Brevet FR2044809A1 — publié le 19710226

-1 - 2044809 Dans les convertisseurs et les interrupteurs ainsi que dans les circuits avec impédance réglable, on rencontre souvent le problème de transformer une tension alternative, qui apparait aux bornes d'un élément du circuit, en une tension continue pro-5 portioimelle, pour des questions de mesure et de régulation. Mais la mesure de la tension alternative se heurte le plus souvent à une difficulté, c'est que - ce qui serait favorable au point de vue de la mesure - ce n'est pas l'élément de circuit considéré qui est raccordé directement à un.potentiel de référence approprié 10 pour la mesure, par ex. le point neutre d'un réseau à courant alternatif, mais un autre élément du circuit. La tension alternative qui apparait aux bornes de l'élément de circuit considéré peut bien être mesurée à partir du potentiel de référence en effectuant la différence des tensions alternatives aux bornes du mon-15 tage en série des deux éléments du circuit et aux bornes de l'élément qui est relié directement au potentiel de référence. Cette méthode n'est cependant pas intéressante. La permutation des bornes des deux éléments de circuit n'est pas toujours avantageuse, en particulier quand l'autre 0 élément de circuit doit également être considéré au point de vue de la technique de la mesure. Une solution connue de ce problème de mesure consiste à transmettre la tension alternative ou bien le courant alternatif circulant dans un élément de circuit non raccordé à un potentiel 25 de référence, au moyen d'un convertisseur de mesure à transformateur, à un circuit sans potentiel fixe (circuit secondaire) qui peut être relié directement au potentiel de référence et de la transformer eh une tension continue au moyen d'un dispositif de conversion approprié. Une tension continue qui est par exemple 30 proportionnelle à la valeur arithmétique moyenne en fonction du temps de la tension alternative redressée peut, comme on le sait, être obtenue au moyen d'un redresseur et d'un élément intégrateur qui suit le redresseur, de préférence un circuit RC dans lequel les constantes de temps à la charge et à la décharge ont à peu 35 près la même valeur. L'invention utilise également ces moyens connus pour obtenir une tension continue proportionnelle à la valeur arithmé 70 18621 - 2 - 2044809 tique moyenne de la tension alternative redressée. L'invention se rapporte à un circuit pour la transmission et la conversion sans transformateur d'une tension alternative et se propose d'obtenir, à partir de la tension alternative, une tension continue, mesura-5 ble à partir d'un potentiel de référence, tension qui est proportionnelle à la tension alternative, par exemple une tension continue proportionnelle à la valeur moyenne de la tension alternative redressée. Dans les convertisseurs à commande de phase, par ex. 10 les onduleurs et des régulateurs à courant alternatif, à chaque période de la tension alternative, on connecte au moins une fois l'organe de réglage, de sorte que la valeur moyenne se rapporte obligatoirement à une période de la tension alternative. Par contre, dans les interrupteurs à courant alternatif, on connecte sur 15 le circuit d'utilisation, en choisissant la cadence de répétition, des trains de périodes complètes groupées de la tension alternative d'alimentation, l'organe de réglage étant raccordé chaque fois à un passage par zéro de la tension alternative, de sorte qu'ici la valeur moyenne se rapporte à la période de répétition. 20 Le circuit suivant l'invention consiste à monter en parallèle sur le circuit qui comporte en série le convertisseur statique, l'interrupteur ou l'impédance réglable et le circuit de consommation, une diode redresseuse suivie d'un diviseur de tension composé de deux résistances ohmiques dont l'une est reliée à 25 un condensateur en dérivation et est raccordée au potentiel de référence ainsi qu'au convertisseur statique, à l'interrupteur ou à l'impédance de réglage et à connecter entre le point d'interconnexion des résistances du diviseur de tension et le point de raccordement du convertisseur statique, de l'interrupteur ou de 30 l'impédance de réglage avec le circuit de consommation une branche de circuit à conductibilité unidirectionnelle, dans laquelle se trouve une résistance et une seconde diode redresseuse connectée avec la même..polarité. , Pour obtenir, aux bornes de la capacité en dérivation, 35 une tension continue proportionnelle à la tension alternative, suivant une autre réalisation de l'invention, les résistances et la capacité du circuit sont choisies de telle, manière que la 70 18621 2044809 résistance du diviseur-- de tension, aux bornes de laquelle est raccordée la capacité,, a une faible résistance ohmique par rapport à la seconde résistance du diviseur de tension et à la résistance de.la branche.de circuit à conductibilité unidirectionnelle ainsi 5 qu'à la résistance du circuit de.consommation et qu'en outre la constante de temps de l'élément RC en dérivation est faible par rapport a. la période de la tension alternative et qu'en outre la seconde résistance du diviseur de tension a une forte valeur ohmique et que la -résistance de la branche du circuit à conductibilité 10 unidirectionnelle est également de grande valeur. L'invention va être expliquée ci-après au moyen d'un exemple de réalisation représenté par la figure. Cette figure représente le circuit pour la transmission et la conversion de la tension alternative du circuit d'utilisa-15 tion en une tension continue proportionnelle à la tension du circuit d'utilisation et mesurable à partir du point neutre d'un réseau triphasé avec un convertisseur, fonctionnant en régulateur de courant alternatif comportant dieux thyristors montés en antiparallèle, qui est monté en série avec le circuit d'utilisation 20 dans une phase du réseau triphasé. Sur la figure, le circuit du courant principal avec le régulateur de courant alternatif et le circuit de consommation sont représentés en traits plus forts que le circuit suivant l'invention. Le circuit principal est constitué par le montage en 25 série de deux thyristors 1 et 2 connectés en antiparallèle, avec le circuit d'utilisation 3 et est raccordé entre la phase P et le point neutre EPL du réseau à courant alternatif. 'Comme on l'a déjà signalé, le montage en antiparallèle des thyristors fonctionne en interrupteur pour courant alternatif. Dans ce circuit, on utilise 30 le potentiel du point neutre comme potentiel de référence poulies mesures et la tension alternative aux bornes du circuit cl utilisation 3 doit être transformée" en une tension continue proportionnelle à la valeur moyenne de la tension alternative redressée et doit être transmise à un élément du circuit qui est relié direc-35 ternent au point neutre, pour que la tension continue puisse être mesurée à partir de ce potentiel de référence. C'est à cela que sert le circuit suivant l'invention. Il est constitué par un di- BAD OR/GINAL 2044809 viseur de tension ohmique 5»6 qui est raccordé par l'intermédiaire d'une diode redresseuse 4 entre la phase P et le point neutre MPL, avec en outre une capacité 7S montée en dérivation sur la résistance 6 du diviseur de tension, et, entre le point de con-5 nexion entre les résistances du diviseur de tension et le point de liaison A du régulateur de courant alternatif, avec, le circuit d'utilisation, une branche de circuit à conductibilité unidirectionnelle comportant une diode redresseuse 3 et une résistance 9 qui ne laisse passer le courant qu'en direction du point de liai-10 son A, Parmi les résistances du dispositif, la résistance 5 du diviseur de tension et la résistance 3 dans la branche transversale ont une grande valeur ohmique par- ex„ quelques centaines de kOhm et ont la même valeur» La résistance 6 du diviseur de tension 15 est de faible valeur par rapport à ces résistances, mais est cependant élevée par rapport à la résistance du circuit dutilisation 3° Pour la charge et la décharge de la capacité 7,.ce qui est déterminant avec ce diviseur de tension, c'est la constante de temps Rr x Cr, de l'élément RC en parallèle. Cette constante de KJ f 20 temps doit être grande vis à vis de la durée d'une période du réseau. Comme les constantes de temps pour la charge et la décharge de la capacité 7 sont égales, sans la branche transversale du circuit 8j9 on sait que lrcn aurait une tension continue aux bornes de la capacité 7? qui serait proportionnelle à la valeur 25 moyenne de la tension alternative entre P et MPI. Par suite de la présence de la branche de circuit 8,9 à conductibilité unidirectionnelle, tant que les thyristors 1 et 2 bloquent le passage du courant, les charges ne peuvent pas s'additionner aux bornes de la capacité 7 et pratiquement, on a aux bornes du condensateur une 30 tension alternative purement symétrique. Tant qu'aucun courant ne circule et qu'il n'y a pas de tension aux bornes du circuit d'utilisation 3, on nsa pas de tension sur l'élément RC en parallèle, par contre, si les thyristors 1 et 2 laissent passer le courant, le point A entre le régulateur de courant alternatif 1, 2 et le' 35 circuit; d'utilisation 3 prend en permanence à peu près le potentiel du point neutre MPL„ En parallèle sur l'élément RC 6,7 est alors connectée en permanence la résistance 9. Tant que le thyris- 70 18621 bad original 70 18621 - 5 - 2044809 tor 2 laisse passer le courant rien d'essentiel ne change dans la répartition de la tension. Par contre quand le thyristor 1 laisse passer le courant, les diodes redresseuses 4 et 8 sont bloquées par la tension du circuit d'utilisation et la capacité 7 ne peut 5 plus se décharger que dans la résistance 6. La constante de temps RgC^ est, dans le cas actuel, choisie grande vis à vis de la période de la tension alternative, de sorte qu'avec chaque demi-période pendant laquelle le thyristor 2 laisse passer le courant dans le circuit d'utilisation, la tension aux bornes de l'élément 10 RC en parallèle 6,7 augmente peu à peu avec la polarité indiquée jusqu'à ce que finalement, après un nombre déterminé de périodes du courant alternatif, la tension devienne stationnaire et prenne une valeur qui, par rapport à la répartition de la tension, est proportionnelle à la tension alternative aux bornes du circuit 15 d'utilisation. En première approximation, le facteur de proportionnalité se détermine à partir des hypothèses E5 = E9» ES E5» R3 et V7» T 20 Rnj- désigne les valeurs des résistances repérées par , la valeur de la capacité en dérivation et T la durée d'une période du courant alternatif. Il en résulte que dans la branche 4,5 circule un courant i - va -g continu I-, = 1/2 et dans la branche transversale 8,9 un 5 / U? 25 courant continu Ig = 1/2 de sorte que dans la résistance 6 le courant vaut *3 = I1 ~ X2 = SE~~ U3 5 ce qui donne une tension de mesure = 1^ „Rg = -£§- 5 30 Pour éviter des erreurs dans le cas -où les résistances Rpj et Rg n'ont pas exactement la même valeur, on peut intercaler, entre la branche transversale 8,9 et l'élément RC 6,7 » une résistance supplémentaire 5' dans le diviseur de tension. Sn supposant que R^ , Rg^R^, on obtient, quand la 35 borne K-^ est positive, un courant j+ _ _^5J_^6 _^2 + 1/2 U3 70 18621 - 6 - 2044809 v2 et quand la "borne K2 est positive, un courant I^ = --«■— j 1 de sorte que, pour une période complète du courant alternatif, on obtient un courant + _ U3 13 = 15 - I3 = es qui donne aux bornes de la résistance 6 une tension de mesure r6 % - U3 . 70 18621 2044809 1) Circuit pour la trsnsisission et la conversion sans transformateur d'une tension alternative en une-tension continue mesurable à partir d'un potentiel de référence, destiné à des 5 convertisseurs statiques et à des interrupteurs ainsi qu'à des circuits à impédance réglable-en utilisant un redresseur et un élément intégrateur HC caractérisé par le montage en dérivation, sur la oir.;-uit comporte en série le convertisseur statique, 1*interrupteur oa 15impédance réglable (1,2) et le circuit de con-10 sommation (3)s d'une diode redresseuse (4) suivie d'un diviseur de tension composé de deux résistances ohmiques (5,6) dont l'une (6) est reliée à un condensateur (7) en dérivation et est raccordée au potentiel de référence ainsi qu'au convertisseur statique, à l'interrupteur ou à l'impédance ds réglage (ls2)s par la con--15 nexion, entre le point de liaison des résistances du diviseur de tension (5S6) et le point de liaison (A) du convertis s eLir statique, de I - interrupteur ou de l'impédance de réglage (1,2) avec le circuit de consommation (3), d'une branche de circuit à condvicti-bilité unidirectionnelle dans laquelle se trouve une résistance 20 (Ç) et une seconde diode redresseuse (8) connectée avec la même polarité. 2) Circuit suivant la re%rendication 1 caractérisé en ce que la résistance (6) du diviseur de tension aux bornes de laquelle est montée en dérivation la capacité (7) à une faible va- 25 leur ohmique, comparativement à la seconde résistance (5) du diviseur de tension et à la résistance (9) de la branche de circuit à conductibilité unidirectionnelle et en ce que en outre la constante de temps de l'élément RC en dérivation (6, 7) est grande par rapport à la période de la tension alternative ou par rapport 30 à la période de la cadence de fonctionnement d'un interrupteur à courant alternatif. 3) Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la seconde résistance (5) du diviseur de tension a une valeur ohmique élevée et la résistance (9) de la 35 branche de circuit à conductibilité unidirectionnelle a également-une valeur ohmique élevée, bad original 18621 _ 3. 2044809 4} Circuit suivant la revendication 1 caractérisé en ce que entre le point de liaison des résistances (5,9) et le point de raccordement de la résistance (S-), aux bornes de laquelle se trouve le condensateur (7)5 on peut introduire une autre résistance (5S) de grande valeur par i-appcrt aux résistances (5 et 6). * ORIO&