BE901345A

BE901345A - Systeme d'alimentation electrique a securite integree.

Info

Publication number: BE901345A
Application number: BE2/60575A
Authority: BE
Inventors: H Van Husen
Original assignee: Gte Comm Systems Corp
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1985-04-16
Also published as: IT8424086A0; IT1178765B

Abstract

Un circuit de controle de courant qui empechant qu'une défaillance d'alimentation n'entraine une interruption de la fourniture de courant à une charge par d'autres alimentations connectées. Une bobine de réactance réduit le courant débité vers l'alimentation défaillante pendant une durée prédéterminée. Un circuit superviseur déclenche l'interruption, par un disjoncteur, du courant débité vers l'alimentation défaillante avant l'expiration du délai durant lequel seul du courant magnétisant est débité vers la bobine de réactance.

Description

"Système d'alimentation électrique à sécurité intégrée"
(Inventeur : Hendrik VAN HUSEN)

SYSTEME D'ALIMENTATION ELECTRIQUE A SECURITE INTEGREE

DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention concerne les alimentations électriques et porte plus particulièrement sur un dispositif de sécurité garantissant le bon fonctionnement des alimentations.

CONTEXTE DE L'INVENTION

Lorsqu'une série d'alimentations électriques sont raccordées à un bus de charge commun, la défaillance de l'une de ces alimentations risque d'affecter la quantité de courant fournie à la charge. Le type de charge est généralement tel que la charge ne fonctionne pas correctement si son alimentation de courant subit une interruption. S'il se produit une défaillance d'alimentation qui se limite purement et simplement

à la cessation de la fourniture de courant par cette alimentation au bus de charge, cette défaillance n'aura pas d'incidence négative sur l'arrivée de courant à la charge. Dans pareil cas, en effet, les alimentations restantes ont une capacité suffisante que pour fournir le courant requis par la charge et la fourniture du courant de charge est redistribuée à ces autres alimentations.

Il se peut, en revanche, qu'une défaillance d'alimentation se traduise par un prélèvement de courant du bus de charge. Il risque de résulter de ce phénomène une chute excessive du niveau de tension du bus de charge. Afin de prévenir le malfonctionnement de la charge qui en découlerait,

il y a lieu de limiter la quantité de courant prélevé par une alimentation défaillante.

Une possibilité de restreindre ce drainage de courant par une alimentation défaillante consiste à connecter une diode entre chaque alimentation et le bus de charge. Ces diodes empêcheront le retour de courant vers l'alimentation défaillante correspondante; toutefois, elles ne sont pas pratiques dans le cas de bus de courant de haute intensité et de faible tension, dans la mesure où les diodes dissipent de fortes quantités de courant dans de telles applications.

RESUME DE L'INVENTION

La présente invention prévoit l'intégration d'un dispositif de contrôle de courant dans un système d'alimentation qui comprend un bus de charge, une charge connectée au bus de charge, une série d'alimentations et un circuit superviseur individuel raccordé à chacune des alimentations. Le dispositif de contrôle de courant comporte une série de premiers contrôleurs de courant, dont chacun est relié à une alimentation correspondante, et une série de seconds contrôleurs de courant, dont chacun est d'une part connecté entre un premier contrôleur de courant raccordé et le bus de charge, et d'autre part relié à un circuit superviseur correspondant.

Chacun des seconds contrôleurs de courant est réglé initialement pour relier électriquement au bus de charge le premier contrôleur de courant auquel il est associé; normalement, les alimentations réagissent chacune à la connexion électrique au bus de charge de leur premier contrôleur de courant correspondant par la transmission d'un courant à la charge via les premier et second contrôleurs de courant correspondants et le bus de charge.

Si l'une des alimentations est défaillante et draine du courant du bus de charge via les premier et second contrôleurs de courant, le premier contrôleur de courant correspondant réagit au prélèvement de courant du bus de charge par la restriction dudit courant à un niveau prédéterminé, pendant un premier délai prédéterminé.

Le circuit superviseur réagit à la détection d'alimentations défaillantes par la génération immédiate d'un signal de défaut. Le second contrôleur de courant réagit au signal de défaut par la déconnexion du bus de charge du premier contrôleur de courant correspondant après un second délai prédéterminé, qui est inférieur au premier délai prédéterminé.

DESCRIPTION DES SCHEMAS

La Figure 1 est un schéma synoptique d'un système d'alimentation conforme à la présente invention; La Figure 2 est un schéma descriptif du contrôleur de courant (PC) illustré à la figure 1; La Figure 3 est un diagramme de signal représentant le débit de courant dans une alimentation défaillante non connectée à un contrôleur de courant; et La Figure 4 est un diagramme de signal représentant le débit de courant dans une alimentation défaillante connectée à un contrôleur de courant conformément à la présente invention.

DESCRIPTION DE L'APPLICATION PROPOSEE

La Figure 1 illustre le système d'alimentation de la présente invention. Les alimentations PSl-PSn sont connectables à une batterie de 48 Volts. Chacune de ces alimentations est également reliée au bus de charge via un contrôleur de courant correspondant PCl-PCn; le bus de charge est connectable à une charge. Lorsque les alimentations PSI-PSn sont raccordées à la batterie 48 Volts et que le bus de charge est relié à la charge, les alimentations sont actives et fournissent du courant à la charge. Le présent système est muni d'un nombre suffisant d'alimentations que pour fournir à la charge le courant requis, même en cas de défaillance d'une alimentation qui ne génèrerait plus aucun courant.

Toutefois, le type de la charge est tel qu'elle n'autorise aucune interruption d'alimentation de courant, même pandant des périodes de temps minimales. Les contrôleurs de courant PCl-PCn empêchent qu'une alimentation défaillante ne draine du bus de charge une quantité significative de courant. Ils veillent donc à ce que l'alimentation de courant à la charge ne soit pas interrompue.

La Figure 2 illustre le contrôleur de courant de la Figure 1. Ce contrôleur comprend une bobine de réactance, qui se compose d'un enroulement entouré autour d'un noyau en matériau magnétique, tel que de l'acier de silicones. Ce type de noyau produit un flux magnétique élevé avec un faible niveau de courant magnétisant. La bobine de réactance est reliée au contact interrupteur CB, qui fait partie d'une disjoncteur rapide à déclenchement magnétique s'ouvrant en 5 millisecondes environ. La bobine de déclenchement TC de ce disjoncteur est reliée à la terre et connectable à un circuit superviseur. Les contacts interrupteurs CB se ferment et se verrouillent manuellement; lorsque la bobine de déclenchement TC est activée par le circuit superviseur, ces contacts se déverrouillent et s'ouvrent.

Une fois le disjoncteur CB calé, il faut qu'une quantité prédéterminée de courant magnétisant passe par l'enroulement de la bobine de réactance pour que cette dernière soit magnétisée. Une fois magnétisée, la bobine passe à un état de saturation, dont l'intensification des niveaux de courant est empêchée par la seule résistance de l'enroulement de la bobine.

Le circuit superviseur contrôle les alimentations; à la détection de la moindre défaillance, il envoie une impulsion à la bobine de déclenchement TC. Après un délai approximatif de 5 millisecondes, le disjoncteur CB s'ouvre. Si la défaillance de l'alimentation est de nature à entraîner un drainage de courant du bus de charge, la bobine de réactance limite le retour de courant à son propre niveau de magnétisation. Le retour de courant est limité par la force contre-électromotrice (EMF) engendrée par le courant magnétisant inverse. Il y a passage de ce courant magnétisant inverse jusqu'à amorçage de flux magnétique dans le noyau. Le disjoncteur CB s'ouvre avant l'amorçage du flux, faute de quoi le retour de courant ne serait lui aussi limité que par la résistance de l'enroulement de la bobine.

Le temps que nécessite l'amorçage du flux dans le noyau est fonction des paramètres de la bobine de réactance R. Par conséquent, le délai durant lequel seul du courant magnétisant inverse passe par la bobine de réactance R dépend lui aussi des paramètres de cette dernière. Ces paramètres se définissent par le produit volts-secondes du flux stocké dans la bobine de réactance R sous une tension donnée. On - choisit lesdits paramètres de façon à ce que la durée du débit du courant magnétisant inverse soit supérieure au. délai requis par l'ouverture du disjoncteur CB, soit cinq millisecondes.

Ainsi, lors d'une défaillance d'une alimentation, seul le courant magnétisant inverse passe jusqu'à l'ouverture du disjoncteur CB, après quoi le retour de courant est complètement bloqué. Le niveau magnétisant du retour de courant est suffisamment faible que pour pouvoir être prélevé du bus de charge sans provoquer l'interruption de la fourniture de courant à la charge par les autres alimentations.

La Figure 3 illustre un signal électrique d'une alimentation non connectée au contrôleur de courant de la présente invention. Une fois l'alimentation activée, le passage de courant est régulier, comme l'indique le niveau SS. Lors d'une défaillance de l'alimentation, le courant chute à un niveau de retour de courant, indiqué par les lignes pointillées RCl-RCn. Le niveau de retour de courant dépend de la nature de la défaillance d'alimentation. La Figure 4 illustre un signal électrique d'une alimentation connectée au contrôleur de courant conformément à la présente invention. Une fois l'alimentation activée, le passage de courant est ici aussi régulier, comme l'indique le niveau SS. En revanche, lors d'une défaillance de l'alimentation, le niveau du retour de courant ne chute que jusqu'au niveau du courant magnétisant inverse, indiqué par le niveau RC1.

Le disjoncteur s'ouvre alors au point indiqué et arrête le retour de courant. Si le disjoncteur ne s'ouvrait pas, le retour de courant chuterait au niveau RC2. Une fois de plus, ce niveau RC2 dépend de la nature de la défaillance d'alimentation.

Le système d'alimentation à sécurité intégrée de la présente invention empêche donc qu'une défaillance d'alimentation n'entraîne une interruption de la fourniture de courant à une charge raccordée. Ledit système d'alimentation à sécurité intégrée combine de façon inédite une bobine de réactance à faible courant magnétisant et un disjoncteur rapide à déclenchement -magnétique.

Il va sans dire, pour les spécialistes de ce domaine, que de nombreuses variantes de la présente invention sont possibles sans trahir son esprit, lequel doit être uniquement limité par l'étendue des revendications reprises en annexe.

Claims

REVENDICATIONS:

1. Un dispositif de contrôle de courant à mettre en

oeuvre dans un système d'alimentation qui comprend un bus de

charge, une charge reliée audit bus de charge, une série d'alimentations et un circuit superviseur raccordé auxdites alimentations, ledit dispositif de contrôle de courant comportant:

une série de premiers contrôleurs de courant, dont

chacun est relié à une alimentation correspondante;

une série de second contrôleurs de courant, dont

chacun est connecté entre un premier contrôleur de courant correspondant et ledit bus de charge et relié audit circuit superviseur;

chacun desdits seconds contrôleurs de courant étant

réglé initialement pour connecter électriquement le premier contrôleur de courant correspondant audit bus de charge;

chacune desdites alimentations réagissant normalement à ladite connexion électrique dudit premier contrôleur de

courant correspondant audit bus de charge par la transmission

d'un courant vers ladite charge, via lesdits premier et seconds contrôleurs de courant correspondants et via ledit bus de

charge;

chacune desdites alimentations prélevant, en cas de défaillance, du courant dudit bus de charge via lesdits premier

et seconds contrôleurs de courant;

ledit premier contrôleur de courant correspondant réagissant audit prélèvement de courant dudit bus de charge par

la limitation de ce courant à un niveau prédéterminé pendant

un premier délai prédéterminé;

ledit circuit superviseur étant capable de détecter

lesdites défaillances des alimentations et d'engendrer en cas de

détection un signal de défaut; ledit second contrôleur de courant réagissant audit signal de défaut par la déconnexion dudit bus de charge dudit premier contrôleur de courant correspondant après un second délai prédéterminé, lequel est inférieur audit premier délai prédéterminé.

2. Un dispositif de contrôle de courant, comme décrit à la revendication 1, dont ledit premier contrôleur de courant comprend une bobine de réactance.

3. Un dispositif de contrôle de courant, comme décrit à la revendication 2, dont ledit niveau de courant prédéterminé correspond au niveau de courant magnétisant de ladite bobine de réactance.

4. Un dispositif de contrôle de courant, comme décrit à la revendication 2, dont ladite bobine de réactance comprend un matériau magnétique.

5. Un dispositif de contrôle de courant, comme décrit à la revendication 2, dont la dite bobine de réactance comprend un matériau magnétique de faible coercivité, capable de supporter de fortes densités de flux.

6. Un dispositif de contrôle de courant, comme décrit à la revendication 5, dont ledit matériau magnétique comprend un noyau non coupé d'acier de silicones, à enroulement continu.

7. Un dispositif de contrôle de courant, comme décrit à la revendication 1, dont ledit second contrôleur de courant comprend un disjoncteur et une bobine d'enclenchement connectée à proximité d'un champ magnétique audit disjoncteur et reliée audit circuit superviseur.

8. Un dispositif de contrôle de courant, comme

décrit à la revendication 7, dont ledit disjoncteur se cale initialement par commande manuelle.

9. Système d'alimentation électrique à sécurité intégrée, substantiellement tel que décrit précédemment et illustré aux dessins annexés.