur femelle pourvu d'un boîtier extérieur métallique 46 et de trois douilles 47, 48 et 49 à une extrémité. Les douilles 47 à 49 sont agencées pour recevoir des broches correspondantes 50 à 52 d'un connecteur mâle 54 de l'équipement 10, 20, 30. Le boîtier 46 du connecteur femelle 41 est pourvu de moyens de verrouillage classiques (non représentés), par exemple une bague de verrouillage, pour le retenir sur le connecteur mâle 54. A l'intérieur du boîtier 46 du connecteur 42, la douille 48 est raccordée directement au conducteur 44 branché au conducteur de retour 4. La douille 44 est raccordée au conducteur d'alimentation 43 par l'entremise d'un interrupteur d'alimentation 60 monté dans le boîtier 46. L'interrupteur 60 peut être un relais électromagnétique ou un appareil ou circuit de commutation à semi-conducteurs, susceptible d' être commandé de l'extérieur pour établir ou couper l'alimentation électrique de la douille 47. Le boîtier 46 contient une unité d'alimentation 61 branchée entre le conducteur d'alimentation 43 et le conducteur de retour 44, du côté opposé à l'équipement par rapport à l'interrupteur 60. L'unité d'alimentation 61 délivre l'énergie aux dispositifs contenus dans le connecteur. Le boîtier 46 du connecteur 42 contient aussi une unité de commande et d'interface 62 raccordée à l'interrupteur 60 par une ligne 63. Un contrôleur 64 logé dans le boîtier 46 est branché de manière à recevoir un signal de sortie de l'interrupteur 60. Ce signal est représentatif à la fois de l'état de l'interrupteur 60, enclenché ou déclenché, et de la- puissance consommée par l'équipement associé, cette puissance étant détectée par un capteur de courant placé dans l'interrupteur. Le signal de sortie du contrôleur 64 peut aussi comprendre un signal représentant la température dans zone de l'interrupteur 60, de sorte que le contrôleur peut répondre à une éventuelle surchauffe de l'interrupteur. La sortie du contrôleur 64 est raccordée par une ligne à 1' unité d'interface 62. Cette unité 62 est aussi raccordée à la troisième douille 49 du connecteur. Bien que le dessin montre la troisième douille 49 sous la forme d'une douille unique, en pratique elle est constituée de plusieurs douilles ou de plusieurs contacts dans une même prise. La troisième douille 49 coopère avec la broche 52 du connecteur 54, laquelle est raccordée à un dispositif à code de configuration 55. Le dispositif à code de configuration 55 peut se présenter sous différentes formes telles que, par exemple, une mémoire électronique, un réseau câblé reliant différentes broches, ou un dispositif électronique tel qu'une résistance de valeur sélectionnée. Ce dispositif 55 a pour fonction de fournir des informations quant à la nature de l'équipement, par exemple ses caractéristiques de charge et de puissance et sa priorité de délestage. Les données codées de configuration sont lues par l'unité d'interface 62. Dans le présente exemple, le dispositif 55 de l'équipement 10 indique que celui-ci a une puissance nominale de 2000 VA, qu'il s'agit d'un équipement de cuisine et que, s'il doit être délesté, il a une priorité basse. Le dispositif 55 de l'équipement 20 indique que celui-ci a une puissance nominale de 300 VA, qu'il s'agit d'un éclairage de cabine et qu'il a une priorité intermédiaire. Le dispositif 55 de l'équipement 30 indique que celui-ci a une puissance nominale de 100 VA, qu'il s'agit de l'ordinateur de commande de vol et qu'il a une priorité élevée. Le dispositif à code de configuration 55 peut être inclus dans le connecteur 54 de l'équipement ou dans n'importe quelle autre partie de l'équipement 10, 20, 30. En fonctionnement normal, les ensembles de connexion 11, 21 et 31 relient les équipements 10, 20 et 30 à la source d'alimentation électrique 2 et à l'unité de commande 6. L'unité de commande 6 assure une surveillance continue de tout défaut de fonctionnement des équipements 10, 20 et 30 ou de l'interrupteur 60 associé à chaque équipement. S'il apparaît un défaut quelconque tel qu'une charge excessive consommée par l'équipement, une ouverture incorrecte de l'interrupteur d'alimentation ou une surchauffe de cet interrupteur, cela sera signalé à l'unité de commande 6 par le contrôleur 64 et l'unité d'interface 62 en passant par le conducteur omnibus de signalisation 5. Par exemple, l'unité de commande 6 peut répondre à une charge excessive demandée par l'équipement 20 en délivrant sur le conducteur omnibus 5 un signal qui provoque l'ouverture de l'interrupteur 60 dans le connecteur 42 connecté à l'équipement défectueux. Ce signal sera reçu par l'unité d'interface 62 dans les trois connecteurs, mais seule l'unité ayant le code de configuration correct réagira à l'ordre donné. De même, la source d'alimentation 2 peut présenter un défaut conduisant à réduire la puissance disponible à un niveau insuffisant pour alimenter les trois équipements ensemble. Dans ces circonstances, l'unité de commande 6 identifie l'équipement ayant la priorité la plus basse, à savoir l'équipement 10, et ordonne l'ouverture de l'interrupteur 60 associé à cet équipement, pour couper l'alimentation de cet équipement et réduire la puissance totale consommée par le réseau électrique. Le contrôleur 64 pourrait aussi être agencé pour ouvrir l'interrupteur directement en cas de détection d'un défaut, sans intervention de l'unité de commande 6. Le contrôleur 64 et l'interrupteur 60 n'ont pas besoin d'être des unités séparées, comme dans le dessin, mais pourraient être groupés dans une unité commune. Au lieu de placer l'interrupteur 60, le contrôleur 64, l'unité d'interface 62 et l'unité d'alimentation 61 à l'intérieur du connecteur 42 se branchant à l'équipement, on pourrait les placer dans le connecteur 41 disposé à l'autre extrémité de l'ensemble de connexion 11, 21, 31. La ligne omnibus 5 constitue un moyen de signalisation entre l'unité de commande 6 d'une part, et l'interrupteur 60 et le contrôleur 64 d'autre part. Elle n'est pas nécessairement formée par un conducteur séparé, comme décrit ci-dessus, mais pourrait être assurée par l'un des conducteurs d'alimentation 3 ou 4 par transmission de signaux à une fréquence différente de la fréquence d'alimentation. Dans un tel agencement, les signaux seraient fournis à l'unité de commande 6 et à chaque unité d'interface 62 au moyen d'un filtrage approprié des signaux présents sur les conducteurs d'alimentation. Au lieu d'utiliser un conducteur électrique pour transmettre les signaux de commande et d'interface, on pourrait transmettre ceux-ci par un câble à fibre optique. En variante, on pourrait utiliser des techniques de transmission sans fil telles qu'une liaison infrarouge ou radio. La présente invention assure une remarquable souplesse d'utilisation du réseau électrique, car les équipements peuvent être raccordés à l'alimentation omnibus en n'importe quel point. Le fait que les équipements n'ont pas besoin d'être raccordés à la source d'alimentation par des câbles dédiés facilite considérablement l'installation et réduit le câblage nécessaire, réduisant ainsi l'encombrement et le poids requis par le câblage. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais peut subir différentes modifications et se présenter sous diverses variantes évidentes pour un homme du métier. REVENDICATIONS 1. Réseau électrique comportant un dispositif d'alimentation, une pluralité d'équipements électriques et une pluralité d'ensembles de connexion, dans lequel le dispositif d'alimentation comporte une ligne omnibus d'alimentation et les ensembles de connexion raccordent chacun un équipement à la ligne omnibus d'alimentation, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation comporte une unité de commande (6) et en ce que chaque ensemble de connexion (11, 21, 31) comporte un interrupteur d'alimentation (60) qui commande l'alimentation de l'équipement associé (10, 20, 30), un contrôleur (64) qui surveille le fonctionnement de l'équipement associé, et un ensemble de signalisation (5, 45, 62) qui interconnecte d'une part l'unité de commande (6) et d'autre part l'interrupteur d'alimentation (60) et le contrôleur (64), de telle sorte que l'interrupteur d'alimentation peut être commandé par l'unité de commande en réponse au contrôleur. 2. Réseau électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contrôleur (64) est agencé pour surveiller la puissance consommée par l'équipement associé (10, 20, 30). 3. Réseau électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ensemble de signalisation comporte un conducteur électrique omnibus de signalisation (5), raccordé à l'unité de commande (6) et aux ensembles de connexion (11, 21, 31). 4. Réseau électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une unité d'interface (62) agencée pour lire des données de configuration de l'équipement associé et en ce que l'ensemble de signalisation (5, 45, 62) est agencé pour transmettre lesdites données de configuration à l'unité de commande (6). 5. Réseau électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les données de configuration sont représentatives de la puissance de l'équipement associé (10, 20, 30). 6. Réseau électrique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les données sont fournies par un dispositif à code de configuration (55) formé par un réseau câblé. 7. Réseau électrique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les données sont fournies par un dispositif à code de configuration (55) formé par une résistance. 8. Réseau électrique selon 1' une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contrôleur (64) est agencé pour surveiller la température dans la zone de l'interrupteur d'alimentation (60). 9. Réseau électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de connexion (11, 21, 31) comporte un câble (40) pourvu d'un connecteur (41, 42) à chaque extrémité et en ce que l'interrupteur d'alimentation (60), le contrôleur (64) et une partie (62) de l'ensemble de signalisation sont montés à l'intérieur de l'un (42) desdits connecteurs.