Brevet FR2002597A1 — publié le 19691031

I;a présente invention concerne un régleur de courant continu avec au moins une soupape commandée principale, pour l'alimenta- tion d'une charge à courant continu sous tension variable, avec un circuit d'extinction constitué par un condensateur d'extinction en série avec une supape commandée d'extinction disposée dans le même sens cue la soupape principale et par une bobine d'extinction en série avec une diode d'extinction conduisant dans le sens inversez De tels régleurs de courant continu relient une tension continue de valeur constante à la charge, par l'intermédiaire d'une soupape commandée (soupape principale), et pour cela on ouvre et on rebloque la soupape principale pendant de courts instants Il en résulte, aux bornes de la chare, une tension plus ou moins réduite, qui dépend en moyenne du rapport de manipulation. Lorsque l'on utilise des thyristors comme soupapes princigales, il est nécessaire de prévoir des circuits d'extinction pour le reblocage. Sur la figure 1, on a représenté le montage connu d'un régleur de courant continu avec circuit d'extinction. On y a désigné par 1 la soupape principale, qui transmet à la charge 8 la tension continu d'alimentation sous forme d'impulsions. On a désigné par 7 le dispositif générateur d'impulsions. Ce dispositif élabore des impulsions d'amorçage dans un ordre ajustable, et ces impulsions sont appliquées à la gâchette des thyristors. Pour qu'après l'amorcage la soupape principale 1 puisse être de nouveau éteinte, on a prévu le condensateur d'extinction 2 et la bobine d'extinction 3. Le processus d'extiiiction est déclenché tar l'amorçage de la soupa-oe d'extinction 5, que l'on amorçe avec des impulsions de meme fréquence que pour le soupape principale 1 mais avec un retard égal au temps de conduction de celle-ci.Le décalage des impulsions dans le temps est assuré par l'élément temporisateur 9 Le processus d'amorçage et d'extinction se déroule ainsi de la manière suivante Avant l'amorçage de la supape principale i, l'armature du condensateur d'extinction 2, qui est reliée à la soupape prin- cipale, est chargée positivement. Au moment de l'amorçage, en meme temps que s'établit le courant alimentant la charge, un phénomène oscillatoire prend naissance entre le condensateur d'extinction 2 et la bobine d'extinetion 3.Ce phénomène provoque l'inversion de la charge du condensateur. l'oscillation ne peut se faire cependant que dans un seul sens, puisque la diode 4 interdit le retour en arrière. On amorce alors le thyristor d'extinction 5 oar l'intermé- diaire de l'élément temporisateur 9. Le condensateur d'extinction 2 se décharge alors,- avec un courant de sens inverse du sens ae conduction de la soupape principale 1, de sorte que le courent (dals la soupape principale) s'interrompt. Le courant absorbé par a charge passe pendant ce temps à travers le condensatetir 2 et la soupape d'extinction 5.Le condensateur 2 se recharge alors de nouveau dans son état initial. La diode de roue libre 6 sert, lorsque la charge est inductive, à maintenir le courant dans la charge jusqu'au moment où il pourra de nouveau passer par la sourate principale 1, c'est-à-dire jusqu'à la prochaine impulsion d'amorçage. Ce dispositif présente l'inconvénient que la durée du temps d'extinction dépend de la valeur du courant dans la charge. En fait, le temps d'extinction est inversement proportionnel au courant absorbé par la charge, de sorte que, pour de faibles courants, le temps d'extinction peut devenir trop long. On obtient ainsi aux faibles charges, sur la charge 8, une tension moyenne plus élevée aue pour des cnarges plus grandes et des impulsions identiques Afin de compenser cet effet, il faut augmenter la durée du temps de blocage de la soupape principale i, en réduisant la fréquence des impulsions, mais ceci ne peut se faire que dans certaines limites On est également limité pour la réduction de la durée des impulsions, car celle-ci ne peut être inférieure au tenus d'inversion de la tension dans le circuit oscillant (2,3) il est connu aussi, pour éliminer ce défaut, de prévoir en plus de la charge, un circuit de charge auxiliaire, connecté en dérivation sur la soupape principale, et de rendre ainsi le orocessus de recharge indépendant dans une large mesure du circuit de la charge alimentée. Avec la présente invention, cet inconvénient peut être évité d'une manière simple, et on dispose comme avantage supplémentaire, de la possibilité de déterminer avec précision la aunée du temps d'extinction.Selon la présente invention, il est donc proposé que le circuit d'extiiiction se compose d'au moins deux circuits parallèles, comportant chacun un condensateur d'extinction et une soupape commandée d'extinction, ainsi que d'une bobine d'extinction unique disposée en série avec au moins deux soupapes d'extinction non commandées, disposées en parallèle. Un exemple de réalisation a été représenté sur la figure 2 : les repères i à 8 sont les mêmes que sur la figure 1, seuls les condeasateurs d'extinction 2.t, 2.2, les diodes 4.1, 4.2, et les soupapes d'extinction 5.1, 5.2 y fiaint en double. Par contre, il n'y a qu'une seule bobine d'extinction 3, comme dans le montage connu. En plus, on a maintenant prévu le transformateur de courant continu 10 et le déclencheur il. Celui-ci ne laisse passer les impulsions de commande de l'élément temporisateur 9, que si en même temps le courant 1 dans la charge a atteint une valeur prescrite déterminée. le principe du fonctionnement est le même que pour le montage connu. Si le courent 1 est suffisamment grand pour que le déclencheur 11 fonctionne, les thyristors 5, les diodes 4 et les condensateurs d'extinction 2 travaillent ensemble, comme dans la réalisation connue. Si cependant le courant 1 est inférieur au seuil de fonctionnement du déclencheur il, la soupape d'extinction 5.2 ne reçoit pas dtimpulsion de commande. On n'utilise ainsi, pour l'extinction de la soupape principale î que la charge du condensateur 2.1 . La capacité du condensateur à'extinction étant réduite, il en est de même du temps de retournement de la tension, du irait de la fréquence de résonnance plus élevée du circuit oscillant 4, 2.1, et par conséquent du temps effectif d'extinction.Ainsi, meme avec une faible charge, on peut utiliser la totalité au domaine de réglage de la tension, sans devoir pour cela prévoir des circuits supplémentaires. On améliore aussi ainsi quelque peu le rendement du régleur de courant continu -uisaue les pertes dans les circuits supplémentaires sont suppri mées. On peut donner la même valeur aux deux condensateurs 2.1 et 2.2; la capacité intervenant effectivement dans l'extinc- tion serait alors réduite de moitié en dessous d'une certaine valeur du courant 1. Il convient, dans ce cas, de commander l'amorçage de la deuxième soupape d'extinction 5.2 à partir de quelque 50% de la charge. On peut auss donner à ces condensateurs des valeurs différentes, de manière oar exemple que le condensateur 2.1 ne représente que le quart de la capacité totale, on pourrait alors faire intervenir le deuxième condensateur d'exbinc- tion 2.2. déjà au voisinage du quart de la charge. On choisit donc le seuil de fonctionneme-nt du déclencheur à peu près entre le quart et la moitié du courant nominal. On obtient ainsi encore l'avantage de pouvoir ajuster des valeurs différentes sur le déclencheur et pour les condensateurs, selon la nature de la charge (valeur de l'inductance). On obtient ainsi une bonne souplesse d'adaptation aux conditions d'utilisation, ce qui est plus difficile avec les solutions connues R E V E N D I C A T I O N S 1.- Régleur de courant continu avec au moins une soupape commandée principale pour l'alimentation d'une charge à courant continu avec une tension variable, avec un circuit d'extinction constitué par mi condensateur d'extinction avec une soupape commandée d'extinction disposée dans le meme sens que la soupape principale, et par une bobine d'extinction avec des diodes d'extinction non commandées conduisant en sens inverse, caracté- risé en ce que le circuit d'extinction se compose d'au soins deux circuits parallèles, chacun avec un condensateur d'extinc- tion et une soupape commandée d'extinction, et d'une bobine d'extinction unique disposée en série avec au moins deux soupapes d'extinetion non commandées fonctionnant en parallèle. 2. - Héthode pour l'utilisation du régleur de courant continu selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'à faible charge, jusqu'à 25 à 50% de la charge nominale, une seule soupape d'extinction est amorçée, sur les deux soupapes commandées d'extinction qui existent au monimum, et qu'à charge plus élevée, plus grande que 25 à 50%, on amorce toutes les soupapes commandées d'extinction. 3. - Régleur de courant continu selon la revendication 1 caractérisé en ce que les condensateurs d'extinction ont des valcurs égales. 4.- Régleur de courant continu selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce oue le condensateur d'extinction en service à alois charge rQo resente 25 à 50% de la valeur de la capa- cité totale de tous les condensateurs d'extinction.