Brevet FR2014180A1 — publié le 19700417

La présente invention se rapporte à un dispositif de redressement plus particulièrement destiné, sans pour autant y être limité, aux essais de haute tension, par exemple, de l'ordre de 300 kV. 5 L'un des buts de la présente invention est de fournir un ensemble de redressement qui est fiable, tout en étant relativement peu coûteux. Un autre but de l'invention est d'apporter un ensemble de redressement relativement léger, compact, facilement transpor-10 table et qui, néanmoins, est capable de fonctionner avec une large marge de sécurité quand il est utilisé pour des essais de haute tension. Selon l'invention, un ensemble de redressement comprend un réceptacle tubulaire, un certain nombre de diodes de redresse— 15 ment montées dans ce réceptacle et une matière diélectrique entourant les diodes, et est caractérisé par le fait que les diodes sont montées électriquement en série et présentent la forme d'un enroulement inductif, et par le fait que le nombre des diodes de l'ensemble est sensiblement supérieur à celui correspondant à une 20 tension de fonctionnement en régime permanent donnée. De préférence, les diodes sont des diodes au silicium disposées en groupes de façon qu'il existe un effet capacitif entre les diodes adjacentes de chaque groupe, l'espacement entre les diodes étant suffisant pour soulager les contraintes électriques. Chaque groupe 25 peut comprendre trois diodes, toutes les diodes étant disposées dans trois plans, ces trois plans formant, en coupe, un triangle équilatéral, l'une des diodes de chaque groupe étant située dans l'un des plans, les axes longitudinaux de toutes les diodes situées dans un même plan étant parallèles. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est une vue latérale d'un ensemble de re-35 dressement montrant les diodes au silicium montées sur un châssis, le réceptacle tubulaire et la ruatière diélectrique ayant été supprimé® ; BAD 69 21177 2014180 — la figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble } et, - la figure 3 est une vue en bout agrandie de l'ensemble, en regardant dans la direction de la flèche A;de la figure 1, sur 5 laquelle ont été indiaués schématiquement le réceptacle tubulaire et la matière diélectrique. Une charpente comprend trois tiges parallèles 1, 2 et 3 de matière isolante dont les axes sont disposés au sommet d'un triangle équilatéral, comme le montre la figure 3. Ces tiges sont 10 tenues espacées par des éléments de liaison isolants 4» Les tiges ainsi que les éléments isolants, peuvent être faits, par exemple, d'une résime thermodurcissable. La charpente est montée dans un réceptacle tubulaire 5 (par exemple, en papier imprégné de résine thermodurcissable) et 15 qui est rempli d'une résine époxyde, indiqué sur la figure 3 par des hachures. Ce remplissage fait fonction d'isolation et augmente la permittivité diélectrique. Les couvercles d'extrémité des réceptacles (eux aussi en résine thermodurcissable) ont été supprimés pour plus de clarté. 20 Vingt-quatre diodes au silicium sont montées au moyen de leurs fils de connexion sur les tiges ci-dessus, en huit groupes 12 3 de trois. Les deux premiers groupes sont marqués A , A , A et 12 3 12 3 B , B , B ; le dernier groupe étant marqué C , C , C . La diode A** est connectée à l'une des bornes (non repré- o 25 s,entées) de l'ensemble, tandis que la diode C est reliée à l*au-tre. Toutes les diodes sont électriquement en série, les fils de connexion étant portés par les tiges de la charpente, comme indiqué en 6 et 7 sur la figure 3. Le circuit de redressement série commence au conducteur 8 1 ^ o 1 2. 3 30 et passe à travers les redresseurs A , A^, A , puis B , B , B et ainsi de suite, à travers chaque groupe successif de diodes 12 3 jusqu'au groupe final C , C*", C pour aboutir au conducteur 9. On voit donc que les diodes sont disposées en série et présentent la forme d'un enroulement inductif. Le nombre des dio— 35 des utilisées dans l'ensemble est choisi nettement supérieur à celui nécessaire pour soutenir une tension de régime donnée. Dans le présent mode de réalisation, le nombre choisi est vingt-quatre, alors BAD ORIGINAL 69 21177 2014180 què le nombre nécessaire pour la tension de régime permanent est huit, de sorte que le nombre des diodes de l'ensemble est le triple de celui nécessaire® On dispose ainsi d'une large marge de sécurité. Dans le présent exemple de réalisation, le nombre de 5 diodes utilisé est le triple de celui nécessaire mais dans certaines applications un nombre double de diodes peut être suffisant. Les trois diodes de chaque groupe sont disposées de manière qu'il existe un effet capacitif entre les diodes adjacentes du groupe, c'est-à-dire, qu'un effet capacitif existe entre les 12 2 3 1 2 2 10 diodes A et A et entre A et A ; entre B et B et entre B et 3 B , et ainsi de suite. Dé plus, la disposition représentée des diodes leur assure un espacement suffisant pour soutenir les contraintes électriques. Comme on le voit, les diodes sont disposées dans trois 15. plans et ces plans forment, en coupe, un triangle équilatéral, comme le met en évidence la figure 3. En effet, en se référant à 12 3 la figure 3, on voit que chaque diode C , G et C est disposée dans l'un des trois plans en question. De plus, les diodes sont disposées de telle sorte que les axes longitudinaux des diodes 20 disposées dans un même plan sont parallèles. En effet, en se référant à la figure 1, on voit que toutes les diodes A^, B^ et C^ sont parallèles et sont placées clans un plan commun et qu'il en 3 3 3 est de même pour les diodes A , B et C * En cas de défaillance de certaines diodes (compte tenu 25 du fait qu'en régime transitoire, les diodes au silicium ont des caractéristiques extrêmement variables), leur défaillance se poursuivra jusqu'au court-circuit et les diodes restantes continueront de fonctionner normalement. Seules les diodes qui sont à l'extérieur des limites de 30 tolérance tomberont en panne et deviendront superflues ; après cela, l'ensemble continue de fonctionner avec les diodes restantes qui sont dans les limites de tolérance. On peut donc dire que l'ensemble fonctionne sur un principe de redondance et çue les diodes sont incorporées dans un montage à "avalanche". C'est ainsi 35 que dans le présent exemple de réalisation, huit diodes seulement peuvent être réellement nécessaires pour un régime permanent de fonctionnement donné, mais l'ensemble comporte vingt-quatre diodes, BAD ORIGINAL 69 2 T177 4 2014180 ce qui offre une large marge de sécurité pour les défaillances et pour les surtensions. Pour prendre un exemple concret, une installation peut normalement nécessiter soit 75 kV continus avec une tension inverse de pointe possible de 150 kV, cette tension néces-» 5 sitant théoriquement 7,5 diodes d'une puissance nominale de 20 kV sous une intensité de 60 mA» En utilisant 24 Y, les tolérances d'usinage des diodes au silicium peuvent être admises, tout en conservant une marge de sécurité largement suffisante pour tenir compte des surtensions. 10 Se plus, étant donné que les diodes sont disposées à la manière d'un enroulement, l'ensemble se comporte comme une inductance à l'égard des hautes fréquences, ce qui augmente l'impédance totale aux surtensions brusques* BAD ORIGINAL 69 21177 5 2014180 REVENDICATIONS 1 . Ensemble de redressement gui comprend tin réceptacle tubulaire, un certain nombre de diodes de redressement montées dans ce réceptacle et une matière diélectrique entourant lesdites diodes, caractérisé par le fait que les diodes sont montées élec— 5 triquement en série et sont disposées de façon à présenter la forme d'un enroulement inductif, et par le fait que le nombre des diodes de l'ensemble est sensiblement supérieur à celui nécessaire pour une tension de fonctionnement en régime permanent donnée. 10 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les diodes sont des diodes au silicium disposées en groupes de façon qu'un effet capacitif existe entre les diodes adjacentes de chaque groupe et par le fait que l'espacement entre les diodes est suffisant pour soulager les contraintes électri— 15 ques. 3» Ensemble selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque groupe se compose de trois diodes* 4* Ensemble selon la reTendication 3, caractérisé par le fait que les diodes sont disposées dans trois plans, ces plans 20 formant en coupe, un triangle équilatéral, une diode de chaque groupe étant située dans l'un des plans, tandis que les axes longitudinaux de toutes les diodes situées dans un même plan sont parallèles. 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé par 25 le fait que les diodes sont montées sur une charpente composée de trois tiges parallèles dont les axes sont disposés au sommet respectif d'un triangle équilatéral. 6. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le nombre des diodes est. au*»ins le double de celui 30 nécessaire pour ladite tension donnée. 7. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le nombre des diodes est au moins le triple de celui nécessaire pour ladite tension donnée. 8. Ensemble selon la revendication 1 dans lequel la ma— 35 tière diélectrique est une résine époxyde.