| Étude de collage dans les contacteurs pour application aéronautique (Study of welding phenomenon in contactors for aeronautical applications) Ramzi, Asma - (2021-12-13) / Universite de Rennes 1 - Étude de collage dans les contacteurs pour application aéronautique
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Carvou, Erwann Discipline : Physique Laboratoire : Institut de Physique de Rennes Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Classification : Physique Mots-clés : Soudure dynamique, Arc électrique, Matériaux de contacts, AgSnO2
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Résumé : Dans le domaine aéronautique, la tendance actuelle est à l’électrification des différents composants d’avion jusque-là pneumatiques ou hydrauliques. Les réseaux électriques des avions doivent être adaptés pour fournir une puissance toujours plus importante. En particulier, les contacteurs jouent un rôle majeur dans ces réseaux. Ils doivent assurer la coupure et la mise sous tension. Un phénomène important qui peut mettre en péril la fiabilité de ces contacteurs est la soudure dynamique des contacts électriques. Cette soudure est le résultat des arcs de rebonds créés lors de la fermeture du contacteur. Un banc d'essai a été développé pour simuler les rebonds mécaniques afin de reproduire ces arcs d’une façon contrôlée. Quatre matériaux (l’Ag, l’AgSnO2 non dopé, l’AgSnO2 dopé en In2O3 et l’AgSnO2 dopé en Bi2O3) ont été testés avec ce banc afin de comparer leur comportement sur l’aspect soudure sous une tension de 115 Vrms et un courant de 750 Arms, pour différentes fréquences 50 Hz 400 Hz et 500 Hz. La fréquence de la tension peut avoir un effet sur les caractéristiques de la soudure, cela pouvant se traduire par un changement des caractéristiques de l'arc, en particulier son réamorçage. Ce ré-allumage implique que la durée d'arc totale reste équivalente au temps de rebond mécanique, sauf lors de l'utilisation d'électrodes en AgSnO2 dopé en Bi2O3 où l'arc mettant un certain temps à se ré-allumer, la durée totale de l’arc est plus courte. En conclusion, les contacts AgSnO2 dopé en Bi2O3 ont montré les plus faibles forces et taux de soudure, notamment à 500 Hz. Abstract : In the aeronautical field, the current trend is towards the electrification of various components that were previously pneumatic or hydraulic. The electrical networks of aircraft must be adapted to provide ever greater power. In particular, contactors play a major role in these networks. They must ensure that the power is switched off and on. An important phenomenon that can jeopardise the reliability of these contactors is the dynamic welding of electrical contacts. This welding is the result of the bounce arcs created during the contactor closure. A test bench has been developed to simulate the mechanical bounce to reproduce these arcs in a controlled manner. Four materials (Ag, undoped AgSnO2, AgSnO2 In2O3 and AgSnO2 Bi2O3) were tested with this test bench to compare their welding behaviour at 115 Vrms voltage and 750 Arms current, for different frequencies 50 Hz, 400 Hz and 500 Hz. The frequency of the voltage can have an effect on the characteristics of the weld, which can result in a change in the characteristics of the arc, in particular its re-ignition. This re-ignition implies that the total arc time remains equivalent to the mechanical rebound time, except when using AgSnO2 Bi2O3 electrodes where the arc takes some time to re-ignite and the total arc time is shorter. In conclusion, AgSnO2 Bi2O3 contacts showed the lowest welding forces and rates, especially at 500 Hz. | |||