Brevet FR2244299A1 — publié le 19750411

La présente invention se rapporte à un circuit régulateur de continu courant/pour la commande par impulsons de la tension d'une charge inductive comportant une valve principale commandée qui est disposez entre la charge et une source d'alimentation en tension continus, et comportant un dispositif d'extinction branchu an parallèle sur la valve principale et se prsentant sou forme d'un circuit comportant un condensateur d > extinction avec au moins une valve d'extinction commandée, ledit circuit régulateur comportant enfin une diode de retour d'extra-courant de rupture qui est associée à la charge. On connatt dà de tels circuits régulateurs de courant continu ( confer : la revue technique SIEMENS ne 43 de 1969 , cahiers 5 et7 pages 458 et 464 et 616 à 622 , en particulier la fig. 8, ainsi que la demande de brevet allemand 1 267 322). Dans ces circuits connus, la diode det -retour est une diode.Cette diode est en général branchée en parallèle sur la charge Dans ces circuits regulateurs de courant continu, le condensateur d'extinction est recharge grâce à l'énergie accumulee dans les inductances se trouvant entre le régulateur de courant continu et la valve non commandée .Lar2charge s'arrete lorsque la tension aux bornes du condensateur atteint la valeur de la tension continue d'alimentation de la source .Si la source de tension continue alimentation le circuit régulateur de courant continu n'a qu'unie faible valeur de tension et/ou si le courant de charge est tres important, la capacité du condensateur d'extinction doit être prévue très élevée, afin de fournir une anergie de charge suffisante pour effectuer-l'extinction de la valve principale , ce qui augmente considérablement le prix de revient du dispositif. L'objet de la présente invention est de reduire ce prix de revient par un choix approprie du condensateur d'extinction. La présente invention part du fait que lton peut atteindre ce résultat si le condensateur d'extinction, pour une tension continue d'alimentation de faible valeur, peut recevoir spécialement une tension plus élevée. La présente invention consiste , pour un régulateur de courant continu du type précite, à prévoir å la place de ladiode de retour du courant de rupture , une valve commandée qui s'amorce lorsque la tension aux bornes du condensateur d'extinction dépasse un seuil prédétermine, ce seuil se situant au-dessus de la valeur de la tension continue de la source d'alimentation en tension continue, et en dessous de la tension d'avalenche de la valve principale A E la place de la diode de retour , on peut utiliser en particulier un thyristor. Dans ce circuit de régulation de courant continu, le condensateur d'extinction est chargE par le courant de charge a une valeur supérieurs à celle de la tension continue d'entre , lorsque la valve de retour est bloquEs. La charge du condensateur d'extinction n'est arrêtée par l'amorçage de la valve -rplagant la diode de retour que lorsque la tension aux bornes de ce condensateur atteint le seuil prédéterminé. L'invention sera mieux comprise 9 l'aide de la descriptlon détaillée de deux modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé dans lequel des éléments identiques sont affectés des mêmes références numériques , et sur lequel la la fig. 1 représente un régulateur de courant continu servant à alimenter une charge inductive , et, la la fig. 2 représente un convertisseur de tension continue monophasé. Sur le schéma de la figure 1, la borne positive d'une source de tension continue 2, par exemple la borne d'une batterie dont la tension continue d'alimentation U - 110 V, est reliée via une valve commandée principale 3-a une borne 4 d'une charge a courant continu 5. La borne négative de la source de tension continue 2 est reliée directement å l'autre borne 6 de la charge a courant continu 5. La charge à courant continu 5 comporte une partie ohmique 5a et une partie inductive 5b . Sans sortir du cadre de la présente inventions la charge 5 peut être n'importe quelle charge , exceptée une charge présentant une force contre-électromotrice, comme par exemple une machine courant continu, fonctionnant en génératrice.La valve commandez principale 3 peut être en particulier un thyristor. On suppose que la tension continue d'alimentation U est de très faible valeur ou fluctue fortement. Le courant de charge est très élevé en moyenne, et est par exemple de 500 A. La valve commandée principale 3 fait partie d'un montage régulateur de courant continu. Ce montage comporte également un dispositif d'extinction qui est branché en parallèle sur la valve principale 3. Grâce å ce dispositif d'extinction, on peut rééteindre la valve principale 3 après son amorçage . Ce montage se compose, comme on le voit sur la fig. 1, du circuit série comportant un condensateur d'extinction 7 et une valve d'extinction commandée 8 qui sont branchés, dans l'ordre indiqué , entre l'anode et la cathode de la valve principale 3. On monte en anti-parallele sur la valve d'extinction 8, une valve oscillatrice 9 en série avec une de retour bobine oscillatrice 10.Une valvelcommandée il, en particulier un thyristor, est associé a la charge 5. Dans le cas présent, cette valve est reliée d'une part b la borne négative de la source 2 de tension continue, et d'autre part la cathode de la valve principale 3. Afin de permettre la recharge désirée du condensateur d'ex de retour tinction 7, on prévoit un dispositif d'amorçage 12 pour la valve/ commandée 11. Ce dispositif d'amorçage 12 comporte essentiellement un avertisseur de valeur limite, recevant d'une part la tension Uc se trouvant aux bornes du condensateur d'extinction 7 et d'autre part, une tension de seuil réglable UX . Cette tension de seuil peut par exemple être prélevée sur un potentiomètre 13. Afin que la tension U parvienne, pour y être traitée, au c dispositif d'amorçage 12 uniquement avec la polarite indiquée sur la fig, 1 aux bornes du condensateur d'extinction 7, ledit dispositif d'allumage est branché en série avec une diode 14.L'appareil de commande de la valve principale 3 et de la valve d'extinction 8 porte la référence 15. Il peut être réuni avec le dispositif d'allumage 12 en un seul module . On suppose que le condensateur d'extinction 7 est tout d'abord charge avec la polarité représentée sur la fig. 1. Des que la valve principale 3 'amorce, elle fait passer non seulement le courant de charge I, mais également le courant de charge du condensateur d'extinction 7, qui passe å travers la bobine de transfert de charge 10 et la valve de transfert de charge 9. Ce n'est que lorsque le processus de transfert ou d'inversion de charge est terminé, que la valve d'extinction 8 peut être amorcée par l'appareil de commande 15 pour commencer l'extinction de la valve principale 3.La charge du condensateur d'extinction 7 est alors tra:sférEe, ctest- -dire que sa polarité est de nouveau celle représentée sur la fig. 1. L'electrode dudit condensateur se trouvant du côté de la valve principale 3, est alors de nouveau portée i un potentiel positif, tandis que son électrode qui se trouve du côté de la valve d'extinction 8 est portée a 'n potentiel négatif. Si la valve Il est une diode , le condensateur d'extinction 7 est alors chargé å travers la valve d'extinction 8 et la charge 5 å une valeur egale à la tension continue U d'alimentation. Ainsi la charge s'arrête lorsque la tension U aux bornes du condensateur c d'extinction 7 est égale la tension continue U d'alimentation . Cependant, dans le cas présent, la valve Il est commandable. Elle ne s'amorce que lorsque la tension U aux bornes du condensateur d'extinction 8 dépasse la c valeur prédéterainée du seuil Ucx > , qui se situe au-dessus de la valeur U de la tension continue de la source 2. Le seuil Ucx est choisi de façon à se trouver en dessous de la valeur de la tension d'avalanche de la valve principale 3. Ce seuil peut astre choisi juste en dessous de la tension d'avalanche de la valve principale 3, par exemple SZ en dessous de cette valeur.Tant que la valve ll n'est pas amorcée, la charge du condensateur d'extinction 7 se poursuit sans diminution. Ce n'est que lorsque le dispositif d'extinction 12 détermine que la condition Uc X Z?C est remplie, qu'telle envoie une impulsion d'amorçage a la valve commandée 11. A cet instant, la charge du condensateur d'extinction 7 par le courant de charge I s'arrête très rapidement. Pour une faible valeur de la tension continue d'alimentation le U,/condensateur d'extinction 13 est alors suffisamment surchargé. Etant donné que la valve 11 entre en action plus tard qu'une valve non commandée, le condensateur d'extinction 8 est porté à une tension supérieure . Ainsi, on diminue la dépense entratnée par l'encombrement du condensateur d'extinction 7. Selon la fig. 2 , on relie l'enroulement primaire 21 d'un transformateur 20 å travers un régulateur de courant continu associé 9 la valve principale 3, aux bornes d'une source de tension continue 2, produisant une tension d'alimentation U. La réalisation du régulateur de courant continu correspond 9 celle de la fig. 1. La valve principale 3 est également alternativement amorcée et bloquée pendant des intervalles de temps réglables A l'une des extrémités de l'enroulement secondaire 22 du transformateur 20, on branche b travers une diode 23 et une bobine de filtrage 24, la borne 4 d'une charge 5. L'autre borne 6 de la charge 5 est reliée au pôle négatif de la source de tension continue 2.L'autre extrémité de l'enroulement secondaire 22 est reliée au pôle positif de la source de tension continue 2. En outre, on prévoit une valvelcomrmanuaDle 11 dont la cathode est reliée au point de jonction de la diode 23 et de la bobine de filtrage 24, et dont l'anode est reliée au pôle positif de la source de tension continue 2. La valve 11 peut etre amorcée par un dispositif d'amorçage 12. En outre, le transformateur 20 comporte un enroulement 25 de contrermagnétisation. Cet enroulement est également relié via une résistance limitatrice 26 et une bobine 27 aux deux bornes de la source de tension continue 2, et de telle façon que le courant produit par la source de tension continue 2 å travers cetenroulement- 25 magnétise le noyau du transformateur 20 en direction opposée à celle relative au courant primaire circulant dans l'enroulement primaire 21. Dans le cas du montage de cette figure 2, la valve commandée ll ne s'amorce également que lorsque la tension U aux bornes du conden c sateur d'extinction 7 du régulateur de courant continu, dépasse un seuil predetensiné UXc c Ce seuil t?c se trouve au-dessus de la valeur de la tension continue de la source 2 et en dessous de la tension d'avalanche de la valve principale 3. La tension Uc aux bornes du condensateur d'extinction 7 est prélevée à travers une diode de découplage 14 et est envoyee au dispositif d'allumage 12. Elle y est comparée à la valeur de seuil Ucx que lton prélève sur un générateur dé seuil 13.La sortie du dispositif d'allumais 12 est reliée a 11 électrode de cousande de la valve 11, La fonctionnement du convertisseur monophasé de tension continue est connu et llon peut se référer å la demande de brevet allemand 1 267 322-. le fonctionnement de l'appareil d'amorçage 12 correspond celui de l'appareil d'amorçage 12 de la fig. 1. On ne répétera donc pas l'explication détaillée de ce fonctionnement.Cependant, on remarquera qutici, également, après l'amorçage de la valve d'extinction 8, It courant de charge du condensateur d'extinction 7 continue de passer jusqu'a ce que la valve 11 soit amorcée . A cet instant, la charge du condensateur d'extinction 7 s'arrête, Le circuit å courant non imposé se referme ensuite travers la valve il, la bobine 24, la charge 5 et la source de tension continue 2. Après l'amorçage de la valve 11, la tension U- aux bornes du condensateur c d'extinction 7 atteint une valeur correspondant au seuil Il faut encore remarquer que la liaison représentée de l'anode de la valve 11 à la borne positive de la source de tension continue 2 et que le branchement spécial de la charge 5 produisent une tension de sortie à faible ondulation , et par conséquent la taille de la bobine 24 est réduite, REVENDICATIONS 1. Circuit régulateur de courant continu pour la commande par impulsions de lo tension d'une charge inductive, ledit circuit rigu- lateur comportant une valve principale commande, disposé entre la charge et une source de tension continue, ainsi qu'un dispositif d'extinction branché en parallèle sur la valve principale et se composant d'un condensa- teut d'extinction en série avec au moins une valve d'extinction commandée, ledit circuit régulateur comportant enfin une diode de retour de l'extra-courant de rupture associée à la charge, caractérisé par le fait que la diode de retour de l,extra-courant de rupture(11) est remplacée par une valve commandée, qui s'amorce lorsque la tension (U) aux bornes du condensateur d'extinction (7) dépasse un seuil ({) prédéterminé qui est situé au-dessus de la valeur de la tension continue de la source de tension continue (2) et en dessous de la tension d'avalanche de la valve principale (3) 2. Circuit à régulateur de courant continu selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la valve de retour de l'extra- courant de rupture (ll) est un thyristor. 3. Circuit à régulateur de courant continu selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit seuil prédéterminé (UX) se situe juste en dessous de la tension d'avalanche de la valve principale (3).