Brevet FR3126167A1 — publié le 20230217

Procédé de contrôle pour contacteur de puissanc e Procédé (300) de contrôle d’un contacteur de puissance comprenant deux éléments fixes et deux éléments mobiles apte à venir en contact avec les éléments fixes, le contacteur étant en état fermé lorsqu’un courant circule entre les éléments fixes et mobiles et en état ouvert lorsque la circulation d’un courant électrique entre les éléments fixes et mobiles est bloquée, caractérisé en ce que le procédé comprend : - la mesure (310) d’une tension électrique entre les deux éléments fixes ou entre les éléments fixes et les éléments mobiles lorsque le contacteur est en état fermé, - la comparaison (320) de la tension électrique mesurée à un seuil prédéterminé, et - le déclenchement (330) de l’ouverture du contacteur lorsque la tension mesurée est supérieure au seuil prédéterminé de manière à ce que le contacteur soit en état ouvert. Figure pour l’abrégé : Fig. 3 Procédé de contrôle pour contacteur de puissance La présente invention se rapporte au domaine général des organes de protection électrique, comme les contacteurs électromagnétiques et les disjoncteurs par mesure de tension aux bornes des contacts, et plus particulièrement au système d’ouverture de ces organes de protection. Lors d’un court-circuit, un contacteur doit pouvoir couper un courant de défaut supérieur à plusieurs fois son calibre nominal. Cette coupure doit s’effectuer au plus vite pour isoler et protéger le reste du réseau électrique. L’ordre d’ouverture est en l’état donné par le système qui a détecté le court-circuit. Il est possible de réduire le temps de déclenchement du contacteur en réalisant la coupure directement au niveau du contacteur, et non plus au niveau d’un système externe. Pour cela, les solutions actuelles présentes dans les contacteurs et disjoncteurs industriels sont les suivantes : utilisation de la pression générée par la lévitation d’un contact mobile, comme par exemple la demande US 2019/0206650 qui propose un mécanisme utilisant la surpression dans un disjoncteur, mesure du courant par sonde de courant sur la ligne électrique, et utilisation du déplacement du contact mobile lors de la lévitation, par exemple par un système piézo-électrique. Le brevet EP 3 437 115 propose un système de coupure hybride, dans lequel on mesure une tension électrique aux bornes d’un module électronique connecté à un contacteur pour enclencher ou non l’ouverture du contacteur. Néanmoins, certains contacteurs sont très peu hermétiques, il n’est donc pas possible d’exploiter une différence de pression dans la chambre de coupure lors du phénomène de lévitation. De plus, la mesure du courant nécessite d’ajouter des pièces de taille non négligeable aux contacteurs actuels. De même, la mesure d’un déplacement implique une mécanique de précision à installer dans un environnement sévère et compact, ce qui augmente les dimensions du produit final et complexifie le mouvement mécanique. Il est donc souhaitable de disposer d’un contacteur de puissance dont le déclenchement d’ouverture est simplifié, autonome et compact. L’invention concerne un procédé de contrôle d’un contacteur de puissance comprenant deux éléments fixes et deux éléments mobiles aptes à venir en contact avec les éléments fixes, le contacteur étant en état fermé lorsqu’un courant circule entre les éléments fixes et mobiles et en état ouvert lorsque la circulation d’un courant électrique entre les éléments fixes et mobiles est bloquée, caractérisé en ce que le procédé comprend : - la mesure d’une tension électrique entre les deux éléments fixes ou entre les éléments fixes et les éléments mobiles lorsque le contacteur est en état fermé, - la comparaison de la tension électrique mesurée à un seuil prédéterminé, et - le déclenchement de l’ouverture du contacteur lorsque la tension mesurée est supérieure au seuil prédéterminé de manière à ce que le contacteur soit en état ouvert. On peut ainsi déclencher l’ouverture d’un contacteur en cas de court-circuit du contacteur (lévitation du contacteur) par mesure de la chute de tension entre les éléments fixes ou de la chute de tension entre les éléments fixes et les éléments mobiles. Cela permet d’avoir un contacteur compact et autonome tout en restant performant en termes de coupure, et de garantir l’intégrité du contacteur. Selon une caractéristique particulière de l’invention, le seuil prédéterminé est de 350 mV. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le procédé de contrôle comprend également une comparaison de la tension électrique mesurée à une commande du contacteur de puissance. Cela permet de vérifier que l’élévation de tension entre les éléments fixes ou entre les éléments fixes et mobiles est due à un court-circuit ou à une ouverture volontaire du contacteur. Le procédé de contrôle est ainsi simple à mettre en œuvre, car il ne nécessite qu’une mesure de tension entre les deux éléments fixes ou entre les éléments fixes et mobiles. De plus, cette mesure de tension peut également être utilisée par le contacteur pour évaluer le vieillissement et l’endommagement des éléments du contacteur et/ou pour vérifier que le contacteur est bien fermé et/ou pour comparer les tensions mesurées aux tensions d’un réseau connecté au contacteur. Un autre objet de l’invention est un contacteur de puissance comprenant : - deux éléments fixes, - deux éléments mobiles aptes à venir en contact avec les éléments fixes, - un moteur configuré pour actionner les éléments mobiles et les mettre en contact avec les éléments fixes, - un moyen de mesure d’une tension électrique au moins entre les deux éléments fixes ou entre les éléments fixes et les éléments mobiles, et - un moyen de contrôle du moteur configuré pour recevoir des mesures du moyen de mesure de la tension électrique et mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le moteur est un moteur électromagnétique comprenant une bobine ou est un moteur mécanique. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le contacteur de puissance comprend également au moins un ressort placé entre le moteur et les éléments mobiles de manière à appliquer une pression quand les éléments mobiles sont en contact avec les éléments fixes. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. La représente, de manière schématique et partielle, un contacteur de puissance en état ouvert selon un mode de réalisation de l’invention. La représente, de manière schématique et partielle, un contacteur de puissance en état fermé selon un mode de réalisation de l’invention. La représente, de manière schématique, un procédé de contrôle d’un contacteur de puissance selon un mode de réalisation de l’invention. La représente, de manière schématique et partielle, un contacteur de puissance en état fermé nécessitant un déclenchement de son ouverture selon le procédé de l’invention. La représente, de manière schématique et partielle, un contacteur de puissance en état ouvert selon un autre mode de réalisation de l’invention. Procédé (300) de contrôle d’un contacteur de puissance (100) comprenant deux éléments fixes (141, 142, 541, 542) et deux éléments mobiles (131, 132, 531, 532) aptes à venir en contact avec les éléments fixes, le contacteur étant en état fermé lorsqu’un courant circule entre les éléments fixes et mobiles et en état ouvert lorsque la circulation d’un courant électrique entre les éléments fixes et mobiles est bloquée, caractérisé en ce que le procédé comprend : la mesure (310) d’une tension électrique entre les deux éléments fixes (141, 142) ou entre les éléments fixes (541, 542) et les éléments mobiles (531, 532) lorsque le contacteur est en état fermé, la comparaison (320) de la tension électrique mesurée à un seuil prédéterminé, et le déclenchement (330) de l’ouverture du contacteur lorsque la tension mesurée est supérieure au seuil prédéterminé de manière à ce que le contacteur soit en état ouvert. Procédé de contrôle selon la revendication 1, dans lequel le seuil prédéterminé est de 350 mV. Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, comprenant également une comparaison de la tension électrique mesurée à une commande du contacteur de puissance. Contacteur de puissance (100, 500) comprenant : deux éléments fixes (141, 142, 541, 542), deux éléments mobiles (131, 132, 531, 532) aptes à venir en contact avec les éléments fixes, un moteur (110, 510) configuré pour actionner les éléments mobiles et les mettre en contact avec les éléments fixes, un moyen de mesure (151, 551, 552) d’une tension électrique au moins entre les deux éléments fixes (141, 142) ou entre les éléments fixes (541, 542) et les éléments mobiles (531, 532), et un moyen de contrôle (160, 560) du moteur configuré pour recevoir des mesures du moyen de mesure de la tension électrique et mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3. Contacteur de puissance selon la revendication 4, dans lequel le moteur est un moteur électromagnétique comprenant une bobine. Contacteur de puissance selon la revendication 4, dans lequel le moteur est un moteur mécanique. Contacteur de puissance selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, comprenant également au moins un ressort (120, 520) placé entre le moteur et les éléments mobiles de manière à appliquer une pression quand les éléments mobiles sont en contact avec les éléments fixes.