INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
PRESENTATION DE L’INVENTION Plus précisément, l’invention a pour objet un module de puissance comprenant : Un premier connecteur électrique en métal, destiné à être connecté à une borne positive d’une alimentation électrique, par exemple continue ; un deuxième connecteur électrique en métal, destiné à être connecté à une borne négative de ladite alimentation électrique ; un isolant électrique ; des interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut montés sur une face supérieure du premier connecteur électrique lesdits interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut étant munis d’une première électrode principale, d’une deuxième électrode principale et d’une électrode de commande ; le module de puissance étant caractérisé en ce qu’une portion d’une face supérieure du premier connecteur électrique et une portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique, directement en regard de la portion du premier connecteur électrique, sont isolées par ledit isolant électrique, et en ce qu’au moins une partie du deuxième connecteur électrique s’étend horizontalement entre deux interrupteurs de côté haut.
Une telle superposition des premier et deuxième connecteurs électriques permet de réduire les inductances parasites générées par les courants électriques circulant en sens opposé dans le premier connecteur électrique et dans le deuxième connecteur électrique ce qui améliore le rendement énergétique du module de puissance. En outre, une telle architecture présente un encombrement réduit du module de puissance.
Par le vocable « directement » on entend le fait que l’isolant électrique est au contact du premier connecteur électrique en l’absence de tout élément intermédiaire entre ledit premier connecteur électrique et ledit isolant. De la même manière, le deuxième connecteur électrique est au contact de l’isolant en l’absence de tout élément intermédiaire entre ledit isolant et ledit deuxième connecteur électrique. La direction horizontale correspond à une direction parallèle aux faces supérieures du premier, deuxième et troisième connecteurs électriques et orientée du premier connecteur électrique vers le troisième connecteur électrique.
Le module de puissance selon l’invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou bien selon n’importe quelle combinaison techniquement possible.
Selon une première caractéristique, le module de puissance comprend en outre un troisième connecteur électrique en métal, destiné à être connecté à une phase d’une machine électrique.
Selon une autre caractéristique, l’isolant électrique est fixé à la portion de la face supérieure du premier connecteur électrique et à la portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique.
Selon un autre caractéristique, la machine électrique est une machine électrique tournante ayant une fonction de moteur électrique.
Selon une autre caractéristique, le troisième connecteur électrique et le premier conducteur électrique sont obtenu par découpe d’une même plaque métallique.
Selon une autre caractéristique, la portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique comprend une face inférieure de ladite partie du deuxième connecteur électrique.
Selon une autre caractéristique, les interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut sont connectés en parallèle.
représente un logigramme d’un mode FTR connu.
illustre comment les commandes générées par les boucles de contrôle varient lorsque l’angle électrique azimutal θ est non nul.
représente un logigramme d’un mode FTR, dit FTR toute attitude, conformément à un mode de réalisation préféré du procédé selon l’invention.
représente un logigramme d’un mode FTR conformément à un autre mode de réalisation préféré du procédé selon l’invention, ce mode FTR étant appelé FTR toute attitude continu, FTR TT.
représente un logigramme d’une cinquième boucle de contrôle pour un mode gyroscope WA conformément à un mode de réalisation préféré du procédé selon l’invention.
illustre les étapes d’un mode de réalisation préféré du procédé selon l’invention.
Capteur gyroscopique vibrant axisymétrique
L’invention concerne un procédé de mesure de la vitesse angulaire et/ou de la position angulaire, selon un axe (dit axe sensible) par un capteur gyroscopique vibrant 1 préférentiellement axisymétrique par rapport à cet axe sensible, représenté à titre d’exemple en , qui forme avantageusement un capteur gyroscopique vibrant à effet Coriolis, c'est-à-dire un capteur de rotation basé sur les forces de Coriolis. Le capteur gyroscopique vibrant 1 est aussi appelé capteur inertiel vibrant de type CVG (Coriolis Vibratory Gyro). On parle généralement de gyroscope lorsque l’on cherche à mesurer directement une position angulaire et de gyromètre lorsque l’on cherche juste à mesurer la vitesse angulaire, étant entendu que ledit gyromètre peut aussi indirectement déterminer un angle par intégration des mesures de vitesse angulaire. Cependant, dans le cas des CVG axisymétriques, cette intégration peut être faite tout naturellement, ou directement, par l’élément vibrant lui-même (le résonateur 3 décrit ci-après), lorsque l’électronique de contrôle implémente de manière préférée un mode opératoire gyroscope, appelé aussi WA (Whole Angle), comme exposé ci-après.
Comme illustré à la , le capteur gyroscopique vibrant 1 comprend généralement une embase 2, qui est par exemple métallique, ou en matériau céramique, et assure une fonction de support. L'embase 2 constitue ainsi avantageusement un socle. L’embase 2 présente avantageusement globalement une forme de plaque avec deux faces opposées, séparées par l'épaisseur de la plaque, qui sont pourvues de conformations convexes et concaves formant des logements dont les fonctions seront précisées dans ce qui suit. L'embase 2 est avantageusement pourvue de moyens de fixation qui peuvent se présenter par exemple sous la forme d'une pluralité d'oreilles traversées chacune par un orifice afin de permettre une fixation par vissage du capteur 1 à un bâti, par exemple au bâti d'une centrale inertielle ou de tout autre équipement utilisé pour la navigation, le guidage ou le contrôle d’un objet mobile dans l’espace. Comme illustré par la , les moyens de fixation 20, 21, 22, 23 de l'embase 2 peuvent être conçus pour assurer une fixation symétrique par rapport à l’axe principal de symétrie du résonateur Z-Z’ en étant répartis équi-angulairement autour de cet axe central qui est avantageusement normal au plan moyen dans lequel s'étendent les oreilles de fixation et/ou la plaque formant l’embase 2. De préférence, l'embase 2 présente dans ce cas une symétrie de rotation discrète du quatrième ordre selon l’axe central Z-Z’. Ledit axe central Z-Z' correspond à l'axe sensible selon lequel le capteur gyroscopique vibrant 1 est conçu pour mesurer une vitesse angulaire ou une rotation angulaire. D’autres cas sont possibles, comme par exemple une embase 2 conçue pour assurer une fixation isostatique avec trois fixations réparties équi-angulairement autour de l’axe central Z-Z'. De préférence, l'embase 2 présente dans ce cas une symétrie de rotation discrète du troisième ordre selon l’axe central Z-Z’.
Avantageusement, le capteur gyroscopique vibrant 1 selon l'invention comprend un capot 10 en forme de cloche, qui vient coiffer la structure vibrante (le résonateur 3 décrit ci-après) du capteur 1. Ledit capot 10 est réalisé par exemple en un matériau métallique, et est avantageusement destiné à coopérer avec l'embase 2 pour délimiter avec cette dernière un espace interne destiné à accueillir la structure vibrante (le résonateur 3 décrit ci-après) du capteur gyroscopique vibrant 1, afin de l'isoler et la protéger de l'environnement extérieur. Le logement ainsi formé par l'embase 2 et le capot 10 peut avantageusement être étanche aux gaz, grâce à la mise en œuvre de moyens d'étanchéité appropriés disposés à l'interface entre le capot 10 et l'embase 2, ce qui permet de contrôler l'atmosphère régnant au sein du logement en question.
Le capteur gyroscopique vibrant 1 comprend comme expliqué un résonateur 3 qui forme un corps d'épreuve destiné à vibrer en réponse à une excitation. Le résonateur 3 inclut, comme illustré aux figures, un pied central 30 par lequel le résonateur 3 est attaché à ladite embase 2. En d'autres termes, le capteur gyroscopique vibrant 1 comprend des moyens de liaison mécanique qui assurent une fixation du pied central 30 à l'embase 2. Avantageusement, lesdits moyens de liaison mécanique assurent une liaison encastrement entre le pied central 30 et l'embase 2, de façon à immobiliser le pied central 30 relativement à l'embase 2. Les moyens de liaison mécanique présentent par exemple un caractère définitif, c’est-à-dire qu’ils sont indémontables, et peuvent consister par exemple en un assemblage par collage, soudage ou brasage du pied 30 et de l'embase 2.
Le résonateur 3 présente une portion distale de forme en particulier hémisphérique, cylindrique, annulaire ou polygonale à 8×k côtés de longueurs identiques equi-répartis angulairement avec k un nombre entier non nul.
Classiquement, le capteur gyroscopique vibrant 1 comprend une instrumentation de couplage électromécanique 31, attachée à une partie proximale du résonateur 3 (autour du pied 30) comprenant elle-même : - une pluralité de dispositifs d'excitation, dit « forcers », pour exciter ledit résonateur 3 en vibration, et notamment lesdits modes de vibration symétriques d’ordre deux, primaire et secondaire, de déformée elliptique, de ladite portion distale du résonateur 3. - une pluralité de dispositifs de détection, dit « pickoffs », pour détecter des vibrations du résonateur 3, et en particulier les vibrations de ladite portion distale, excitée par les dispositifs d'excitation.
Ce positionnement des dispositifs d'excitation et de détection au niveau de la portion proximale permet notamment de limiter les éventuels effets d'amortissement provoqués par l’instrumentation de couplage électromécanique 31 et susceptibles de générer des erreurs de mesure.
Lesdits dispositifs d'excitation et lesdits dispositifs de détection peuvent être de différentes natures, électromagnétique, électrostatique, optique, ou par exemple des éléments piézoélectriques. On parle généralement d’électrodes. Les éléments 31 en question sont ainsi conçus pour d'une part impartir, par l'intermédiaire de la portion proximale à laquelle ils sont fixés des vibrations à la portion distale du résonateur 3, pour exciter en particulier les modes de résonance de vibration symétriques d’ordre deux, primaire et secondaire, de déformée elliptique, et pour d'autre part détecter, là encore par l'intermédiaire de la portion proximale à laquelle ils sont fixés, les vibrations de la portion distale. Les éléments 31 assurent ainsi une double fonction, d'excitation vibratoire d'une part et de détection vibratoire d'autre part. La nature des éléments 31 d’excitation peut être différente de la nature des éléments de détection. Ils participent pleinement au contrôle de la vibration.
Indépendamment du nombre d’éléments 31 utilisés pour la mise en œuvre et le contrôle des modes de résonance primaire et secondaire du résonateur, il est connu que pour les capteurs gyroscopiques axisymétriques vibrants, quatre signaux suffisent à la réalisation de ce contrôle. Deux signaux sont des signaux d’excitation, notés E1 et E2 sur la , et deux signaux sont des signaux de détection, notés D1 et D2 sur la . La distribution de ces signaux depuis ou vers le résonateur 3 à partir de l’électronique de mise en œuvre peut être réalisée de différentes manières, et ces réalisations définissent le nombre des éléments de couplage électromécanique 31 employés. Préférentiellement, le nombre des éléments de couplage électromécanique 31 est un multiple entier de huit comme illustré sur la et la . Mais ce nombre peut plus simplement devenir un multiple de deux, ou égal à deux, lorsqu’une moindre performance est acceptable, en particulier lorsqu’un multiplexage des signaux de détection et d’excitation est acceptable.
L‘activité biocide, le pouvoir nettoyant dégraissant et la stabilité des formulations sont évalués.
Activité biocide
Les formulations sont testées selon la norme NF EN 1276 (2019) pour mesurer l’activité bactéricide et selon la norme NF EN 1650 (2019) pour mesurer l’activité levuricide.
Les formulations sont prêtes à l’emploi et évaluées à une concentration de 80% (v/v) tel que préconisé dans les protocoles des normes correspondantes. Les tests sont effectués avec les souches modèles d’ Escherichia coli ATCC 10536, de Staphylococcus aureus ATCC 6538, de Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 et d’Enterococcus hirae ATCC 10541 pour l’activité bactéricide ainsi que de la souche Candida albicans ATCC 10231 pour l’activité levuricide.
Les souches sont mises en contact avec une substance interférente, de l’albumine bovine (fraction V) à 3g/L, qui représente des conditions de saleté définies dans les 2 normes.
La formulation biocide est ensuite ajoutée et laissée en contact du mélange souche microbienne / substance interférente pendant un temps de 5 minutes (± 10 secondes) à 20°C (± 1°C). A la fin du temps de contact, l’activité biocide est neutralisée grâce à la méthode de dilution/neutralisation. Le neutralisant est préparé en eau distillée et est composé de thiosulfate de sodium à 5 g/L, de lécithine de soja à 3 g/L, de polysorbate 80 à 30 g/L et de tampon phosphate (0,25 mol/L) à 100g/L. Les microorganismes survivants sont dénombrés par étalement en profondeur du mélange neutralisé, après 24 h à 37°C (± 1°C) pour l’activité bactéricide et 48h à 30°C (± 1°C) pour l’activité levuricide, respectivement sur milieu TSA et GEM, afin de calculer une réduction logarithmique par rapport à la concentration initiale en microorganismes de l’essai. Les résultats sont reportés dans le tableau 2 ci-dessous.
[Tab 2] Formule A Formule B Formule C Formule D Activité bactéricide ++ ++ ++ ++ Activité levuricide ++ + ++ ++
Dans le tableau, -la note ++ indique qu’une réduction logarithmique microbienne supérieure à 5, -la note + indique qu’une réduction logarithmique microbienne supérieure à 3.
Les résultats montrent que les formulations testées répondent aux critères d’acceptation de la norme EN 1276 : 2019. Les formulations A, C et D répondent aux critères d’acceptation de la norme EN 1650 : 2019.
Ces résultats montrent que la formulation B comprenant un tensioactif non-ionique à chaîne longue, en tant que seul tensioactif non-ionique de la formulation, présente une activité levuricide moins performante que les activités observées pour les formulations A, C et D. La formulation B est de ce fait écartée pour la suite des essais.
Le pouvoir nettoyant dégraissant et la stabilité des formulations A, C et D, présentant des activités biocides améliorées sont ensuite évalués.
Pouvoir nettoyant dégraissant :
Le pouvoir nettoyant dégraissant des différentes formules a été évalué selon la méthode dite de « l’abrasimètre » décrite par l’association « German Cosmetic, Toiletry, Perfumery and Detergent Association (IKW) » et publiée dans SOFW Journal, Volume 144 (2018), avec les modifications suivantes :
Les supports utilisés constituent des plaques de verre de 46x33 cm et recouvertes d’un film adhésif blanc brillant.
La surface est préalablement nettoyée par une solution d’éthanol à 70 % (v/v) puis laisser sécher 1h.
On applique ensuite sur la surface un mélange de salissures. Il s’agit d’une composition hydro-alcoolique colorée à base d’aliments gras et protéiques.
# Fréquence de l'onde de cisaillement
probe_fir_len = 2.5e-2
probe_fir = -np.ones((2 * probe_half_fir +1, )) / (2 * probe_half_fir + 1)
probe_fir[probe_half_fir] = 0
probe_fir[probe_half_fir] = 1 - 1./len(probe_fir)
w, h_probe_fir = sig.freqz(probe_fir, fs=1/Dz, worN=8192)
# Fréquence de coupure et coefficient de raideur associés
cutoff_0 = np.argmin(np.abs(20*np.log10(np.abs(h_probe_fir) / np.abs(h_probe_fir[-1])) + 30))
cutoff_1 = np.argmin(np.abs(20*np.log10(np.abs(h_probe_fir) / np.abs(h_probe_fir[-1])) + 6))
k_6 = w[cutoff_1]
k_30 = w[cutoff_0]
Un matériau préféré sont les polyphénolsulfones (PPSU) dont la conductivité thermique est d’environ 0,35 W/m.K à 100°C et dont la masse volumique est de l’ordre de 1290 kg/m3 à 25°C, ce qui permet une réduction de masse des parois réalisées dans ce matériau d’environ 52%.
Avantageusement, la chambre de vaporisation présente au moins une paroi autre que la paroi de chauffe réalisée dans un matériau plastique présentant aussi une conductivité thermique inférieure à 10 W/mK à 100°C, de préférence, un matériau identique à celui de la paroi de chauffe. Il peut être en effet intéressant de profiter également de la faible conductivité thermique de ces matériaux pour réaliser d’autres parois de la chambre de vaporisation de manière à mieux isoler d’éventuelles parties adjacentes de l’appareil. Ainsi, comme expliqué précédemment, l’utilisation de tels matériaux pour la réalisation de la paroi de chauffe (relativement fine et en contact thermique avec l’élément chauffant) n’impacte pas substantiellement les performances d’évaporation de l’eau liquide admise dans la chambre. Toutefois, pour les parois situées plus à distance de cet élément chauffant, elles peuvent remplir pleinement un rôle d’isolation thermique, en particulier vis-à-vis d’une coque externe de l’appareil, visant notamment à former une partie de préhension.
Avantageusement, au moins une paroi autre que la paroi de chauffe, préférentiellement une paroi opposée à la paroi de chauffe de la chambre de vaporisation, est réalisée à partir d’un matériau plastique présentant une conductivité thermique inférieure à celle du matériau utilisé pour la paroi de chauffe.
Les parois autres que la paroi de chauffe pourront présenter une épaisseur de l’ordre de 2mm, et en particulier voisine ou identique à l’épaisseur de la paroi de chauffe. Bien évidemment, une ou plusieurs parois autre que la paroi de chauffe pourront présenter une épaisseur supérieure à l’épaisseur de cette dernière selon les besoins d’isolation thermique des éléments extérieurs à la chambre de vaporisation, en particulier la paroi supérieure habituellement proche d’une coque externe d’un manche de préhension.
Selon les parois réalisées dans un matériau plastique, tout ou partie desdites parois voire la totalité de la chambre de vaporisation pourra être réalisée par injection moulage.
Selon un mode particulier de réalisation, la paroi de chauffe présente une surface intérieure concave, en particulier sensiblement semi-cylindrique. Il a en effet été constaté qu’une telle forme pour la surface de réception de l’eau liquide permet d’obtenir une vaporisation et un vapeur d’eau plus homogène.
La présente demande vise également un générateur de vapeur notamment pour appareil de coiffure à diffusion de vapeur, comprenant au moins une chambre de vaporisation selon l’invention et au moins un élément électrique chauffant en contact avec la paroi de chauffe de la chambre de vaporisation. Selon un mode de réalisation préféré, l’élément chauffant est disposé sur une surface extérieure de la paroi de chauffe. Alternativement, l’élément chauffant est disposé à l’intérieur de la paroi de chauffe.
Selon un autre mode de réalisation, l’élément chauffant est commun à la paroi de chauffe de la chambre de vaporisation et à une surface de traitement de l’appareil. Pour un exemple d’élément chauffant commun, on pourra se référer à la demande FR21/09775 de la déposante, non encore publiée.
La présente demande vise encore un appareil électroménager à diffusion de vapeur comprenant au moins un générateur de vapeur selon la présente demande et un réservoir apte à contenir une quantité d’un produit liquide à vaporiser, ledit réservoir étant relié fluidiquement à au moins une entrée d’alimentation en produit liquide de la chambre de vaporisation distincte du réservoir, ladite chambre de vaporisation présentant au moins une sortie du produit au moins partiellement vaporisé reliée fluidiquement à des orifices de diffusion de vapeur d’une surface de traitement de l’appareil. Conformément à la présente demande, la chambre de vaporisation est une chambre selon l’invention.
Préférentiellement, l’appareil est un appareil de coiffure tel qu’un fer à lisser ou une brosse capillaire.
De manière avantageuse, la chambre de vapeur, et de préférence le réservoir, sont intégrés à une unité portable de traitement de l’appareil, notamment dans un manche de celui-ci. En particulier, le réservoir pourra être intégré dans un manche de celui-ci, et la chambre de vaporisation pourra être préférentiellement située à proximité immédiate d’une surface de traitement de l’appareil de manière à minimiser le trajet de vapeur depuis la chambre de vaporisation vers les buses de diffusion. Comme indiqué précédemment, l’élément résistif chauffant est de préférence commun à la paroi de chauffe de la chambre de vaporisation et pour chauffer la surface de traitement. L’organe de pompage peut être bien évidemment également intégré dans le manche.
La pression de l’enceinte 5, initialement à pression atmosphérique, est abaissée à l’aide de l’organe de pompage 15.
Le plasma d’azote est généré dans la première région 41 de l’enceinte 5 à l’aide de l’organe 13.
Un faisceau d’électrons est émis dans la deuxième région 42 de l’enceinte 5 à l’aide de l’organe 14.
La matière de l’échantillon 2 est chauffée à l’aide de l’organe 12 de manière à faire passer cette matière à l’état de vapeur.
La matière évaporée 60 est ainsi déplacée en direction du substrat 3, selon une trajectoire comportant au moins une composante parallèle à la direction D2. Ce faisant, la matière évaporée 60 passe de la chambre 5B recevant le creuset 11 à la chambre 5A via l’ouverture 51 de la cloison 7, puis traverse successivement la première région 41 et la deuxième région 42.
Des particules de la matière évaporée de l’échantillon 2 sont ainsi éjectées en direction du substrat 3, en étant soumis à une double activation par le plasma d’azote d’une part et le faisceau d’électrons d’autre part.
Cette double activation entraîne une augmentation du taux de nitruration de la matière avant dépôt sur le substrat 3.
Le champ magnétique généré dans la deuxième région 42 augmente la longueur de la trajectoire des électrons, ce qui augmente le taux d’ionisation de l’azote et par suite le taux de nitruration de la matière déposée.
En arrivant au niveau du substrat 3, les particules de matière ainsi activées se condensent de manière à former des couches minces adhérant au substrat 3.
Lors du dépôt, la structure 6 supportant le substrat 3 est entraînée en rotation afin d’améliorer l’homogénéité des couches déposées.
L’invention permet ainsi de former des couches minces riches en azote, avec une vitesse de dépôt élevée, typiquement de l’ordre de quelques nm/s, une faible température de dépôt, une faible puissance de génération de plasma et un coût de production réduit.
Bien entendu, de nombreuses variantes peuvent être apportées au dispositif 1 et au procédé de dépôt qui viennent d’être décrits, notamment en modifiant les moyens permettant de remplir les fonctions décrites ci-dessus et/ou l’agencement de ces différents moyens, pourvu qu’ils permettent de réaliser une double activation de matière évaporée avant dépôt sur un substrat.
Ainsi, dans un mode de réalisation alternatif, l’organe d’évaporation 12 comprend un moyen différent d’un moyen de chauffage par effet Joule, par exemple un moyen de chauffage par induction, ou un moyen configuré pour réaliser l’évaporation de matière à l’aide d’une autre technique, par exemple par bombardement électronique.
Pour autre exemple, le dispositif 1 peut être dépourvu de l’aimant permanent 16 illustré sur la . Le dispositif peut ne pas comprendre d’aimant ou peut comprendre un autre type d’aimant, par exemple un électroaimant ou un autre moyen de génération de champ magnétique dans la deuxième région 42 et/ou dans d’autres régions de l’enceinte 5.
Dans un mode de réalisation, non représenté, le dispositif 1 se distingue de celui de la en ce qu’il est dépourvu de la cloison 7.