INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Avantageusement, ladite machine électrique comporte un capteur de position rotorique permettant également son auto-pilotage.
De préférence, lesdites charges mobiles sont des portes VBV ou des pompes, le déplacement de chacune des portes VBV ou des pompes étant piloté depuis l’unique contrôleur par une boucle de position ou une boucle de vitesse.
La présente invention concerne également une turbomachine aéronautique comportant une chaîne d’actionnement électromécanique pour la commande du déplacement de charges mobiles telle que précitée.
la illustre un exemple d’une chaine d’actionnement électromécanique de charges mobiles comportant des machines électriques selon l’invention,
la montre un exemple alternatif d’une matrice de contacteurs de la , et
la montre un schéma de principe d’une machine électrique utilisée dans la chaine d’actionnement électromécanique de charges mobiles de la .
L’invention consiste à proposer une machine électrique spécialement configurée pour être utilisée dans une chaine d’actionnement électromécanique de charges mobiles d’une turbomachine aéronautique.
Une telle chaîne d’actionnement électromécanique 20 pour la commande du déplacement de charges mobiles aéronautiques 22 depuis une unité de commande 24 est illustrée à la . Chacune de ces charges mobiles 22 (par exemple des portes VBV ou d’autres géométries variables telles que des pompes) est déplacée par un actionneur électromécanique 30 et un unique contrôleur 32 assure via un bus de communication 34 le contrôle de convertisseurs 36a, 36b dont le nombre est inférieur (au moins deux fois inférieur comme illustré) au nombre d’actionneurs électromécaniques 30. Pour permettre le pilotage de la charge mobile 22, le contrôleur 32 délivre un retour de consigne (typiquement une position, en l’espèce Pm, ou une vitesse) à l’unité de commande 24 qui lui retourne alors une commande de position (Pc) ou de vitesse. Cette commande utilise un protocole de communication rapide de type déterministe pour permettre de gérer en parallèle les boucles de contrôle de chaque actionneur électromécanique 30. Par déterministe, on entend que, pour toute information, on prévoit la durée précise que prendra son émission par le contrôleur 32.
Les boucles de contrôle sont typiquement des boucles de courant i, de vitesse V et de position P. Lorsque le déplacement de la charge mobile est commandé en position (cas des portes VBV illustré), la boucle principale est la boucle de position, les boucles de vitesse et de courant étant alors considérées comme des boucles secondaires. Par contre, lorsque le déplacement de la charge mobile est commandé en vitesse (cas de pompes par exemple), la boucle principale est la boucle de vitesse, les boucles de position et de courant étant alors considérées comme des boucles secondaires.
Le contrôleur déterministe peut être un composant dédié (par exemple intégrant des boucles de vitesse et de courant pour une régulation de type modulation vectorielle) ou un microprocesseur pourvu d’un protocole de communication approprié.
La vitesse de transfert des informations au niveau de ces deux boucles de courant et de vitesse (en cas de consigne de position) ou de courant et de position (en cas de consigne de vitesse) doit être suffisamment rapide (temps de transfert <15 µs et typiquement <10 µs) pour être considérée comme instantanée au niveau de la boucle de commande (position ou vitesse) dont la vitesse de transfert est au moins cent fois supérieure et avantageusement environ mille fois supérieure (soit un temps de transfert de l’ordre de 15 ms).
Les convertisseurs 36a, 36b sont par exemple des onduleurs triphasés (voire hexaphasés pour les redondances au niveau des actionneurs) délivrant une tension alternative à partir d’une tension continue VDC (typiquement issue d’un Bus DC 28V). Lorsque la charge mobile est une porte VBV, l’actionneur est intégré dans chaque porte VBV (dans la zone dite « Booster ») et il y a donc autant d’actionneurs que de portes VBV. Cet actionneur est une machine électrique dont la structure spécifique sera détaillée plus avant, couplée à une transmission mécanique, linéaire (de type crémaillère, vis à rouleaux ou à billes par exemple) ou rotative (bielle-manivelle par exemple), solidaire de la charge mobile à déplacer.
Dans cette chaine d’actionnement, chaque convertisseur 36a, 36b alimente en parallèle plusieurs paires de charges mobiles 22 au travers des actionneurs 30 auxquels ces charges mobiles sont reliées. Dans le cas d’un système d’actionnement de portes VBV, les actionneurs doivent atteindre la même consigne et les convertisseurs 36a, 36b vont donc effectuer la même modulation de puissance afin que chaque porte VBV effectue le même déplacement souhaité. Dès lors, allouer un seul convertisseur 36a, 36b pour plusieurs paires d’actionneurs permet de réduire à la fois le nombre et la masse de ces convertisseurs. De préférence, les convertisseurs seront agencés de telle sorte que les charges mobiles pilotées en parallèle soient des paires diamétralement opposées d’un même organe support de la turbomachine.
Toutefois, pour permettre une commande individualisée de chacun des actionneurs 30 comme il sera explicité plus avant, des interrupteurs 40 (de type contacteurs électromécaniques ou électroniques type SSPC par exemple (pour « Solid State Power Controller ») sont avantageusement prévus en entrée de chacun d’eux. De même, pour fiabiliser cette chaîne d’actionnement, il est en outre prévu d’interconnecter entre eux les convertisseurs via un interrupteur 38 (également de type contacteurs électromécaniques ou électroniques).
Colmatage actif de fuite de courant Domaine de l’invention : L’invention concerne le domaine des installations électriques, de la distribution électrique, des infrastructures dotées d’équipements électriques et électroniques
Exposé de l’art antérieur : Traditionnellement, la fraction de courant d’un équipement électrique circulant vers la terre, directement ou indirectement via le conducteur de protection dénommé PE pour ‘Protective Earth’ ou encore appelé conducteur de terre, est surveillée par une protection différentielle placée en tête de ligne. La protection différentielle permet entre autres mesures, d’éviter une montée excessive du potentiel de l’enveloppe métallique des équipements reliés au conducteur de protection, prévenant ainsi le risque d’électrisation, encore appelé risque de choc électrique par contact indirect, pour un utilisateur amené à utiliser un équipement électrique à enveloppe métallique d’une installation comportant un appareil défectueux.
Les normes et règlementations en vigueur fixent selon les différents cas d’usage, les valeurs limites, les seuils des paramètres électriques ou encore leurs combinaisons admissibles au niveau des équipements et des protections au tableau ainsi qu’au niveau de l’installation et de sa liaison à la terre. A titre d’exemple, sont rappelés ci- après quelques-uns de ces paramètres ainsi que leurs valeurs usuelles :
Limite de la valeur du courant de fuite de l’équipement (exemple : 5 mA) Seuil de disjonction de la protection différentielle (exemple : 30 mA) Limite de la valeur maximale de la tension de l’enveloppe par rapport à la terre (exemple : 50 Volts) Valeur maximale de la résistance de connexion du conducteur de protection à la terre (exemple : 100 ohms) etc.…
Cette fraction de courant circulant vers la terre peut se décomposer en deux catégories ayant chacune une origine distincte : Le courant de fuite et le courant de défaut.
Le courant de fuite se caractérise par sa faible valeur et par sa présence continue en fonctionnement normal. Ce courant traduit souvent la présence de filtres électromagnétiques dans l’équipement ou encore un couplage capacitif entre un des composants de l’équipement et sa carcasse métallique.
A l’inverse du courant de fuite, le courant de défaut peut atteindre des valeurs très importantes. Apparaissant en situation anormale ou accidentelle, il se révèle lors de l’apparition d’un problème d’isolement dans un équipement électrique ou dans un faisceau de câbles. La pénétration d’eau induit souvent ce type de défaut.
Signalons également qu’un courant de défaut peut aussi apparaitre de façon intempestive en cas de contact direct comme le touché par l’utilisateur d’un conducteur électrique actif insuffisamment isolé. Afin de couvrir ce type de situation extrêmement critique, il est important de disposer d’une protection disposant d’une grande sensibilité ainsi que d’un délai de disjonction très faible, dans le but d’apporter la meilleure protection possible pour une personne qui serait ainsi exposée.
Les protections différentielles sont basées sur la mesure du courant dit « de mode commun », circulant simultanément sur la ou les phases et le neutre et se rebouclant vers la terre. De ce fait les protections ne font pas la différence entre le courant de fuite de l’équipement et un potentiel courant de défaut. De toute façon, l’un comme l’autre ayant le même effet sur la montée de potentiel du conducteur de protection PE, il est primordial de bien considérer la somme des deux types de courant au niveau de la protection différentielle. Ainsi, le courant d’une ligne électrique circulant vers la terre nécessite une action de surveillance continue allant jusqu’à provoquer la disjonction de la protection en cas de valeur excessive mesurée, entrainant alors la disparition rapide de la tension d’alimentation de la ligne.
Le courant de fuite d’un équipement seul, soumis à des normes strictes, se situe généralement bien au-dessous de la limite de disjonction de l’installation, alors que le courant de défaut peut prendre selon la nature du défaut des valeurs importantes provoquant le déclenchement de la protection différentielle.
Dans le cas de plusieurs équipements connectés sur une même ligne de distribution comme illustré , le courant de fuite global résultant des différents équipements connectés et circulant dans le conducteur de protection PE peut prendre une valeur significative. Néanmoins cette valeur doit forcément rester limitée sous peine d’excéder le calibre du disjoncteur différentiel situé en tête de ligne. En effet, lorsque la somme des courants de fuite des équipements présents sur la ligne atteint la valeur de seuil de la protection différentielle de la ligne, la disjonction est inévitable entrainant la perte de service de l’installation alors qu’aucun défaut n’est pourtant à déplorer. Cet effet de cumul des courants de fuite limite par conséquent le nombre d’équipements présents sur une même ligne de distribution et impose un étagement des niveaux de sensibilité des protections différentielles. En effet, la prise en compte du cumul des courants de fuite de tous les équipements ou groupe d’équipements alimentés par la ligne d’alimentation, implique l’adoption d’une sensibilité de la protection différentielle dédiée à un seul équipement ou groupe d’équipements et située en amont dans le tableau électrique ou tableau général basse tension, inférieure à la sensibilité de la protection différentielle dédiée à un seul équipement ou groupe d’équipements et située en aval dans un tableau de distribution secondaire. Cet étagement des seuils entre l’amont et l’aval porte aussi le nom de « coordination ». Les obligations et contraintes qui en résultent pour l’installation sont :
- D’adopter une impédance de boucle de la liaison à la terre le plus faible possible, pouvant s’avérer à l’extrême incompatible avec un régime TT ou IT
- De limiter in fine le nbre d’équipements de l’installation dans le but d’éviter une augmentation trop importante du potentiel du conducteur de protection (PE)
- De renforcer les barrières de protection mécaniques de la ligne de distribution amont afin de réduire l’exposition des personnes au risque d’électrisation par contact direct, la sensibilité de la protection amont s’avérant trop faible pour assurer la couverture même partielle de ce risque.
Objectifs de l’invention : Le dispositif selon l’invention, assure le colmatage actif du courant de fuite d’un ou plusieurs équipement(s) électrique(s) présent(s) dans une installation électrique, en neutralisant la remontée de courant vers l’amont de l’installation, permettant ainsi de remédier aux obligations et contraintes exposées ci-avant à la section « exposé de l’état de l’art antérieur », en augmentant la disponibilité et la sécurité de l’installation en évitant la montée de potentiel du conducteur de protection PE ainsi qu’en renforçant la protection des utilisateurs en réduisant le seuil de disjonction du disjoncteur différentiel amont situé en tête de ligne de distribution.
Avantages de l’invention : L’invention concerne un dispositif électronique de colmatage des fuites de courant vers la terre d’un équipement ou d’un groupe d’équipements présent(s) dans une installation électrique. La calibration du seuil de disjonction de la protection différentielle d’une ligne de distribution dépend directement du nombre d’équipements connectés et plus particulièrement de la somme des courants de fuite de ces équipements. En effet, le seuil de disjonction de cette protection est sélectionné dans une plage de valeurs définie par un minimum correspondant à la somme des courants de fuite des équipements en fonctionnement normal et un maximum correspondant à la valeur maximale acceptable de courant déterminé par le rapport entre la valeur maximale de tension admissible pour le potentiel du conducteur de protection PE et la valeur de résistance de la liaison à la terre. Il peut arriver que les contraintes physiques, de sécurité ou règlementaires ne permettent pas de trouver de solution obligeant alors l’installateur à revoir son architecture de distribution et de protection en augmentant le nbre de protections différentielles et/ou de revoir à la baisse la résistance de liaison à la terre de l’installation quand c’est possible. Dans tous les cas, la protection de la ligne de distribution se trouve d’autant plus affectée que la somme des courants de fuite des équipements est élevée. De même, le potentiel du conducteur de protection augmente avec la valeur de la somme des courants de fuite
L’invention concerne également un procédé de régulation thermique d’une enceinte climatique destinée à tester au moins un équipement, dans lequel on met en œuvre une enceinte climatique à ensemble(s) thermoélectrique(s) selon l’invention, laquelle l’enceinte climatique étant fixée sur un support mobile d’un simulateur de mouvements et le support mobile pouvant être entraîné en mouvement par l’intermédiaire d’articulations dudit simulateur de mouvements, et dans lequel on met en œuvre en outre un circuit de régulation thermique secondaire comportant une extrémité d’échange thermique pour face externe d’ensemble thermoélectrique, on dispose l’extrémité d’échange thermique contre la/les faces externes du/des ensembles thermoélectriques, le reste du circuit de régulation thermique secondaire étant disposé en dehors de parties mobiles du simulateur de mouvements et étant relié à l’extrémité d’échange thermique par des joints fluidiques mobiles passant par les articulations du simulateur de mouvements.
Le procédé peut être décliné selon toutes les modalités procédurales décrites ou découlant des fonctions des moyens matériels mis en œuvre.
En particulier, on peut aussi mettre en œuvre un système de régulation de la température de l’enceinte qui commande le courant électrique dudit au moins un ensemble thermoélectrique et qui commande au moins le dispositif mélangeur et la pompe de circulation du circuit de régulation thermique secondaire en fonction d’une consigne de température d’enceinte et de mesures de capteurs.
L’invention concerne enfin un kit d’installation d’une enceinte climatique dans un simulateur de mouvements.
Plus précisément, il s’agit d’un kit d’installation d’une enceinte climatique à régulation thermique dans un simulateur de mouvements, l’enceinte climatique étant destinée à tester au moins un équipement, le simulateur de mouvements comportant un support mobile entraîné en mouvement par l’intermédiaire d’articulations dudit simulateur de mouvements, lequel kit comportant :
- une enceinte climatique comportant une paroi définissant un espace interne pouvant recevoir et contenir ledit au moins un équipement à tester, l’espace interne pouvant comporter un gaz et étant thermiquement isolé de l’environnement extérieur à l’enceinte climatique, l’enceinte climatique comportant des moyens de fixation au support mobile, l’enceinte comportant en outre au moins un ensemble thermoélectrique, ledit au moins un ensemble thermoélectrique étant disposé à travers la paroi de l’enceinte climatique, chaque ensemble thermoélectrique comportant deux faces, une face interne disposée à l’intérieur de l’enceinte climatique et une face externe à l’extérieur de l’enceinte climatique, et dans laquelle une des deux faces dite face froide est destinée à absorber de l’énergie calorique et l’autre dite face chaude est destinée à rejeter de l’énergie calorique en fonction d’un courant électrique traversant ledit au moins un ensemble thermoélectrique,
- un circuit de régulation thermique secondaire comportant un circuit de fluide caloporteur, des moyens de raccordement à une source froide, une source chaude, un dispositif mélangeur, une pompe de circulation et des capteurs, le circuit de fluide caloporteur comportant une extrémité d’échange thermique pour face externe d’ensemble thermoélectrique destinée à venir en contact thermique une face externe d’ensemble thermoélectrique afin d’échanger de l’énergie calorique entre ledit au moins un ensemble thermoélectrique et ledit circuit de régulation thermique secondaire,
- des joints fluidiques mobiles destinés à être installés dans des articulations du simulateur de mouvements pour permettre la circulation du fluide caloporteur du circuit de régulation thermique secondaire entre l’extrémité d’échange thermique qui est destinée à être installée dans le simulateur de mouvements contre la face externe de l’ensemble thermoélectrique et le reste du circuit de régulation thermique secondaire qui est destiné à être installé en dehors de parties mobiles du simulateur de mouvements,
- des liaisons électriques mobiles destinés à être installées dans des articulations du simulateur de mouvements pour permettre une circulation de courant électrique,
- un système de régulation de la température de l’enceinte destiné à commander le courant électrique dudit au moins un ensemble thermoélectrique et commander au moins le dispositif mélangeur et la pompe de circulation du circuit de régulation thermique secondaire en fonction d’une consigne de température d’enceinte et de mesures de capteurs.
Le kit peut comporter en outre une source froide.
L’enceinte du kit peut en outre comporter un dispositif de brassage de gaz, ledit dispositif de brassage de gaz étant disposé à l’intérieur de l’enceinte climatique afin de permettre un brassage du gaz interne à l’enceinte et sur la/les faces internes dudit au moins un ensemble thermoélectrique.
schématise le dispositif de régulation thermique primaire à ensemble thermoélectrique de l’enceinte climatique, cette dernière étant embarquée dans un simulateur de mouvements non représenté, une extrémité d’échange thermique d’un circuit de régulation thermique secondaire étant aussi représentée,
schématise le circuit de régulation thermique secondaire à fluide caloporteur, externe à l’enceinte climatique, qui est destiné à échanger de l’énergie calorique avec la face chaude de l’ensemble thermoélectrique, et
schématise un exemple de mise en œuvre à trois boucles de régulation.
Description détaillée d’un exemple de réalisation La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consistent le système et le procédé de l’invention et comment ils peuvent être réalisés.
E0 : Ce prélèvement est initialement traité en vue d'obtenir un échantillon ECH exploitable et facilement séparable en deux parties A, B de quantités égales.
Ce traitement initial peut consister à broyer le prélèvement puis à réaliser une extraction en vue d'obtenir un liquide prêt à l'analyse. Ce type de traitement est bien connu et n'est pas détaillé dans la présente demande.
L'échantillon ECH obtenu, sous une forme liquide, peut ensuite faire l'objet du procédé de l'invention.
Le procédé de l'invention peut être mis en œuvre en utilisant le même composant micro-fluidique 1 ou en utilisant deux composants micro-fluidiques identiques en parallèle.
Avantageusement, les deux parties A, B de l'échantillon ECH sont injectées dans deux composants identiques en parallèle et les étapes du procédé sont réalisées de manière simultanée dans les deux composants pour analyser les deux parties de l'échantillon. Cette solution permet de fiabiliser les résultats et de minimiser les risques de dégradation de l'échantillon au cours du temps.
Dans les deux variantes décrites ci-dessous, de manière non limitative, on utilise deux composants micro-fluidiques identiques en parallèle, pour analyser de manière distincte une première partie de l'échantillon et une deuxième partie de l'échantillon.
Dans la première variante, en référence à la , le procédé suit les étapes ci-dessous.
E1 : L'échantillon ECH, contenant les espèces biologiques cibles, est divisé en deux parties A, B de quantités égales.
E2 : La première partie A de l'échantillon ne subit aucun traitement ou au plus un traitement doux T1.
Ce traitement doux T1 peut consister en un simple lavage avec un tampon, par exemple un tampon aqueux avec des surfactants doux (0,01% de tampon Tween 20 - marque déposée). Ce traitement doux T1 ne doit pas permettre de détruire les espèces biologiques cibles.
E3 : La deuxième partie B de l'échantillon subit pour sa part un traitement actif T2.
Ce traitement actif T2 permet de casser les molécules d'ADN de la forme active F2 de l'espèce biologique. Après purification (voir ci-dessous), ces molécules ne seront pas retenues par le filtre du composant micro-fluidique 1 et seront évacuées de la chambre 13.
Ce traitement actif T2 peut être choisi parmi les traitements suivants ou une combinaison d'au moins deux de ces traitements :
Un traitement chimique, Un traitement biochimique, Un traitement thermique, Un traitement optique, Un traitement mécanique.
Le traitement actif T2 est choisi pour être adapté à la destruction de la forme active F2 de l'espèce biologique ciblée dans l'échantillon ECH et au maintien de la forme dormante F1 de l'espèce biologique ciblée. Selon l'espèce biologique et selon sa forme active, on choisit donc un traitement actif le plus efficace possible.
Dans le cas d'un traitement chimique ou biochimique, il s'agit donc de choisir une substance qui permettra de casser les molécules d'ADN de la forme active F2 de l'espèce biologique ciblée et de l'ajouter en quantité suffisante à la deuxième partie B de l'échantillon pour obtenir cette destruction, tout en conservant intacte celles de l'espèce biologique dans sa forme dormante F1.
- la face externe est une face froide et la face interne est une face chaude, de l’énergie calorique étant envoyée à l’intérieur de l’enceinte climatique,
- le dispositif de brassage de gaz comporte un ou plusieurs ventilateurs,
- le système de régulation de la température de l’enceinte commande en outre le dispositif de brassage de gaz afin de régler l’intensité du brassage de gaz dans l’enceinte,
- l’espace interne est thermiquement isolé de l’environnement extérieur à l’enceinte, y compris du simulateur de mouvement, l’enceinte étant fixée au simulateur de mouvements par des fixations isolantes thermiquement afin de ne pas créer de pont thermique entre le simulateur de mouvements et l’intérieur de l’enceinte climatique,
- l’enceinte climatique est fixée sur un support mobile d’un simulateur de mouvements et le support mobile peut être entraîné en mouvement par l’intermédiaire d’articulations dudit simulateur de mouvements,