Brevet FR2115004A1 — publié le 19720707

L'invention concerne un circuit d'inversion du courant dans un convertisseur à thyristor du type composé de deux redresseurs en montage anti-parallèle ou. croisé sans courants circulaires. le régulateur d'un convertisseur à thyristor en montage antiDparallèle ou en montage croisé sans courants circulaires comprend deux systèmes d'impulsions pour le circuit des thyristors dont l'un seulement peut etre actif. L'in- version du courant doit s'effectuer au moment ou le courant du con vertisseur présente de façon sure la valeur zero. Au cours de la transition de l'effet d'un convertisseur a l'eff et du deuxième, il faut maintenir une valeur minimale de la pause sans courant afin de renouveler la capacité de blocage des thyristors qui étaient conducteurs un court laps de temps avant l'inversion. A ces conditions fondamentales, on peut encore ajouter d'autres précisions qui influencent avanta geusement le comportement dynamique du système ou l'augmentation de la résistance contre les perturbations. mes solutions habituelles de ce problème présentent les caractéristiques communes suivantes en ce qui concerne la structure deux garnitures'amplIficateurs terme naux des impulsions de commande, et un étage de commande qui blo que les impulsions de l'une des garnitures d'amplificateur (dans l'état de travail) ou des deux garnitures (pendant la pause sans courant) en fonction de l'état des signaux d'entrée logiques. Entant donné que les changements d'état de étage de commande sont asynchrones par rapport aux ins tant s de sortie des impulsions de commande il peut se produirez lors de l'inversion, une diminution de la largeur des impulsions ou une déformation de leur are te de démarrage lors du changement des signaux de blocage. Une détérioration de la qualité des impul sions de commande peut avoir des conséquences désagréables dans les convertisseurs à thyristors. Après le déblocage de l'un des systèmes des étages finaux, il ne se produit une émission de l'im pulsion qu' à l'instant suivant le plus rapproché qui est donné par le mécanisme du générateur d'analyse. C'est ainsi qu'il se produit une prolongation variable de la pause sans courant du convertisseur prévue dans la conception de l'étage de commande, ce qui entrain une détérioration des propriétés dynamiques du convertisseur. Les inconvénients menticnnés sont éliminé par le circuit suivant l'invention caractérisé en ce que la sortie de l'élément pour le changement du signe de la transmission est reliée à une entrée du convertisseur de la valeur nominale du courant dont la sortie est reliée à une entrée du régulateur de courant. Suivant une autre caractéristique de l'inventions la sortie du régulateur de courant est reliée à une entrée du groupe de commande d'impulsions dont la sortie est en liaison avec une entrée du premier amplificateur final d'impulsions et avec une entrée du deuxième amplificateur final d'impulsions et une entrée de l'étage de commande pour 11 inversion du courant. Une sortie de l'étage de commande pour l'inversion du courant est reliée à la deuxième entrée du con- vertisseur de la valeur nominale du courant, et en outre à la deuxième entrée du régulateur de courant et à la deuxième entrée du groupe de commande dtimpulPions. La deuxième sortie de l'étage de commande de l'inversion du courant est reliée à la deuxième entrée du premier amplificateur terminal d'impulsions. La troisième sortie de l'étage de commande pour l'inversion du courant est reliée à la deuxième entrée du deuxième amplificateur terminal d'impulsions et à une entrée de l'élément de changement du signe de la transmission. La sortie du premier amplificateur terminale d'impulsion est en liaison avec les électrodes de commas de du premier redresseur commandé, et la sortie du deuxième amplificateur final d'impulsions est reliée aux électrodes de commande du deuxième redresseur commandé. Le convertisseur de courant dans le circuit d'alimentation de force des deux redresseurs de commande reliés en montage croisé est connecté à l'entrée du convertisseur de courant avec une caractéristique de valeur absolue et dont la sortie est reliée à la deuxième entrée du régulateur de courant et à l'entrée du comparateur de courant nul. La sortie du comparateur de courant nul est d'autre part reliée à la deuxième entrée de l'étage de oom- mande de l'inversion du courant. 'étage de commande de l'iSversion de courant comprend le bloc du contrôle de temps, le bloc de régla- ge, deux portes et l'organe d'addïtior. La première porte est r liée, à une entrée, à la sortie du comparateur de courant nul et, 3a deuxième entrée, à la sortie du bloc de contrôle de temps. La sortie de la première porte est reliée à l'organe d'addition dont la sortie est reliée à une entrée de la deuxième porte. La sortie de la deuxième porte est reliée à une entrée du bloc de contrôle de temps et à une entrée de bloc régulateur. Une sortie du bloc de contrôle de temps est reliée à la deuxième entrée de la deuxième porte et la deuxième sortie du bloc de contrôle de temps est reliée à la deuxième entrée du bloc de réglage et à la deuxième entrée de la première porte. Une sortie du bloc de réglage est reliée à la deuxième entrée du bloc de contrôle de temps et la deuxième sortie du bloc de réglage est reliée à la troisième entrée de la deuxième porte et aux entrées du convertisseur de la valeur nominale du cou rant, du régulateur de courant, du groupe de commande d'impulsions et des deux amplificateurs finaux d'impulsions. La deseription ci-après se rapporte aux dessins annexés reprzsentant un exemple de Salisation de l'in vent ion, dessins dans lesquels - la figure 1 montre un schéma synoptique de l'ensemble du circuit d'inversion du courant d'un convertisseur à -thyristor. - la figure 2 montre un schéma plus détaillé de la structure d'un étage de commande pour l'inversion du courant. Dans la figure 1, le dispositif comprend les pièces suivantes . l'élément 1 pour le changement du signe de la transmission, le convertisseur 2 de la valeur nominale du courant, le régulateur de courant 3, le groupe de commande d'im- pulsions 4, le premier amplificateur terminal d'impulsions 5* le deuxième amplificateur final d'impulsions 6, l'étage de commande 7 pour l'inversion du courant, le redresseur commande 8 et 9, le con vertisseur de courant 10, le convertisseur de courant 11 avec une caractéristique de valeur absolue et le comparateur de courant nul 12. La figure 2 représente le schéma d'un étage de courant 7 pour l'inversion du courant, c omprenant un bloc 702 pour le contrôle du temps, un bloc de réglage 703, la première porte 704, la deuxième porte 705 et l'organe d'addition 706. lors de l'inversion du courant des redresseurs commandés 8 et 9. qui est conditionné par un signal logique déterminant le signe du courant d'inversion, ce signal entrant dans l'étage de commande de l'inversion du courant, l'étage de commande 7 assure le blocage dans des amplificateurs finaux d'impulsions 5, 6, ainsi que le blocage du groupe de commande dlim pulsions 4 dans une succession qui limite une réduction des impur sions de commande ou la distorsion de son arête de démarrage.Immédiatement après le déblocage de l'un des redresseurs commandés 8 ou 9, il se produit l'émission de signaux extraordinaires à toutes les branches d'anodes de ce redresseurs 8 ou 9 dont l'angle d'amor- çage de retard est supérieur ou égal à l'angle de retard nominal à l'instant du déblocage. Lors de l'inversion du courant et de l'utilisation de la structure économique avec un seulgroupe de commande d'impulsions 4 et un mil régulateur de courant 3, il est avantageux d'empêcher une fréquence de cotant élevée par un amortissement important. Ceci est obtenu par un changement brusque des conditions initiales du régulateur de courant 3 sur la valeur de sortie qui correspond à l'angle maximal du retard d'amorçage et grâce à un changement brusque des conditions initiales du convertisseur 2 de la valeur nominale du courant sur la valeur de sortie eé- ro. La manipulation du signe de transmission dans la partie d'entrée du convertisseur 2 de la valeur nominale du courant en accord avec le choix de la marche de l'un des deux redresseurs commandés 8 ou 9 en combinaison avec utilisation de la caractéristique de la valeur absolue du convertisseur de courant il permet d'éviter l'apparition d'une réaction positive du courant et de maintenir le signe correct de la transmission du vréh gulateur de courant 3. Le début de l'opération de l'inversion est signalé par l'état créé du convertisseur qui est caractérisé par la différence entre le signe nominal du courant et l'état réel du convertisseur, et d'autre part, par l'information concernant la valeur du courant zéro et l'information concernant l'absence d'impulsions du groupe de commande d'impulsions. L'étage de commande de l'inversion du courant peut être réparti suivant la structure dans le bloc 702 pour le contrôle de temps et le bloc de réglage 703.L'opération d'inversion s'effectue en trois périodes de temps successives dont la succession est déterminée par le bloc 702 de contrôle de temps. D8ne ce bloo entrent les informatsonss d'entrée concernant le champ environnant nul du courant inversé provenant du comparateur de courant nul 12, le signal déterminant le signe du courant et d'autre part, le signal indiquant ltexisten= ce des impulsions provenant du groupe de commande d'impulsions 4. La sortie du bloc 702 de contrd'e de temps est reliée avec les signaux d'entrée mentionnés à l'entrée du bloc de réglage 703 dont les signaux de sortie effectuent le blo- cage des impulsions dans le groupe des commandes d'impulsions 4 et dans les deux amplificateurs terminaux 5D 6 et assurent le changements des conditions initiales dans le convertisseurs 2 le la valeur nominale de courant et dans le régulateur de courant 3. Les 8orties du bloc de réglage 703 sont en outre amenés à l'entrée du bloc 702 du contrôle de temps.Le bloc 702 de contrôle deemps poursuit les signaux d'entrée dans le premier intervalle de vérifia tion provoqué par la non-coincidence entre le signe nominal du courant et le signe réel du courant qui est donné par le redresseur actif 8 ou 9 combiné avec l'information concernant la valeur zéro du courant inversé du comparateur de courant zéro 12 et l'information concernant l'absence des impulsions du groupe de commande d'impur sions 4. Au cas où il ne se produit aucun changement des signaux au cours de ce premier intervalle9 on commet ce le deuxième intervalle, c'est-à-dire l'intervalle de la pause sans courant pendant lequel le bloc de réglage 703 assure le blocage des impulsions du groupe de commande d'impulsions 4, le anal d'information du comparateur de courant nul 12 étant fermé par la première porte 704, le bloc 702 de contrôle de temps surveillant les autres signaux d'entrée. Au.cas où pendant cet intertalleD il ne se produit aucun changement des signaux, on commence le troisième me intervalle, c'ést-à-dire le déblocage. Au début de ce troisième intervalle l'étage basculant des signaux des amplificateurs finaux 5 et 6 effectuent la fermeture de toutes les voies d'informations d'entrée par la deuxième porte 705 et à la fin de lBintervalleD il se produit le déblocage du groupe de commande d'impulsions 4. Le contrôle permanent des signaux d'entrée par le bloc 702 de contrôle de temps permet de ramener jusqu'à la fin du deuxième intervalle le circuit dans l'état initial au cas où l'opération d'inversion ne s'effectue pas correctement. Lorsque le montage des redresseurs commandés 8 et 9 est un montage croisé, on utilise deux convertisseurs de courant et deux convertisseurs avec une caractéristique de valeur absolue. Les sorties de ces convertisseurs sont reliées entre elles mutuellement. L'invention s'étend également à un convertisseur à thyristor pourvu d'un circuit d'inversion. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et repré senté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'inveng tion. REVENDICATIONS 10 - Circuit d'inversion du courant pour un convertisseur à thyristor composé de deux redresseurs commandés en montage anti-parallèle ou en montage croisé sans circuits circulaires, un groupe de commande d'impulsions et deux amplificateurs finaux d'impulsions, un régulateur de courant, un convier tisseur de courant et un convertisseur avec une caractéristique de valeur absolue, un comparateur de courant nu, un convertisseur de la valeur nominale de courant, un élément pour le changement du signe de la transmission et un étage de commande pour l'inversion du courant, caractérisé en ce que la sortie de l'élément pour le changement de signe de la transmission est reliée à une entrée du convertisseur de la valeur nominale du courant, dont la sortie est en liaison avec une entrée du régulateur de courant. 20 - Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie du régulateur de courant est reliée à une entrée du groupe de commande d'impulsions dont la sortie est en liaison avec une entrée du premier amplificateur finâl d'impulsions, avec une entrée du deuxième amplificateur final d'impulsions et avec une entrée de l'étage de commande de l'inverm sion de courant, une sortie de 1' étage de commande de l'inversion de courant étant reliée à la deuxième entrée du convertisseur de la valeur de courant désirée et à la deuxième entrée du régulateur de courant avec la deuxième entrée du groupe de commande d'impulsions, la deuxième sortie de l'étage de commande de l'inversion de courant étant reliée à la deuxième entrée du premier amplificateur final d'impulsions, la troisième sortie de l'étage de commande de l'in version de courant étant reliée à la deuxième entrée du deuxième amplificateur final d'impulsions et avec une entrée de l'élément pour le changement du signe de la transmission. 30 - Circuit suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la sortie du premier amplificateur final d'impulsions est en liaison avec un redresseur commandé et la sortie du deuxième amplificateur final d'impulsions avec un deuxième redresseur commandé, et le convertisseur de courant dans le circuit de tension de force des redresseurs commandés est relié à l'entrée du convertisseur de courant avec une caractéristique de valeur absolue dont la sortie est reliée à la deuxième entrée du régulateur de courant et à l'entrée du comparateur de courant nul, la sortie du comparateur de courant nul étant, d'autre part, reliée à la deuxième entrée de lé-age de commande de l'inversion de courant. 40) Circuit d'inversion du courut suivant la revendic,itior 1 caractérisé en ce que l'étage de com mande de l'inversion de courant comprend le bloc de contrôle de temps, le bloc de réglage, une première porte, une deuxième porte et l'élément d'addition, la première porte étant reliée avec une entrée au comparateur de courant nul, la sortie de la première porte étant reliée à l'élément d'addition dont la sortie est reliée à une entrée de la deuxième porte, la sortie de la deuxième porte étant reliée à une entrée du bloc de contrôle de temps et à une en-trée du bloc de relage, et une sortie du bloc de contrôle de temps étant reliée à la deuxième entrée de la deuxième porte, la deuxième sortie du bloc de contrôle de temps étant reliée à la deuxième entrée du bloc de réglage et à ladeuxième entrée de la première porte, une sortie du bloc de reglage étant reliée à la deuxième entrée du bloc de contrôle de temps, la deuxième sortie du bloc de réglage étant reliée à la troisième entrée de la deuxième porte et aux entrées du convertisseur de la valeur de courant désiré, du régulateur de courant, du groupe de commandes d'impulsions et des deux amplificateurs finaux d'impulsions. 50) Convertisseurs à thyristor pourvu d'un circuit d'inversion conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4.