Brevet FR2018737A1 — publié le 19700626

La présente invention concerne un dispositif régleur de courant continu avec un montage hacheur et une diode de roue libre connectée en parallèle avec la charge et disposée en série avec une inductance non linéaire. On connaît déjà des dispositifs régleurs de courant continu oW l'on fournit à une charge, à un moteur à courant continu par exemple, et par l'intermédiaire d'un montage hacheur, des impulsions de tension d'une source de courant continu, ayant une tension constante. Le montage hacheur se compose en général de thyristors, de diodes, d'inductances et de condensateurs. On dispose en outre, en parallèle avec la charge, une diode de roue libre qui autorise la circulation du courant dans la charge durant les périodes où le thiristor de hachage est bloqués Les dispositifs connus présentent les inconvé- nients suivants z Après l'amorçage des thyristors de hachage il se produit une commutation du courant de la diode de roue libre sur les thyristors.La vitesse de la variation de courant qui se produit alors n'est limitée que par l'inductance des conducteurs. Coime cette inductance est très petite, on obtient une vitesse de variation du courant très élevée, de sorte que le courant qui circule en sens inverse dans la diode de roue libre, par suite de l'effet de stockage des porteurs atteint des valeurs élevées et la puissance des pertes dissipées dans la jonction pn de la diode ainsi que dans le thyristor augmente en conséquence0 Ceci peut entraîner une surcharge de la diode de roue libre et du thyristor.D'autre part, au commencement de l'extinction des thyristors de hachage, il se produit sur la diode de roue libre un squt de tension, d'une amplitude égale approximativement à la tension d'alimentation, ce qui détermine également un courant inverse, qui dépend des caractéristiques de la jonction pn de la diode de roue libre et entraîne une dissipation d'énergie sup plémentaire. Afin de supprimer les inconvénients ainsi exposés, il a été proposé de monter une inductance non linéaire en série avec la diode de roue libre La figure 1 du dessin montre le schéma correspon datte Dans cette figure, le repère 1 désigne un thyristor principal, 2 un thyristor d'extinction et 3 un circuit de recharge, Ce dernier se compose d'une diode 3' en série avec une inductance 3"0 On a prévu en outre un condensateur d'extinction 4, une diode de roue libre 5 ainsi qu'une inductance non linéaire 6.L'induit d'un moteur à courant continu 7 a été repéré 7a et son inducteur 7b o La disposition selon la figure 1 a fait ses preuves, à tous les points de vue La présente invention a pour objet d'apporter encore d'autres simplifications et améliorations, en particulier du point de vue du nombre des éléments du montage et de la sollicitation des semi-conducteursO On peut résoudre ce problème si, conformément à l'invention on réalise l'inductance du circuit de recharge sous la forme d'une inductance non linéaire et si on relie celle-ci directement à la diode de roue libre0 Dans la figure 2, on a représenté sous une forme simplifiée, un exemple de réalisation de l'objet de l'invention. Les éléments homologues ont été affectés des mêmes repères que dans la figure 1. On peut noter que l'inductance non linéaire 6 a été groupée avec l'inductance 3n du circuit de recharge pour former l'inductance 3a. Le thyristor principal est relié aussi bien à la charge 7 qu'à la diode 3' et à un thyristor d'extinction 2 monté en antiparallèle avec cette diode, la diode et le thyristor d'extinction étant reliés à l'une des bornes de l'inductance non linéaire 3a , dont l'autre borne est connectée au condensateur d'extinction et à la diode de roue libre. Le montage représenté sur la figure 2 fonctionne comme suit Lorsque le thyristor principal 1 est bloqué, le courant du moteur à courant continu 7 se ferme par la diode de roue libre 5, l'inductance non linéaire 3a, la diode 3', l'enroulement d'excitation 7b et l'induit 7aO L'armature supérieure du condensateur d'extinction est à un potentiel positif,l'ar- mature inférieure est à un potentiel négatif. Si maintenant on amorce le thyristor principal 1, un contre-courant se superpose au courant du circuit de roue libre jusqu'à l'annulation du courant dans la diode de roue libre 5.Le courant inverse susceptible d'apparaître dans la diode de roue libre, par suite de l'effet de stockage des porteurs ne peut atteindre que de faibles valeurs, car aux faibles courants, l'inductance non linéaire 3a présente une inductivité considérable et représente ainsi une impédance réactive importante. Le condensateur d'extinction 4 se recharge quand on amorce le thyristor d'extinction 2. Comme le condensateur conserve sa tension pendant un court instant et que l'armature supérieure est toujours reliée au plue positif,il faut que-l'armature supérieure, et le point C par conséquent, prennent un potentiel positif supérieur à celui de l'armature supérieure du condensateur de sorte qu'à travers les éléments 3a, 3' on dispose immédiatement d'une tension dextinction pour le thyristor 1 et celui-ci se rebloque. Il faut considérer que les avantages de l'invention résident dans le fait que le thyristor principal 1 est moins fortement chargé au moment de l'amorçage, le courant de recharge du condensateur ne eoincidant pas avec cet amorçage, qu'en outre, au moment de l'extinction du thyristor principal, du fait de l'influence de l'inductanoe 3a la vitesse de variation du courant reste dans des limites acceptables et que par suite de la suppression d'une inductance le montage est considérablement simplifié, REVENDICT1ONS lo Dispositif régleur de courant continu avec un montage hacheur et une diode de roue libre connectée en parallèle sur la charge, et disposée en série avec une inductance non linéaire, caractérisé par le fait que l'inductance du circuit de recharge est réalisée sous la forme d'une inductance non linéaire (3a) et qu'elle est reliée directement à la diode de roue libre (5). 2. Dispositif régleur de courant continu selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un thyristor principal (1) est relié aussi bien à une charge (7) qu'à une diode (3') et à un thyristor d'extinction (2) connecté en antiparallèle avec cette diode (3') , la diode (3') et le thyristor d'extinction (2) étant reliés à l'une des bornes d'une inductance non linéaire (3a) dont l'autre borne est reliée à un condensateur d'extinction (4) et à une diode ae roue libre (5)0