Brevet FR2309366A1 — publié le 19761126

L'invention consiste en un circuit de marche et de freinage pour un récepteur fonctionnant dans une source de tension continue dans lequel les deux conducteurs contiennent chacun un élément de commutation, l'élément de commutation se trouvant dans un conducteur étant un thyristor avec un dispositif d'extinction adjoint, une soupape non commandée étant connectée, en passant par une source de tension continue, à chacun des deux éléments de commutation. Si une machine asynchrone fonctionne par l'intermédiaire d'un convertisseur de courant à circuit intermédiaire, la tension de circuit intermédiaire doit être contrôlable, pour 1'ob- tention d'une marche en moteur et en générateur, depuis la valeur positive totale Jusqu'à la valeur négative totale. Si l'é- nergie est tirée d'un réseau triphasé (Mitteilungen 56, 1966, pages 370 à 373), ce résultat est obtenu par l'utilisation d'un convertisseur totalement commandé par le réseau. Si on dispose comme source d'énergie d'une source de tension continue,des dispositions particulières sont nécessaires pour un réglage de tension. Un circuit avec un réglage de tension fonctionnant sous courant continu est par exemple décrit dans le brevet allemand P 1 201 910. Dans ce cas chaque conducteur de distribution de courant pour un récepteur à courant continu contient une soupape principale commandée, de telle sorte que les deux soupapes peuvent être allumées et éteintes ensemble. Une soupape non commandée montée en parallèle est adjointe à chacune des deux soupapes principales en passant par la source de tension continue. Par la mise en circuit et hors circuit périodique du courant continu, la valeur moyenne de la tension du récepteur peut être commandée ou réglée avec peu de perte, et ainsi par exemple également le nombre de tours d'une machine à courant continu connectée. Après chaque fermeture de la soupape principale le courant circule par l'intermédiaire de la soupape non commandée qui en dépend et agit comme diode de contre-réaction contre la tension de la source de tension continue et décroit ainsi rapidement. Lorsque le courant circule dans le même sens, le dispositif de commutation rend possible une inversion de tension à la sortie. En fonctionnement moteur il est par conséquent pos- sible de fournir de l'énergie au moteur avec une tension posi tive et un courant positif, et dans le cas de fonctionnement en générateur la tension étant négative et le courant positif, il est possible d'absorber de l'énergie et de la restituer au r6- seau d'alimentation en courant continu. Le but de l'invention est d'obtenir une plus grande simplicité dans la construction du circuit de marche et de freinage. La solution dans le cas d'un agencement de circuit de la technique précitée, conformément à l'invention consiste en ce que lorsque le récepteur est un moteur asynchrone alimenté en passant par un onduleur, le deuxième élément de circuit est un contacteur qui est fermé lors de la marche (fonctionnement moteur) et ouvert pendant le freinage (fonctionnement générateur). La commande du contacteur s'effectue en fonction du sens de l'énergie désirée. Grâce à l'invention, l'utilisation d'un circuit nettement plus simple est rendue possible puisque, à l'encontre de l'agencement connu, un thyristor adapté à la puissance totale du circuit intermédiaire ainsi qu'un dispositif d'extinction peuvent être remplacés par un élément électrique de construction simple. De plus, la partie de tension alternative de la tension de circuit intermédiaire est abaissée de moitié. Le dessin représente schématiquement un mode de réalisation de l'invention. - La figure I est un circuit de marche et de freinage pour un moteur asynchrone de véhicule qui est relié par un onduleur W avec des thyristors 2 à 7, d'une part, une bobine de circuit intermédiaire 9 agencée dans le conducteur 8, un hacheur G avec un thyristor 10, une bobine Il et un pantographe 12 avec une caténaire 13 sous tension continue et d'autre part par un conducteur 14 un contacteur 15 et une roue porteuse 16 avec un rail de roulement 17 servant de conducteur de retour. Au thyristor 10 est adjoint un dispositif d'extinction qui comprend un condensateur d'extinction ?Oa et une soupape d'extinction 10b. Un montage pair d'une bobine de charge 10c et d'une soupape de charge 1Od est branché en parallèle sur la soupape d'extinction 10b, Le conducteur positif 8 est relié au conducteur 14 par une soupape non commandée 18 branchée dans le sens passant du thyristor 10; de son coté le conducteur 14 est relié au conducteur 8 par la soupape non commandée 19 branchés dans le sens inverse du sens passant du thyristor 10. Le thyristor 10 d hacheur est commandé par un bloc de commande 20 qui en même temps exerce aussi une influence sur les thyristors 2 à 7 de l'onduleur W. L'entrée du bloc de commande 20 est reliée à un régulateur de couple 2-1 qui forme la tension de commande correspondante pour le bloc de commande 20 à partir de la valeur réelle du courant moteur recueilli sur le transformateur d'intensité 22, et d'une valeur de consigne du couple Md susceptible d'être affichée en passant par un organe d'affichage 23 (levier de commande de masche),le régulateur de couple 21 commande en outre le contacteur 15 dont le contact de fermeture est situé sur le conducteur 14. En position de repos, la soupape d'extinction 10b reçoit des impulsions de durée si bien que le condensateur d'extinction 10a peut se charger à partir de la caténaire 13, la plaque inférieure du condensateur se chargeant positivement par rapport à la plaque positive. Si une valeur de consigne du couple ZdX est fixée sur l'organe d'affichage 23 pour la marche, le contacteur 15 est commandé par le régulateur de couple 21 de façon à se fermer. An outre le régulateur de couple 21 forme une tension de commande pour le bloc de commande 20 qui produit maintenant des impulsions d'allumage pour le hacheur G et l'onduleur W. En premier lieu une impulsion est fournie pour le thyristor 10 et la soupape de charge 10d. Ainsi d'une part la tension continue du caténaire 13 est commutée par la bobine de circuit intermédiaire 9 et l'onduleur W et d'autre part le condensateur d'extinction 10a est déchargé et rechargé en sens inverse par l'intermédiaire du thyristor 10, de la bobine de charge 10c et de la soupape de charge AOd. Si bien qu'après le phénomène de décharge, la plaque supérieure du condensateur d'extinction 1Oa est chargée positivement par rapport à la plaque inférieure. Afin de pouvoir démarrer une machine asynchrone avec un couple constant il faut comme on le sait que le rapport de la tension de la machine à la fréquence du stator soit maintenu constant si bien que la tension de la machine doit monter lorsque le nombre de tours augaente. Pour atteindre ceci le hacheur G doit modifier de façon continuelle la tension aux bornes de la bobine 9 de circuit intermédiaire et de l'onduleur W par une modification de son rapport dtimpulsions de repos. Ceci signifie qu'après l'allumage du thyristor 10, le courant après un certain temps doit être à nouveau interrompu. A cet effet le bloc de cosmande 20 donne une impulsion d'allumage à la soupape d'extinction 10b si bien que le condensateur d'extinction 10 peut se décharger brusquement contre le sens du courant dans le thyristor 10. Par ce moyen, le courant cesse dans le thyristor 10.Le courant de la catdnair 13 circule encore dans le condensateur d'extinction 10a et dans a soupape d'extinction 10b jusqu'à ce que la charge du condensateur soit revenue, en ce qui concerne sa polarité à la position de départ. Le courant qui est imprimé par l'inductance de la bobine de circuit intermédiaire 9 dans cette bobine de circuit intermédiaire c et Sans l'onduleur W circule maintenant à travers le contacteur 15 et la soupape non commandée 18. Après un certain temps de repos le thyristor 10 est alors de nouveau Plumé et les phénomènes décrits se ddroulent de nouveau. Si l'on affiche sur l'organe d'affichage 23 une valeur de consigne pour le moment de freinage, les impulsions d'allumage pour l'onduleur W sont déphasées par rapport à la tension de la machine en passant par le régulateur de couple 21 et le bloc de commande 20, si bien que l'onduleur W devient redresseur et le moteur asynchrone 1 peut restituer de l'énergie. En même temps le contacteur 15 est ouvert par le régulateur de couple 21. Grâce à l'allumage du thyristor 10 le courant de la machine peut passer par l'onduleur travaillant en redresseur, la soupape non commandée 19, le thyristor 10 et la bobine 9 de circuit intermédiaire. Comme ce passage de courant signifie un court circuit pour la machine asynchrone 1, le courant de la machine s 'élève. Si le transformateur d'intensité 22 qui capte la valeur réelle du courant J détermine que le moment de freinage de la machine asynchrone 1 correspond à la valeur de consigne, le régulateur de couple 21 donne en passant par le bloc de commande 20 l'ordre d'ouvrir ce circuit de court-circuit. À cet effet le bloc de commande 20 forme une impulsion d'al limage pour la soupape d'extinction lOb Si bien que le condensateur d'extinction 10a avec sa charge de condensateur (dont la charge a déjà été auparavant amenée à la polarité nécessaire pour l'extinction pour l'allumage du thyristor 10 et de la soupape de charge lord) peut éteindre le courant dans le thyristor principal 10. Après lsouverture de ce circuit de court-circuit, le courant circule dans la bobine de circuit intermédiaire 9 par l'in termédiaire de la diode 19, la bobine 11, la caténaire 13, la roue 16 et la soupape non commandée 18. Cela signifie que l'é- nergie est réintroduite dans le réseau d'alimentation. Ce fai santal courant diminue dans la bobine de circuit intermédiaire 9. Pour maintenir cependant un moment de freinage déterminé pour le moteur asynchrone i on empêche la décroissance du courant dans la bobine 9. Ceci se produit grâce à un nouvel allumage du thyristor 10. Les phénomènes décrits se déroulent maintenant périodiquement. Grâce à la commande du rapport durEe-intervalle des impulsions du hacheur Gtla tension de circuit intermédiaire peut être commandée exactement de la même manière continuellement dans un domaine négatif. Comme dans un domaine positif lors du fonctionnement en marche moteur. REVENDICATION Circuit de marche et de freinage pour un récepteur fonctionnant sous une source de tension continue, dan lequel les deux conducteurs contiennent chacun un élément de commutation, l'élément de commutation se trouvant dans un conducteur étant un thyristor (10) avec un dispositif d'extinction adjoint et une soupape non commandée (18, 19) étant connectée en passant par la source de tension continue s chacun des deux éléments de commutation, caractérisé par le fait que le récepteur est constitué par un moteur asynchrone (1) alimenté par l'interme- diaire d'un onduleur (W), le deuxième élément de commutation étant un contacteur (15), fermé lors de la marche (fonctionnement moteur) et ouvert pendant le freinage (fonctionnement gé négateur).