Brevet FR2008981A1 — publié le 19700130

la présente invention concerne un montage pour améliorer la commutation forcée dans les régleurs de courant continu, où l'extinction du thyristor s'effectue en commutant le courant de la charge sur un condensateur„ 5 Des régleurs de courant continu, avec de tels con densateurs d'extinction dont l'utilisation est aujourd'hui courante, sont décrits en détail par exemple dans l'article de I©I0 K. Dather et ¥« Faust "Régleur de courant continu électronique pour un trolleybus", dans la "Revue Brown Boveri", Yol Avec cette extinction par condensateur, au cours de la préparation de l'extinction, il se forme aux bornes du condensateur, connecté en série avec une inductance de recharge, une tension qui est égale à la tension d'alimentation. Pendant ^5 la commutation, on trouve alors aux bornes de la charge la somme de la tension d'alimentation et de la tension du condensateur ; cela signifie que, pendant un court instant, la tension aux bornes de la charge double de valeur. Ce n'est que dans les montages dans lesquels plusieurs régleurs fonctionnent ensemble (bo-20 bines d'absorption, condensateur de filtrage fractionné et montage en série des régleurs) que cet effet est quelque peu atténué. les pointes de tension mentionnées ci-dessus peuvent constituer pour la charge une sollicitation importante qui, par exemple dans le cas des moteurs, peut entraîner une détériora-25 tion de l'isolement ou de la commutation. l'objet de la présente invention est d'éviter cet inconvénient des montages connus de régleurs à thyristorso Selon l'invention, ce résultat est atteint du fait que la tension qui apparaît aux bornes du condensateur d'extinction pendant la com-30 mutation est réduite à l'aide d'un autotransformateur, et que, pour l'extinction, on applique au thyristor seulement la tension ainsi réduite, déterminée par le rapport abaisseur de l'auto-transformateur. Dans les montages selon la présente invention, dans 35 lesquels on utilise un circuit de recharge disposé en parallèle ayeo le régleur de courant continu à thyristor, et constitué par la mise en série du condensateur d'extinction, d'une diode orientée en sens inverse du sens de conduction du thyristor régleur et d'une inductance de recharge ; tandis que le circuit d'ex-40 tinction , également disposé en parallèle avec le thyristor 16069 2 2008981 régleur, comprend, le condensateur d'extinction et un thyristor auxiliaire orienté dans le même sens que le thyristor régleur, on complète, en outre, le circuit par la partie de 1'enroulement de l'autotransiormateur comprise entre l'une de ses extrémités et la prise de sortie, que l'on connecte en série avec le thyristor auxiliaire, et que, de plus, l'autre extrémité de l'enroulement de 1'autotransformateur constitue, avec une diode qui la réunit à l'armature du condensateur d'extinction opposée à celle qui est réunie au deuxième thyristor, un circuit en dérivation sur ce condensateur, dans lequel le sens de conduction de la diode est le même que pour le deuxième thyristor. On expliquera l'invention plus en détail à l'aide des exemples de réalisation représentés sur les figures la et 1b. La figure la représente le principe fondamental de l'invention, associé au schéma de base connu du régleur de courant continu, tandis que, dans l'exemple de réalisation selon la figure lb, grâce à l'adjonction d'autres éléments, l'extinction peut être préparée déjà avant l'amorçage du thyristor. régleur, de sorte que la durée de l'impulsion de courant dans la charge peut être réduite à celle de l'impulsion d'extinction. Par rapport au montage de base connu du régleur de courant continu, le montage la diffère seulement par 1'adjonction de deux éléments, à savoir de la diode 1 et du transformateur 7, qui permettent la réduction de la tension dans le rapport désiré. Si l'on admet qu'à l'instant initial il n'y a pas de tension aux bornes de la charge, qu'il faut se représenter en série après le thyristor régleur 1, le fonctionnement se déroule selon les phases de fonctionnement suivantes : A l'instant initial on trouve la tension d'alimentation (positive) sur le thyristor régleur 1 (qui est bloqué), sur la cathode de la diode 4 et sur l'armature supérieure du condensateur d'extinction 5o Après amorçage du thyristor régleur, la tension d'alimentation est connectée à la charge, et la charge du condensateur d'extinction 5 s'inverse par le circuit de recharge disposé en parallèle sur le. thyristor régleur et constitué par l'inductance de recharge 6,1a diode 3 et ce condensateur d'extinction; la recharge étant terminée, -le courant s'inverse, la diode 3 se rebloque, et le condensateur d'extinction 5 reste chargé à une tension de polarité inverse de la polarité initiale. Sur l'armature inférieure du condensateur préparé pour l'extinc 69 16069 3 2008981 tion, existe une polarité positive par rapport à l'armature supérieure, avec une tension égale à la tension d'alimentation ; cela signifie que, mesurée par rapport au pôle négatif de la tension d'alimentation, la valeur de la tension au point commun 5 de 5 et 3 est égale à ce stade au double de la tension d'alimentation® C'est l'amorçage du thyristor auxiliaire 2 qui déclenche le processus d'extinction. Il se forme alors un autre circuit oscillant, comprenant le condensateur d'extinc-10 tion 5, le thyristor 2 (qui est amorcé), l'enroulement de l'au-totransformateur 7 et la diode 4. la fraction de la tension du condensateur d1extinction prélevée, avec une polarité positive, sur la prise de 1'autotransformateur 7 est alors appliquée à la cathode du thyristor régleur 1, et éteint celui-eio Si l'on 15 n'avait pas prévu les éléments 7 et 4 (comme dans le montage de "base connu), la totalité de la tension d'extinction (somme de la tension d'alimentation et de la tension du condensateur) apparaîtrait durant un court instant sur la charge, ce qui conduirait aux phénomènes gênants déjà mentionnés ci-dessus 5 du fait 20 que, selon la présente invention, on n'utilise pour l'extinction qu'une fraction ajustable à volonté de la tension du condensateur, on peut réduire dans une large mesure ces pointes de tension gênantes, sans préjudice pour la sûreté d'extinction du thyristor régleur. 25 Après l'extinction du thyristor régleur, s'ef fectue une nouvelle charge du condensateur d'extinction 5 par le circuit 5-2-7-4 et avec le courant de charge. Ce régime oscillant s'achève avec l'extinction du thyristor auxiliaire 2, et la recharge étant terminée, on se retrouve dans l'état initial, 30 de sorte qu'aucun courant ne circule dans aucun des éléments de montage* Dans le montage selon la figure lb, la fonction de la diode 3 et une partie de la fonction du thyristor 1 (comparativement au montage selon la figure la) sont assumées 35 par un autre thyristor auxiliaire 3* Dans ce cas, à partir de l'état initial sans aucun courant, on passe par les phases de fonctionnement suivantes : A l'instant initial, on trouve la tension d'alimentation sur les éléments 1, 5» 3 et 4» L'inversion de la 40 charge du condensateur d'extinction 5 est déclenchée par 69 16069 ♦ 2008981 l'amorçage du thyristor auxiliaire 3, et effectue par le circuit de recharge 5, 6, 3 S'il est prévu un thyristor en aval du montage, il est possible de réduire lé dimensionnement'de ce dernier quant à la tension bloquée. 69 16069 5 2008981 REVENDICATIONS le Montage pour améliorer la commutation forcée dana les régleurs de courant continu, à thyristor, dans lequel l'extinction du thyristor s'effectue en commutant le courant 5 de la charge sur un condensateur, caractérisé.en ce que, pour éviter un accroissement momentané de la tension sur la charge, pendant la commutation, la tension apparaissant sur le condensateur est réduite à l'aide d'un autotransformateur et que seule la tension réduite, déterminée par le rapport abaisseur de 10 ce transformateur, est appliquée au thyristor pour son extina-tion0 2. Montage selon la revendication 1, dans lequel le circuit de recharge disposé en parallèle avec le régleur de courant continu à thyristor se compose d'un montage en série du 15 condensateur d'extinction, d'une diode dont le sens de conduction est orienté inversement à celui du thyristor régleur, et d'une inductance de recharge ; tandis que le circuit d'extinction, également en parallèle avec le thyristor régleur, comprend ce même condensateur d'extinction et un-deuxième thy-20 ristor orienté dans le même sens que le thyristor régleur, caractérisé en ce que le circuit d'extinction comprend en outre, an série avec le deuxième thyristor, la partie d'un autotrans-formateur comprise entre l'une des extrémités de l'enroulement de cet autotransformateur (7) et la prise de celui-ci ; et en 25 ce que, d'autre part, l'autre extrémité de l'enroulement de 1'autotransformateur, avec la diode (4) qui la relie à l'armature du condensateur d'extinction (5) opposée au deuxième thyristor (2), forme un circuit en dérivation sur ce condensateur, dans lequel la diode (4) a le même sens de conduction que le 30 deuxième thyristor (2). 3. Montage selon la revendication 2 caractérisé en ce que le circuit de recharge constitué par le groupement en série de l'inductance (6) et de l'élément à semi-conducteur figuré par une diode (3) est disposé en parallèle avéc le thy- 35 ristor régleur ; et que l'élément à semi-conducteur (3) est orienté en sens inverse du thyristor régleur, en ce qui concerne son sens de conduction (figure la). 4. Montage selon la revendication 2 caractérisé en ce que le circuit de recharge constitué par l'inductance (6) 69.16069 6 2008981 et par l'élément à semi-conducteur (3), réalisé sous la forme d'un troisième thyristor, est disposé en parallèle avec le condensateur d'extinction (5)» de telle manière que le pôle de la tension d'alimentation qui est relié à l'une des électrodes 5 principales au thyristor régleur (1) est réuni, par l'intermédiaire de l'inductance (6), à l'électrode principale de l'élément à semi-conducteur (3) qui correspond à l'électrode principale du thyristor régleur mentionnée ci-dessus, ces dispositions quant au montage fournissant la' possibilité, en amorçant le 10 troisième thyristor (3)» de préparer l'extinction déjà avant l'amorçage du thyristor régleur (l), et de permettre ainsi de réduire la durée de l'impulsion dans la charge à la durée de l'impulsion d'extinction (figure lb).