Brevet FR2002474A1 — publié le 19691017

La présente invention se rapporte à un onduleur qui alimente un circuit de charge comprenant un circuit oscillant série et qui comporte des valves commandées ainsi que des valves non commandées dont chacune est montée teAtebeAche avec l'une des valves commandées. I1 est connu de relier un consommateur de courant alternatif dont l'inductance forme un circuit oscillant avec une capacité sup- plémentaire, à la sortie d'un onduleur qui peut être branché, en passant par un circuit intermédiaire à courant continu renfermant une self de lissage et le cas échéant un condensateur, sur la sortie d'un redresseur de préférence commandés On sait que de tels convertisseurs statiques de fréquence conviennent très bien au chad; fage par induction de matières conductrices de l'électricité, en particulier à la fusion, au recuit et à la trempe de métal. Selon le brevet de la République Fédérale d'Allemagne n 1.135.566 l'on- duleur peut être du type montage en pont.Cependant, d'autres onduleurs, par exemple des onduleurs à accumulation conviennent également pour l'alimentation d'un circuit oscillant. Dans ces onduleurs, on peut monter tte-bche avec chacune des valves commandées, une valve ,on commandée qui conduit de façon connue le courant de charge depuis le passage par zéro du courant alternatif jusqu'a l'amorçage des valves commandées assurant le passage de l'alternance opposée du courant. Par suite de leur faible chute de tension dans le sens passant, les thyristors conviennent particulièrement en tant que valves commandées pour les onduleurs qui viennent d'erre décrits. Cependant, les thyristors sont sensibles aux surtensions, en particulier aux vitesses élevées de variation de telles tensions qui peuvent apparature en cas de perturbations lors du fonctionnement de tels onduleurs. On a constaté que la cause de la destruction de thyristors saus lteffet de surtensions réside dans l'absence d'impulsions d'amorçage et par conséquent dans le défaut dtamorçage du thyristor de l'onduleur, qui devrait assurer le passage du courant de charge. Pour mettre en évidence la cause de cette perturbation, on va se référer au dessin annexé qui représente un schéma dont la partie connue est complétée par un dispositif supplémentaire conforme a" l'invention. Sur le figure unique du dessin, un consommateur de courant (charge) 2 par exemple l'inducteur d'une installation de fusion par induction, qui forme un circuit oscillant série avec un con densazbur de compensation supplémentaire 3 est relie à une source de courant continu 17 à tension de préférence variable, par exemple a un redresseur commandé, en passant par des valves commandées 5 à 8 ou des groupes de valves commandées et des valves non commandées 9 5 12 montées chacune tête-bêche avec l'une des valves 5 à 8 et en passant par un circuit inbermédiaire à courant continu qui comporte une self de lissage 14 et-un condensateur d'accumulation 150 En série avec les valves non commandées 9 à 122 on peut monter généralement des fusibles 20 à 23. On va supposer maintenant que, par exemple les thyristors 6 et 7 doivent être amorcés au cours du fonctionnement du dispositif0 Dans ce cas, le courant de charge passe ar le thyristor6, le circuit oscillant série 22 3, le thyristor 7 et le condensateur d'accumulation 15o Après le désamorçage des thyristors G et 7, le courant de charge passe, pendant le temps de "condalunation" de ces thyristors, en sens inverse par la charge 2 et par les valves non commandées 10 et 11 vers le condensateur d'accumulation 15, comme cela est indiqué par des flèches en tirets sur la figurez Les valves non commandées 10 et l1 conduisent le courant de charge jusqu'à ce que les thyristors 5 et 8 se chargent du passage du courant, après ltexpiration du temps de "recouvrement' des thyristors 6 et 7 et d'un temps de sécurité. A cet effet, les thyristors 5 et 8 doivent recevoir une impulsion d1amorçage0 On va supposer maintenant que le thyristor ô ne reçoit pas d'impulsion d'amorçage, par suite d'une perturbation dans le dispositif de commande, et que ce thyristor ne peut donc pas assurer le passage du courant de charge0 Dans ce cas, bien que le courant de charge soit commuté de la valve non commandée 11 sur le thyristor 5 venant d'être amorcé, il n'est pas pris en charge par le thyristor 8, mais continue à passer par la valve non commandée lOo Toutefois, ces valves non commandées ne sont dimensionnées que pour conduire le courant de charge pendant le temps de "condamnation" des thyristors0 Par conséquent, la valve non commandée 10 est surchargée et le fusible 21 monté en série avec cette valve lO.en vue de sa protection ouvre le circuit électrique lorsqutil atteint son point de fusions Dès que ce circuit électrique est coupé, le condensateur 3 dont l'armature de droite s'est chargée à un potentiel positif au cours de l'alternance précédente ne peut plus se décharger sur la charge inductive 2, ce qui fait que cette dernière ne peut pas produire de tension inverse0 Par conséquent, la pleine tension du condensateur se trouve appliquée à la valve 8 dans le sens passant et, réduite de la tension du condensateur d'accumulation 15, à la valve 6 dans le sens inverse, ce qui peut conduire à la destruction des thyristors0 La demanderesse a constaté que l'absence d'une impulsion d'amorçage pour l'un des thyristors ou d'un groupe correspondant de thyristors de ltonduleur peut conduire à une destruction d'autres thyristors. L'invention est caractérisée par le fait qu'un dispo sitif servant à mesurer les courants passant par les valves non commandées est associé à chacune de ces dernières. A cet effet, on peut prévoir de préférence un transformateur de courant dont le secondaire fournit un signal de signalisation ou de déclenchement dès que le temps de passage du courant par la valve non commandée dépasse une valeur prédéterminée, de préférence réglable. Le dessin annexé représente schématiquement un exemple de réa lisation non limitatif d'un dispositif servant à mesurer les cou rants passant par les valves non commandées. En série avec chacune des valves non commandées est monté ltenroulement primaire d'un transformateur de courant 24 à 27 dont le circuit secondaire doit actionner un dispositif de signalisation ou de déclenchement ou les deux. L'enroulement secondaire 28 du transformateur 27 est relié, par exemple à un indicateur électronique de valeur limite 29 qui peut entre suivi d'un étage basculeur électronique de tempo risation 30.Le signal de sortie de l'étage basculeur 30 peut entre appliqué à un second indicateur de valeur limite 31 dont le signal de sortie est envoyé, en passant par un autre étage basculeur élec tronique de temporisation 32 à un dispositif de déclenchement pour I'onduleur, par exemple à un dispositif électronique de blocage de gâchette pour les valves du redresseur d'alimentation 17.En même temps, le signal de sortie de l'étage basculeur 32 peut en core commander une lampe de signalisation 37 qui est montée, par exemple dans un tableau de surveillance d'un poste de commande et à laquelle peut, par exemple entre appliqué un potentiel positif de commande en passant par une diode 36o Au lieu du transformateur 27 représenté sur la figure, on peut également monter dans le circuit des valves non commandées, par exemple une résistance à semi-conducteur à commande magnétique dite "plaque magnétorésistante" dont le signal de sortie est envoyé, pendant le passage du courant par la valve non commandée associée 12 à l'indicateur de valeur limite 29 dont le signal de sortie excite l'étage basculeur 30 monté en aval. Le temps de temporisation de l'étage basculeur 30 est réglé de manière que pendant le fonctionnement correct de 1'onduleur, c'est 'a-dire dans le cas où les valves non commandées ne conduisent le courant de charge que pendant le temps de condamnation des thyristors, le temps réglé ne soit pas atteint. Dès que le temps de temporisation réglé est dépassé, par exemple du fait que le thyristor 8 n'assure pas le passage du courant de charge, l'étage basculeur 30 envoie un signal de sortie au second indicateur de valeur limite 31e Le temps de temporisation de ltétage basculeur 30 se compose du temps de "condamnation" des thyristors 5 à 8, du temps de commutation du courant de charge et d'un temps de sécurité supplémentaire. Par conséquent, le temps de temporisation-est fonction de la fréquence de ltonduleur et de l'intensité du courant de charge0 Ce temps de temporisation peut s'élever, par exemple à 650 s. En cas de dépassement de ce temps de temporisation réglé, le second indicateur de valeur limite 31 reçoit un signal correspondant, ce qui fait que la perturbation est signalée par la lampe 35 et que l'installation toute entière est coupée en passant par le redresseur d'entrée 17. REVENDICATION 10) Onduleur qui alimente un- circuit- charge comprenant un circuit oscillant série et qui comporte des. valves commandées ainsi que des valves non commandées dont chacune est montée tete-beche avec l'une des valves commandées, caractérisé par le fait qu'un dispositif servant à mesurer l-es courants passant par les valves non commandées est associe à chacune de-ces dernières. 20) Onduleur suivant la revendication 1 caractérisé par le fait qu'en série avec chacune des valves non commandées est-monté un dispositif travaillant en fonction du courant ou de la tension, dont le circuit de sortie et relié à un dispositif servant à interrompre ltalimentation en énergie de l'onduleur et un dispositif servant signaler la perturbation.