Brevet FR2215744A1 — publié le 19740823

La présente invention se réfère à un convertisseur statique de puissance de structure modulaire pour convertir du courant continu en courant alternatif, au moyen duquel il est possible d'obtenir des puis- sances de- sortie élevées en employant des modules de puissance inférieure, et qui est équipé des éléments de- protection nécessaires porque l'arrêt d'un module n'entratne pas nécessairement l'arrat de tout l'ensemble, ce qui permet d'obtenir une standardisation poussée dans a fabrication, une grande simplicité d'entretien et une grande sécurité fonctionnelle. A cet effet, un convertisseur selon l'invention comprend un ou plusieurs modules de convertisseur courant continu - courant alternatif, constitués chacun par un diviseur de tension capacitif comprenant des condensateurs simples ou des montages série, parallèle ou parallèle-série de condensateurs. Ce diviseur de tension connecté à l'entrée à courant continu permet d'obtenir un point de tension électrique intermédiaire et une basse impédance dynamique. Ce diviseur de tension alimente simultanément deux éléments convertisseurs constitués chacun par un condensateur simple ou un montage de condensateurs et dont une extrémité est connectée au point médian du diviseur de tension tandis que l'autre est connectée à chacun des deux pôles de l'entrée à courant continu à travers une bobine branchée en série avec un montage tête-beche d'un thyristor et d'une diode, ou avec n'importe quel autre dispositif électronique qui permet le passage contrôlé du courant dans un sens et son passage libre dans l'autre sens. En déclenchant convenablement les thyristors, on obtient, sur les deux condensateurs constituant les éléments convertisseurs, des tensions alternatives de fréquence dont la somme peut entre appliquée à une charge extérieure lorsque ces condensateurs sont branchés en série. La tension de sortie ainsi obtenue peut ôtre réglée en variant de manière adéquate la phase relative des décharges des deux conden sateurs constituant les éléments convertisseurs. Chacun des modules d8crits est connecté à son entrée à une alimentation commune à courant continu et, par les condensateurs formant les éléments convertisseurs, à une sortie commune pour le courant alternatif. Les entrées comme les sorties sont protégées contre les surtensions par des organes protecteurs, tels que des fusibles, des coupe-circuits électromagnétiques automatiques ou d'autres dispositifs de limitation ou de coupure du courant. On évite de cette manière quela panne de l'un des modules ne provoque l'armet des autres. Un circuit de commande, commun aux parties principales de tous les modules, surveille la tension de sortie et la maintient constante ou bien la fait varier, suivant les cas, par le réglage de la phase des impulsions de commande envoyées aux thyristors. Les modules selon l'invention permettent la réalisation de montages en étoile ou en triangle comme ceux réalisés pour former les systèmes triphasés ou polyphasés connus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente un convertisseur selon l'invention qui comprend trois modules montés en parallèle; la figure 2 représente un convertisseur triphasé qui est composé de trois convertisseurs comme celui de la figure 1; la figure 3 montre un montage qui est analogue à celui de la figure 1 mais dans-lequel chacun des trois modules est couplé à la sortie générale par un transformateur; la figure 4 représente un convertisseur triphasé qui est composé de trois convertisseurs comme celui de la figure 3. La figure 1 montre un montage en parallèle de trois modules 1,2,3; le premier 1 est représenté de façon détaillé et peut notamment être du type décrit par la demanderesse dans la demande de brevet français n"73 29554 et déposée le 13 atout 1973, les deux autres identiques au premier, sont représentés simplement par des rectangles avec leurs entrées et leurs sorties. Les entrées à courant continu des modules sont connectées en parallèle sur des barres omnibus + et - ou des organes analogues constk- tuant l'entrée courant continu générale, tandis que les sorties des modules sont connectées en parallèle sur des barres omnibus ou des organes analogues constituant la sortie courant alternatif générale.On peut connecter des modules de cette manière en nombre illimité, et meme de puissances différentes les unes des autres, leurs impédances de sortie étant inversement proportionnelles aux puissances des modules. L'égalité de phase des tensions de sortie, et par suite, l'égalité en fréquence de tous les modules sont assurées par un seul circuit de commande. La figure 2 montre un montage triphasé de trois ensembles de chacun trois modules comme ltensemble de la figure 1. Les sorties monophasées des trois ensembles sont reliées aux enroulements primaires d'un transformateur triphasé et la charge est branchée, en étoile, aux enroulements secondaires. Le circuit de commande commun maintient la sortie de chaque ensemble à un déphasage de 1200 par rapport aux deux autres. La figure 3 montre un montage en parallèle de trois modules de convertisseurs qui sont chacun couplés aux barres omnibus de sortie par un transformateur et un seul fusible de sortie. Etant donné l'isolement galvanique que procure un tel transformateur, il n'est pas nécessaire dans ce cas de recourir à un transformateur de sortie particulier pour réaliser un système polyphasé, comme on peut le -voir sur la figure 4 qui représente un exemple triphasé. Bien entendu la description n'est pas limitative et l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir pour cela du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Convertisseur statique de structure modulaire pour la conver- sion d'un courant continu en un ou plusieurs courants alternatifs, comprenant un ou plusieurs modules de convertisseur monophasés dont les entrées sont branchées en parallèle sur une source d'alimentation commune à courant continu, ainsi qu'un circuit de commande commun agissant sur un circuit de commande particulier à chaque module, caractérisé en ce que les modules sont identiques entre eux et présentent une même tension à vide, leur impédance étant inversement proportionnelle à l'impédance de sortie lesdits modules comprenant chacun au moins un condensateur relié à un montage têteXbêche d'un thyristor et d'une diode, ces montage étant commandés par des impulsions dont la fréquence est proportionnelle à la fréquence de résonance de circuits à inductance et à capacité inclus dans les modules, et en ce que lesdits modules sont protégés à leurs entrées et sorties par des fusibles, coupe-circuits électromagnétiques automatiques, ou autres organes de protection ou de limitation du courant. 2. Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les raccordements de sortie du ou des modules sont reliés aux conducteurs généraux de sortie à travers un ou plusieurs transformateurs. 3. Convertisseur selon la revendication l, caractérisé en ce que les sorties d'au moins trois ensembles de plusieurs modules sont r e 1 i é e s aux enroulements d'un transformateur en un montage triphasé ou polyphasé, lesdits ensembles étant contrôlés par un circuit de commande commun chargé de maintenir les tensions et les phases aux valeurs adéquates. 4. Convertisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les transformateurs de plusieurs modules ou ensembles de modules forment un montage triphasé ou polyphasé, et en ce que tous les modules ou tous les ensembles de modules sont commandés par un circuit de commande commun chargé de maintenir les tensions et les phases aux valeurs adéquates.