L'innovation d'interruption de courant améliore le commutateur électromagnétique

2 novembre 2015

par ETRI

Des chercheurs coréens ont surmonté une limitation technologique vieille de 100 ans en fabriquant le premier dispositif Mott au monde qui réduit la taille et améliore les performances des interrupteurs et disjoncteurs électromagnétiques traditionnels.

L'équipe de recherche, dirigée par le Dr Hyun-Tak Kim de l'Institut coréen de recherche sur l'électronique et les télécommunications, a mis au point une technologie innovante d'interruption de l'alimentation basée sur un dispositif de transition métal-isolant Mott (Mott MIT).

Le Mott MIT signifie le phénomène selon lequel un isolant Mott est brusquement converti en métal ou vice versa sans la transition de phase structurelle. L'équipe de recherche a précédemment développé un commutateur de température critique Mott MIT (CTS) (ou dispositif MIT) qui génère un courant de contrôle (ou signal) à une température critique entre 67oC et 85oC comme caractéristique unique du dioxyde de vanadium. Après cela, les dispositifs MIT ont été appliqués à certains types d'interrupteurs électromagnétiques qui interrompent un courant électrique en cas de surintensité.

Un interrupteur électromagnétique traditionnel existant qui joue le rôle d'interrompre l'électricité par la commutation mécanique lorsqu'il conduit une surintensité est composé à la fois d'un électroaimant appelé contacteur magnétique, qui connecte ou déconnecte les signaux de l'alimentation principale, et du relais de surcharge thermique avec un on- fonction d'arrêt commandée par la température. Le relais de surcharge est composé à la fois d'un interrupteur mécanique délicat et coûteux de grande taille et d'un bilame composé de deux métaux distincts avec des coefficients de dilatation thermique différents réunis. Le bimétal a la caractéristique de se plier dans n'importe quelle direction lorsque de la chaleur est appliquée. La force de flexion du bilame commande l'interrupteur mécanique induisant la commutation marche-arrêt ; c'est ce qu'on a appelé « la technologie centenaire de l'interruption de l'alimentation » ; Westinghouse a appliqué le droit de brevet du disjoncteur de puissance utilisant un bilame en 1924. Cependant, le bilame subit une modification de la caractéristique de flexion lors d'une utilisation à long terme. Par conséquent, la précision du relais de surcharge diminue. Enfin, les performances du commutateur électromagnétique sont également dégradées ; c'est un problème fatal du commutateur électromagnétique traditionnel existant.

Afin de résoudre le problème, l'équipe de recherche utilise le MIT-CTS au lieu du bilame comme capteur pour l'interrupteur marche-arrêt. Dans ce cas, l'interrupteur mécanique est remplacé par un simple circuit électrique commandant l'électroaimant, ce qui signifie que la commutation mécanique est changée en électronique. Par conséquent, le relais de surcharge MIT devient de petite taille en supprimant le grand interrupteur mécanique et a la précision quelle que soit la température ambiante à long terme. En conséquence, le commutateur électromagnétique MIT a une caractéristique de commutation électronique fiable et précise.

L'équipe de recherche a confirmé que le commutateur électromagnétique MIT développé est satisfait des conditions de fonctionnement du relais de surcharge indiquées dans une norme technologique coréenne, Article 5.6, KSC 4504 compatible avec la norme internationale 60947-4-1. L'équipe a également vérifié par des expériences que le disjoncteur utilisant le bilame actionné en dessous de 1 KV AC peut être remplacé par celui constitué de la technologie de commutation électromagnétique développée par le MIT.

Un rapport de marché sur "Le marché mondial des équipements et systèmes de transmission et de distribution" (Rapport Gould, 2013) a annoncé que les ventes des marchés mondiaux des interrupteurs et des disjoncteurs atteindraient environ 29,5 milliards de dollars en 2016.

Fourni par ETRI