Brevet FR2027746A1 — publié le 19701002

,00053 i 2027746 La présente invention concerne un appareil convertisseur d'énergie électrique du type appelé changeur de fréquence et plus particulièrement un appareil multiplicateur de fréquence du type à commutation synchrone par des éléments du type état solide pour 5 fournir de l'énergie électrique à un circuit réservoir dont la réactance peut varier. L'utilisation de convertisseurs du type à commutation synchrone pour la multiplication de la fréquence d'un courant électrique disponible commercialement est connue depuis longtemps. Les 10 éléments de commutation de ces convertisseurs sont en général appelés des soupapes électriques et peuvent comporter plus particulièrement des éléments magnétiques (par exemple des réactances saturables) ou des' éléments'électroniques (par exemple des igni-trons, des thyratrons ou des thyristors actuellement préférés). En 15 combinant ét en commandant d'une façon convenable au moins un jeu de six soupapes pour qu'elles fonctionnent cycliquement suivant une séquence prédéterminée, il est possible de convertir directement un courant triphasé d'une source de courant sinusoïdal triphasé ayant une fréquence fondamentale donnée (par exemple 20 50 °u 60 Hz) en un courant monophasé d'une fréquence harmonique (par exemple 150 ou 180 Hz) peur alimenter une charge ou circuit d'utilisation. Pendant le fonctionnement, chaque soupape du multiplicateur de fréquence est soit dans un état de non-conduction ou de 25 blocage pour lequel il présente une inpédance très élevée au passage du courant vers la charge, soit dans un état conducteur pour lequel son impédance est négligeable, et la périodicité cyclique de l'instant auquel la soupape subit la commutation du premier état au second est déterminée par un signal de commande ou de déclen-■jq* chement correspondant. L'instant de passage à la conduction peut être exprimé en degrés électriques (c'est-à-dire l'angle de déclenchement) mesurés à partir du passage à zéro de la tension entre phase et neutre de la phase à laquelle la soupape est déconnectée. En avançant (c'est-à-dire en réduisant) l'angle de déclenchement d'une condition de retard total (approximativement l8o°) à environ 60°, la tension efficace du troisième harmonique peut être augmentée de zéro jusqu'à une valeur maximale. Quand une soupape est devenue conductrice, e-lle reste conductrice jusqu'à ce que le courant direct soit pratiquement réduit ooosa 2 2027746 à zéro par l'action du circuit extérieur dans lequel est connectée la soupape. Ce processus de blocage peut être considéré comme une commutation. Dans le cas de soupapes électroniques telles que les thyristors, la commutation efficace de la conduction à la non-conduction nécessite que le rétablissement de la tension directe anode à cathode soit retardé après l'arrivée à zéro du courant direct jusqu'à ce que la soupape ait pu récupérer complètement son pouvoir de blocage. L'intervalle de temps nécessaire dans ce but est appelé le temps de coupure, et pour assurer une commutation sûre, "l'angle de marge" du convertisseur doit avoirau moins une valeur égale. L'intervalle de temps débutant à l'instant où le courant direct d'une soupape en cours de blocage est réduit à zéro et prenant fin quand les électrodes principales de cette soupape sont ensuite soumises à la tension directe est appelé"1'angle de marge" du convertisseur. C'est le temps réellement disponible pendant chaque cycle de fonctionnement pour le blocage d'une soupape, et ce temps est égal au temps de blocage de la soupape plus toute période consécutive de présence d'une tension inverse aux bornes du dispositif bloqué. Si l'angle de marge n'est pas suffisant pour permettre à la soupape en cours de blocage de récupérer tout son pouvoir pour le blocage dé la tension directe, la conduction de cette soupape reprend prématurément, ce qui est appelé "défaut de commutation"» Dans la pratique, le convertisseur multiplicateur de fréquence considéré ci-dessus est habituellement connecté à un circuit réservoir dont l'inductance (L) comprend typiquement un enroulement de chauffage par induction qui- est la charge ou dispositif d'utilisation devant être alimenté, et dont la capacité (C) est fournie par un groupe de condensateurs connectés en parallèle avec la bobine de chauffage. Pour la plupart des conditions de fonctionnement, la commutation cyclique des soupapes respectives du convertisseur subit une influence favorable de la tension de la charge si le courant fourni au circuit réservoir est en avance sur la tension (facteur de puissance en avance) et subit une influence défavorable si le courant est en retard sur la tension (facteur de puissance en retard). La valeur dé l'angle de marge, et par suite l'aptitude à la commutation ést affectée non seulement par le facteur de puissance mais aussi par la valeur de l'impédance dé charge et l'angle" de 70 00053 3 2027746 déclenchement particulier désiré» Dans les multiplicateurs de fréquence selon l'invention, tous ces paramètres critiques sont variables et leurs relations mutuelles complexes et dynamiques rendent extrêmement difficile la programmation du convertisseur 5 d'une façon assurant toujours une commutation efficace,, Par exemple, l'impédance de charge imposée par l'enroulement de chauffage au convertisseur varie en grandeur et en phase d'une charge à une autre et pendant chaque opération de chauffage. Le facteur de puissance du circuit réservoir peut par suite varier appréciable-10 ment dans le sens du retard à partir d'une valeur initiale satisfaisante et par suite l'angle de marge du convertisseur peut être réduit à une valeur pour laquelle la commutation n'a plus lieu. Même en supposant un facteur de puissance constant, il existe des possibilités pour que l'angle de marge ne reste pas satisfai-15 sant quand l'angle de déclencement est avancé (c'est-à-dire quand l'angle de retard est réduit) par le régulateur associé pour essayer d'augmenter la valeur de la tensinn et/ou du courant fourni par le convertisseur à la charge pendant un cycle de chauffage. L'invention a pour objet un convertisseur multiplicateur 20 de fréquence comportant un dispositif de protection pour assurer la commutation efficace malgré des variations défavorables de la valeur et du facteur de puissance de la charge alimentée par le convertisseur. L'invention a aussi pour objet un dispositif compatible avec ce dispositif de protection pour permettre J.e fonctionnement du convertisseur avec un angle de marge avantageux. L'invention a aussi pour objet un dispositif pour détecter une défaillance naissante de la commutation dans des convertisseurs statiques de courant. Suivant un mode de mise en oeuvre de 1'invention, un conver-30 tisseur tripleur de fréquence, à commutation synchrone à éléments du type état solide est adapté pour être connecté à un circuit réservoir comportant un groupe de condensateurs et un dispositif pour modifier la capacité afin d'ajouter de la capacité,, et un dispositif de protection pour commander le dispositif faisant varier la 35 capacité quand l'angle de marge du convertisseur décroît à une valeur inférieure à un minimum prédéterminé désirable. Le facteur Q du circuit réservoir a tendance à croître du fait de la capacité ajoutée, et l'angle de marge du convertisseur est ainsi augmenté d'une façon avantageuse. 00053 4 2027746 Des dispositifs pour modifier la capacité convenable pour un convertisseur selon l'invention sont connus, et ils ont déjà été décrits par rapport à des systèmes d'accords automatiques d'une charge dans lesquels ils sont actionnés pour corriger une erreur détectée entre une valeur de référence et le facteur de puissance réel (ou la valeur'réelle) de la puissance fournié au circuit réservoir. Cependant ces dispositifs antérieurs pour régler la puissance ou le facteur de puissance ne protègent pas le convertisseur contre un défaut de commutation résultant d'un angle de marge insuffisant pour toutes les conditions de fonctionnement pouvant être recontrées dans la pratique» Un moyen pour obtenir un signal pour commander le dispositif changeur de capacité ën réponse à une défaillance naissante de la commutation consiste à utiliser un appareil de conversion imitateur qui est l'équivalent à l'échelle réduite et à sensibilité supérieure du tripleur de fréquence. L'appareil imitateur est alimenté par des tensions représentant celles existant aux bornes d'entrée et de sortie du tripleur, reçoit les mêmes signaux de commande et il est combiné pour avoir un angle de marge plus faible afin qu'un défaut de commutation dans l'appareil imitateur anticipe une défaillance correspondante dans le.tripleur. Le dispositif changeur de capacité est actionné en réponse à un défaut de commutation dans l'appareil imitateur pour ajouter de la capacité afin d'empêcher que l'angle de marge soit suffisamment réduit pour provoquer le défaut de commutation dans le tripleur. De préférence, l'angle de déclenchement des signaux de commande pour les soupapes ou les redresseurs respectifs du tripleur de fréquence est entièrement retardé en même temps que lé dispositif changeur de capacité est actionné afin que l'énergie soit effectivement supprimée à partir du circuit réservoir avant la commutation des condensateurs. Suivant un autre mode de mise en oeuvre de 1*invention, le dispositif de protection est combiné aussi pour commander le dispositif changeur de capacité pour retrancher de la capacité au circuit réservoir dans le cas où l'angle de marge du convertisseur dépasse une valeur maximale prédéterminée. Cette caractéristique corrige les dépassements inutiles de modification de la capacité résultant de l'opération d'addition. De plus, la variation résultant du facteur de puissance réduit avantageusement l'angle de marge et permet au convertisseur de fournir à la charge ou dispositif d'utilisation une puissance supérieure pour un angle de déclenchement donné. 70 00053 5 2027746 Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante donnée à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels s - la figure 1 est le schéma général d'un appareil conver-5 tisseur selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 est le schéma du convertisseur 11 de la figure 1, et - 1a. figure 3 est le schéma du circuit imitateur j51 de la figure 1. Xo La figure 1 représente à titre d'exemple un convertisseur de courant électrique 11 connecté entre trois bornes d'alimentation en triphasé A, B, C et deux bornes de sortie X, Y, Les bornes d'entrée A, B, C sont connectées à une source.de courant triphasé sinusoïdal ayant une fréquence fondamentale, par exemple de 50 ou 15 60 Hz fournie par un réseau commercial de distribution électrique en courant triphasé. Les bornes de sortie X et Y sont représentées connectées à un circuit réservoir comprenant une charge monophasée représentée symboliquement par une résistance R en parallèle avec une inductance L, et un groupe de condensateurs en parallèle 20 de valeurs convenables Cl, C2, CT5, C4, etc. La charge ou dispositif d'utilisation est en fait un enroulement de chauffage par induction ou un dispositif analogue, et par suite elle est représentée sous la forme d'une inductance variable L. Le groupe de condensateurs comporte un dispositif changeur 25 de capacité qui comprend un certain nombre de contacts ,12 qui sont actionnés sélectivement par un mécanisme de commutation de condensateurs 1>. Le fonctionnement.du changeur de capacité modifie la valeur de la capacité C en parallèle avec l'inductance .L dans le circuit réservoir. Dans la pratique, un commutateur à 30 contacts multiples -commandé par une came rotative entraînée par un moteur ou un groupe de commutateurs pas à pas électromécaniques peut être utilisé dans ce but. Les détails du mécanisme 13 ne sont pas représentés car ils ne sont pas indispensables pour comprendre l'invention. Il suffit de noter que les contacts 12 sont actionnés 25 sélectivement d'une façon appropriée pour ajouter de la capacité à la réception d'un signal de commande d'augmentation et pour réduire la capacité à la réception d'un.signal de commande de réduction. Il sera noté aussi qu'à la fin de chaque opération de change 00053 2027746 ment de capacité, le mécanisme 13 envoie par le conducteur 14 un signal momentané pour signaler la fin de cette opération. Le convertisseur 11 est de préférence du type à éléments à l'état solide, synchrone, pour alimenter l'enroulement de chauffage par induction du circuit réservoir avec un courant alternatif d'une fréquence harmonique prédéterminée (par exemple le troisième harmonique ou 150 ou 180 Hz suivant la fréquence du réseau). La figure 2 représente une forme simplifiée du circuit de puissance d'un tel convertisseur. Le convertisseur représenté est un tripleur de fréquence qui comporte un transformateur de puissance triphasé 15,un groupe 16 de six soupapes, et une bobine de réactance 17. Les primaires du transformateur 15 sont connectés en triangle entre les bornes d'entrée A, B et C. Les enroulements secondaires correspondants sont connectés en étoile, le neutre étant connecté par un conducteur 18 à la borne de sortie Y. Les autres sorties des secondaires sont connectées aux conducteurs A', B' et C', et il est supposé la rotation classique des phases A'-B'-C'. Les soupapes du groupe 16 sont désignées 21 à 26. Ces soupapes sont de préférence des redresseurs commandés semiconducteurs (appelés aussi des thyristors) et ils sont connectés de la façon représentée sur la figure 2 pour former un circuit en pont triphasé dont les bornes du côté alternatif sont connectées aux conducteurs A1, B' et Cr et dont les bornes pour le courant continu P et N sont de préférence connectées à une réactance 17. La réactance 17 est divisée en deux moitiés L1 et L2 et la borne de sortie X est connectée directement au point milieu de la réactance. Par l'application aux électrodes de commande respectives des six redresseurs 21 à 26 d'une série de signaux de commande ou de déclenchement engendrés cycliquement, les redresseurs sont déclenchés suivant une séquence numérique en synchronisme avec la tension triphasée, et une tension monophasée à la fréquence du troisième harmonique (c'est-à-dire 150 ou 180 Hz) apparaît sur les bornes de sortie X,Y„ Chacun des redresseurs 21 à 26 reste conducteur pendant approximativement un sixième ou moins du. cycle complet de la tension entrante, et pendant chaque période de conduction une phase différente de l'entrée est connectée.à son tour aux bornes de sortie d'après le tableau suivant s : 70 00053 7 2027746 Redresseur conducteur . Phase 21 A '+ 22 C*- 23 B' + 5 24 A1- • 25 C'+ 26 B'- Le dispositif pour engendrer cycliquement lessignaux nécessaires de déclenchement est représenté sur la figure 1 par le 10 rectangle 27 qui représente des circuits portes.Ces circuits portes peuvent être de n'importe quel type convenable pour produire en . synchronisme avec la tension alternative d'alimentation une série de signaux de déclenchement pour le déclenchement cyclique du convertisseur 11 dans l'ordre numérique indiqué ci-dessus.Un 15 circuit pouvant être utilisé dans ce but est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.095.513» Le rythme des signaux de déclenchement est déterminé par les circuits associés de commande pricipale, de régulation et de contrainte qui sont représentés ensemble dans le rectangle 28 sur la figure 1 dans un 20 but de simplification. Cet ensemble comprend un dispositif classique régulateur de tension avec un limiteur de courant de dépassement pour envoyer aux circuits portes 27 un signal d'erreur 29 de valeur réglable. L'angle de déclenchement des signaux périodiques de déclenchement engendrés par les circuits portes 27 dépend de la 25 valeur du signal d'erreur 29. Tant que les signaux de déclenchement pour les redresseurs respectifs du groupe 16 de la figure 2 sont caractérisés par un angle de déclenchement compris environ dans la plage de 60° à l8o°, le corf/ertisseur tripleur de fréquence fonctionne sur le mode "dis-30 continu" et les redresseurs sont conducteurs successivement pendant les intervalles inférieurs à 60° électriques. En avançant l'angle de déclenchement jusqu'au voisinage de 60° ou moins, les intervalles respectifs de conduction sont étendus à 60° ou plus, ce qui se traduit par un fonctionnement sur le mode "continu". La réactance 35 17 permet n'importe quelle conduction à recouvrement entre les redresseurs désignés par des références impaires et ceux désignés par des références paires. Cette bobine de réactance sert aussi avantageusement à limiter la pente du courant (di/dt) dans-chaque redresseur et à permettre le fonctionnement en parallèle d'autres 70 00053 8 2027746 convertisseurs similaires pour l'augmentation de l'énergie électrique fournie au dispositif d'utilisation. Habituellement, quand le régulateur 28 essaie automatiquement de rendre maximale la puissance fournie à la charge, il demande le fonctionnement du convertisseur 5 sur le mode "continu" avec un angle de déclenchement p.vancé dans toute la mesure permise par les limites de construction et de blocage» Aussi bien pour le fonctionnement sur le mode continu que sur le mode discontinu^ l'angle réel de marge du convertisseur 10 représenté doit toujours être supérieur au temps de coupure caractéristique des thyristors utilisés pour constituer les soupapes ou redresseurs 21 à 26 afin de permettre une commutation efficace de ces redresseurs pendant chaque cycle de fonctionnement. En cas de défaut de commutation d'un redresseur en raison.d'un angle de 15 marge insuffisant, ce redresseur reste conducteur simultanément avec la conduction du redresseur suivant à un moment où les tensions à l'entrée sont telles qu'elles font circuler un courant de dérangement d'une valeur excessive à travers le pont 16. La correction de cette condition nécessite un dispositif de.protection 20 contre les surintensités et entraîne des interruptions indésirables du fonctionnement. Comme il a été expliqué ci-dessus, la valeur de l'angle de marge du convertisseur dépend des relations mutuelles entre plusieurs facteurs variables comportant principalement l'angle de 25 déclenchement, la valeur ohmique du dispositif d'utilisation fonctionnant à 150 ou 180 Hz connecté aux bornes de sorties X, Y du tripleur de fréquence, et le facteur de puissance du dispositif d'utilisation. Dans un appareil convertisseur tel que décrit jusqu'ici, il est toujours possible qu'une combinaison de ces para-30 mètres se traduise par un angle de marge insuffisant pour maintenir la commutatioii. La valeur de l'impédance de charge ainsi que le facteur de puissance réelle de la charge ont tous deux tendance à varier dans-la pratique parce que ni la résistance R ni l'impédance L du dispositif de chauffage par induction ne sont constantes. Pour 35 une valeur donnée de l'impédance de charge, l'angle de marge du convertisseur a tendance h décroître quand le facteur de puissance du dispositif d'utilisation varie dans le sens du retard. L'angle de déclenchement du convertisseur est lui-même variable, étant avancé d'environ l8o° au voisinage de 60° pour augmenter la valeur 70 00053 9 2027746 efficace de la tension de sortie à la fréquence du troisième harmonique, et cela tend aussi à réduire l'angle de marge,' Pendant le fonctionnement, la valeur de l'impédance de charge augmente aussi parfois de sorte que la puissance réelle fournie par le 5 convertisseur au dispositif d'utilisation a tendance à décroître, et pour essayer de maintenir la valeur désirée de la puissance, le régulateur répond automatiquement en ajustant le signal d'erreur pour avancer de la valeur convenable l'angle de déclenchèment. Comme il a été indiqué ci-dessus, cela a l'inconvénient de réduire 10 lrangle de marge du convertisseur en l'absence d'une compensation par une augmentation appropriée de l'angle de phase d'avance du courant par rapport à la tension (c'est-à-dire une variation du facteur de puissance du dispositif d'utilisation dans le sens de l'avance). Malgré la difficulté d'analyse et de prédiction'de toutes 15 ces variables ainsi que d'autres, le défaut de commutation peut être évité dans le convertisseur er. utilisant l'invention, de la façon décrite ci-après. Conformément à l'invention, une commutation efficace peut être assurée dans toutes les conditions de fonctionnement par la 20 commande du dispositif de commutation des condensateurs 1> pour ajouter de la capacité au circuit réservoir quand l'angle de marge du convertisseur 11 devient inférieur à une valeur minimale prédéterminée de sécurité. De ce fait l'avance du facteur de puissance du circuit d'utilisation est augmentée et l'angle de marge est 25 augmenté proportionnellement. L'angle de marge minimal prédéterminé est choisi de façon qu'il soit bien au-dessus du temps de coupure des thyristors formant les redresseurs 21 à 26 du convertisseur 11. Le dispositif de protection selon l'invention commande ainsi le changeur de capacité pendant que l'angle réel de marge est encore 30 suffisant; en fait, il détecte un défaut naissant de commutation et démarre en temps voulu l'action de correction. Le dispositif de protection décrit ci-dessus peut avoir au moins deux formes de base différentes. Suivant l'une de ces formes, la détermination d'un angle de marge inférieur à la valeur désirée 35 est obtenu en utilisant un appareil convertisseur imitateur décrit ..en détail ci-après. Suivant un mode de mise en oeuvre préféré, l'angle réel de marge est détecté et il est comparé à une référence appropriée. Ce mode de mise en oeuvre est celui décrit dans une demande antérieure de la demanderesse. 70 00053 10 2027746 L'appareil convertisseur imitateur est représenté sur la figure 1 par le rectangle 31. Ce circuit est connecté aux bornes d'entrée et aux bornes de sortie du convertisseur 11 et aux circuits portes 27. Les détails intérieurs du circuit 31 sont repré-5 sentés sur la figure 3 et sont décrits ci-après, et une impulsion sortante est produite sur une borne 32 en réponse immédiate au passage de l'angle de marge du convertisseur 11 à une valeur inférieure à la valeur minimale prédéterminée considérée ci-dessus. L'impulsion transmise par la borne 32 pour commander un circuit 10 d'excitation 33 qui à son-tour transmet un signal de commande d'augmentation au dispositif commutateur 13. Le signal de commande d'augmentation prend fin quand le circuit d'excitation 33 est remis au repos par le signal 14 produit par le circuit 13 à la fin de l'opération de commutation des condensateurs» 15 Comme le montre la figure 1, le même signal de commande est utilisé pour commander un circuit auxiliaire de retard de phase 34 pour le régulateur 28 qui ajuste en conséquence le signal d'erreur 29 dans le sens voulu et avec la valeur voulue pour retarder complètement l'angle de déclenchement des signaux de déclenchement 20 engendrés par les circuits portes 27. Le dispositif de protection provoque par ce fonctionnement la réduction à zéro de la tension -à la sortie du convertisseur 11 de sorte que l'excitation du groupe de condensateurs est interrompue pendant la commutation des contacts 12. Ce résultat est de préférence obtenu en, combinant le circuit 25 34 de façon à supprimer temporairement le signal" de référence pour lè dépassement de la limite du courant dans le régulateur 28, le signal de référence étant prévu pour croître en pente quand le circuit 34 cesse d'être excité à la fin du signal de commande. De ce fait, après une opération de commutation de la capacité l'angle 30 de déclenchement du convertisseur 11 n'est pas avancé de façon abrupte à partir de son état de retard complet, et le circuit réservoir est à nouveau excité d'une façon ordonnée. La figure 3 représente les détails du circuit imitateur 31-Ce circuit convertisseur Imitateur est l'équivalent à échelle 35 réduite et à sensibilité supérieure du convertisseur de puissance 11, et dans ce but il comporte six éléments commutateurs commandés 4l à 46 connectés pour former un circuit en pont 38 semblable au pont 16 du convertisseur 11. Les bornes pour le courant alternatif du pont 36 sont connectées aux bornes des trois phases A', B' 70 00053 ii 2027746 èt C' du circuit de puissance par l'intermédiaire d'un transformateur triphasé auxiliaire 35 qui comporte des enroulements secondaires en zig-zag, de la façon représentée. Le. neutre 38 du transformateur et les bornes pour le courant 5 continu .du pont 36 sont connectés aux bornes X et Y du dispositif d'utilisation par l'intermédiaire d'un transformateur dé tension monophasé à 150 ou l80 Hz dont la tension secondaire peut être réduite de façon réglable par un transformateur auxiliaire 48. Le dispositif à réactance 17. du convertisseur de puissance 11 est 10 représenté dans le circuit de la figure 3 par deux inductances linéaires 27£ et 37n ayant le même coefficient de couplage que les inductances L1 et L2 considérées 'ci-dessus. Des connexions, non représentées, sont établies entre les électrodes de commande des six éléments commutateurs 4l à 46 et les circuits portes 27 15 qui engendrent les signaux de déclenchement pour le convertisseur de puissance 11, de sorte que ces éléments de commutation sont rendus conducteurs séquentiellement en réponse aux signaux de déclenchement et en synchronisme avec le fonctionnement des redresseurs principaux 21 à 26. 20 Les différents éléments et les paramétres du circuit conver tisseur imitateur de la figure 3 sont choisis de façon convenable pour que le fonctionnement de ce circuit soit essentiellement la reproduction de celui du convertisseur de puissance 11, mais cependant avec un angle de marge relativement plus petit.' L'expression 25 relativement plus petit est utilisée, pour indiquer que quand le convertisseur de puissance 11 fonctionne avec un angle réel de marge juste égal à la valeur minimale prédéterminée de sécurité, l'angle de marge du convertisseur imitateur 31 est approximativement égal au temps de coupure caractéristique des éléments de 30 commutation 4l à 46. Le défaut de commutation a par suite lieu dans le circuit imitateur quand l'angle de marge est encore suffisant pour assurer une commutation efficace dans le convertisseur de puissance 11. Ce résultat peut être obtenu par une réduction de la mesure de la tension de sortie introduite dans le circuit 35 imitateur par les transformateurs 47 et 48 et en établissant un léger retard des tensions.de sortie du secondaire en zig-zag du transformateur 35. En variante, l'angle de déclenchement des signaux de déclenchement appliqués aux éléments commutateurs 41 à 46 du 70 00053 12 2027746 circuit imitateur peut être légèrement avancé par rapport à l'angle de déclenchement des signaux de déclenchement appliqués aux redresseurs principaux 21 à 26 du convertisseur de puissance 11. Ainsi qu'il ressort de la figure .3» le circuit entre le transformateur 5 auxiliaire 48 et l'inductance du coté positif 37£ du circuit convertisseur imitateur comporte une diode série 49£ avec des polarités en opposition à celles des éléments commutateurs impairs 41, 43 et 45, et le circuit entre le transformateur 48 et l'inductance du côté négatif 37n comprend une diode série 49n avec des polarités 10 en opposition à celles des éléments commutateurs pairs 42, 44 et 46é Les diodes 49£ et 49n sont normalement-polarisées continuellement dans le sens direct par le courant I fourni par une source dè courant constant 50 connectée directement aux bornes de l'ensemble de ces deux diodès. L'amplitude du courant I est supérieure à 15 l'amplitude de crête du courant de charge du circuit imitateur établi normalement par les éléments commutateurs 41 à 46 pendant le fonctionnement normal du convertisseur imitateur mais elle est inférieure à l'amplitude d'un courant de dérangement qui autrement aurait tendance à exister en cas de défaillance de la commutation. 20 Le but de cette combinaison est de: permettre un fonctionnement sur du convertisseur imitateur en cas de défaut de commutation. Tant que le convertisseur imitateur 31 fonctionne à l'état normal, les diodes 49£ et 49£ sont polarisées dans le sens direct et la chute de tension dans le circuit entre les inductances 37£ 25 et 37n est négligeable. En cas de défaut de commutation, le mode de fonctionnement du convertisseur imitateur est changé et le courant de dérangement dans les éléments commutateurs simultanément conducteurs augmente rapidement jusqu'à une valeur égale à l'amplitude du courant I, de sorte qu'au moins l'une des diodes 49£ et 49n est 30 polarisée dans le sens inverse (sens bloquant) et le courant de dérangement est limité sensiblement à ce niveau par la source de courant constant 50. A chaque cycle de fonctionnement, cette valeur limitée du courant de dérangement prend finalement fin par l'action des tensions à l'entrée et de la tension appliquée à la charge, 35 mais le défaut de commutation revient cycliquement jusqu'à ce que l'angle de déclenchement du signal de déclenchement soit retardé ou qu'un angle de marge suffisant soit rétabli. Un détecteur de tension 51 est connecté aux bornes de la combinaison série de diodes 49£ et 49n pour produire une impulsion signalant le défaut 70 00053 13 2027746 de commutation sur la borne 32, en réponse à l'apparition d'une tension de blocage aux bornes des diodes quand le courant de dérangement atteint le niveau limité considéré ci-dessus. - Pour certaines applications de l'appareil convertisseur de 5 puissance selon l'invention, il peut être désirable aussi que le système réponde à des angles de marge exagérément importants en réduisant la capacité du circuit réservoir afin dë changer de façon délibérée le facteur de puissance du dispositif d'utilisation dans le sens du retard pour réduire l'angle de marge du convertisseur. 10 L'angle réel de marge peut ainsi être maintenu dans une plage désirée avec une valeur minimale suffisamment élevée pour une commutation sûre et une valeur maximale suffisamment faible pour permettre les conditions économiques optimales d'installation de l'équipement et de son fonctionnement. Dans ce but, conformément à l'invention, 15 un second convertisseur imitateur (non représenté, semblable au circuit 31» mais caractérisé par un angle de marge encore plus faible, peut être utilisé. En raison de son angle de marge relativement faible, obtenu par un choix convenable des paramètres, le second convertisseur imitateur fonctionne à l'état de défaut de 20 commutation tant que l'angle de marge du convertisseur de puissance est dans la plage désirée. Si l'angle réel de marge augmente au delà de la plage désirée, le second convertisseur imitateur passe automatiquement au fonctionnement "normal" et un signal de commande de "réduction" peut être produit sur une borne 52 (figure l) par 25 un détecteur de tension et un circuit logique approprié en réponse à ce changement d'état. Comme il a été expliqué ci-dessus, le mécanisme commutateur des condensateurs 15 est construit pour faire fonctionner le contact 12 de façon à retrancher une capacité du circuit réservoir quand il reçoit un signal de commande de réduction, 30 et l'angle de déclenchement du convertisseur 11 est entièrement retardé pendant cette opération de commutation. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte, de son cadre. Par exemple, la caractéristique 35 de principe du dispositif imitateur peut être utilisée pour détecter la défaillance naissante de la commutation de convertisseurs de puissance d'autres types que les multiplicateurs de fréquence à commutation synchrone à éléments de commutation en semiconducteurs. 70 00053 2027746 REVENDICATIONS 1. Convertisseur électrique du type synchrone à éléments commutateurs du type étd^soLfcfe comportant un jeu de bornes d'entrée pour être connectées à une source de courant polyphasé-ayant une fréquence fondamentale donnée, une paire de bornes de sortie pour 5 être connectées à un circuit réservoir comportant une charge d'inductance variable et un groupe de condensateurs avec un dispositif changeur de capacité pour ajouter de la capacité, un dispositif comportant plusieurs soupapes électriques pour le courant de la charge entre les bornes d'entrée et les bornes de sortie, un dispositif 10 générateur de signaux de commande pour provoquer cycliquement la conduction des soupapes suivant une séquence correcte pour alimenter le circuit réservoir en courant alternatif d'une fréquence égale à un multiple prédéterminé de la fréquence fondamentale, et un dispositif pour déterminer l'angle de déclenchement caractéristique pour 15 provoquer la conduction des soupapes, caractérisé par un dispositif de protection couplé au convertisseur et au dispositif changeur de capacité pour commander celui-ci quand le convertisse!*" fonctionne avec un angle de marge inférieur à une valeur prédéterminée, pour ajouter de la capacité afin d'augmenter l'angle de marge. 20 2. Convertisseur électrique selon la revendication 1 carac térisé en ce que le dispositif de protection comprend un convertisseur imitateur, ce convertisseur imitateur étant l'équivalent à écîielle réduite et à sensibilité supérieure du convertisseur de puissance, le convertisseur imitateur étant couplé aux bornes dren-25 trée et aux bornes de sortie, et au dispositif générateur de signaux de commande et ayant un angle de marge relativement plus petit que l'angle de marge du convertisseur de puissance, le dispositif protecteur comportant de plus un dispositif pour faire fonctionner le changeur de capacité en cas de défaut de commutation dans le con-30 vertisseur imitateur. 3. Convertisseur électrique comportant un groupe dè bornes d'entrée pour être connectée à une source de courant sinusoïdal polyphasé ayant une fréquence fondamentale donnée, une paire de bornes de sortie pour être connectées à un circuit réservoir comportant 35 une charge d'inductance variable et un groupe de condensateurs avec un dispositif changeur de capacité pour ajouter ou retrancher de la capacité en fonction d'un signal de commande, un dispositif 70 00053 15 2027746 comprenant plusieurs soupapes électriques entre' les bornes d'entiée et de sortie.pour le passage du courant vers la charge, les soupapes étant rendues conductrices cycliquement suivant une séquence convenable pour fournir au circuit réservoir un courant d' une fré-5 quence égale à un multiple prédéterminé de la.fréquence fondamentale, et un dispositif de commande pour déterminer l'angle'de déclenchement caractéristique pour la conduction des soupapes, caractérisé par un dispositif pour produire un signal de commande en réponse au fonctionnement du.convertisseur avec un angle réel de marge se trou-10 vant en dehors d'une plage désirée d'angles de marge, le dispositif changeur de capacité étant actionné par le signal de commandé pour changer la capacité dans un sens tendant à ramener 1'angle de marge dans la plage désirée. 4. Convertisseur de courant selon la revendication J ca-25 ractérisé par un dispositif pour retarder temporairement l'ange de déclenchement en réponse au signal de commande. 5. Convertisseur électrique selon la revendication 3 caractérisé en ce que le dispositif générateur de signal de commande produit un premier signal de commande quand l'angle de marge devient 20 inférieur à un minimum prédéterminé et produit un second signal de commande quand l'angle de marge dépasse un maximum prédéterminé, le dispositif changeur de capacité étant actionné par le premier signal décommandé pour ajouter de là capacité et par le second signal de commande pour retrancher de la capacité. 25 6. Convertisseur électrique selon là revendication 3 ca ractérisé en ce que le dispositif générateur de signal de commande est un convertisseur imitateur constitué par un équivalent à échelle réduite et à sensibilité supérieure du convertisseur- de puissance, ce convertisseur imitateur comprenant plusieurs éléments de commuta-30 tion commandés couplés aux bornes d'entrée et de sortie et rendus conducteurs en synchronisme avec la commande des soupapes du convertisseur principal, et un dispositif pour permettre le fonctionnement du convertisseur imitateur soit dans un état normal soit dans un état de défaut de commutation, le convertisseur imitateur étant 35 caractérisé par un angle de marge différent de l'angle de marge du convertisseur principal et le signal de commande étant produit en réponse à un changement de l'état de fonctionnement du convertisseur imitateur. 70 00053 16 2027746 7* Convertisseur électrique selon la revendication 6 caractérisé par deux convertisseurs imitateurs, le premier convertisseur imitateur étant caractérisé par un angle de marge relativement plus petit que celui du convertisseur principal et étant com-5 biné—pour - produire un premier1 signal de commande en cas de changement d'un état de fonctionnement normal à un état de fonctionnement avec défaut de commutation, et le second convertisseur imitateur étant caractérisé par un angle de marge relativement plus petit que l'angle de marge du premier convertisseur imitateur et étant combiné 10 pour produire tin second signal en cas de changement de son état de fonctionnement avec défaut de commutation à son état de fonctionnement normal, le changeur de capacité étant actionné par le premier signal de commande pour ajouter de la capacité et par le second signal de commande pour retrancher de la capacité. 15 8. Convertisseur électrique comportant plusieurs soupa pes électriques du type état solide pour la conduction d'un courant de charge entre un groupe de bornes d'alimentation et un groupe de bornes de sortie vers la charge, au moins l'un de ces groupes étant alimenté par un courant alternatif, et un dispositif pour engendrer 20 pendant chaque cycle du courant alternatif une famille de signaux de déclenchement pour provoquer la conduction des soupapes suivant une séquence prédéterminée, caractérisé par un dispositif détecteur de défaut naissant de commutation comprenant un convertisseur imitateur, ce convertisseur Imitateur étant l'équivalent à échelle rédui-25 te et à sensibilité supérieure du convertisseur principal, un premier dispositif pour connecter le convertisseur imitateur aux bornes d'alimentation, un second dispositif pour connecter le convertisseur imitateur aux bornes de la charge, un troisième dispositif pour connecter le convertisseur imitateur au dispositif générateur 30 cle signaux de déclenchement, les paramètres du dispositif détecteur étant choisis pourcjê le convertisseur imitateur fonctionne en synchronisme avec le convertisseur principal mais avec un angle de marge relativement plus petit, et un dispositif pour signaler tout défaut de commutation dans le convertisseur imitateur. 35 9. Convertisseur électrique selon la revendication 8 caractérisé en ce que le convertisseur imitateur comprend plusieurs éléments de commutation commandés connectés entre le premier et le * second dispositif et combinés pour former un circuit constituant 70 00053 17 2027746 un imitateur du convertisseur principal, les éléments de commutation étant rendus conducteurs séquentiellement en réponse aux signaux de déclenchement, et un dispositif connecté dans le circuit avec les éléments de commutation pour limiter le courant de ces 5 éléments à un niveau maximal supérieur à la valeur du courant normal pendant le fonctionnement normal mais inférieur à la valeur d'un courant de dérangement qui autrement aurait tendance à être établi en cas de défaut de commutation, le dispositif de signalisation répondant à l'arrivée au niveau maximal du courant de déran-xo gement. 10. Convertisseur électrique selon la revendication 9 caractérisé en ce que les bornes d'alimentation sont connectées à une source de courant alternatif déphasé et le premier dispositif est un transformateur dont les enroulements sont combinés pour X5 que la tension appliquée au convertisseur imitateur soit en retard sur la tension appliquée aux bornes d'alimentation.