Brevet FR3057714A1 — publié le 20180420

Dispositif de raccordement électrique pour barres de puissance L'invention concerne, de manière générale, les systèmes de distribution d'énergie électrique, notamment pour aéronefs. Elle se rapporte en particulier au raccordement électrique de barres de distribution de puissance placées dans un boîtier de distribution. En effet, un système de distribution d'énergie électrique au sein d'un aéronef a une structure pyramidale. La puissance électrique est tout d'abord produite en utilisant une partie de la puissance fournie par les moteurs de l'aéronef pour entraîner des générateurs d'énergie électrique. L'énergie électrique générée est fournie à des boîtiers de distribution, également désignés par le terme de « coeurs » de distribution, pour être ensuite redistribuée soit vers des charges, soit vers des boîtiers de distribution secondaires, à des ampérages différents. En raison de niveaux de puissance véhiculés au sein d'un boîtier de distribution, qui peuvent atteindre des valeurs de l'ordre du mégawatt, les boîtiers sont équipés de barres de distribution électrique, également connues sous le terme de « Bus bars », pour véhiculer les courants au sein du système de distribution de puissance, notamment au sein des boîtiers de distribution. Les barres de distribution sont traditionnellement raccordées entre elles en utilisant un dispositif de raccordement électrique qui peut comporter un connecteur qui vient se fixer à une extrémité d'une barre de puissance et dans lequel une autre barre de puissance vient se raccorder. Par ailleurs, les boîtiers de distribution sont généralement équipés d'un panneau monté sur charnières sur lequel se trouvent des composants, tels que des composants de distribution et de protection électrique. Il peut s'agir de disjoncteurs thermiques associés le cas échéant à des éléments de commutation, de type relai électromécanique. 3057714 2 Les composants de distribution et de protection, qui sont placés sur le panneau articulé, doivent rester accessibles pour permettre leur remplacement en cas de panne ou pour être à nouveau câblés afin de prendre en compte d'éventuels besoins, portant par exemple sur la 5 présence de nouvelles charges. Dans le cadre d'un système de distribution d'énergie électrique embarqué à bord d'un aéronef, les nouvelles charges électriques peuvent concerner tant la cabine que le poste de pilotage. Dans l'état de la technique, le raccordement des composants 10 placés sur le panneau articulé du boîtier de distribution s'effectue en utilisant un câble ou une tresse ayant une gauge suffisante pour supporter les niveaux de puissance véhiculés. Cette technique de raccordement est adaptée pour des réseaux électriques de relativement faibles dimensions dans lesquels les torons 15 de câblage peuvent accepter des rayons de courbure compatibles avec l'encombrement disponible et la cinématique d'ouverture et de fermeture du panneau. En revanche, lorsque le niveau de puissance à distribuer sur le panneau ou lorsque de multiples torons doivent être utilisés, les caractéristiques du dispositif de raccordement électrique 20 deviennent incompatibles avec l'encombrement disponible ou avec la cinématique du panneau articulé. Il est également connu d'assurer le raccordement électrique du panneau en utilisant des pistons mobiles montés sur le panneau articulé et qui viennent s'appuyer contre des contacts fixes prévus sur 25 le boîtier de distribution. Bien que cette technique de raccordement électrique à pistons mobiles permette de s'affranchir de certains inconvénients liés à l'utilisation de torons, cette technique présente également certains inconvénients majeurs, notamment relatifs au fait que, en position 30 fermée, le panneau doit assurer une pression de contact suffisante pour que la pression de contact exercée par le piston sur le contact fixe soit compatible avec le niveau de courant véhiculé. Or, le contact électrique n'est garanti que par le dimensionnement du piston et du contact fixe et des chaînes de cote mécanique du boîtier. 3057714 3 Au vu de ce qui précède, le but de l'invention est de proposer un dispositif de raccordement électrique amélioré assurant un raccordement électrique efficace de barres de distribution mobiles l'une par rapport à l'autre, indépendamment des niveaux de puissance 5 véhiculés et ce, dans un encombrement réduit. L'invention a donc pour objet un dispositif de raccordement électrique entre une première barre de puissance et une deuxième barre de puissance pour boîtier d'alimentation électrique, notamment pour aéronef, les première et deuxième barres étant destinées à être montées 10 de manière mobile l'une par rapport à l'autre, le dispositif de raccordement comprenant au moins un contact électrique de puissance connecté entre les première et deuxième barres de puissance. Ce contact comprend un ensemble d'éléments de contact, notamment des lamelles de contact, électriquement conducteurs et 15 élastiquement déformables s'étendant entre des surfaces de raccordement électrique des barres de puissance et aptes à assurer la continuité du contact électrique entre les barres de puissance au cours du déplacement des barres l'une par rapport à l'autre. Ainsi, grâce à l'utilisation des éléments de contact, le transfert 20 de puissance entre les barres, qui s'effectue par les éléments, est conservé quelle que soit la course de déplacement des barres. Dans un mode de réalisation, le contact de puissance comporte un pivot comprenant un support intermédiaire sur lequel sont montées de manière pivotante les première et deuxième barres de puissance, 25 ledit support intermédiaire portant également au moins une partie des éléments de contact. Avantageusement, le support intermédiaire comporte une plaque de contact plane sur laquelle pivotent les barres de puissance. En variante, le support intermédiaire comporte deux bornes de 30 puissance cylindriques coaxiales raccordées auxdites barres et mobiles en rotation entre elles, au moins une partie des éléments de contact étant portés par l'une des bornes et reposant en appui contre l'autre borne. 3057714 4 Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de raccordement électrique comprend plusieurs barres de puissance intermédiaires articulées entre elles et connectées entre les première et deuxième barres, au moyen de contacts de puissance formant pivot. 5 Selon encore un autre mode de réalisation, l'une des barres comprend une glissière, notamment arquée, l'autre barre de puissance comprenant ledit contact de puissance qui coulisse sur la glissière. On peut prévoir que la glissière comprenne plusieurs portions de glissière coulissantes l'une par rapport à l'autre et raccordées entre 10 elles par un contact de puissance coulissant. Avantageusement, la glissière est au moins en partie revêtue d'une couche isolante. Par exemple, le contact de puissance comprend un élément de contact ayant un profil en forme de U comprenant deux branches 15 latérales portant les lamelles de contact D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : 20 - les figures 1 et 2 illustrent un premier exemple de réalisation d'un boîtier d'alimentation électrique représenté partiellement et doté d'un dispositif de raccordement électrique conforme à l'invention, respectivement en position fermée et en position ouverte du boîtier ; - la figure 3 est une vue de profil du dispositif de 25 raccordement, dans la configuration de la figure 2 ; - la figure 4 illustre un autre mode de réalisation d'un dispositif de raccordement électrique conforme à l'invention ; - les figures 5 et 6 montrent un troisième mode de réalisation d'un dispositif de raccordement électrique conforme à l'invention, 30 respectivement en position fermée et en position ouverte du boîtier d' alimentation ; - les figures 7 et 8 montrent un quatrième mode de réalisation d'un dispositif de raccordement électrique conforme à l'invention, respectivement en position fermée et en position ouverte du boîtier ; 3057714 5 - les figures 9 et 10 montrent un cinquième mode de réalisation d'un dispositif de raccordement électrique conforme à l'invention, en position fermée et en position ouverte du boîtier d'alimentation, respectivement ; et 5 - les figures 11 et 12 montrent un sixième mode de réalisation d'un dispositif de raccordement électrique conforme à l'invention, en position fermée et en position ouverte du boîtier, respectivement. On se référera tout d'abord aux figures 1 à 3 qui montrent un premier exemple de réalisation d'un dispositif de raccordement de 10 barres de puissance conforme à l'invention, désigné par la référence numérique générale 1. Ce dispositif de raccordement est destiné à raccorder électriquement deux barres de puissance 2 et 3 ou « bus bars » d'un boîtier d'alimentation électrique. 15 Dans une application particulièrement intéressante mais non limitative de l'invention, il s'agit de raccorder électriquement des barres de puissance d'un boîtier d'alimentation électrique d'un réseau de bord d'un aéronef. Dans les divers modes de réalisation envisagés, le dispositif 1 20 comporte un contact électrique de puissance qui est destiné à permettre le déplacement relatif des barres 2 et 3 selon au moins un degré de liberté. Ainsi, le dispositif de raccordement 1 assure le raccordement électrique d'une barre 2 montée sur un panneau 4 d'un boîtier 25 d'alimentation 5 portant des composants de distribution et de protection électrique, en l'espèce des disjoncteurs thermiques, et mobile par rapport au reste du boîtier 5, dans lequel sont prévus, par exemple, des composants de puissance 6. Ainsi, le dispositif 1 assure le raccordement électrique des 30 barres de puissance 2 et 3 tout en autorisant leur déplacement relatif entre une position fermée du panneau 4, visible sur la figure 1 et une position ouverte du panneau 4 illustrée à la figure 2. 3057714 6 Le boîtier d'alimentation représenté partiellement délimite intérieurement un volume V qui peut être fermé ou ouvert par le panneau 4. Comme le montre la figure 3, le dispositif de raccordement 5 comporte un ensemble d'éléments de contact 7, électriquement conducteurs et élastiquement déformables qui s'étendent entre des surfaces de raccordement électrique de barres de puissance. Ces éléments de contact sont ici réalisés sous la forme de lamelles de contact. 10 Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, le dispositif de raccordement comporte un pivot autour duquel les barres 2 et 3 sont articulées. Il comporte à cet effet un support intermédiaire 8 réalisé ici sous la forme d'une plaque de contact plane à partir de laquelle 15 s'étendent les lamelles de contact 7. Les lamelles de contact 7 sont plus précisément fixées par l'une de leurs extrémités sur la plaque de contact 8 en s'étendant sensiblement selon l'axe de rotation des barres 2 et 3 et viennent en appui contre les surfaces de raccordement électrique des barres, ici 20 contre les surfaces en regard de deux plaques de contact 9 et 10 raccordées respectivement aux barres 2 et 3. Ainsi, dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, les plaques de contact 9 et 10, raccordés aux barres 2 et 3 pivotent autour du pivot, le transfert de puissance entre les barres s'effectuant grâce aux 25 lamelles 7 de contact élastiquement déformables, qui s'étendent axialement, parallèlement à l'axe de rotation des barres Selon un autre mode de réalisation, les barres de puissance pivotent directement l'une par rapport à l'autre. Les éléments de contact peuvent être portés par une barre de puissance ou les deux 30 barres de puissance. Dans ce dernier cas, les éléments de contact s'interposent. Dans le mode de réalisation de la figure 4, sur laquelle on reconnaît les barres de puissance 2 et 3, les lamelles de contact 7 3057714 7 élastiquement déformables s'étendent radialement par rapport à l'axe de rotation X-X' des barres. Le support intermédiaire comporte ici deux bornes de puissance cylindriques 11 et 12 coaxiales raccordées aux barres 2 et 3. Les deux 5 bornes sont disposées coaxialement l'une dans l'autre. Les lamelles de contact élastiquement déformables s'étendent ici radialement à partir de la borne interne 12 et reposent en appui contre la surface périphérique interne de l'autre borne 11. Ce mode de réalisation comporte ainsi une variante du contact 10 à pivot dans lequel les surfaces de contact électriques de barres de puissance sont formées par les surfaces périphériques en regard des bornes et la puissance électrique est transmise entre les barres de puissance par les lamelles et les bornes coaxiales. Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, sur lesquels les 15 éléments identiques à ceux décrits précédemment en référence aux figures 1 à 4 portent les mêmes références numériques, le raccordement électrique des barres de puissance 2 et 3 est réalisé au moyen de plusieurs barres intermédiaires 13 et 14 articulées entre elles par leurs extrémités respectives et raccordées l'une à la barre de 20 puissance 2 et l'autre à la barre de puissance 3. Dans le mode de réalisation illustré, le raccordement des barres de puissance s'effectue au moyen de deux barres de puissance intermédiaires 13 et 14. L'articulation de chaque barre avec les barres de puissance 2 et 3 et l'articulation des barres de puissance 13 et 14 25 entre elles s'effectuent au moyen d'un contact de puissance réalisé sous la forme d'un pivot identique aux modes de réalisation représentés aux figures 1 à 4. Dans le mode de réalisation représenté, on utilise trois rotules ou pivot 15, 16 et 17 prévues à chaque extrémité des barres de 30 puissance intermédiaires 13 et 14 et réalisés chacun sous la forme d'une plaque de contact plane ou de deux bornes de puissance cylindriques coaxiales entre lesquelles sont prévues des éléments de contact élastiquement déformables, par exemple des lamelles élastiques de contact respectivement connectées aux extrémités des 3057714 8 barres intermédiaires et des barres de puissance à raccorder. Dans le cas d'utilisation de cylindres, ces derniers sont mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre. Comme le montre la figure 5, lors de la fermeture du panneau, 5 les barres intermédiaires sont rabattues l'une en regard de l'autre, puis en regard de la barre de puissance 3 du boitier 5. Ce mode de réalisation est avantageux dans la mesure où il permet de décaler vers l'extérieur, à l'ouverture, l'axe de rotation de la barre de puissance 2 du panneau 4. 10 En référence aux figures 7 à 12, une telle cinématique d'ouverture du panneau peut également être mise en oeuvre en utilisant une glissière, par exemple ici arquée, 18 raccordée entre les barres 2 et 3. Dans le mode de réalisation des figures 7 et 8, la glissière 18 15 est solidaire de la barre 2. L'autre barre 3 comporte un élément de contact 19 doté d'éléments de contact, ici des lamelles de contact élastiques, qui s'appuient sur la glissière 18. Par exemple, l'élément de contact 19 peut présenter la forme d'une fourche ayant un profil en U comprenant deux branches latérales 20 portant des lamelles de contact et qui viennent en prise de part et d'autre de la glissière 18. Comme le montrent les figures 7 et 8, ce mode de réalisation permet également d'obtenir un débattement du panneau, lors du glissement, à l'ouverture, de l'élément de contact sur la glissière 18. 25 Selon une variante visible sur les figures 9 à 12, la glissière comporte plusieurs portions de glissière coulissantes, telles que 18a, 18b et 18c qui coulissent l'une par rapport à l'autre et qui sont raccordées entre elles par des contacts de puissance coulissant dotés de lamelles souples par lesquelles la puissance est transférée entre les 30 portions de glissière. Comme dans le mode de réalisation décrit précédemment en référence aux figures 7 et 8, les éléments de contact peuvent être réalisés à partir d'un élément de contact ayant un profil en forme de U 3057714 9 qui comprend deux branches latérales portant les lamelles de contact et qui viennent en prise de part et d'autre d'une portion de glissière. Dans divers modes de réalisation, la glissière peut être dotée d'un nombre quelconque de portions de glissière. On peut ainsi prévoir 5 une glissière ayant au moins deux portions de glissière, notamment, comme représenté, trois portions de glissière, quatre portions de glissière voire cinq portion de glissière. Un mode de réalisation à trois portions de glissière est avantageux car il permet de réaliser une ouverture supérieure à 90 degrés tout en déportant à l'ouverture le 10 panneau mobile. Dans les divers modes de réalisation décrits précédemment, le boîtier de puissance sur lequel est articulé le panneau 4 est avantageusement revêtu d'un isolant qui permet de réaliser une isolation contre des objets susceptibles d'entrer en contact avec les 15 éléments de puissance. Tel est également le cas du dispositif de raccordement électrique qui peut être revêtu d'un tel isolant. Cet isolant peut être prévu sur les zones du dispositif de raccordement électrique susceptibles d'être atteintes par des objets étrangers. 20 Par exemple, en référence aux figures 9 et 10, un isolant 20 peut être prévu sur la portion de glissière 18b intermédiaire dans laquelle coulissent les portions de glissière 18a et 18c lors de la fermeture du panneau. REVENDICATIONS1. Dispositif de raccordement électrique entre une première barre de puissance (2) et une deuxième barre de puissance (3) pour boîtier d'alimentation électrique, notamment pour aéronef, les première et deuxième barres (2, 3) étant destinées à être montées de manière mobile l'une par rapport à l'autre, le dispositif de raccordement comprenant au moins un contact électrique de puissance (1) connecté entre les première et deuxième barres de puissance, caractérisé en ce que le contact comprend un ensemble d'éléments de contact, notamment des lamelles de contact (7), électriquement conducteurs et élastiquement déformables s'étendant entre des surfaces de raccordement électriquement des barres de puissance et aptes à assurer la continuité du contact électrique entre les barres de puissance au cours du déplacement des barres de puissance l'une par rapport à l' autre. 2. Dispositif de raccordement électrique selon la revendication 1, dans lequel le contact de puissance comporte un pivot comprenant un support intermédiaire (8) sur lequel sont montées de manière pivotante les première et deuxième barres de puissance, ledit support intermédiaire portant également au moins une partie des éléments de contact (7). 3. Dispositif de raccordement électrique selon la revendication 2, dans lequel le support intermédiaire comporte une plaque de contact plane sur laquelle pivotent les barres de puissance. 4. Dispositif de raccordement électrique selon la revendication 2, dans lequel le support intermédiaire comporte deux bornes de puissance (11, 12) cylindriques coaxiales raccordées auxdites barres et mobiles en rotation entre elles, au moins une partie des éléments de contact étant portés par l'une des bornes et reposant en appui contre l'autre borne. 5. Dispositif de raccordement électrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, comprenant plusieurs barres de puissance intermédiaires (13, 14) articulées entre elles et connectées entre les 3057714 11 première et deuxième barres au moyen de contacts de puissance (15, 16, 17) formant pivot. 6. Dispositif de raccordement électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'une des barres comporte une 5 glissière, notamment arquée (18), l'autre barre de puissance comprenant ledit contact de puissance qui coulisse sur la glissière. 7. Dispositif de raccordement électrique selon la revendication 6, dans lequel la glissière comprend plusieurs portions de glissière (18a, 18b 18c) coulissantes l'une par rapport à l'autre et raccordées 10 entre elles par un contact de puissance coulissant. 8. Dispositif de raccordement électrique selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel la glissière est au moins en partie revêtue d'une couche isolante (20). 9. Dispositif de raccordement électrique selon l'une quelconque 15 des revendications 6 à 8, dans lequel le contact de puissance comprend un élément de contact ayant un profil en forme de U comprenant deux branches latérales portant les lamelles de contact.