Brevet FR3157651A1 — publié le 20250627

Dispositif (6) comprenant : - un jeu de barres omnibus (21, 22), et - un condensateur de liaison à courant continu, comprenant plusieurs condensateurs à bobine unique, chaque condensateur à bobine unique comprenant un boîtier (1), un film condensateur (11) et deux terminaux de contact (20), chacun des terminaux de contact (20) étant en contact avec le jeu de barres omnibus (21, 22), le dispositif étant caractérisé en ce qu’au moins un des boîtiers (1) est pourvu d’au moins une protubérance (5) qui coopère avec le jeu de barres omnibus (21, 22) pour fixer ledit boitier (1) au jeu de barres omnibus (21, 22). [Fig. 2] Dispositif comprenant un condensateur de liaison à courant continu, méthode de fabrication correspondante et onduleur L'invention concerne un condensateur à bobine unique comprenant un film condensateur élément actif logée dans un boitier et deux terminaux de contact. L’invention se rapporte également à un condensateur de liaison courant continu, ou condensateur de liaison CC (« DC link capacitor » en anglais) comprenant plusieurs condensateurs à bobine unique logés dans un couvercle du condensateur de liaison à bobine unique et apte à se connecteur chacune à deux barres omnibus à courant continu. Fondamentalement, un condensateur de liaison CC est un dispositif de stockage d'énergie qui peut être utilisé, par exemple, dans un onduleur. Un tel onduleur comprend des interrupteurs contrôlables, par exemple des interrupteurs semi-conducteurs contrôlables, par exemple des IGBT. Les interrupteurs sont pilotés pour convertir un courant continu en courant alternatif et un courant alternatif en courant continu. Le courant continu est fourni, par exemple, par une batterie. Le courant alternatif est présent aux bornes de sortie de l'onduleur et peut être monophasé ou multiphasé, en particulier triphasés. La fonction principale du condensateur de liaison CC est de lisser le courant. Dans la pratique, un condensateur de liaison CC, qui doit avoir une capacité électrique prédéterminée, comprend plusieurs films condensateurs, qui sont connectés en parallèle, de sorte que les capacités des films individuels s'additionnent pour atteindre la capacité totale. En règle générale, tous les films condensateurs sont disposés et encapsulés dans un grand couvercle en plastique du condensateur de liaison CC. La fixation des films condensateurs et leur isolation à l'intérieur de ce couvercle en plastique est assurée par de la résine. Par convention, plusieurs films condensateurs sont reliés mécaniquement par le boîtier pour former un condensateur de liaison CC. Le condensateur de liaison CC est fixé à l'intérieur de l'onduleur, par exemple par des vis ou de la colle. Dans la pratique, les films condensateurs sont tous connectés en parallèle des jeux de barres omnibus. Deux terminaux de contact font la jonction électrique entre les films condensateurs et chacune des barres omnibus. Cependant Il a été constaté que les barres omnibus, présentant une certaine longueur, doivent être sécurisées pour éviter leur déplacement et leur sensibilité aux vibrations. Il est connu d’utiliser un cadre en matière plastique additionnel, c’est-à-dire différent du condensateur de liaison CC, pour le rendre solidaire d’un boitier de l’onduleur. Cela présente un coût additionnel et requiert également de la place supplémentaire. Cependant, il a été également constaté que de disposer tous les films condensateurs dans un couvercle unique du condensateur de liaison CC ne présente pas une stabilité à long terme suffisante contre les forces mécaniques qui se produisent pendant le fonctionnement. Un autre inconvénient est que des outils supplémentaires sont nécessaires pour positionner plusieurs films condensateurs au cours d'un processus de pré-assemblage. Objet de l’invention L'objet de l'invention est de fournir un dispositif comprenant un condensateur de liaison comprenant une pluralité de condensateurs à bobine unique présentant une meilleure stabilité mécanique. Cet objectif est résolu par un dispositif comprenant : - un jeu de barres omnibus, et - un condensateur de liaison à courant continu, comprenant plusieurs condensateurs à bobine unique, chaque condensateur à bobine unique comprenant un boîtier, un film condensateur et deux terminaux de contact, chacun des terminaux de contact étant en contact avec le jeu de barres omnibus. Le dispositif est remarquable en ce qu’il comprend en ce qu’au moins un des boîtiers est pourvu d’au moins une protubérance qui coopère avec le jeu de barres omnibus pour fixer ledit boitier au jeu de barres omnibus. La protubérance permet une fixation et une stabilité améliorées du jeu de barres omnibus. Selon un aspect de l’invention, les boitiers sont en matière plastique. Les boitiers peuvent être monoblocs. Selon un aspect de l’invention, la protubérance vient de matière avec le reste du boitier. En variante la protubérance peut être rapportée et fixée sur le boitier. Selon un aspect de l’invention, le jeu de barres omnibus comprend une première fente dans laquelle s’insère la protubérance. De préférence une unique fente est prévue pour chaque protubérance. Selon un aspect de l’invention, la protubérance est déformée plastiquement, notamment lorsque la protubérance est insérée dans la première fente du jeu de barres omnibus. La déformation plastique permet d’obtenir une fixation imperdable entre le boitier et le jeu de barres omnibus. La protubérance peut être rivetée à chaud sur le jeu de barres omnibus. La protubérance peut présenter une extrémité libre évasée. La forme évasée de l’extrémité libre peut être obtenu par le rivetage à chaud. L’extrémité libre peut être définie de sorte à ne pas pouvoir traverser la première fente du jeu de barres omnibus. Selon un aspect de l’invention, le jeu de barres omnibus comprend une première barre omnibus comprenant la première fente et une deuxième barre omnibus comprenant une deuxième fente, chacune de la première fente et de la deuxième fente reçoivent une des protubérances. Chacune de la première barre omnibus et de la deuxième barre omnibus peut ainsi être fixée au boitier. Selon un aspect de l’invention, le dispositif peut également comprendre une plaque d’isolation disposée entre la première barre omnibus et la deuxième barre omnibus. La plaque d’isolation peut être fixée au boitier par une des protubérances. La plaque d’isolation peut comprendre une troisième fente qui reçoit une des protubérances, qui peut notamment être une des protubérances reçues dans la première barre omnibus ou dans la deuxième barre omnibus. En particulier, la place d’isolation peut partager des protubérances avec la première barre omnibus et avec la deuxième barre omnibus. Selon un aspect de l’invention, la première fente est perpendiculaire à la deuxième fente. Selon un aspect de l’invention, plusieurs protubérances par boitier peuvent être associés à la première barre omnibus ou à la deuxième barre omnibus. Selon un aspect de l’invention, la première barre omnibus est en contact avec l’un des terminaux de contact des condensateurs à bobine unique et la deuxième barre omnibus est en contact avec l’autre des terminaux de contact. Selon un aspect de l’invention, le boitier présente des parois latérales définissant un espace intérieur dans lequel est logé le film condensateur. Le boitier peut présenter une ouverture autour de laquelle sont disposées les protubérances et par laquelle les terminaux de contact sortent de l’espace intérieur du boitier. Selon un aspect un aspect de l’invention, le boitier présente une forme sensiblement parallélépipédique. Les parois latérales peuvent être parallèles deux à deux. A l’opposé de l’ouverture le boitier peut présenter un fond. Selon un aspect un aspect de l’invention, le dispositif comprend un support. Au moins un des boitiers peut être fixé sur le support. Selon un aspect de l’invention, le support peut être un boitier d’onduleur. Le support peut comprendre un dissipateur thermique, comprenant notamment un circuit de refroidissement. Le support peut être formé comme une partie d’un couvercle dans lequel plusieurs boîtiers avec des condensateurs à bobine unique peuvent être reçus. Selon un aspect de l’invention, le boitier fixé sur le support peut comprendre au moins deux goupilles qui pénètrent dans des trous de passage correspondants du support. Les goupilles et les trous de passage peuvent étant reliés positivement l'un à l'autre. Les goupilles et les trous de passage peuvent être assemblés ensemble. Les goupilles permettent de relier fermement le boîtier à un support. Les goupilles et le support peuvent être imbriqués et ajustés les uns aux autres. Une connexion à verrouillage positif peut être créée par l'emboîtement des partenaires de connexion, qui empêche tout mouvement relatif entre eux. Une telle connexion à verrouillage positif est capable de résister à toutes les forces agissantes ainsi qu'aux vibrations. Un autre avantage est que les condensateurs à bobine unique sont automatiquement positionnés correctement sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des outils supplémentaires. Selon un aspect de l’invention, les goupilles peuvent être toutes disposés sur une même paroi latérale ou sur le fond. Les goupilles s’étendent à l’extérieur de l’espace intérieur. Selon un aspect de l’invention, le boitier peut être pourvu d'au moins trois goupilles, espacées les unes des autres. L'utilisation de trois goupilles permet d'obtenir une liaison statique entre le boîtier et le support. Toutefois, il est également possible que le boîtier comporte plus ou moins de trois goupilles sur une face, par exemple deux, quatre ou cinq goupilles espacées les unes des autres. Selon un aspect de l’invention, une des goupilles peut être positionnée dans un coin de la face du boîtier ou au milieu d'un bord. Selon un aspect de l’invention, chaque goupille comprend une tige et une tête d'un diamètre supérieur à celui de la tige. Ces goupilles garantissent une connexion très rigide et stable entre les boîtiers et le support. Pour la fabrication de l'arrangement inventif, le boîtier d'un condensateur à bobine unique peut à l'origine être pourvu d'une partie cylindrique de l'arbre. Lorsque le boîtier et le support sont assemblés, l'extrémité libre de la partie de l'arbre peut être déformée, de sorte que la partie de la tête ayant le plus grand diamètre est créée. Selon un aspect de l’invention, les goupilles sont fabriquées en matière plastique. En variante, il est également possible que les goupilles soient fabriquées dans un matériau métallique tel que l'aluminium. Il est également préférable que le boîtier et les goupilles soient fabriqués intégralement, par exemple par moulage par injection ou par moulage sous pression. Selon un aspect de l’invention, au moins deux boîtiers adjacents sont pourvus de surfaces face à face qui sont reliées positivement l'une à l'autre, notamment par un assemblage en queue d’aronde. Selon un aspect de l’invention, tous les boitiers sont reliés les uns aux autres. Ainsi les boitiers peuvent être fixés les uns aux autres et chaque boitier peut être fixé sur le support. Une telle connexion se caractérise par une grande rigidité. Selon un aspect de l’invention, les terminaux de contact sont disposés de façon asymétrique. Le comportement vibratoire du condensateur à bobine unique est ainsi amélioré. Selon un aspect de l’invention, tous les condensateurs à bobine unique du condensateur de liaison à courant continu sont pourvus d’au moins une protubérance. Selon un aspect de l’invention, tous les condensateurs à bobine unique comprennent un boîtier avec des goupilles. Selon un aspect de l’invention, tous les condensateurs à bobine unique sont alignés sur une ou plusieurs rangés. Les condensateurs à bobine unique, optionnellement à l’exception de ceux qui sont situés aux extrémités, peuvent être identiques. L'invention concerne également un convertisseur de puissance, notamment un onduleur, comprenant un module de puissance avec des composants de puissance à semi -conducteurs et un dispositif tel que décrit précédemment. Le convertisseur de puissance est configuré pour convertir le courant continu en courant alternatif avec différentes fréquences et généralement plusieurs phases, de préférence trois phases. Il peut également convertir le courant alternatif en courant continu. L'invention est expliquée à l'aide d'un exemple préféré en référence aux dessins. Les dessins sont des représentations schématiques et montrent : FIG. 1 une vue en perspective d'un exemple de boîtier pour un dispositif selon l’invention ; FIG. 2 une autre vue du boîtier de la FIG. 1 ; FIG. 3 une vue en perspective d'un exemple de dispositif selon l’invention; FIG. 4 une autre vue de l'agencement de la FIG. 3 ; FIG. 5 une vue en perspective d'un autre exemple de dispositif selon l’invention; FIG. 6 une autre vue du boîtier de la FIG. 5 . FIG. 7 le boîtier de la FIG. 1 avec des goupilles déformées ; et FIG. 8 une vue en perspective d'un autre exemple de boitier; Les figures 1 et 2 montrent un boîtier 1 d’un condensateur à bobine unique. Le boitier 1 présente une forme sensiblement parallélépipédique, il comprend quatre parois latérales 16, parallèles deux à deux, définissant un espace intérieur 17 dans lequel est logé un film condensateur 11 (visible sur la FIG. 6 ). Le boitier présente une ouverture 2. A l’opposé de l’ouverture 2 le boitier présente un fond 18. Le boitier 1 est ici en matière plastique et monobloc. Le boitier 1 présenté aux figures 1 et 2 peut appartenir aux dispositifs 6 visibles sur les figures 3 à 6. Un dispositif 6 selon l’invention comprend un condensateur de liaison à courant continu et un jeu de barres omnibus. Dans les exemples considérés aux figures 3 à 6, le condensateur de liaison à courant continu comprend une trois condensateurs à bobine unique alignés sur une rangé, de manière adjacentes. Les condensateurs à bobine unique sont identiques. Dans les exemples considérés aux figures 3 à 6, il y en a trois. Le dispositif 6 peut par exemple être intégré dans un convertisseur de puissance, tel qu’un onduleur. L'onduleur est configuré pour convertir le courant continu en courant alternatif à différentes fréquences et peut également convertir le courant alternatif en courant continu. Dans les exemples considérés, en plus du boitier 1 et du film condensateur, chaque condensateur à bobine unique comprend deux terminaux de contact 20, chacun des terminaux de contact 20 étant en contact avec le jeu de barres omnibus, comprenant une première barre omnibus 21 et une deuxième barre omnibus 22. La première barre omnibus 21 est en contact avec l’un des terminaux de contact 20 de chaque condensateur à bobine unique et la deuxième barre omnibus est en contact avec l’autre des terminaux de contact. Dans les exemples considérés, la première barre omnibus 21 et la deuxième barre omnibus 22 comprennent chacune une pluralité de bornes 9. Chaque borne 9 de la première barre omnibus 21 et de la deuxième barre omnibus 22 étant affectée à une phase d'un onduleur. Dans les exemples considérés, pour un condensateur à bobine unique donné, les terminaux de contact 20 sont disposés de façon asymétrique. Il n’existe pas de plan parallèle aux parois latérales qui forme un plan de symétrie des terminaux de contact. Dans les exemples considérés, le dispositif 6 comprend également une plaque d’isolation 8 disposée entre la première barre omnibus 21 et la deuxième barre omnibus 22. Dans les exemples considérés, tous les condensateurs à bobine unique du condensateur de liaison à courant continu sont pourvus d’au moins une protubérance 5. Ces protubérances 5 coopèrent avec le jeu de barres omnibus pour fixer les boitiers au jeu de barres omnibus. Dans l’exemple considéré, chaque boitier 1 comprend au moins 1 protubérance associé à chacune de la première barre omnibus 21 et de la deuxième barre omnibus 22. Plus précisément, en référence aux figures 5 et 6, chaque boitier comprend une protubérance 5 associée à la première barre omnibus et deux protubérances associées à la deuxième barre omnibus 22. Dans les exemples considérés, les protubérances 5 viennent de matière avec le reste des boitiers 1. Les protubérances 5 s’étendent depuis les parois latérales 18 en éloignement de l’espace intérieur 17 et en direction de la première barre omnibus et de la deuxième barres omnibus. Les protubérances 5 présentent une épaisseur identique à celles des parois latérales. Les protubérances 5 sont disposées autour de l’ouverture 2 par laquelle les terminaux de contact sortent de l’espace intérieur 17 des boitiers 1. Dans les exemples considérés et comme cela est visible aux FIG. 4 à 6, la première barre omnibus 21 comprend des premières fentes dans laquelle s’insèrent les protubérances 5. Il y a ici autant de premières fentes que de protubérances 5 associés à la première barre omnibus 21, ici il y a trois premières fentes. La deuxième barre omnibus 22 comprend des deuxièmes fentes dans laquelle s’insèrent les protubérances 5. Il y a ici autant de deuxièmes fentes que de protubérances 5 associés à la deuxième barre omnibus 22, ici il y a six premières fentes. Pour mieux faire apparaitre les protubérances, les barres omnibus et la plaque d’isolation ont été tronquées en certains endroits sur les figures 4 à 6. Dans les exemples considérés, chacune de la première barre omnibus 21 et de la deuxième barre omnibus 22 sont ainsi fixées à chacun des boitiers 1. Dans les exemples considérés, la plaque d’isolation 8 comprend des troisièmes fentes qui reçoivent des protubérances 5 qui sont également insérées dans des premières fentes ou dans des deuxièmes fentes. Dans les exemples considérés, toutes les premières fentes s’étendent dans une première direction qui est perpendiculaire à une deuxième direction dans laquelle s’étendent tous les deuxièmes fentes. Les figures 3 et 4 décrivent un exemple de dispositif 6 comprenant un support sur lequel sont fixés tous les boitiers 1. Le support est ici formé par une partie d’un couvercle 7, notamment une face inférieure du couvercle 7. Le couvercle 7 est ici de forme cubique. Dans les exemples considérés, chacun des trois boitiers 1 comprend au moins deux goupilles 3, par exemple trois dans l’exemple de la FIG. 1 , qui pénètrent dans des trous de passage 10 correspondants du support. Les goupilles 3 sont toutes disposés sur le fond 18 des boitiers 1. Les trous de passages sont visibles à la FIG. 3 . Les goupilles 3 et les trous de passage 10 sont reliés positivement l'un à l'autre. Les goupilles 3 pénètrent à travers les trous de passage 10. Ensuite, les goupilles 3 sont déformées, de sorte que les boîtiers 1 sont reliés positivement au support formé par la face inférieure du couvercle 7. Les figures 1 et 2 montrent la configuration initiale des goupilles 3, avant qu'elles ne soient reliées aux trous de passages et déformées. Dans la version illustrée, les goupilles 3 sont espacées les unes des autres. Une des goupilles 3 est positionnée près du milieu d'un bord et deux des goupilles 3 sont positionnées à proximité d'un coin du boîtier 1. De préférence, les goupilles 3 ne sont pas placées directement dans l'angle du boîtier 1, mais à proximité de celui-ci, afin de laisser suffisamment d'espace pour l'outil qui effectuera la connexion avec le support. De préférence, les goupilles sont disposées de manière à ce que la face supérieure du boîtier présente un plan symétrique. Cela permet de mieux équilibrer le maintien du condensateur à bobine unique dans le couvercle 7. Dans les exemples considérés, chaque goupille 3 comprend une tige et une tête d'un diamètre supérieur à celui de la tige. La tige a une section ouverte à l'extrémité. Comme les boîtiers 1 contenant les goupilles 3 sont en matière plastique, les goupilles 3 sont déformées par l'application de chaleur et de pression mécanique, de sorte que la tête des goupilles 3, à savoir la section terminale de la partie de la tige, est comprimée, ce qui a pour effet d'élargir son diamètre et d'établir une connexion solide avec le couvercle 7. Dans l’exemple considéré, trois saillies d'arrêt 4 sont présentes sur le fond 18 du boîtier 1, qui sont approximativement positionnées sur un bord opposé de chaque goupille 3. Les saillies d'arrêt 4 sont adaptées pour être utilisées comme butée. Dans l’exemple considéré, le boîtier 1 peut être fabriqué à partir d'une matière plastique par moulage par injection et les goupilles 3, les saillies 4 et les protubérances sont fabriquées intégralement avec le boîtier 1 La FIG. 7 est une vue similaire à la FIG. 1 et montre le boîtier 1 après déformation des goupilles 4 et des protubérances. Comme expliqué précédemment, les goupilles 4 sont déformées lorsque les boîtiers 1 sont placés dans le couvercle 7. La FIG. 7 ne montre que le boîtier 1 sans le couvercle 7, de sorte que la forme des goupilles 4 déformées est mieux visible. Dans cet état, la tige des goupilles 3 a été comprimée et raccourcie, tandis que la tête 10 a été élargie. Les saillies d'arrêt 4 qui, à l'état installé, s'appuient sur le couvercle 7, ne sont pas déformées. Dans les exemples considérés, les protubérances 5 sont déformées plastiquement, lorsque les protubérances 5 sont insérées dans les premières fentes, ou dans les deuxièmes fentes ou dans les troisièmes fentes. Les protubérances 5 ont été comprimées et élargies, de sorte qu'elles sont fermement fixées à la première barre omnibus 21 ou à la deuxième barre omnibus 22 ou à la plaque d’isolation 8. Les protubérances 5 présentent une extrémité libre évasée obtenue par exemple par rivetage à chaud. Les extrémités libres sont ainsi définies de sorte à ne pas pouvoir traverser dans les premières fentes, ou dans les deuxièmes fentes ou dans les troisièmes fentes. La FIG. 8 montre un autre mode de réalisation d'un boîtier 1 d’un condensateur à bobine unique appartenant à un condensateur de liaison à courant continu dont les boitiers 1 adjacents sont pourvus de surfaces face à face qui sont reliées positivement l'une à l'autre. Ces surfaces reliées positivement peuvent appartenir aux parois latérales 16. Dans l’exemple considéré, deux parois latérales 16 opposées d’un même boitier forment une partie d’un assemblage en queue d'aronde, une paroi latérale 16 présentant une saillie 13 et la paroi latérale 16 opposée présentant un renfoncement 14. Les boitiers 1 d’extrémité du condensateur de liaison à courant continu peuvent ne présenter d’une paroi latérale présentant une saillie 13 ou un renfoncement 14 pour former l’assemblage à queue d’aronde. Les boitiers 1sont ainsi fixés les uns aux autres et chaque boitier 1 peut être fixé sur le couvercle via les goupilles 10. Dispositif (6) comprenant : - un jeu de barres omnibus (21, 22), et - un condensateur de liaison à courant continu, comprenant plusieurs condensateurs à bobine unique, chaque condensateur à bobine unique comprenant un boîtier (1), un film condensateur (11) et deux terminaux de contact (20), chacun des terminaux de contact (20) étant en contact avec le jeu de barres omnibus (21, 22), le dispositif étant caractérisé en ce qu’au moins un des boîtiers (1) est pourvu d’au moins une protubérance (5) qui coopère avec le jeu de barres omnibus (21, 22) pour fixer ledit boitier (1) au jeu de barres omnibus (21, 22). Dispositif (6) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la protubérance (5) vient de matière avec le reste du boitier (1). Dispositif (6) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le jeu de barres omnibus (21, 22) comprend une première fente dans laquelle s’insère la protubérance (5). Dispositif (6) selon l’une quelconque la revendication précédente, caractérisé en ce que la protubérance (5) est déformée plastiquement, notamment lorsque la protubérance est insérée dans la première fente du jeu de barres omnibus (21, 22). Dispositif (6) selon l’une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le jeu de barres omnibus comprend une première barre omnibus comprenant la première fente et une deuxième barre omnibus comprenant une deuxième fente, chacune de la première fente et de la deuxième fente reçoivent une des protubérances. Dispositif (6) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le boitier (1) présente des parois latérales (16) définissant un espace intérieur (17) dans lequel est logé le film condensateur (11) et une ouverture (2) autour de laquelle sont disposées les protubérances (5) et par laquelle les terminaux de contact (20) sortent de l’espace intérieur (17) du boitier. Dispositif (6) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif comprend un support, au moins un des boitiers (1) est fixé sur le support et comprend au moins deux goupilles (3), qui pénètrent dans des trous de passage (10) correspondants du support, les goupilles (3) et les trous de passage (10) étant assemblés ensemble. Dispositif (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les terminaux de contact (20) sont disposés de façon asymétrique. Convertisseur de puissance, notamment un onduleur, comprenant un module de puissance avec des composants de puissance à semi -conducteurs et un dispositif (6) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.