Brevet FR2001726A1 — publié le 19691003

La présente invention concerne une disposition de redresseurs avec plusieurs soupapes commandées connectées en série, avec des condensateurs branchés en parallèle au moins sur quelques-unes d'entre elles0 Lorsque l'on couple plusieurs soupapes commandées en série, pour des installations à haute tension, il est connu, pour réaliser une répartition régulière de la tension, de connecter en parallèle sur chaque soupape un condensateur de forte capacité, avec d'une part des valeurs égales entre elles, ces valeurs devant être choisies d'autre part très grandes, afin d'éliminer pratiquement l'influence de la capacité parasite des différentes soupapes par rapport à la terre, c1est-à-dire de masquer l'influence de ces capacités parasites sur la répartition de la tension0 Avec cette disposition, on a encore l'inconvénient que la dépense en condensateurs, avec de fortes valeurs de capacité, est relativementcoateuse. Selon la présente invention, on arrive à obtenir une répartition convenable de la tension, et à réduire la dépense pour les éléments de shuntage nécessaires dans les groupements en série de soupapes commandées, du fait qu'au moins à l'une des extrémités de la channe de soupapes électriques les condensateurs ont la valeur la plus forte, les valeurs des condensateurs allant en diminuant vers le point dont le potentiel est le plus bas, et que les soupapes électriques sont réalisées sous forme de soupapes commandées, à semi-conducteurs, shuntées chacune par des diodes à avalanche orientées en sens inverse et montées en série, Le dessin montre quelques exemples de réalisation qui permettront d'expliquer l'invention plus en détail. La figure 1 représente une channe de soupapes avec sur chaque soupape, un condensateur branché en parallèle la figure 2 montre une variante avec un ensemble, constitué par un condensateur et une résistance, branché en parallèle sur chaque groupe de deux soupapes ; tandis que la figure 3 donne une autre variante avec des inductances insérées à l'extérieur et à l'intérieur de la channe de soupapes la figure 4 représente une charte de thyristors ; et la figure 5 reproduit la caractéristique des thyristors utilisés dans la figure 4o Sur la figure 1, on a montré une channe de soupapes électriques 1, chacune des coupapes 1 étant associée à un condensateur Cn, Cn-l, Cn-2 ... connecté en parallèle.Dans l'exemple choisi, l'extrémité inférieure de la channe est à la terre, et les valeurs des condensateurs sont déterminées de telle manière que celui qui est connecté en parallèle avec la soupape 1 qui se trouve à l'extrémité supérieure de la chaîne a la valeur la plus forte, les valeurs des différents condensateurs décroissant ensuite en allant vers le point dont le potentiel est le plus bas.Dans une autre structure, on obtient l'élimination complète de l'influence de la capacité par rapport à la-terre des différentes soupapes quant à la répartition régulière de la tension à l'intérieur de la chaîne, en échelonnant les condensateurs de manière qu'en partant du point de la channe dont le potentiel est le plus bas leurs valeurs suivent la relation = =r 1/2 e 0o o n(n-l) e 0n est ici la valeur de la capacité du condensateur correspondant à la n e soupape ou groupe de soupapes. C0 représente une valeur initiale qui, lorsque par exemple les capacités parasites des différentes soupapes composant une chaîne sont égales entre elles, correspond à la capacité par rapport à la terre d'une soupape ou d'un groupe de soupapes.Dans certains cas, lorsque par exemple on utilise des thyristors avec un système de commande optique, le point dont le potentiel est le plus bas peut se trouver à l'intérieur de la chaîne de soupapes. Il est commode, dans de tels cas, de déterminer de la manière exposée ci-dessus l'échelonnement décroissant des condensateurs en partant des deux extrémités de la channe, ou bien leur échelonnement croissant approximativement à partir du milieu de la channe et en allant vers les deux extrémités0 Ainsi que le montre la figure 2, le shuntage capacitif exposé plus haut peut titre appliqué avec les mimes avantages à une chaîne de thyristors 2, dont chacun des thyristors est shunté par des diodes à avalanche contrôlée orientées en sens inverse et montées en série 3, 4.Il peut être indiqué, en outre, de connecter une résistance d'amortissement 5 en série avec chacun des condensateurs Cn, Cn 1 .. . Dans l'exemple selon la figure 2, on a monté un groupement en série d'une résistance et d'un condensateur, en parallèle sur chaque groupe de deux soupapes 2. Comme les diodes à avalanche con tôlée 3, 4 dissipent dans le sens du blocage, pendant de courts instants, des impulsions de puissance considérables, du point de vue du refroidissement il peut être intéressant d'utiliser, pour les soupapes commandées 2, un type qui présente un comportement d'avalanche contrôlée pour la polarité inverse, et seule la diode 4 orientée en sens inverse de la soupape 2 doit être alors une diode à avalanche contrôlée.On peut aussi, selon la figure 3, afin de réduire la sollicitation par du/dt, et pour améliorer le comportement des thyristors 2 à l'enclenchement et au reblocage, insérer une inductance non linéaire 6 à l'extrémité de la channe de soupapes. On peut aussi insérer plusieurs inductances non linéaires 6 dans la channe de soupapes. A l'extrémité de la chaste, on peut disposer en plus un condensateur 0,n avec une résistance 5' , en parallèle avec l'inductance 6 et au moins une soupape 2 (dans la figure 3 ces soupapes sont au nombre de trois Si, comme on l'a montré sur la figure 4, les soupapes électrigues sont constituées par des thyristors 7 ayant une caractéristique d'avalanche contrôlée dans le sens direct et dans le sens inverse, on peut se dispenser des diodes de protection à avalanche contrôlée e Sur la figure 5, on a montré la caractéristique i/u d'un tel thyristor où, au point 8, il passe un courant de basculement assez intense, de l'ordre de G,2 à 1 A. REVENDICATIONS 1* Disposition de redresseurs avec plusieurs soupapes commandées connectées en série, dont quelques-unes au moins sont équipées de condensateurs montés en parallèle, caractérisée en ce qu'à l'une des extrémités au moins de la chaîne de soupapes électriques les condensateurs ont la valeur la plus forte, les valeurs des condensateurs allant en décroissant vers le point dont le potentiel est le plus bas ; et en ce que les soupapes électriques sont réalisées sous forme de soupapes commandées à semi-conducteurs, avec en parallèle sur chacune d'elles des diodes à avalanche contrée orientées en sens inverse et groupées en série. 20 Disposition selon la revendication 1 caractérisée en ce que les soupapes électriques sont réalisées sous forme de soupapes à semi-conducteurs commandées, présentant en inverse une caractéristique d'avalanche contr6lée, shuntées chacune par des diodes orientées en sens inverse et connec- tées en série, dont seule la diode orientée en sens inverse de la soupape commandée est une diode à avalanche contrôlée. 3o Disposition selon la revendication 1 caractérisée en ce que les soupapes électriques sont réalisées sous forme de thyristors présentant un comportement d'avalanche contrôlée dans le sens direct et dans le sens inverse. 4. Disposition selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'au moins à l'uns des extrémités de la channe de soupapes est insérée une inductance non linéaires 5. Disposition selon la revendication 4 caractérisée en ce que plusieurs inductances non linéaires sont insérées dans la chaîne de soupapes. 60 Disposition selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'un condensateur est disposé en parallèle sur l'ensemble constitué par l'inductance et au moins une soupape. 7. Disposition selon les revendications 1 et 6 caractérisée en ce qu'il est prévu une résistance en série avec chaque condensateur. 8. Disposition selon la revendication 1 caractérisée en ce que, à partir du point de la channe où le potentiel est le plus bas, les condensateurs ont des valeurs croissantes selon la relation C n = 1/2 n C . n(n-l), où C -est une valeur initiale et C n est la valeur de la capacité du condensateur correspondant à la soupape ou au groupe de soupapes de rang nO