Brevet FR2789514A1 — publié le 20000811

J FUSIBLE, NOTAMMENT FUSIBLE INTERNE D'UN CONDENSATEUR DE PUISSANCE, ET CONDENSATEUR DE PUISSANCE LE COMPORTANT L'invention concerne un fusible comportant au moins un fil fusible avec une partie centrale et des extrémités torsadées constituant des extrémités de connexion du fusible. Un fusible de ce type est décrit dans les brevets US 550.638 et US 5.485.137. Dans ce dernier document, le fusible est plus particulièrement destiné à servir de fusible interne associé à chaque élément capacitif d'un condensateur de puissance. Dans les condensateurs de puissance on utilise typiquement comme fusibles internes des fils fins de 0,1 à 0,8 mm de diamètre et de 10 à 20 cm de long. Les matériaux utilisés pour réaliser ces fils fusibles sont, de préférence, le cuivre, l'argent, l'aluminium ou tout autre matériau ou alliage ayant une résistivité électrique et une énergie de fusion adaptées aux besoins. Compte tenu de la géométrie des fils fusibles et des matériaux utilisés, ces composants sont fragiles, difficiles à mettre en oeuvre et susceptibles d'être endommagés lors de leur installation dans un condensateur de puissance. Le brevet canadien 1.188.763 décrit un condensateur de puissance comportant des fusibles internes constitués par des fils fusibles partiellement enroulés autour d'une plaque de carton dans le bord de laquelle il est conseillé de faire des encoches pour assurer le maintien mécanique des fils fusibles. Les fils fusibles ne sont pas protégés pendant les opérations nécessaires à leur installation dans le condensateur de puissance. Le brevet français 2.579.367 décrit un condensateur de puissance à fusibles internes, dans lequel un fil fusible est supporté par un support isolant, par exemple en carton ou en plastique et recouvert d'un ruban adhésif. Le fil fusible est soudé à ses extrémités à deux languettes de connexion électrique, elles-mêmes fixées au support isolant. Ce mode de réalisation facilite la manipulation du fusible interne et sa mise en place dans le condensateur sans risque d'endommager le fil fusible. Cependant cette réalisation nécessite de nombreux constituants et de nombreuses opérations, ce qui la rend coûteuse. L'invention a pour but un fusible interne dans lequel le fil fusible est soutenu mécaniquement et protégé des risques d'endommagement pendant sa manipulation et dont la réalisation est économique. 2 2789514 Suivant l'invention, ce but est atteint par le fait que le fusible comporte deux plaques de matériau isolant thermoplastique entre lesquelles sont disposées la partie centrale du fil fusible et une partie des extrémités torsadées, les plaques étant reliées mécaniquement entre elles par deux zones de fixation disposées parallèlement au fil fusible, de part et d'autre de celui-ci, au moins une première zone de fixation étant constituée par une zone de soudure. Selon un développement de l'invention, le fusible comporte plusieurs fils fusibles en parallèle. Ceux-ci peuvent être disposés côte à côte entre les deux plaques, une zone de soudure additionnelle étant disposée entre les parties centrales de deux fils adjacents, une 0o extrémité de connexion du fusible étant formée par une torsade de l'ensemble des extrémités correspondantes des fils fusibles. Ils peuvent également être superposés, une plaque additionnelle, en matériau isolant thermoplastique, étant disposée entre les parties centrales de deux fils superposés et étant reliée mécaniquement aux autres plaques par les zones de soudure, une extrémité de connexion du fusible étant formée par une torsade de l'ensemble des extrémités correspondantes des fils fusibles. L'invention concerne également un condensateur de puissance comportant de tels fusibles internes. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente, en vue de dessus, un premier mode de réalisation d'un fusible selon d'invention, Les figures 2 et 3 représentent le fusible selon la figure 1, en coupe, respectivement selon A-A et B-B, La figure 4 représente, en vue de dessus, un second mode de réalisation, avec deux fils fusibles côte à côte, d'un fusible selon l'invention, Les figures 5 et 6 représentent le fusible selon la figure 4, en coupe, respectivement selon C-C et D-D, La figure 7 représente, en vue de dessus, un troisième mode de réalisation, avec deux fils fusibles superposés, d'un fusible selon l'invention, Les figures 8 et 9 représentent le fusible selon la figure 7, en coupe, respectivement selon E-E et F-F, Les figures 10 et 1 représentent un quatrième mode de réalisation d'un fusible selon l'invention, respectivement en vue de dessus et en coupe selon G-G, La figure 12 représente un condensateur de puissance dans lequel les fusibles internes sont constitués par des fusibles selon l'invention. 3 2789514 Le fusible représenté aux figures 1 à 3 comporte un fil fusible 1 du type décrit dans le brevet US 550.638 précité. La partie centrale du fil fusible constitue une zone fusible destinée à assurer l'ouverture d'un circuit électrique dans lequel est connecté le fusible lorsqu'il est parcouru par un courant dépassant un certain seuil. Les extrémités de connexion 2 du fusible sont constituées par les extrémités du fil fusible 1, qui ont été repliées sur elles-mêmes avant d'être torsadées. La partie centrale du fil fusible et une partie des extrémités 2 sont disposées entre deux io plaques 3 de matériau isolant thermoplastique. Le matériau isolant utilisé peut, par exemple, être du polypropylène ou du polyéthylène. Pour assurer le maintien du fil fusible 1 entre les plaques 3, celles-ci sont reliées mécaniquement l'une à l'autre par deux zones de fixation disposées parallèlement au fil i5 fusible 1, de part et d'autre de celui-ci. Cette solidarisation est effectuées par soudage des plaques thermoplastiques. Cette solution est particulièrement avantageuse car elle ne nécessite pas d'apport d'un matériau supplémentaire, comme ce serait le cas pour l'agrafage, le collage ou la couture par exemple. Le matériau thermoplastique possède en effet la caractéristique de permettre une soudure par application locale et simultanée d'un apport de chaleur et d'une pression mécanique. La soudure peut être réalisée par infrarouge, par ultrasons, à haute fréquence, par lames chauffantes, par roulettes chauffantes, ou par tout autre moyen approprié. Dans le mode de réalisation de la figure 1, chaque zone de soudure est une zone discontinue, constituée par une rangée de points de soudure 4 distincts. A l'emplacement de chaque point de soudure 4, la pression mécanique nécessaire à la soudure peut, par exemple, être appliquée au moyen d'un poinçon, d'empreinte rectangulaire sur les figures 1 et 3. Sur la figure 3, des poinçons ont été appliqués symétriquement sur les deux faces, supérieure et inférieure, du fusible. Cependant il est possible de réaliser les soudures en n'appliquant un poinçon que sur l'une des faces du fusibles, la face inférieure reposant alors sur un support plat. Sur la figure 1, les points de soudure 4 sont disposés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du fusible. Les deux rangées de points de soudure peuvent cependant être décalées l'une par rapport à l'autre sans sortir du cadre de l'invention. Dans le mode de réalisation des figures 4 à 6, le fusible comporte deux fils fusibles la et lb, disposés côte à côte entre les deux plaques 3 de matériau isolant. De manière analogue 4 2789514 à la figure 1, les extrémités des fils fusibles la et lb sont repliées sur elles-mêmes avant d'être torsadées ensemble pour former les extrémités de connexion 2 du fusible. Eventuellement les extrémités 2 pourraient être constituées directement par une torsade constituée par les extrémités non repliées des deux fils fusibles la et lb. Dans le mode de réalisation des figures 4 et 6, les zones de soudure sont des zones continues 5. Une zone de soudure additionnelle 5a, qui est continue sur la figure mais qui pourrait être discontinue, est disposée entre les parties centrales des fils fusibles la et lb, de manière à maintenir les deux fils écartés. Dans le mode de réalisations des figures 7 à 9, le fusible comporte deux fils fusibles, lc et ld, superposés. Comme dans le mode de réalisation des figures 4 à 9, les extrémités des fils fusibles lc et ld sont, de préférence, repliées sur elles-mêmes avant d'être torsadées ensemble pour former les extrémités de connexion 2 du fusible. Une plaque additionnelle 3a, en matériau isolant thermoplastique, est disposée entre les parties centrales des fils lc et id superposés. Les zones de soudure solidarisent simultanément les trois plaques, inférieure, additionnelle et supérieure (fig. 9). Sur la figure 7, les zones de soudure sont discontinues, constituées par des rangées de points de soudure 4 comme sur la figure 1. Bien entendu elles pourraient être continues, comme dans le mode de réalisation des figures 4 à 6. L'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un seul fil fusible (figures 1 à 3) ou de deux fils fusibles (figures 4 à 9), mais s'applique également quel que soit le nombre de fils fusibles utilisés disposés en parallèle, côte à côte ou de manière superposée. La mise en parallèle, à la fois électrique et mécanique, de plusieurs fils fusibles peut permettre d'obtenir des caractéristiques de fonctionnement d'un fusible particulièrement bien adaptées à son utilisation comme fusible interne dans un condensateur de puissance. Dans le mode de réalisation des figures 10 et 11, les deux plaques, supérieure et inférieure, sont constituées par un élément 6 unique, en matériau isolant thermoplastique replié selon une zone de pliure longitudinale 7. Cette zone de pliure 7 constitue une des zones de fixation des plaques entre elles. Sur les figures 10 et 11, le fusible comporte un seul fil fusible 1, comme sur la figure 1, et l'autre zone de fixation est constituée par une zone de soudure discontinue, constituée par une rangée de points de soudure 4. Cette variante de réalisation peut également être appliquée dans le cas o le fusible comporte plusieurs fils fusibles connectés en parallèle. Dans le cas o les fils sont superposés, la plaque intermédiaire peut alors n'être fixée aux deux autres plaques que par une zone de soudure. 2789514 Selon un mode de réalisation préférentiel, les fils fusibles 1, la, lb, lc et ld, ont environ 0,1 à 0,8 mm de diamètre, 10 à 20 cm de long, les extrémités 2 ont environ 1 à 5 cm de long et les plaques en matériau isolant thermoplastique sont en polypropylène, ont 0,2 à 1 mm d'épaisseur, 5 à 15 mm de large et une longueur adaptée à celle des fils fusibles. La figure 12 représente schématiquement un condensateur de puissance dans lequel les fusibles internes sont constitués par des fusibles selon l'invention. Le condensateur comporte un boîtier 8 dans lequel sont empilés une pluralité d'éléments capacitifs bobinés 9. Sur la figure 12 une partie du boîtier 8 a été arrachée pour montrer l'empilement des éléments capacitifs 9. A chaque élément capacitif est associé un fusible interne 10 selon l' invention. 6 2789514 REVENDICATIONS 1. Fusible comportant au moins un fil fusible (1, la, lb, lc, ld) avec une partie centrale et des extrémités torsadées constituant des extrémités (2) de connexion du fusible, fusible caractérisé en ce qu'il comporte deux plaques (3) de matériau isolant thermoplastique entre lesquelles sont disposées la partie centrale du fil fusible et une partie des extrémités torsadées, les plaques (3) étant reliées mécaniquement entre elles par deux zones de fixation disposées parallèlement au fil fusible, de part et d'autre de celui-ci, au moins une première zone de fixation étant constituée par une zone de soudure (4, 5) 2. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques sont constituées par un élément unique (6) replié selon une zone de pliure longitudinale constituant une seconde zone de fixation (7). 3. Fusible selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les zones de soudure (4) sont discontinues. 4. Fusible selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux fils fusibles (la, lb) disposés côte à côte entre les deux plaques, une zone de soudure additionnelle (5a) étant disposée entre les parties centrales de deux fils adjacents, une extrémité (2) de connexion du fusible étant formée par une torsade de l'ensemble des extrémités correspondantes des fils fusibles (la, lb). 5. Fusible selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux fils fusibles (lc, ld) superposés, une plaque (3a) additionnelle, en matériau isolant thermoplastique, étant disposée entre les parties centrales de deux fils superposés et étant reliée mécaniquement aux autres plaques (3) par les zones de soudure (4,5), une extrémité (2) de connexion du fusible étant formée par une torsade de l'ensemble des extrémités correspondantes des fils fusibles (lc, ld). 6. Fusible selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les extrémités des fils fusibles (1, la, lb, lc, ld) sont repliées sur ellesmêmes avant d'être torsadées. 7. Fusible selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les plaques (3, 3a) sont en polypropylène. 7 2789514 8. Fusible selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les plaques (3, 3a) sont en polyéthylène. 9. Condensateur de puissance comportant une pluralité d'éléments capacitifs bobinés (9), chaque élément (9) comportant un fusible interne, condensateur caractérisé en ce que le fusible interne est un fusible selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.