Brevet FR2737922A1 — publié le 19970221

I 2737922 La présente invention concerne un capteur de courant inductif pour appareil électrique comportant un circuit magnétique dont une partie sert de support à un élément détecteur de champ magnétique tel qu'une bobine détectrice et un conducteur entouré par le circuit magnétique et parcouru par le courant à détecter. Elle concerne également l'appareil électrique équipé d'un tel capteur. Les capteurs de courant du type précité sont bien connus et sont utilisés dans des appareils électriques de puissance tels que des disjoncteurs, des relais de surintensité ou des variateurs de vitesse pour détecter des courants excessifs afin que soit alors interrompue l'alimentation de la charge connectée à l'appareil. Quand on monte l'appareil, il est souhaitable de pouvoir introduire facilement le conducteur de courant dans le capteur; or le plus souvent les capteurs de courant comprennent un circuit magnétique fermé dans lequel il faut enfiler le conducteur et l'opération de montage est donc incommode. D'autre part, les appareils de protection peuvent nécessiter des capteurs différents en fonction des charges raccordables et il est souhaitable, soit au stade de la fabrication de l'appareil, soit au stade de son installation, d'adapter ou de personnaliser l'appareil en fonction de son application. Lorsqu'un capteur de courant du type décrit est constitué par un transformateur d'intensité, le matériau du circuit magnétique présente une forte perméabilité, typiquement supérieure à 5000. Un transformateur d'intensité est dès lors sensible aux perturbations et, lorsqu'on souhaite réaliser son circuit magnétique avec une partie séparable, l'entrefer parasite formé au raccordement de la partie séparable à la partie fixe a une influence fâcheuse sur la mesure. Lorsque le capteur de courant est formé par un tore de Rogowski, la perméabilité est de l'ordre de 1 et la nécessité d'avoir un grand nombre de spires pour l'enroulement secondaire ne permet pas de les disposer facilement sur une partie séparable; de plus, le bobinage doit être exécuté de manière continue sur le tore pour assurer l'insensibilité aux perturbations électromagnétiques. L'invention a pour but de réduire l'influence des entrefers parasites et des perturbations externes sur un capteur de courant pour appareil électrique. Elle a aussi pour but de faciliter le montage du capteur de courant dans l'appareil électrique et l'adaptation de celui-ci à des caractéristiques de charge différentes. Selon l'invention, le circuit magnétique comprend une partie magnétique ouverte et une partie magnétique séparable de la partie magnétique ouverte et portant l'élément détecteur, I'une au moins des deux parties du circuit magnétique étant en un matériau à faible perméabilité, c'est-à-dire comprise entre 5 et 100, de 2 2737922 préférence entre 8 et 30. Il en résulte que le circuit magnétique présente ainsi un entrefer réparti et que le capteur est très peu sensible à l'entrefer parasite éventuellement observé à l'interface entre la partie séparable et la partie ouverte du circuit magnétique. L'appareil électrique selon l'invention est muni d'au moins un tel capteur inductif, dont la partie magnétique ouverte est disposée à demeure dans le boîtier de l'appareil et dont la partie magnétique séparable est fixée à un couvercle amovible accessible de l'extérieur du boîtier, lequel couvercle porte de préférence du côté de la partie séparable une carte à circuit imprimé comportant un circuit de traitement du signal électrique délivré par l'élément détecteur. La description qui va être faite ci-après d'un mode de réalisation, en regard des dessins, permettra d'expliciter les caractéristiques et avantages de l'invention. - la figure 1 illustre schématiquement un capteur de courant inductif conforme à l'invention. - la figure 2 montre en coupe un capteur monté dans un appareil selon l'invention. Le capteur de courant inductif 20 est logé dans un boîtier isolant 10 de l'appareil électrique à basse tension, ce boîtier présentant une face frontale 11 accessible de l'extérieur à un opérateur. Le capteur 20 comporte un circuit magnétique fixe ouvert 21, par exemple en forme de U ou de L, fixé par tout moyen approprié dans le boîtier 10 de l'appareil et un circuit magnétique amovible 22 formé par exemple par une palette rapportée de manière à ponter le circuit fixe pour établir un chemin magnétique sans entrefer nominal pour le flux magnétique. Lorsque le circuit 21 est en forme de L, on peut utiliser une pièce identique en L pour le circuit 22. Un conducteur 23 appartenant à un chemin de courant de l'appareil est introduit par l'ouverture 24 du circuit magnétique fixe 21 dans celui-ci et il y reste maintenu dans une position bien déterminée par des moyens de retenue. Un bobinage 25 enroulé sur une carcasse 25a rapportée sur le circuit magnétique amovible 22 est monté sur une carte à circuit imprimé 26 elle- même fixée à un couvercle amovible 27 en matériau isolant accessible de l'extérieur du boîtier, du côté de la paroi frontale 11 de celui-ci; le couvercle 27 forme de préférence une partie de la face avant du boîtier (voir figure 2). Le circuit magnétique 22 est fixé à la carte 26 par des pieds 28. Les circuits 21, 22 ont une faible perméabilité magnétique de préférence comprise entre 8 et 30 et sont à cet effet par exemple réalisés en fer carbonyle ou autre matériau analogue à faible perméabilité. 3 2737922 Un élément élastique 12 peut être disposé entre le circuit magnétique ouvert 21 et le boîtier, en conjugaison avec une butée non représentée pour ce circuit 21, pour contribuer à réduire l'entrefer parasite e ou e'. Selon les cas, les circuits 21, 22 sont tous deux en matériau à faible perméabilité ou seul l'un des circuits 21, 22 est en un tel matériau. On constate que la mesure de courant est insensible à la présence de faibles entrefers parasites e et e'. L'appareil électrique considéré peut être un disjoncteur, un contacteur- disjoncteur, un relais de protection ou un variateur de vitesse et il peut présenter plusieurs capteurs, la carte à circuit imprimé 26 portant le circuit de traitement 30 des signaux fournis par les différents capteurs. Le couvercle amovible 27 peut être un simple plastron (figure 2) ou peut être agencé en tant que support d'autres organes. On a représenté en tirets sur la figure 2 la partie amovible 22 du circuit magnétique et son couvercle porteur amovible 27 en position extraite et l'on comprend que cette disposition facilite tant la mise en place du conducteur 23 que le changement de l'élément détecteur 25. Bien entendu, le même couvercle peut porter deux ou trois capteurs associés à des phases respectives. L'élément détecteur illustré sous forme de bobine 25 peut être constitué par un détecteur à effet Hall ou autre élément analogue détectant le champ magnétique engendré par le passage du courant dans le conducteur 23. 4 2737922 REVENDICATIONS 1. Capteur de courant inductif pour appareil électrique comportant: - un circuit magnétique dont une partie sert de support à un élément détecteur (25), - un conducteur (23) ceinturé par le circuit magnétique et parcouru par le courant à détecter, le circuit magnétique comprenant une partie magnétique ouverte (21) et une partie magnétique (22) séparable de la partie magnétique ouverte et portant l'élément détecteur (25), caractérisé par le fait que l'une au moins des deux parties (21, 22) du circuit magnétique est en matériau à faible perméabilité, laquelle est comprise entre 5 et 100. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la perméabilité du matériau du circuit magnétique est comprise entre 8 et 30. 3. Appareil électrique muni d'au moins un capteur de courant inductif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la partie magnétique ouverte (21) est disposée à demeure dans le boîtier (10) de l'appareil et que la partie magnétique séparable (22) est fixée à un couvercle amovible accessible de l'extérieur du boîtier. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le couvercle amovible (27) porte, du côté de la partie magnétique séparable (22), une carte à circuit imprimé (26) comportant un circuit (30) de traitement du signal électrique délivré par l'élément détecteur (25).