Brevet FR2772995A1 — publié le 19990625

MODULE DE CONNEXION ET DE DETECTION POUR UN APPAREIL CONVERTISSEUR DE COURANT L'invention se rapporte à un module de connexion et de détection destiné à un appareil convertisseur de courant et pouvant être utilisé par exemple pour des convertisseurs de courant de traction de véhicules ferroviaires électriques ainsi que pour des convertisseurs dans l'industrie. Dans le cas d'appareils convertisseurs de courant, il est généralement usuel de disposer les connexions de puissance (telles que les connexions d'alimentation et les connexions des charges) sur des côtés différents de l'appareil. De ce fait, les transformateurs de courant et de tension correspondants pour l'obtention des valeurs de mesure importantes pour la régulation du fonctionnement sont également montés sur des côtés différents de l'appareil. Il en résulte qu'il est nécessaire d'assembler une multitude de composants tels que des supports, des composants isolants, des parties de lignes électriques, des éléments porteurs mécaniques, des connecteurs etc. de façon répartie à l'intérieur de l'appareil convertisseur lui- même. Cela implique des travaux de montage considérables et donc onéreux. Le but de la présente invention est de fournir un module de connexion et de détection pour un appareil convertisseur de courant, module sur lequel les composants nécessaires pour la connexion et la détection sont regroupés. Ce but est atteint, selon l'invention, par un module de connexion et de détection pour un appareil convertisseur de courant, comprenant une plaque de fixation sur le côté frontal (avant) de laquelle sont disposées toutes les connexions de puissance nécessaires et sur le côté arrière de laquelle sont disposées les connexions internes correspondantes des connexions de puissance, le module de connexion et de détection étant équipé de tous les transformateurs de courant et transformateurs de tension ainsi que connecteurs de lignes de transmission de signaux nécessaires pour le fonctionnement de l'appareil convertisseur de courant, des liaisons électriques directes étant prévues entre les connexions de puissance, les connexions des transformateurs de courant et de tension et les connecteurs des lignes de transmission de signaux. Les avantages procurés par l'invention consistent en particulier dans l'obtention d'un module très compact, à intégration poussée, qui sert d'élément de liaison et d'interface direct et unique entre les connexions de puissance externes et les barres de câblage internes du convertisseur de courant. Des composants intermédiaires y compris le câblage intermédiaire et les éléments porteurs mécaniques supplémentaires ne sont plus nécessaires à l'intérieur de l'appareil convertisseur de courant. L'intégration permet une réduction du volume, du poids et des travaux de montage. En dernier lieu, il en résulte une diminution considérable du coût. Etant donné que le module de connexion et de détection conforme à l'invention est conçu sous la forme d'un élément essentiellement rigide, il bénéficie d'une très grande solidité mécanique et insensibilité aux vibrations. Un autre avantage du module de connexion et de détection conforme à l'invention consiste dans le fait que toutes les connexions de puissance de l'appareil convertisseur de courant, par exemple les connexions d'alimentation, les connexions des charges et les connexions de commande de freinage, sont accessibles à partir d'un même côté. Cela simplifie le montage et l'échange (réparation) éventuellement nécessaire de l'appareil convertisseur à l'intérieur d'une installation, par exemple à l'intérieur d'un véhicule ferroviaire. De préférence, les liaisons électriques directes sont réalisées à l'aide de barres de liaison électrique qui sont intégrées à la plaque de fixation elle-même, en étant isolées électriquement, les transformateurs de courant, transformateurs de tension et connecteurs de lignes de transmission de signaux étant disposés directement sur la plaque de fixation. Les liaisons électriques directes peuvent également être réalisées par une plaque de circuit rapportée sur la plaque de fixation et reliée à cette dernière, les transformateurs de courant, transformateurs de tension ainsi que connecteurs de lignes de transmission de signaux étant disposés directement sur la plaque de circuit. Les transformateurs de courant et/ou transfor- mateurs de tension peuvent être reliés par vis à la plaque de fixation ou être intégrés par moulage à la plaque de fixation, la plaque de fixation étant munie dans ce dernier cas de collets ou rebords formant des cavités de réception des noyaux des transformateurs. Les transformateurs de courant et/ou transforma- teurs de tension peuvent également être reliés à la plaque de circuit. Il est par ailleurs possible de prévoir sur le module au moins une traversée pour fibres optiques. De plus, la plaque de fixation peut être munie, sur le côté arrière, d'au moins une barrette d'appui pour le guidage de câbles. On va décrire ci-après l'invention plus en détail & l'aide de plusieurs exemples de réalisation illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue sur le côté frontal de la plaque de fixation d'une première variante du module de connexion et de détection; la figure 2 est une vue sur le côté étroit (tranche) du module de connexion et de détection suivant la première variante; la figure 3 est une vue sur le côté frontal de la plaque de fixation du module de connexion et de détection suivant une deuxième variante; la figure 4 est une vue sur le côté arrière de la plaque de fixation suivant la première ou la deuxième variante; la figure 5 est une vue en perspective d'une troisième variante. Sur la figure 1, on a représenté une vue sur le côté frontal de la plaque de fixation 2 d'un module de connexion et de détection 1 suivant une première variante. La plaque de fixation présente une forme allongée rectangulaire. Plusieurs connexions de puissance 3, au nombre de huit dans l'exemple représenté, sont disposées en une rangée. Ces connexions de puissance 3 sont constituées par les connexions d'alimentation (tension continue ou alternative), les connexions des charges (tension continue ou alternative) et le cas échéant les connexions de commande de freinage. Des transformateurs de courant 4 sont prévus pour une partie des connexions de puissance 3, à savoir pour trois de ces connexions de puissance dans l'exemple représenté. L'axe de traversée de la connexion de puissance 3 fait office de "enroulement primaire". En outre, un transformateur de tension 5 est disposé sur le côté frontal de la plaque de fixation 2. Les connexions secondaires 6 des transformateurs de courant 4 et les connexions secondaires 7 du transformateur de tension 5 sont également visibles. Ces connexions secondaires 6, 7 sont reliées, en passant par des barres de liaison électrique 12 noyées dans la plaque de fixation 2 et représentées en tirets à des connecteurs de lignes de transmission de signaux 8, ces derniers étant accessibles depuis le côté frontal de la plaque de fixation 2. Suivant la première variante ainsi que suivant les autres variantes, un connecteur de lignes de transmission de signaux 8 est de préférence prévu pour transmettre les signaux des transformateurs de courant et de tension pour la régulation. Un autre connecteur de lignes de transmission de signaux sert à alimenter les unités de déclenchement pour les interrupteurs à semi-conducteurs et à signaler en retour, à la régulation, l'état des interrupteurs à semi- conducteurs. Un autre connecteur de lignes de transmission de signaux peut être utilisé pour la transmission de la température momentanée des semi- conducteurs à la régulation. En vue d'une transmission non perturbée des signaux, un blindage efficace est d'une grande importance. C'est la raison pour laquelle la transmission des signaux s'effectue par des lignes blindées et les transformateurs de courant et de tension sont munis de blindages appropriés, par exemple par métallisation. Des trous dans la plaque de fixation servent de traversées 11 pour des fibres optiques ou des faisceaux de fibres optiques. La figure 2 représente une vue sur le côté étroit (tranche) du module de connexion et de détection 1 suivant une première variante. On reconnaît les connexions de puissance 3, les transformateurs de courant 4, le transformateur de tension 5, les connexions secondaires 7 du transformateur de tension et les connecteurs de lignes de transmission de signaux 8. Les barres de liaison électrique 12 intégrées à la plaque de fixation 2 sont de nouveau indiquées en tirets. La référence 13 désigne les connexions internes des connexions de puissance 3. Une barrette d'appui 14 sur le côté arrière de la plaque de fixation 2 simplifie le câblage interne. La figure 3 représente une vue sur le côté frontal de la plaque de fixation 2' d'un module de connexion et de détection 1' suivant une deuxième variante. Cette deuxième variante se distingue par une grande insensibilité aux vibrations. Tandis que suivant la première variante selon les figures 1, 2, les transformateurs de courant et de tension sont fixés par vis à la plaque de fixation, dans la deuxième variante, les transformateurs de courant 4' et le transformateur de tension 5' sont solidaires de la plaque de fixation 2' en intégrés à cette dernière par moulage. A cet effet, la plaque de fixation 2' comporte, sur le côté frontal, des collets ou rebords 15 constituant des cavités pour la réception des noyaux de transformateurs. Des boîtiers de transformateurs par ailleurs usuels sont donc superflus. Après établissement des contacts des connexions secondaires 6' des transformateurs de courant 4' ainsi que des connexions primaires 16 et des connexions secondaires 7' du transformateur de tension 5', les cavités peuvent être remplies de résine de moulage jusqu'au bord des collets 15, ce qui fait que les transformateurs se trouvent intégrés à la plaque de fixation 2'. La figure 4 est une vue en perspective sur le côté arrière de la plaque de fixation 2, valable pour les deux variantes. On reconnaît les traversées 11 pour fibres optiques, les connexions internes 13 des connexions de puissance et la barrette d'appui 14 pour le câblage interne. La figure 5 est une vue en perspective d'une troisième variante du module de connexion et de détection 1", dans laquelle une plaque de circuit 9 portant les transformateurs de courant 4" et les connecteurs de lignes de transmission de signaux 8" est rapportée sur les connexions de puissance 3" et reliée à la plaque de fixation 2". La plaque de circuit 9 à couches multiples, blindée contre le rayonnement électromagnétique parasite, établit les liaisons électriques nécessaires entre les transformateurs de courant 4", le transformateur de tension " et les connecteurs de lignes de transmission de signaux 8". REVENDICATIONS 1. Module de connexion et de détection pour un appareil convertisseur de courant, caractérisé par le fait qu'il comprend une plaque de fixation (2, 2', 2") sur le côté frontal de laquelle sont disposées toutes les connexions de puissance (3, 3', 3") nécessaires et sur le côté arrière de laquelle sont disposées les connexions internes (13) correspondantes des connexions de puissance, le module de connexion et de détection (1, 1', 1") étant équipé de tous les transformateurs de courant (4, 4', 4"), transformateurs de tension (5, 5', 5") ainsi que connecteurs de lignes de transmission de signaux (8, 8', 8") nécessaires pour le fonctionnement de l'appareil convertisseur, et des liaisons électriques directes étant prévues entre les connexions de puissance, les connexions des transformateurs de courant et de tension ainsi que les connecteurs de lignes de transmission de signaux. 2. Module de connexion et de détection suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les liaisons électriques directes sont réalisées à l'aide de barres de liaison électrique (12) qui sont intégrées à la plaque de fixation (2) en étant électriquement isolées, les transformateurs de courant (4, 4'), transformateurs de tension (5, 5') ainsi que connecteurs de lignes de transmission de signaux (8, 8') étant disposés directement sur la plaque de fixation (2, 2'). 3. Module de connexion et de détection suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les liaisons électriques directes sont réalisées par une plaque de circuit (9) rapportée sur la plaque de fixation (2") et reliée à cette dernière, les transformateurs de courant (4"), transformateurs de tension (5") ainsi que connecteurs de lignes de transmission de signaux (8") étant disposés directement sur la plaque de circuit (9). 4. Module de connexion et de détection suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les transformateurs de courant (4) et/ou transformateurs de tension (5) sont fixés par vis à la plaque de fixation (2). 5. Module de connexion et de détection suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les transformateurs de courant (4') et/ou transformateurs de tension (5') sont incorporés par moulage à la plaque de fixation (2'), la plaque de fixation étant munie de collets ou rebords (15) constituant des cavités de réception pour les noyaux des transformateurs. 6. Module de connexion et de détection suivant les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que les transformateurs de courant (4") et/ou transformateurs de tension (5") sont reliés & la plaque de circuit (9). 7. Module de connexion et de détection suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une traversée (11) pour fibres optiques. 8. Module de connexion et de détection suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la plaque de fixation (2, 2') comporte sur le côté arrière au moins une barrette d'appui (14) pour le câblage.