Brevet FR2232134A1 — publié le 19741227

La présente invention concerne les dispositifs de régulation à l'usage des convertisseurs > soupapes, et plus particulièrement les mesureurs des angles de désamorçage des soupapes dans les convertisseurs électriques à soupapes, par exemple dans les transmissions électriques à courant continu. Les mesureurs des angles de désamorçage scnt utilisés dans les dispositifs de mesure pour le centrale et comme organes de mesure des régulateurs des angles de désamorçage des soupapes dans les convertisseurs électriques à soupapes. On connaît des mesureurs des angles de désamorçage des soupapes dans les convertisseurs électriques à soupapes dotés d'une source d'impulsions de commande des soupapes et d'un mesureur de courant comportant des capteurs de présence du courant dans les soupapes, des capteurs de polarité de la tension aux soupapes et un élément de formation dont l'une des entrées est raccordée aux sorties des capteurs de polarité de la tensiun aux soupapes (voir par exemple l'article de V. Smirnov "Correcteur pour dispositif de compoundage". Information du NIIPT, publication 6, GEI Léningrad 1960).L'impulsion de sortie du capteur de présence du courant dans la soupape au moment où le courant dans la soupape disparaît et l'impulsion de sortie du capteur de polarité de la tension à la soupape, au moment du passage de la tension à la soupape par le zéro, sont appliquées aux entrées de l'élément de formation. Dans l'élément de formation est constituée une impulsion dont la durée correspond à l'angle de désamorçage de la soupape, c'est-à-dire à l'intervalle entre la coupure du courant à la soupape et la formation sur cette derniere d'une tension anodique positive. L'impulsion disponible à 14 sortie de l'élément de formation est délivrée à un élément convertissant la durée de l'impulsion en amplitude-de tension.Le signal à la sortie de l'élément de conversion mentionné, proportionnel à l'angle de désamorçage, est comparé dans le régulateur aux valeurs prédéterminées de cet angle, la différence des signaux est alors amplifiée et agit, par l'intermédiaire de la source des impulsions de commande des soupapes et de l'amplificateur des impulsions, sur les angles d'avance à l'amorçage des soupapes du convertisseur électrique à soupapes Ceperdant, les mesureurs des angles de désamorçage des soupapes conrus équipant les c3nvertisseurs électriques à soupapes sont sujets à certains inconvénients, à savoir 1) En présence de certaines infractions à la marche normale du convertisseur électrique à soupapes, il est relevé une plus forte valeur de l'angle de désamorçage, ce qui peut entraîner la réduction excessive de cet angle 2) Ils n'assurent pas la marche normale du régulateur des angles de désamorçage en présence de faibles intensités dans la transmission. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. Dans cette invention, l'on se propose de mettre au point un mesureur des angles de désamorçage des soupapes dans les convertisseurs électriques à soupapes où les mesures ne pourraient avoir lieu en présence d'une infraction à la marche normale du convertisseur électrique à soupapes, le mesureur des angles de désamorçage des soupapes étant alors transféré au régime de mesure de l'angle d'avance à l'amorçage des soupapes aussi bien en présence de faibles intensités danse convertisseur électrique à soupapes, de mSme qu'en l'absence de courant au cours de l'opération de réglage. Ce problème est résolu par le fait que le mesureur des angles de désamorçage des soupapes du convertisseur électrique à soupapes, doté d'une source d'impulsion de commande des soupapes et d'un mesureur de courant, comportant des capteurs de présence du courant dans les soupapes, des capteurs de polarité de la tension appliquée aux soupapes et un élément de formation prévu pour engendrer des impulsions, dont la durée correspond aux angles de désamorçage des soupapes, dont l'une des entrées est raccordée aux sorties des capteurs de polarité de la tension aux soupapes, conformément b l'invention, est doté d'un dispositif de blocage logique comportant en soi un basculeur supplémentaire et un circuit de cotncidences , l'une des entrées du basculeur supplémentaire étant alors raccordée aux sorties des capteurs de polarité de la tension aux soupapes, la deuxième entrée à la sortie de la source des impulsions de commande des soupapes, la sortie du basculeur supplémentaire étant raccordée à une première entrée du circuit de cotncidences dont une deuxième entrée est connectée aux sorties des capteurs de présence du courant dans les soupapes tandis que la sortie du circuit de corncidences est reliée à un autre entrée de l'élément de formation. I1 convient que dans le dispositif logique de blocage soient inclus en supplément un élément logique "NON", un élément logique "OU" et un circuit de cotncidences supplémentaire, la troisième entrée du circuit de corncidences étant alors raccordée à la sortie du mesureur de courant et à l'entrée de l'élément logique "NONI', dont la sortie sera raccordée à une première entrée du circuit de cotnciderces supplémtntaire dont la deuxième entrée sera connectée à la sortie de la source des impulsions de commande des soupapes, les sorties du circuit de ctncidences et du circuit de cotncidences supplémentaire seront raccordées aux entrées de l'élément logique "OU" dont la sortie doit être raccordée à la deuxième entrée de l'éliment de formation. Le mesureur des angles de désamorçage des soupapes dans le convertisseur électrique à soupapes faisant l'objet de la présente invention dispose des avantages suivants 1. I1 est supprimé les réductions excessives de l'angle de désamorçage dans les soupapes lors du claquage de la soupape provoqué par la réaction du régulateur des angles de désamorçage des soupapes à la suite d'une valeur excessive de l'angle de désamorçage de la soupape. 2. Il est assuré la marche normale du régulateur des angles de désamorçage des soupapes en présence de faibles intensités du convertisseur électrique à soupapes, ainsi que la préparation automatique du régulateur des angles de désamorçage des soupapes au démarrage de la transmission électrique en présence d'une loi astatique de régulation de l'angle de désamorçage des soupapes. 3. I1 est assuré la possibilité de réglage du système de régulation fermé lorsque le convertisseur électrique à soupapes est déclenché au régime de maintien de l'angle d'avance qui sera égal à la valeur prédéterminée de l'angle de désamorçage. Dans l'exposé qui suit, l'invention est expliquée par la description détaillée d'exemples d'exécution concrets avec références aux messins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente le schéma fonctionnel du mesureur des angles de désamorçage des soupapes dans le convertisseur électrique à soupapes, conformément à l'invention (première version) - la figure 2 représente le schéma fonctionnel du mesureur des angles de désamorçage des soupapes dans le convertisseur électrique à Soupapes, conformément à l'invention (deuxième version) ; - la-figure 3 représente les diagrammes temporels expliquant le fonctlonnement du mesureur des angles de désamorçage des soupapes pour convertisseur électrique à soupapes, conformément à l'invention. Le mesureur des angles de désamorçage des soupapes dans le convextisseur électrique à soupapes comporte des capteurs 1 (figure 1) de présence du courant dans les soupapes (la figure représente seulement un capteur), des capteurs 2 de polarit de la tension de soupape (la figure ne représente qu'un seul capteur), un élément de farmatier. exécuté sous forme d'un basculeur 3 prévu pour la formation d'ure impulsion dont la duréecorres- pond à l'angle de désamorçage de la soupape, c'est-dire à l'intervalle entre la coupure du courant à la soupape et la formation d'une tension anodique dans cette dernière, ainsi qu'un dispositif logique de blocage comportant en soi un basculeur supplémentaire 4 et un circuit de cotncidences 5. L'entrée du capteur 1 de présence du courant dans la soupape est branchée aux transformateurs de courant des enroulements de montage 6 dans un transformateur de conversion 7, tandis que l'entrée du capteur 2 de polarité de la tension à la soupape est branchée aux enroulements secondaires d'un transformateur de tension 8. La sortie du capteur 1 de présence du courant dans la soupape est raccordée à l'entrée 9 du circuit de coincidences 5, tandis que la sortie du capteur 2 de polarité de.la tension à la soupape est raccordée à l'entrée 10 du basculeur 3 et à l'entrée Il du basculeur supplémentaire 4.La sortie du basculeur supplémentaire 4 est raccordée à l'entrée 12 du circuit de cotncidences 5 dont la sortie est connectée à l'entrée 13 du basculeur 3. Les éléments et les connexions décrits plus bas forment le régulateur de l'angle de désamorçage. La sortie du mesureur des angles de désamorçage des soupapes du convertisseur électrique à soupapes, c 'est-à-dire la sortie du basculeur 3, est raccordée à l'entrée d'un convertisseur 14, transformant la durée de l'impulsion en amplitude de tension, dont la sortie est branchée à l'entrée 15 d'un amplificateur de régulation 16 dans le régulateur de l'angle de désamorçage. A l'entrée 17 de l'amplificateur de régulation 16 est délivré un signal 18 représenant la valeur prédéterminée de l'angle de désamorçage. La sortie de l'amplificateur de régulation 16 est raccordée à l'entrée d'une source 19 des impulsions de commande des soupapes dont la sortie est connectée à l'entrée d'un amplificateur 20 des impulsions de commande des soupapes et à l'entrée 21 du basculeur supplémentaire 4. La sortie de l'amplificateur 20 des impulsions de commande des soupapes est raccordée à l'entrée d'un convertisseur électrique à soupapes 22. Un mesureur de courant 23 est branché aux transformateurs de courant des enroulements de montage 6 du transformateur de conversion 7.Le sigr.al issu du convertisseur-14, propor tionnel.g l'angle de désamorçage de la soupape, est comparé dans l'amplificateur de régulation 16 au signal 18 de la valeur prédéterminée de l'angle de désamorçage, tandis que leur différence est amplifiée pour agir, par l'intermédiaire de la source 19 des impulsif 5 de commande des soupapes et de l'amplificateur 20 des impulsions de commande des soupapes, sur les angles d'avance à l'amorçage des soupapes du ccnvertisseur électrique à soupapes 22. L'introduction d'un basculeur supplémentaire 4 et d'un circuit de cotncidences 5 permet de contrôler l'alternance correcte des signaux dans le régulateur des angles de désamorçage des soupapes : d'abord on délivre impulsion de commande de la source 19 des impulsions de commande des soupapes amorçant le début de la commutation. ensuite, au moment où se termine la commutation, apparaît I'impulsion issue du capteur 1 de présence du courant dans la soupape, tandis que la dernière impulsion délivrée est issue du capteur 2 de polarité de la tension à la soupape au moment où se termine l'angle de désamorçage de la soupape. Pour assurer le fonctionnement normal du mesureur des angles de désamorçage des soupapes dans le convertisseur électrique à soupapes 22 au régime de démarrage de la transmission à courant continu et au régime de réglage du régulateur de l'angle de désamorçage des soupapes, quand le courant dans les enroulements de mcntage 2 est nul, il est préférable de faire appel au schéma représenté sur la figure 2 (deuxème version).Dana cette version, le mesureur des angles de désamorçage des soupapes dans le convertisseur électrique à soupapes comporte, de même que suivant la premiere version, des capteurs 1 de présence du courant dans les soupapes (le dessin représente un seul capteur), des capteurs 2 de polarité de la tension aux soupapes (le dessin représente un seul capteur), un élément de formation constitué par un basculeur 3, et un dispositif logique de blocage dans lequel, en plus du basculeur supplémentaire 4 et du circuit de coTncidences 5 ayant des entrées 9, 12 et 24, est branché un élément logique "NON" 25, un élément logique i'OU" 26 comportant des entrées 27 et 28, ainsi qu'un deuxieme circuit de cotncidences supplémentaire 29 comportant des entrées 30 et 31.La sortie du capteur 2 de polarité de la tension à la soupape est raccordée à l'entrée 10 du basculeur 3 et à l'entrée il du basculeur supplémentaire 4. La sortie de la source 19 des impulsions de commande des soupapes est raccordée à l'entrée 21 du basculeur supplémentaire a et à i 'etree 30 du deuxième circuit de cotncid9n-ces supplémentaire 29.La sortie du mesureur de courant 23 est raccordée à l'entrez 24 du circuit de coincidences 5 et à l'entrée de l'élément logique 'NON'! 25, dcnt la sortie est connectée à l'entrée 31 du deuxième circuit de cotacidenees supplémentaire 29 dont ta ortl.e est à son terraccordée à l'entrée 27 de d'élément logique @@@@@@@@. La sortie du basculeur supplémentaire 4 est raccordée à l'entrée 12 du circuit de cotncidences 5. tandis que la sortie du capteur 1 de présence du courant dans la soupape est raccordée a l'entrée 9 de ce meme circuit de cotncidences 5, dont la sortie est branché à 1 'entrée 28 de l'élément logique "OU" 26, la sortie de ce dernier étant connectée a l'entrée 13 du basculeur 3. Les connexions suivantes sont analogues à celles de la figure 1. Le fonctionnement du mesureur des angles de désamorçage des soupapes du convertisseur électrique à soupapes est expliqué par les diagrammes temporels représentés sur la figure 3, où 32 est l'impulsion de la source 19 des impulsions de commande des soupapes ; 33 le courant dans les enroulements de montage du transformateur 7 ; 34 l'impulsion à la sortie du capteur 2 de polarité de la tension à la soupape ; 35 l'impulsion à la sortie du capteur 1 de présence du courant dans Ia soupape ; 36 le signal à la sortie du basculeur supplémentaire 4 ; 37 le signal à la sortie du mesureur de courant 23 ; 38 le signal à la sortie du basculeur 3. Lors du fonctionnement normal du convertisseur électrique à soupapes à l'instant Q1 (figure 3) est délivrée l'impulsion 32 de la source 19 (figure 1) des impulsions de commande des soupapes amorçant l'une des soupapes du convertisseur électrique. Simultanément, cette impulsion actionne le basculeur supplémentaire 4, et le signal 36 à la sortie de ce dernier devient égal à l'unité. Le courant 33 dans l'enroulement de montage du transformateur 7, correspondant à la phase de conduction précédente du convertisseur 22, commence à tomber et à l'instant-Q2 devient nul. A la sortie du capteur 1 de présence du courant dans la soupape, il se forme alors une impulsion 35 qui actionne le basculeur 3 en passant par le circuit de cotncidences 5. Au moment 93, l'impulsion 34 à la sortie du capteur 2 de polarité de la tension à la soupape actionne les deux basculeurs 3 et 4 qui sont remis à leur position initiale. De cette façon, lors de la commutation normale, à la sortie du basculeur 3 se forme une impulsion 38 dont la durée elt égale à 1 'angle de désamorçage normal de la soupape. On admettra qu'à l'instant 94 se produit le claquage de la soupape assurant la commutation avec la soupape dont on contrôle l'angle de désamorçage. L'intensité 33 de l'enroulement du montage relié à la soupape à contrôler tombe à zéro au moment 95. Cependant, l'impulsion 35 à la sortie du capteur 1 de présence du courant dans la soupape ne passe pas par le circuit de cotncidences 5, car le basculeur supplémentaire 4 n'est pas encore transféré et le signal à l'entrée 12 du circuit de coîncidences 5 est nul. Le basculeur 3 reste alors à sa position initiale jusqu'au cycle de mesure suivant, et une valeur excessive de l'angle de désamorçage ne peut se former à la sortie du mesureur des angles de désamorçage des soupapes du convertisseur électrique à Soupapes, ce qui prévient la réduction excessive de l'angle de désamorçage sous l'effet de réaction du régulateur de l'angle de désamorçage à la suite d'une valeur excessive de ce dernier. Lorsque dans le convertisseur électrique à soupapes circule une intensité supérieure aux seuils de sensibilité du capteur 1 de présence du courant dans la soupape et du mesureur de courant 23, le signal logique 37 à la sortie du mesureur de courant 23 est égal à l'unité (figures 2 et 3), le signal à la sortie de l'élément logique "NON" 25 est nul, le deuxième circuit de cotncidences supplémentaire 29 ne laisse pas passer les impulsions issues de la source 19 des impulsions de commande des soupapes, et le dispositif de mesure des angles de désamorçage du convertisseur électrique à soupapes fonctionne comme décrit plus haut. Lors de la réduction du courant dans le convertisseur électrique à soupapes au-dessous du seuil de sensibilité du mesureur 23, l'intensité du signal 37 à la sortie de ce dernier devient nulle (instant Q6 de la figure 3). Le signal 35 à la sortie du capteur 1 de présence du courant dans la soupape ne peut plus alors passer par le circuit de cotncidences 5, tandis que le signal à la sortie de l'élément logique "NON" 25 prend la valeur de l'unité en livrant passage aux impulsions issues de la sortie de la source 19 des impulsions de commande des soupapes par le deuxième circuit de corncidences supplémentaire 29.Au moment 97, l'impulsion consécutive 32 passe par le circuit de cotncidences 29 et l'élément logique "OU" 26 à l'entrée du basculeur 3 et actionne ce dernier. La remise à zéro du basculeur 3 est réalisée comme précédemment par l'impulsion 34 issue de la sortie du capteur 2 de polarité de la tension à la soupape au moment du passage de la tension de commutation par le zéro. De cette façon, à la sortie du basculeur 3, se forme une impulsion 38 dont la durée est égale à'angle d'avance ss entre moment de l'amorçage de la soupape consécutive et le zéro de la tension de commutation. Etant donné qu'en présence de faibles intensités la durée de commutation est relativement courte, ltéquation oS est respectée avec un degré de précision suffisant. C'est pourquoi le transfert du mesureur des angles de désamorçage b des soupapes du convertisseur électrique au régime de mesure des angles d'avance)3 permet, en présence de faibles intensités, d'entretenir d'une façon assez précise l'angle de désamorçage des soupapes au niveau prédéterminé. Le transfert automatique du mesureur, pour relever l'angle en l'absence de courant dans les enroulements de montage 6, permet de calibrer le régulateur de l'angle de désamorçage ainsi que de contrôler son bon fonctionnement sans faire appel à des signaux auxiliaires quelconques, ainsi qu'à assurer la préparation automatique du régulateur de l'angle de désamorçage au démarrage de la transmission en présence d'une loi de régulation astatique de l'angle ss .Lors de l'utilisation des mesureurs des angles de désamorçage des soupapes connus dans le convertisseur électrique à soupapes, le régulateur astatique doit être soumis à des mesures spéciales pour consigner les conditions initiales à l'élément d'intégration 16 du régulateur de l'angle de désamorçage par suite de l'ouverture du système de régulation de l'angle de désamorçage en l'absence de courant dans loeenroulements de montage 6. Au cours de la mesure des angles de désamorçage de plusieurs soupapes dans le convertisseur électrique à soupapes 22, les sorties de tous les capteurs 1 de présence du courant dans les soupapes sont branchées à l'entrée 9 du circuit de corncidences 5, tandis que les sorties de tous les capteurs 2 de polarité de la tension aux soupapes sont branchées à l'entrée 10 du basculeur 3 et à l'entrée 11 du basculeur supplémentaire 4. Le fonctionnement du mesureur des angles de désamorçage reste alors identique à celui décrit plus haut mais toutes les modifications d'état du schéma se produisent plus fréquemment (comme représenté en pointillé dans le signal 38 de la figure 3). R F V E N D I C A T I O N S I. Mesureur des angles de désamorçage des soupapes dans le convertisseur électrique à soupapes, doté d'une siurce d'impulsions de commande des soupapes et d'un mesureur de courant, comportant des capteurs de présence du courant dans les soupapes, des capteurs de polarité de la tension aux soupapes, et un élément de formation prévu pour engendrer des impulsions dont la durée correspond aux angles de désamorçage des soupapes, l'une de ses entrées étant raccordée aux sorties des capteurs de polarité de la tension aux soupapes caractérisé par le. fait qu'il est doté d'un dispositif logique de blocage comportant en soi un basculeur supplémentaire et un circuit de cot.lcidences, l'une des entrées du basculeur supplémentaire étant alors raccordée aux sorties des capteurs de polarité de la tension aux soupapes, tandis que la deuxième entrée est raccordée à la sortie de la source des impulsions de commande des Soupapes, la Sortie du basculeur supplémentaire est raccordée à la première entrée du circuit de coincidences dont la deuxième entree est accouplée aux sorties des capteurs de présence du courant dans les soupapes, tandis que la sortie du circuit de coincidences est reliée à l'autre entrée de l'élément de formation. 2. Dispositif de mesure des angles de désamorçage des soupapes dans le convertisseur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif logique de blocage comporte es soi un élément logique supplémentaire "NON", un élément logique l'OU" et un circuit de cotncidences supplémentaire, la troisième entrée du circuit de cotncidences étant raccordée à la sortie du mesureur de courant et à l'entrée de l'élément logique "NON", la sortie duquel est raccordée à la première entrée du circuit de cotncidences supplémentaire dont la deuxième entrée est raccordée à la sortie de la source des impulsions de commande des soupapes, tandis que les sorties du circuit de cotncidences et du circuit de cotncîdences supplémentaire sont respectivement raccordées aux entrées de l'élément logique "OU" dont la sortie est raccordéee à la seconde entrée de l'élément de formation.