Brevet FR2001468A1 — publié le 19690926

La présente invention se rapporte à un dispositif de régulation de champ d'une machine asynchrone alimentée par un convertisseur de fréquence pour le circuit intermédiaire» comprenant au moins deux convertisseurs de courant, en montage rêver— 5 sible. Pour le fonctionnement des convertisseurs de courant en montage réversible on prévoit iti&bituellement une régulation de courant avec un régulateur de courant adjoint à chacun d'eux; de la sorte, dans des dispositifs.de l'espèce précitée, la régulation du champ repose sur une régulation de courant* Mais ceci 10 conduit lors des variations du courant de charge se produisant par exemple lorsqu'on passe d'un courant de charge moteur à un courant de charge générateur, et inversement, à des variations de tension passagères et indésirables aux bornes du condensateur du circuit intermédiaire» Ea effet, le régulateur de courant 15 maintiendrait tout d'abord constant le courant du convertisseur de courant lors de ces changements de charge; il s'opposerait donc à la diminution de 1*écart de réglage et ainsi soutiendrait encore la variation intempestive naturelle du champ ou de la vifesse de rotation* La variation du champ ne produit qu'ensuite,sur le 20 régulateur de champ, l'égalisation du courant du convertisseur avec le ccurant de charge» et, par ce moyen, la suppression de l'écart de réglage* Par elles-mêmes, ces variations intempestives de champ pourraient être interceptées à temps par un régulateur de champ 25 à action rapide# La vitesse de fonctionnement du régulateur de champ ne peut pas en général être choisie suffisamment grande pour cela, pour des raisons de stabilisation. Aussi la caractéristique de l'invention consiste-t-elle, pour des dispositifs de l'espèce mentionnée au début, à subordonner au régulateur de champ, 30 un régulateur de tension de circuit intermédiaire, dont la valeur de sortie influence les groupes de commande des convertisseurs de courant* Il s'est révélé approprié, pour des convertisseurs de courant réversibles - qu'ils soient en montage croisé ou anti-35 parallèle — de maintenir en relation permanente avec le convertisseur de courant conduisant le courant de charge, le convertisseur de courant ne prenant pas part à la conduite du courant de charge et modulé en onduleur, en procédant pour cela à une régulation à une valeur constante du courant intérieur du. circuit kO oscillant* Afin d'éviter une zone de courant intermédiaire, ou 2001468 69 02736 3 iQoiAfcA à travers un convertisseur de fréquence désigné par kt une tension triphasée nécessaire au fonctionnement de la machine asynchrone 5« On forme à partir du courant de charge I' de la machine asynchrone, à l'aide d'une reconstitution du champ 6t 5 une grandeur proportionnelle au champ d'entrefer de la machine synchrone, et on la compare, sur l'entrée d'un régulateur de champ 7» avec une valeur de consigne F*. La grandeur de sortie du régulateur de champ 7 forme la valeur de consigne d'un régulateur de tension de circuit intermédiaire 8, subordonné audit 10 régulateur 7» la valeur réelle du régulateur 8 découle de la tension aux bornes du condensateur 3 du circuit intermédiaire. La grandeur de sortie du régulateur de tension du circuit intermédiaire agit sur deux groupes de commande 9 et 10 qui déterminent les angles d'amorçage des groupes convertisseurs subséquents 1 15 et 2. Les groupes de commande 9 et 10 peuvent être actionnés en plus par un régulateur 11 de courant intermédiaire, auquel on fait parvenir en tant que valeur réelle 1^. le plus petit des deux, courants et s'écoulant à l'entrée triphasée des con-20 vertisseurs de courant 1 et 2 , au moyen des transformateurs d'intensité 12 et 13» ainsi que d'un circuit à minimum 14« lia générateur de fonction 15 fournit la valeur de consigne du régulateur de courant intérieur; on introduit à l'entrée du générateur de fonction une valeur correspondant au courant de charge I 25 du circuit intermédiaire à courant continu, comme différence redressée des deux courants 1^ et s*écoulant du côté courant alternatif des convertisseurs 1 et 2. Si le courant de charge X descend au-dessous de la valeur 1^ du courant intermédiaire, la valeur de consigne 3^.* croît depuis une valeur habituellement 30 assez petite pour être négligeable jusqu'à la valeur du courant intermédiaire. L«es sens de courants et tensions indiqués sur la figure 1 caractérisent un état de fonctionnement dans lequel le convertisseur de courant 1 fonctionne en redresseur et le conver-35 tisseur de courant 2 en convertisseur continu-alternatif. En conséquence on a la relation^U ^ U entre les tensions 1 Z fc aux bornes du - convertisseur côté courant continu et la tension U du condensateur 3 du circuit intermédiaire. S'il se présentait Z un courant de charge générateur, par exemple, par suite d'une ko variation de sens du couple résistant, le sens du courant I de 69 02736 2001468 transitoire de discontinuité,nuisible à la dynamique.de la régulation, en particulier lors de passages fréquents du fonctionnement en redresseur au fonctionnement en convertisseur de continu en alternatif, on doit donner à ce courant intérieur constant une 5 valeur assez grande pour surpasser le courant intermédiaire» Cependant le courant intermédiaire se monte à environ 30/6 du courant nominal dans de nombreux dispositifs de convertisseurs de courant, d'où il résulte une surcharge considérable des valves des convertisseurs de courant lors d'une régulation pour le courant inté— 10 rieur'constant. C'est pourquoi il se révèle avantageux, selon une autre caractéristique de l'invention, que la valeur de sortie d,un régulateur de courant intérieur agisse de plus sur les entrées des groupes de commande adjoints aux deux régulateurs de courant, la valeur de consigne dudit régulateur de courant intérieur étant 15 augmentée en fonction du courant de charge lorsque ce dernier est inférieur au courant intermédiaire» On garantit ainsi qu'un courant intérieur au moins égal à la valeur limite du courant intermédiaire s'écoule pour des petits courants de charge, tandis que le courant intérieur se trouve réduit à une valeur plus petite 20 pour de grandes valeurs des courants de charge; de la sorte, on n'a plus à craindre une charge des valves des convertisseurs de courant dépassant notablement leur valeur nominale* Une telle conduite de la valeur de consigne du régulateur de cotarant intérieur peut résulter, selon un autre perfectionne— 25 ment de l'invention, et d'une manière particulièrement simple, de l'emploi d'un générateur de fonction, qui se compose d,un amplifie ateur quantitatif et d'un amplificateur inverseur subséquent ayant une alimentation supplémentaire constante, la grandeur de sortie de ce dernier étant limitée à une valeur mi/ni mum au 30 moyen d'une diode* L'invention ainsi que ses diverses formes seront expliquées dans ce qui suit an moyen d'un exemple non limitatif de réalisation» La figure 1 représente un dispositif de régulation de 35 champ d'une machine asynchrone* Le convertisseur de courant à inversion composé des groupes 1 . et 2 est alimenté à partir: d'un secteur triphasé désigné par N» Les tensions de sortie TJ^ et de ces deux convertisseurs de courant forment, avec des inductances de lissage non repérées, ainsi qu'avec un condensateur 3V kO le circuit intermédiaire de tension continue ; ce dernier fournit, rcow 69 02736 ii ?001468 charge s'inverserait et il se produirait une élévation de la tension U du condensateur 3 du circuit intermédiaire«Hais cette Z élévation de tension introduit aussitôt une modulation des convertisseurs 1 et 2 à travers 1* régulateur de tension 8 du cir-5 cuit intermédiaire prévu en conformité avec l'invention; cette modulation est telle que ce courant fourni par le convertisseur 4 de fréquence est reçu par le convertisseur 2 de courant; en conséquence le courant sortant de 4 ne peut plus fournir de contribution notable à une surtension dans le circuit intermédiaire à 10 courant continu» La tension du condensateur 3 du circuit intermédiaire et par là aussi le champ d'entrefer de la machine asynchrone 5 sont ainsi libérés . des à-coups dynamiques* La figure 2 représente une réalisation, à l'aide de composants techniques, du générateur de fonctions désigné par 15* 15 XI se compose d'un amplificateur 17 à tension continue, qui présente dans son état connecté le coefficient d'amplification 1, au moyen de résistances R égales dans les circuits d'entrée et de contre-réaction» L'entrée et la sortie de l'amplificateur 7 sont reliées à une résistance 20 au travers de deux diodes 18 et 20 19; cette résistance 20 est elle-même reliée à un potentiel continu négatif» Un potentiel toujours positif se présente donc ail point de raccordement des cathodes des deux diodes 18 et 19; sa valeur correspond à celle de la grandeur d'entrée I de l'amplificateur; ce potentiel sollicite à son tour un amplificateur à 25 inversion désigné par 21» Ce dispositif amplificateur se compose également d'un amplificateur à tension continue, en contre-réaction, qui reçoit une alimentation d * appoint constante provenant d'une tension U^ négative; sa valeur de sortie est limitée . de telle sorte que la diode 22 disposée dans une branche de contre—ré&c— 30 tion devient passante et représent» ainsi un court-circuit dans cette dernière, dès que la valeur de sortie 1^* de cet amplificateur à inversion passe au-dessous d'une valeur m-inimum déterminée* Cette dernière valeur peut être réglée au moyen 4es potentiomètres 23 ou 24» Le potentiomètre 24 esc soumis également à une tension 35 négative » La figure 3 reproduit la courbe caractéristique du générateur de fonction 15 représenté sur la figure 2» Sa valeur minimum de sortie a, comme il a été précédemment mentionné, est déterminée au moyen des potentiomètres de réglage 23 et 24 tandis que la 40 valeur maximum 1^ du signal de sortie 1^ de l'amplificateur 69 02736 ï 2001468 résultant de la valeur nulle de la grandeur I d*entrée peut être déterminée au moyen de la tension continue prise sur potentiomètre 25» 69 02736 6 2001468 REVENDICATIONS 1* Dispositif de régulation de champ d'une machine asynchrone alimentée par un convertisséur de fréquence de circuit intermédiaire comprenant au moins deux convertisseurs de courant en 5 montage réversible, caractérisé par le fait qu'un régulateur 8 de tension du circuit intermédiaire est subordonné au régulateur de champ, et que la valeur de sortie du régulateur 8 influence les groupes de commande 9 et 10 des convertisseurs de courant* 2* Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait 10 que la valeur de sortie d'un régulateur 11 de courant intermédiaire agit en plus sur les entrées des groupes de commande affectés aux deux convertisseurs de courant, et que la valeur de consigne du régulateur 11 croit en fonction du courant de charge lorsque celui-ci est inférieur au courant intermédiaire* 15 3* Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on prévoit un générateur de fonction pour la conduite de la valeur de consigne du régulateur de courant intermédiaire, ce générateur de fonction se composant d'un amplificateur quantitatif et d'un amplificateur à inversion subséquent avec alimenta-20 tion d'appoint constante, la valeur de sortie du dernier amplificateur étant limitée, inférieurement, à line valeur minimale au moyen d'une diode*