Brevet FR2265102A1 — publié le 19751017

La présente invention concerne des dispositifs destinés à mesurer-des paramètres électriques des valves à semi-conducteurs commandées (thyristors), et plus particulièrement, des dispositifs permettant de déterminer la capacité de surcharge en courant des thyristors et utilisables essentiellement dans -la fabrication des thyristors et pour une vérification des thyristors faisant partie de diverses installations de conversion, telles que par exemple les installations à thyristors équipant des commandes électriques et des moteurs de traction électrique. On connaît des dispositifs permettant de déterminer la capacité de surcharge en courant des thyristors et comprenant une source d'impulsions de courant de surcharge àla sortie de laquelle est branché un thyristor à essayer dont le circuit de cathode comporte un shunt, ainsi qu'un bloc d'indication dont l'une des entrées est reliée au thyristor à essayer. Lesdics dispositifs ne permettent que de définir le courant de surcharge qui détériore le thyristor, l'amplitude de ce courant étant affichée par le bloc d'indication. Ces dispositifs ne permettent pas de définir la valeur maximale admissible du courant de surcharge sans dété- rioration des thyristors au cours des essais. Le but de l'invention est de remédier à l'inconvénient cidessus. L'invention concerne un dispositif pour déterminer la capacité de surcharge en courant des thyristors, ce dispositif permettant de définir les -surcharges en courant maximales.admissibles des thyristors sans détérioration de ces derniers. le problème est résolu du fait qu'un dispositif pour déterminer la capacité de surcharge en courantes thyristors, comprenant une source d'impulsions de courant de surcharge à la sortie de laquelle est branché un thyristor à essayer, dont le circuit de cathode contient un shunt, ainsi qu'un bloc d'indication dont une des entrées est reliée au thyristor à essayer, selon l'invention, est doté d'une source d'impulsions de tension sinusoidales dont une sortie est reliée à une autre entrez du bloc d'indica- tion, et dont l'autre sortie est raccordée audit shunt, et du fait qu'une impulsion de tension provenant de cette source attaque le thyristor après un laps de temps prédéterminé à compter du moment de cessation d'une impulsion de courant de surcharge, la valeur de l'impulsion de tension sinusot- dale, fournie par le bloc d'indication, permettant de juger de la capacité de surcharge en courant du thyristor à essayer. te dispositif proposé présente une sensibilité élevée au paramètre à mesurer et permet d'effectuer des essais sans détériorer les thyristors. L'invention sera expliquée ci-dessous à l'aide d'une description d'un mode concret de sa mise en oeuvre, en se référant aux dessins, sur lesquels - la figure 1 est le schéma de principe du dispositif pour la mesure de la capacité de surcharge en courant des thyristors, selon l'invention - les figures 2a et 2b représentent des diagrammes illustrant la variation de tension et de courant du thyristor essayé à l'aide du dispositif proposé ; et - la figure 3 représente la variation de tension de commutation d'un thyristor en fonction de la température de sa jonction PN. Le dispositif propose pour déterminer la capacité de surcharge en courant des thyristors comprend une source 1 d'impulsions de courant de surcharge (figure 1) réglables en amplitude, cette source étant constituée, dans la variante décrite,par un transformateur abaisseur monophasé de puissance, connu en soi, doté d'un bloc démarreur-régulateur. La sortie de la source 1 est reliée à travers une valve de découplage commandée 2 à un thyristor à essayer 3. En parallèle avec le thyristor 3 est branchée une résistance 4. La présence de la vaive 2 de découplage et de la résistance 4 en dérivation sur le thyristor à essayer 3 permet de prélever sur le thyristor 3 une tension en provenance de la source 1 d'impulsions de courant de polarité inversée Le circuit de cathode du thyristor 3 contient un shunt 5 qui est une résistance. Le dispositif comprend aussi une source 6 d'impulsions de tension sinusoïdales, une sortie de cette source étant reliée par llinter- médiaire du shunt 5 au thyristor 3 à essayer et une deuxième sortie à une des entrées d'un bloc d'indication 7. La source 6, dans la variante de réalisation décrite, est constituée par un générateur à semi-conducteurs de type connu produisant des impulsions de tension sinusoidales de 0,5 à 1 ms de durée (voir par exemple Kaganov I.L. 'Convertisseurs électroniques et ioniques, v. l,p. 28, Edition Gosénergoizdatell, Moscou, 1950). Le bloc d'indication 7 dont la seconde entrée est reliée au thyristor 3 à essayer comprend un relais électromagnétique 8 dontenroùlement est branché sur le circuit d'un thyristor 9 et constitue la charge de celui-ci. Le relais 8 est équipé d'une lampe témoin 10, et ses contacts de travail 11 sont électriquement liés, par l'intermédiaire de bornes 12 et 13, respectivement, aux bornes 14 et 15 de la source 1. A l'entrée du bloc 7 est branchée une résistance 16, et la tension aux bornes de cette résistance est utilisée pour la commande du bloc. Le principe de fonctionnement du dispositif pour déterminer la capacité de surcharge en courant des thyristors est le suivant. Afin de déterminer la capacité de surcharge en courant du thyristor 3 à essayer (figure 1) on fait passer par ce thyristor des impulsions de courant de surcharge à partir de la source 1 se succédant à un intervalle de 5 s, l'amplitude des impulsions de courant successives s'accroissant par bonds, par exemple de 100 A. Une impulsion de tension ayant une amplitude prédéterminée parvient de la source 6 au bout dtun intervalle de temps prédéterminé après la fin de chaque impulsion de courant de sur charge Pour une meilleure compréhension du fonctionnement du dispositif, chacune des figures 2a et 2b représente deux diagrammes illustrant respectivement la forme de la tension u appliquée au thyristor en essai et la forme du courant i le traversant pendant une seule période T. On désigne par r la durée de l'impulsion de tension appliquée au thyristor, cette durée ayant été choisie entre 0,5 et I ms, pour tenir compte de l'exi- gence de limitation de la puissance pendant la commutation du thyristor à essayer, -au cours des essais, et on désigne par e le retard introduit dans l'application d'une impulsion de tension issue de la source 6 (figure 1), ce retard étant choisi de maniera que le thyristor 3 retrouve ses propriétés de valve-après la cessation d'une impulsion de courant de surcharge. En règle générale e > 1 ms. La figure 2a illustre la forme de la tension u et la forme du courant i dans le thyristor à essayer dans le cas où la valeur du courant de surcharge ne dépasse par la valeur admissible. L'amplitude de l'impulsion de tension garde alors, après que l'impulsion de courant de surcharge cesse, sa valeur établie pendant les essais. La figure 2b illustre la forme de la tension u et du courant i dans le thyristor à mesurer, au cas où le courant de surcharge dépasse la valeur admissible. L'amplitude de l'impulsion de tension u diminue alors de plusieurs fois et peut devenir nulle. Au bout d'une durée G (figure 2b) apres la cessation de l'impulsion de courant de surcharge, le thyristor 3 figure 1) est traversé par une impulsion de courant de commutation de duréeT. Pour illustrer le principe physique du fonctionnement du dispositif destiné à mesurer la-capacité de surcharge en courant des thyristors, la figure 3 représente la relation entre la tension de commutation dans un thyristor idéal et la température de sa jonction PN. En ordonnées sont portées u les valeurs du rapport K = u, où u est la tension de commutation dans un n thyristor idéal à une température donnée dans la jonction PN, et u est la tension de commutation à la température nominale de la jonction PN pour le type de thyristors considéré Sur l'axe des abscisses est portée la tempéra- ture de la jonction PN du thyristor. En cas d'dchauffement excessif de la jonction PN (température supérieure à la température T ), sa tension de com=utation baisse brusquement. n La température limite que peut supporter le thyristor sans etre détérioré par des échauffements de courte durée se situe entre 1809 et 2000C pour des thyristors de construction soudée et entre 3000 et 5000C pour des thyristors construits selon la technique des contacts par pression.Au cas où après le passage du courant de surcharge le thyristor, conformément à ses conditions d'exploitation, doit recevoir une tension négative, on adopte comme température limite pour la jonction FN une température comprise entre 160 et 170 C. En adoptant une température limite T1im admissible dans la jonction PN inférieure à 160 C, on détermine l'amplitude de courant de surcharge pour laquelle le thyristor à essayer se trouve commuté lorsqulil reçoit sur l'anode une impulsion de tension positive d'amplitude Kun (figure 3) après le temps e (figures va et 2b) à partir du moment de cessation d'une impulsion de courant de surcharge. ici K est le facteur déterminé pour Tîim adoptée. Par exemple, K-= 0,-8, comme cela est montré en pointillé. Le disppsitif proposé pour mesurer la capacité des thyristors à supporter des surcharges- permet de déterminer la valeur du courant de surcharge admissible sans détériorer le thyristor à essayer, et il présente une sensibilité élevée au paramètre à mesurer. REVEND I CATI ON Dispositif pour déterminer la capacité de surcharge en courant des thyristors comprenant une source d'impulsions de courant de surcharge à la sortie de laquelle est branché un thyristor à essayer dont le circuit de cathode contient un shunt, et un bloc d'indication dont une des entrées est reliée au thyristor à essayer, caractérise en ce qu'il est doté d'une source d'impulsions de tension sinusoïdales dont une sortie alimente une autre entrée du bloc dtindication et une autre sortie est reliée audit shunt, une impulsion de tension produite par ladite source d'impulsions de tension étant appliquée au thyristor après un intervalle de temps prédéterminé à partir du moment de cessation d'une impulsion de courant de surcharge, la valeur de l'impulsion de tension sinusoidale affichée par le bloc d'indication permettant d'apprécier la capacité de surcharge en courant du thyristor essayé