EP4670246A1 - Dispositif de précharge pour un circuit haute tension - Google Patents

Dispositif de précharge pour un circuit haute tension

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Publication number
EP4670246A1
EP4670246A1 EP24714981.8A EP24714981A EP4670246A1 EP 4670246 A1 EP4670246 A1 EP 4670246A1 EP 24714981 A EP24714981 A EP 24714981A EP 4670246 A1 EP4670246 A1 EP 4670246A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
capacitor
electrical circuit
low voltage
transistor
voltage relay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24714981.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Eric GUILLARD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Electrical and Power SAS
Original Assignee
Safran Electrical and Power SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Electrical and Power SAS filed Critical Safran Electrical and Power SAS
Publication of EP4670246A1 publication Critical patent/EP4670246A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/60—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including safety or protection arrangements
    • H02J7/62—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including safety or protection arrangements against overcurrent
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Details of circuit arrangements for charging or discharging batteries or supplying loads from batteries
    • H02J2207/50—Charging of capacitors, supercapacitors, ultra-capacitors or double layer capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection

Definitions

  • TITLE Precharging device for a high voltage circuit
  • the invention relates to high voltage electrical circuits comprising a capacitor precharging device provided for power converter stages of the electrical circuits.
  • High voltage direct current (HVDC) distribution networks Part of an example of such a circuit 100 is shown in FIG. 1.
  • the electrical circuit 100 comprises a high voltage direct current source 102 and at least one capacitive storage element, such as a capacitor 106 arranged upstream of a power converter stage.
  • the capacitor is intended for filtering the switching function of the power converter stage.
  • a precharging circuit 108 is generally arranged in parallel with a contactor 104 of the circuit 100, capable of closing or opening the distribution circuit 100.
  • the precharge circuit 108 includes an auxiliary contactor 110 in series with a precharge resistor 112.
  • the auxiliary contactor 110 must be sized to withstand the voltage of the circuit 100.
  • this precharge circuit is often designed to guarantee the same galvanic isolation as the main contactor 104.
  • the auxiliary contactor 110 is therefore bulky because it is sized to support the precharge current and the network voltage delivered by the high voltage source.
  • the auxiliary contactor 110 generally has dimensions greater than 60 mm.
  • the invention seeks to remedy one of the aforementioned drawbacks. In particular, the invention seeks to propose a high-voltage electrical circuit with a less bulky and more robust precharge circuit.
  • the invention provides an electrical circuit comprising at least one electrical converter stage and at least one capacitor arranged upstream of said at least one electrical converter stage, the electrical circuit further comprising a high voltage source. voltage and a contactor arranged in series between the high voltage source and the electrical converter, the electrical circuit comprising a precharging circuit for said capacitor arranged in parallel with said contactor, in which the precharging circuit comprises in series in order from the high voltage source to the capacitor, a fuse, a low voltage relay housed in a metal case, a transistor and a precharging resistor, the case of the low voltage relay being connected to a terminal of the high voltage source connected to the fuse.
  • the combination of the low-voltage relay and the transistor makes it possible to ensure the precharging of the capacitor when the latter are closed and the contactor is open, while resisting the high voltage circulating in the electrical circuit.
  • such a combination makes it possible to reduce the size of the precharging circuit.
  • the low-voltage relay has dimensions that are much smaller than the dimensions of the auxiliary contactors of the circuits of the prior art.
  • the fuse makes it possible to protect the elements of the electrical circuit in the event that an electric arc forms in the housing of the low-voltage relay.
  • the capacitor may represent the input stage of an energy converter stage.
  • the capacitor may be arranged upstream of the converter stage in a direction of the electric current going from the high-voltage source to the converter stage.
  • the converter stage may comprise a direct current bus.
  • the capacitor may be arranged at the input of said direct current bus.
  • the converter stage may also comprise an inverter.
  • the low voltage relay housing may be connected to the terminal of the high voltage source connected to the fuse, for example by a wire or cable or any other suitable means.
  • the high voltage source can be configured to deliver a direct current at a voltage between 270 and 1200 V.
  • a first terminal of the fuse may be connected to a first polarity of the high voltage source and a second terminal of the fuse may be connected to a first terminal of the low voltage relay.
  • a second terminal of the low voltage relay may be connected to a first terminal of the transistor.
  • a second terminal of the transistor may be connected to a first terminal of the precharge resistor.
  • a second terminal of the precharge resistor may be connected to a first terminal of the capacitor.
  • a second terminal of the capacitor may be connected to a second polarity opposite the first polarity of the high voltage source.
  • the metal case of the relay can also be connected to the second polarity of the high voltage source.
  • a first terminal of the contactor may be connected to the first polarity of the high voltage source and to the first terminal of the fuse.
  • a second terminal of the contactor may be connected to the first terminal of the capacitor and to the second terminal of the precharge resistor.
  • the fuse can be configured to continuously pass a limiting current depending on the capacitor charging current.
  • the fuse can be chosen to withstand the high voltage delivered by the high voltage source.
  • the current rating of the fuse can be chosen to protect the wiring of the precharge circuit elements.
  • the fuse protects the electrical circuit in the event of a failure of the low voltage precharge relay leading to an insulation fault on the metal part of the latter.
  • the transistor may be a bipolar or insulated gate field effect transistor. Alternatively, the transistor may be any other type of transistor.
  • the electrical circuit may include discrete elements for controlling the contactor, low voltage relay and/or transistor.
  • the low voltage relay may have dimensions less than or equal to 26 mm.
  • the low voltage relay may have a cubic shape with a side less than or equal to 26 mm.
  • the low voltage relay may have another shape, for example a parallelepiped.
  • the low voltage relay can be configured for a voltage less than or equal to 30 V, in particular less than or equal to 28 V.
  • the invention also relates to a turbomachine comprising an electrical circuit as mentioned above.
  • such an electrical circuit may be arranged in association with an electric thruster of said turbomachine.
  • the invention also relates to a method for precharging at least one capacitor of the electrical circuit as mentioned above, the method comprising the steps of: a) determining a charge level of the capacitor, b) when the charge level is below a determined threshold, controlling the closing of the low-voltage relay, c) after the closing of the low-voltage relay, controlling the closing of the transistor.
  • the method may comprise a step d) of closing the contactor and then, in particular after a time delay, opening the transistor and then opening the low-voltage relay, when the voltage across the capacitor is greater than a determined threshold or when a time greater than a time constant of the electrical circuit has elapsed.
  • the determined threshold can be 95% of the voltage delivered by the voltage source.
  • the time constant of the electrical circuit can be the product of the value of the resistance of precharge and capacitance of the capacitor. Step d) can be performed after a time greater than three times the time constant of the electrical circuit has elapsed.
  • the method may comprise a step of delaying a latency time between steps b) and c), said latency time being a function of the closing response time of the low voltage relay.
  • the latency time can be between 2ms and 50ms, for example equal to 20ms.
  • FIG. 1 represents a high voltage direct current electrical circuit according to the prior art
  • FIG. 2 represents an exemplary embodiment of a high voltage direct current electrical circuit according to the invention
  • FIG. 3 shows an example of a method for controlling the example of the electrical circuit according to Figure 2.
  • the electrical circuit 200 comprises a high voltage direct current voltage source 102 and one or more power converter stages.
  • the electrical circuit 200 comprises a capacitor 106 arranged upstream of one or each power converter stage.
  • a contactor 104 capable of closing or opening the distribution circuit 200 is arranged between the voltage source 102 and the capacitor 106.
  • the voltage source 102 delivers a direct electric current at a high voltage between 270 V and 1200 V.
  • each capacitor 106 When the network is powered up, each capacitor 106 needs to be charged because a discharged capacitor behaves like a short circuit.
  • a precharging circuit 208 is arranged in parallel to the contactor 104.
  • the precharging circuit 208 comprises in series from the voltage source 102 to the capacitor 106, a fuse 214, a low-voltage relay 216, a transistor 218 and a precharging resistor 212.
  • the capacitor 106 can be any type of capacitive storage element.
  • Transistor 218 is an insulated gate field effect transistor (in English Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor abbreviated to "MOSFET”) but can be any other type of transistor. Transistor 218 is sized to support a high voltage at its terminals for example between 270- and 1200 V. Transistor 218 is of type N but can be of type P. The source terminal of transistor 218 is connected to precharge resistor 212 and the drain terminal of transistor 218 is connected to low voltage relay 216. The low voltage relay 216 comprises a metal housing 217. The low voltage relay 216 is therefore of metal casing. The housing 217 is connected by an electric wire or cable 220 to an opposite terminal of the voltage source 102 to the terminal of the voltage source 102 connected to the fuses and 214 and to the contactor 104.
  • MOSFET insulated gate field effect transistor
  • the low voltage relay 216 has dimensions less than or equal to 26 mm.
  • the low voltage relay 216 is cubic with a side equal to 26 mm.
  • the low voltage relay 216 is configured to support a voltage less than or equal to 30 V, in particular less than or equal to 28 V.
  • the combination of the low voltage relay 216 and the transistor 218 makes it possible to ensure the precharging of the capacitor 106 when the latter are closed and the contactor 104 is open, while resisting the high voltage of the electrical circuit 200. Furthermore, such a combination makes it possible to reduce the size of the precharging circuit 208.
  • the fuse 214 is calibrated to clarify the precharge line after a switching time of the precharge resistor 212 greater than a determined time.
  • the fuse 214 makes it possible to protect the electrical circuit 200 in the event of a failure that does not allow the precharge resistor 212 to be cut.
  • the fuse 214 makes it possible to protect the elements of the electrical circuit 200 from this insulation fault.
  • the electrical circuit 200 allows the following advantages:
  • the electrical circuit 200 may include discrete control elements of the contactor 104, the low voltage relay 216 and/or the transistor 218.
  • the discrete control elements may be configured to open/close the contactor 104, the low voltage relay 216 and/or the transistor 218.
  • Figure 3 shows a method 300 for controlling the electrical circuit 200 capable of precharging the capacitor 106.
  • the method 300 includes a preliminary step of detecting whether the capacitor 106 is discharged. For example, the capacitor 106 is considered to be discharged if the voltage across the capacitor 106 is less than 95% of the voltage delivered by the voltage source 102.
  • the method 300 comprises a first step 302 of controlling the closing of the low voltage relay 216, which consists in sending an instruction to close the low voltage relay 216.
  • the method 300 comprises a timing step 304. For example, the waiting time is determined according to the response time for closing the low voltage relay 216.
  • step 304 a delay of between 2 ms and 50 ms, for example equal to 20 ms, is expected before the step 306 of controlling the closing of the transistor 218.
  • the low voltage relay 216 and the transistor 218 are kept closed until the capacitor 106 is charged.
  • step 308 the charge level of the capacitor 106 is determined. For this purpose, the voltage across the capacitor is measured and the capacitor 106 is considered to be charged when this voltage is greater than 95% of the voltage delivered by the voltage source 102.
  • the capacitor 106 is considered to be charged when a time greater than three times the time constant of the electrical circuit 200, denoted T, has elapsed.
  • the time constant is equal to the product of the value of the precharge resistor, denoted R, and the capacitance of the capacitor 106, denoted C.
  • the contactor 104 is commanded to be closed at step 310. Then, at the end of a time delay corresponding to the response time of the contactor 104, the method 300 comprises a step 312 of opening the transistor 218 then opening the low voltage relay 216, when the precharging of the capacitor 106 is complete.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

L'invention concerne un circuit électrique (200) comprenant au moins un étage de convertisseur électrique et au moins un condensateur (106) arrangé en amont dudit au moins un étage de convertisseur électrique, le circuit électrique comprenant en outre une source de haute tension (102) et un contacteur (104) arrangé en série entre la source de haute tension et le convertisseur électrique, le circuit électrique comprenant un circuit de précharge (208) dudit condensateur agencé en parallèle audit contacteur, dans lequel le circuit de précharge comprend en série dans l'ordre de la source de haute tension vers le condensateur, un fusible (214), un relais basse tension (216) logé dans un boitier métallique (217), un transistor (218) et une résistance de précharge (212), le boitier du relais basse tension étant relié à une borne de la source de haute tension (102).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Dispositif de précharge pour un circuit haute tension
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les circuits électriques à haute tension comprenant un dispositif de précharge de condensateurs prévus pour des étages de convertisseurs de puissance des circuits électriques.
Etat de la technique antérieure
Les réseaux de distribution à haute tension et à courant continu (« High Voltage Direct Current » en anglais, abrégé en HVDC). Une partie d’un exemple d’un tel circuit 100 est représentée en figure 1. Le circuit électrique 100 comprend une source 102 de haute tension à courant continu et au moins un élément de stockage capacitif, comme un condensateur 106 arrangé en amont d’un étage de convertisseur de puissance. Le condensateur est destiné au filtrage de la fonction de découpage de l’étage de convertisseur de puissance. A la mise sous tension du réseau, les condensateurs 106 ont besoin d’être chargés car un condensateur déchargé se comporte comme un court-circuit. Pour cela, un circuit de précharge 108 est généralement agencé en parallèle à un contacteur 104 du circuit 100, apte à fermer ou ouvrir le circuit 100 de distribution. Le circuit de précharge 108 comprend un contacteur auxiliaire 110 en série avec une résistance de précharge 1 12. Le contacteur auxiliaire 110 doit être dimensionné pour supporter la tension du circuit 100. En plus, ce circuit de précharge est souvent conçu pour garantir la même isolation galvanique que le contacteur principal 104.
Le contacteur auxiliaire 110 est donc encombrant car il est dimensionné pour supporter le courant de précharge et la tension du réseau délivrée par la source de haute tension. Le contacteur auxiliaire 110 présente généralement des dimensions supérieures à 60 mm. L’invention cherche à remédier à l’un des inconvénients précités. En particulier, l’invention cherche à proposer un circuit électrique à haute tension avec un circuit de précharge moins encombrant et plus robuste.
Résumé de l’invention
L’invention propose un circuit électrique comprenant au moins un étage de convertisseur électrique et au moins un condensateur arrangé en amont dudit au moins un étage de convertisseur électrique, le circuit électrique comprenant en outre une source de haute tension et un contacteur arrangé en série entre la source de haute tension et le convertisseur électrique, le circuit électrique comprenant un circuit de précharge dudit condensateur agencé en parallèle audit contacteur, dans lequel le circuit de précharge comprend en série dans l’ordre de la source de haute tension vers le condensateur, un fusible, un relais basse tension logé dans un boitier métallique, un transistor et une résistance de précharge, le boitier du relais basse tension étant relié à une borne de la source de haute tension connectée au fusible.
L’association du relais basse tension et le transistor permet d’assurer la précharge du condensateur lorsque ces derniers sont fermés et que le contacteur est ouvert, tout en résistant à la haute tension circulant dans le circuit électrique. En outre, une telle association permet de réduire l’encombrement du circuit de précharge. En effet, le relais basse tension présente des dimensions largement inférieures aux dimensions des contacteurs auxiliaires des circuits de l’art antérieur. En plus, le fusible permet de protéger les éléments du circuit électrique dans le cas où un arc électrique se forme dans le boitier du relais basse tension. Le condensateur peut représenter l’étage d’entrée d’un étage de convertisseur d’énergie. Le condensateur peut être agencé en amont de l’étage de convertisseur selon une direction du courant électrique allant de la source de haute tension vers l’étage de convertisseur. Par exemple, l’étage de convertisseur peut comprendre un bus à courant continu. Le condensateur peut être agencé en entrée dudit bus à courant continu. L’étage de convertisseur peut aussi comprendre un onduleur.
Le boitier du relais basse tension peut être relié à la borne de la source de haute tension connectée au fusible, par exemple par un fil ou un câble ou tout autre moyen adapté.
La source de haute tension peut être configurée pour délivrer un courant électrique continu à une tension comprise entre 270 et 1200 V.
Une première borne du fusible peut être reliée à une première polarité de la source de haute tension et une seconde borne du fusible peut être reliée à une première borne du relais basse tension. Une seconde borne du relais basse tension peut être reliée à une première borne du transistor. Une seconde borne du transistor peut être reliée à une première borne de la résistance de précharge. Une seconde borne de la résistance de précharge peut être reliée à une première borne du condensateur. Une seconde borne du condensateur peut être reliée à une seconde polarité opposée à la première polarité de la source de haute tension.
Le boitier métallique du relais peut également être relié à la seconde polarité de la source de haute tension.
Une première borne du contacteur peut être reliée à la première polarité de la source de haute tension et à la première borne du fusible. Une seconde borne du contacteur peut être reliée à la première borne du condensateur et à la seconde borne de la résistance de précharge.
Le fusible peut être configuré pour laisser passer de façon continue un courant limite fonction du courant de charge du condensateur.
Le fusible peut être choisi pour supporter la haute tension délivrée par la source de haute tension.
Le calibre en courant du fusible peut être choisi pour protéger le câblage des éléments du circuit de précharge.
Le fusible permet de protéger le circuit électrique en cas de panne du relais basse tension de précharge menant à un défaut d’isolement sur la partie métallique de ce dernier.
Le transistor peut être un transistor bipolaire ou à effet de champ à grille isolée. Alternativement, le transistor peut être de tout autre type de transistor.
Le circuit électrique peut comprendre des éléments discrets de commande du contacteur, du relais basse tension et/ou du transistor.
Le relais basse tension peut présenter des dimensions inférieures ou égales à 26 mm. Le relais basse tension peut présenter une forme cubique dont le côté est inférieur ou égal à 26 mm. Alternativement, le relais basse tension peut présenter une autre forme par exemple parallélépipédique.
Le relais basse tension peut être configuré pour une tension inférieure ou égale à 30 V, en particulier inférieure ou égale à 28 V.
L’invention concerne encore une turbomachine comprenant un circuit électrique tel que précité.
Par exemple, un tel circuit électrique peut être agencé en association avec un propulseur électrique de ladite turbomachine.
L’invention concerne encore un procédé de précharge d’au moins un condensateur du circuit électrique tel que précité, le procédé comprenant les étapes consistant à : a) déterminer un niveau de charge du condensateur, b) lorsque le niveau de charge est inférieur à un seuil déterminé, commander la fermeture du relais basse tension, c) après la fermeture du relais basse tension, commander la fermeture du transistor. Le procédé peut comprendre une étape d) consistant à fermer le contacteur puis, en particulier à l’issue d’une temporisation, ouvrir le transistor puis ouvrir le relais basse tension, lorsque la tension aux bornes du condensateur est supérieure à un seuil déterminé ou lorsqu’un temps supérieur à une constante de temps du circuit électrique est écoulé.
Le seuil déterminé peut être 95% de la tension délivrée par la source de tension. La constante de temps du circuit électrique peut être le produit de la valeur de la résistance de précharge et de la capacitance du condensateur. L’étape d) peut être exécutée après qu’un temps supérieur à trois fois la constante de temps du circuit électrique est écoulé.
Le procédé peut comprendre une étape de temporisation d’un temps de latence entre les étapes b) et c), ledit temps de latence étant fonction du temps de réponse de fermeture du relais basse tension.
Le temps de latence peut être compris entre 2 ms et 50ms, par exemple égal à 20 ms.
Brève description des figures
[Fig. 1] représente un circuit électrique haute tension à courant continu selon l’art antérieur, [Fig. 2] représente un exemple de réalisation de circuit électrique haute tension à courant continu selon l’invention,
[Fig. 3] représente un exemple de procédé de pilotage de l’exemple du circuit électrique selon la figure 2.
Description détaillée de l’invention
Un exemple de circuit électrique 200 de haute tension à courant continu est représenté partiellement à la figure 2. Le circuit électrique 200 comprend une source de tension 102 de haute tension à courant continu et un ou plusieurs étages de convertisseurs de puissance. Le circuit électrique 200 comprend un condensateur 106 arrangé en amont de l’un ou de chaque étage de convertisseur de puissance. Un contacteur 104 apte à fermer ou ouvrir le circuit 200 de distribution est arrangé entre la source de tension 102 et le condensateur 106. La source de tension 102 délivre un courant électrique continu à une haute tension comprise entre 270V et 1200 V.
A la mise sous tension du réseau, chaque condensateur 106 a besoin d’être chargé car un condensateur déchargé se comporte comme un court-circuit. Pour cela, un circuit de précharge 208 est agencé en parallèle au contacteur 104. Le circuit de précharge 208 comprend en série depuis la source de tension 102 vers le condensateur 106, un fusible 214, un relais basse tension 216, un transistor 218 et une résistance de précharge 212. Le condensateur 106 peut être tout type d’élément de stockage capacitif.
Le transistor 218 est un transistor à effet de champ à grille isolée (en anglais Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor abrégé en « MOSFET ») mais peut être tout autre type de transistor. Le transistor 218 est dimensionné pour supporter à ses bornes une haute tension par exemple comprise entre 270-et 1200 V. Le transistor 218 est de type N mais peut être de type P. La borne source du transistor 218 est reliée à la résistance de précharge 212 et la borne drain du transistor 218 est reliée au relais basse tension 216. Le relais basse tension 216 comprend un boitier 217 métallique. Le relais basse tension 216 est donc à carcasse métallique. Le boitier 217 est relié par un fil ou câble électrique 220 à une borne opposée de la source de tension 102 à la borne de la source de tensions 102 connectée aux fusible et 214 et au contacteur 104.
Le relais basse tension 216 a des dimensions inférieures ou égale à 26 mm. Par exemple, le relais basse tension 216 est cubique dont le coté est égales à 26 mm.
Le relais basse tension 216 est configuré pour supporter une tension inférieure ou égale à 30 V, en particulier inférieure ou égale à 28 V.
L’association du relais basse tension 216 et le transistor 218 permet d’assurer la précharge du condensateur 106 lorsque ces derniers sont fermés et que le contacteur 104 est ouvert, tout en résistant à la haute tension du circuit électrique 200. En outre, une telle association permet de réduire l’encombrement du circuit de précharge 208.
Le fusible 214 est calibré pour clarifier la ligne de précharge à l’issue d’un temps de commutation de la résistance de précharge 212 supérieur à un délai déterminé. Le fusible 214 permet de protéger le circuit électrique 200 en cas de panne ne permettant pas de couper la résistance de précharge 212.
En outre, si le relais basse tension 216 est commandé à l’ouverture alors que le circuit de précharge 208 est encore alimenté, un arc dans la chambre de coupure du relais basse tension 216 peut se propager jusqu’au boitier 217, celui-ci étant connecté à ladite borne opposée de la source de tension 216, le fusible 214 permet de protéger les éléments du circuit électrique 200 de ce défaut d’isolement.
Ainsi, le circuit électrique 200 permet les avantages suivants :
• un haut degré d’intégration et de compacité de la fonction de précharge dans le circuit haute tensions,
• une isolation galvanique par relais basse tension, et
• une clarification de deux mode de pannes : o défaut d’isolement du relais basse tension, et o défaut d’ouverture du relais basse tension pendant la charge du condensateur.
Le circuit électrique 200 peut comprendre des éléments discrets de commande du contacteur 104, du relais basse tension 216 et/ou du transistor 218. Les éléments discrets de commande peuvent être configurés pour ouvrir/fermer le contacteur 104, le relais basse tension 216 et/ou le transistor 218.
La figure 3 représente un procédé 300 de pilotage du circuit électrique 200 apte à précharger le condensateur 106. Le procédé 300 comprend une étape préliminaire de détection si le condensateur 106 est déchargé. Par exemple, le condensateur 106 est considéré comme étant déchargé si la tension aux bornes du condensateur 106 est inférieure à 95% de la tension délivrée par la source de tension 102. Dans le cas où le condensateur 106 est déchargé, le procédé 300 comprend une première étape 302 de commande de fermeture du relais basse tension 216, qui consiste à envoyer une consigne de fermeture du relais basse tension 216. Afin de s’assurer que le relais basse tension 216 est bien fermé, le procédé 300 comprend une étape 304 de temporisation. Par exemple, le délai d’attente est déterminé en fonction du temps de réponse pour la fermeture du relais basse tension 216. A l’étape 304, un délai compris entre 2 ms et 50ms, par exemple égal à 20 ms, est attendu avant l’étape 306 de commande de la fermeture du transistor 218. Le relais basse tension 216 et le transistor 218 sont gardés fermés jusqu’à ce que le condensateur 106 soit chargé. A l’étape 308, le niveau de charge du condensateur 106 est déterminé. A cet effet, la tension aux bornes du condensateur est mesurée et le condensateur 106 est considéré comme chargé lorsque cette tension est supérieure à 95% de la tension délivrée par la source de tension 102. Alternativement, le condensateur 106 est considéré comme chargé lorsqu’un temps supérieur à trois fois la constante de temps du circuit électrique 200, notée T, est écoulé. La constante de temps est égale au produit de la valeur de la résistance de précharge, notée R, et de la capacitance du condensateur 106, notée C. La constante de temps est donc déterminée par la formule suivante : T = R x C.
A l’issue de l’étape 308, le contacteur 104 est commandé pour être fermé à l’étape 310. Ensuite, à l’issue d’une temporisation correspondant au temps de réponse du contacteur 104, le procédé 300 comprend une étape 312 d’ouverture du transistor 218 puis l’ouverture du relais basse tension 216, lorsque la précharge du condensateur 106 est terminée.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Circuit électrique (200) comprenant au moins un étage de convertisseur électrique et au moins un condensateur (106) arrangé en amont dudit au moins un étage de convertisseur électrique, le circuit électrique comprenant en outre une source de haute tension (102) et un contacteur (104) arrangé en série entre la source de haute tension et le convertisseur électrique, le circuit électrique comprenant un circuit de précharge (208) dudit condensateur agencé en parallèle audit contacteur, dans lequel le circuit de précharge comprend en série dans l’ordre de la source de haute tension vers le condensateur, un fusible (214), un relais basse tension (216) logé dans un boitier métallique (217), un transistor (218) et une résistance de précharge (212), le boitier du relais basse tension étant relié à une borne de la source de haute tension (102) connectée au fusible (214).
2. Circuit électrique (200) selon la revendication 1 , dans lequel le fusible (214) est configuré pour laisser passer de façon continue un courant limite fonction du courant du condensateur (106).
3. Circuit électrique (200) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le transistor (218) est un transistor à effet de champ à grille isolée.
4. Circuit électrique (200) selon l’une des revendications précédentes, comprenant des éléments discrets de commande du contacteur (104), du relais basse tension (216) et/ou du transistor (218).
5. Circuit électrique (200) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le relais basse tension (216) présentent des dimensions inférieures ou égales à 26 mm.
6. Turbomachine comprenant un circuit électrique (200) selon l’une des revendications précédentes.
7. Procédé (300) de précharge d’au moins un condensateur du circuit électrique (200) selon l’une des revendications 1 à 5, le procédé comprenant les étapes consistant à : a) déterminer un niveau de charge du condensateur, b) lorsque le niveau de charge est inférieur à un seuil déterminé, commander (302) la fermeture du relais basse tension (216), c) après la fermeture du relais basse tension (216), commander (306) la fermeture du transistor (218).
8. Procédé (300) selon la revendication précédente, comprenant une étape d) consistant à fermer (310) le contacteur (104) puis ouvrir (312) le transistor (218), puis ouvrir le relais basse tension (216), lorsque la tension aux bornes du condensateur est supérieure à un seuil déterminé ou lorsqu’un temps supérieur à une constante de temps du circuit électrique est écoulé.
9. Procédé (300) selon la revendication 7 ou 8, comprenant une étape (304) de temporisation d’un temps de latence entre les étapes b) et c), ledit temps de latence étant fonction du temps de réponse de fermeture du relais basse tension (216).
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