Brevet FR2308241A1 — publié le 19761112

L'invention concerne un dispositif pour commander des moteurs as'jnchrones triphasés, comportant respectivement un cou ple de thr istors branchés suivant un montage anti-parallèle entre l'entrée et la sortie de chacune des trois phases, ainsi qu'un circuit de commande produisant les impulsions de commande pour les thyristors. Dans toute une série de problèmes d'entraSnement, par exemple dans le cas de l'entraînement d'ascenceurs, une commande ou une régulation de la vitesse de rotation est nécessaire pour les deux sens de rotation et un couple d'entraînement et un couple de freinage, pouvant être modifiés, sont nécessaires pour les deux sens de rotation. Dans la mesure où l'on a utilisé jus aulà présent des moteurs asynchrones commandés par des thyristors, pour de tels problèmes d'entraînement, on a produit le couple de freinage au moyen d'un frein supplémentaire ou bien par une excitation à courant continu d'un second enroulement du moteur asynchrone. Les deux solutions sont relativement coûteuses. L'invention a pour but de créer un dispositif pour la commande de moteurs asynchrones triphasés, grâce auquel on peut réaliser la commande ou la régulation de la vitesse de rotation, du couple d'entraînement et du couple de freinage, dans les deux directions, d'une façon plus économique que dans le cas des dispositifs d'entraSnement connus.Ce problème est résolu conformément à l'invention, dans un dispositif du type indiqué plus haut, à l'aide de deux couples supplémentaires de thyristors branchés suivant des montages anti-parallèles et qui relient, sur deux des trois phases, l'entrée d'une phase à la sortie de l'autre phase De tels couples supplémentaires de thyristors branchés suivant des montages anti-parallèles permettent de modifier la succession des phases et, de ce fait, le sens de rotation du champ tournant dans le moteur asynchrone et, pour chaque succession de phase, de modifier de façon continue de O volt jusqu'à la tension du réseau complète la tension dans les trois phases, par le choix de l'angle d'amorçage.Cela signifie ou'à l'aide des couples supplémentaires de thyristors, une commande ou une régulation de moteurs asynchrones triphasés est possible dans l'ensemble des quatre quadrants. La dépense nécessaire à cet effet est sensiblement plus faible que dans le cas des dispositifs connus étant donné que seuls sont nécessaires les deux cou ples supplémentaires de thyristors branchés suivant des montages anti-parallèles et l'extension du circuit de commande, nécessaire pour la commande de ces thyristors. Dans une forme de réalisation préférée, il est prévu un circuit logique autorisant une modification de la succession des phases par-un passage d'un couple de thyristors à l'autre couple de thyristors pour les deux phases comportant chacune respectivement deux couples de thyristors, uniquement lorsque le couple conduisant Jusqu'alors le courant n'est plus alimenté en courant. Ce circuit logique, avec lequel on peut également fixer de façon appropriée l'angle d'amorçage pour les thyristors, garantit par conséauent qu'unie rotation du champ tournant ne peut conduire à un court-circuit de phase de brève durée, comme ce serait le cas si la succession des phases était modifiée, tant que les thyristors des phases, qui doivent être commutées, conduisent un courant. Afin de pouvoir fixer d'une façon aussi simple que possible si les thyristors des phases devant être commutées conduisent encore un courant ou ne sont pas parcourus par un courant, un convertisseur de courant est disposé respectivement dans les deux phases, comportant respectivement un couple supplémentaire de thyristors, selon une forme de réalisation avantageuse. Ces deux convertisseurs de courant sont raccordés, moyennant le montage d'un redresseur intercalé, à une entrée du circuit logique. Une constitution particulièrement simple du circuit de commande est obtenue lorsque l'on associe à chaque couple de thyristors un générateur d'impulsions commandé par le circuit logique et qui produit les impulsions d'amorçage pour les thyristors, sur la base des instructions de commande reçues. Afin d'empêcher que, lors du branchement du dispositif, des impulsions d'amorçage erronées ne soient produites par suite de phénomènes transitoires de durée variable,- selon une forme de réalisation préférée tous les générateurs d'impulsions sont raccordés à un circuit de retardement de branchement, qui libère les générateurs d'impulsions uniquement lorsque, de façon sûre, le reste du circuit de commande et un régulateur éventuellement prévu sont prêts à fonctionner. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. La figure représente un schéma-bloc de l'exemple de réalisation du dispositif suivant l'invention. Un appareil pour la régulation de moteurs asynchrones triphasés dans l'ensemble des quatre quadrants, c'est-à-dire darus les aeu: directions de rotation et ae couple, comporte trois sorties U, V et W pour le raccordement du moteur asynchrone triphasé non représenté et aevant être régulé. La sortie U est reliée ç une entrée R par l'intermédiaire d'un couple de thyristors 1 et 2 branchés suivant un montage anti-parallèle et qui sont branchés chacun en série avec un fusible de sécurité 3, 4. De façon correspondante, deux thyristors 5 et 6 branchés suivant un montage anti-parallèle sont placés entre la sortie V et une entrée S associée auxdibsthyristors.L2~ sortie W est reliée à l'entrée T, qui lui est associée, par l'intermédiaire de deux thyristors 9 et 10 branchés suivant un montage anti-parallèle et de deux fusibles de sécurité il et 12 placés dans les deux bran ches constituées par le montage anti-parallèle des thyristors 9 et 10. Le réseau alimentant le moteur asynchrone triphasé est raccordé aux entrées R, S et T. Comme le montre le schéma-bloc, on a prévu deux couples supplémentaires de thyristors 5', 6' et 9', 10', branchés suivant des montages anti-parallèles. Les thyristors 5' et 6' sont reliés d'une part à la sortie W et d'autre part à l'entrée R, la dernière liaison indiquée étant réalisée dans l'exemple de réalisation de telle manière que les fusibles de sécurité 7 et 8 soient situés également dans le circuit des deux thyristors 5' et 6'. Les thyristors 9' et 10' sont reliés d'une part à la sortie V et d'autre part, par l'intermédiaire des fusibles de sécurité Il et 12, à l'entrée T. Par conséquent, selon que les trois couples de thyristors 1 et 2, 5 et 6 et 8 et 9 sont amorcés dans cette succession ou bien que les couples de thyristors 1 et 2, 5' et 6' et 9r et 10' sont amorcés dans cette succession, la succession des phases et, par conséquent, le sens de rotation du champ tournant sont inversés dans un moteur asynchrone raccordé aux sorties U, V et W. A chacun des cinq couples de thyristors est associé un générateur d'impulsions 13 dont les deux sorties sont reliées l'électrode de commande de l'un ou de l'autre des thyristors du couple associé. La constitution de tous les générateurs d'impulsions 13 est identique dans l'exemple de réalisation. La commande des générateurs d'impulsions 13 s'effectue au moyen d'un circuit logique 14 qui possède un nombre de sorties qui correspond-au nombre des générateurs d'impulsions, lesdites sorties étant raccordées respectivement auxdits générateurs d'impulsions. Le rôle du circuit logique consiste à délivrer, sur la base des signaux qui lüi sont envoyés, dans la succession correcte et à l'instant approprié, aux générateurs d'impulsions 13, respectivement un signal de commande sur la base duquel lesdits générateurs d'impulsions produisent les impulsions d'amorçage pour les thyristors associes. Dans l'exemple de réalisation, il est prévu un-régula- teur de vitesse de rotation désigné d'une façon globale par la référence 15, dont une entrée 16 est reliée à un générateur de valeur de consigne, tandis que son autre entrée 17 est raccordée à un générateur de valeur réelle, par exemple un générateur tachymétrique. Sur la sortie 18 du régulateur 15, il est possible de prélever un signal à partir duquel l'angle d'amorçage des thyristors peut être déterminé tant en valeur, qu'en polarité. Le signal de sortie du régulateur est par conséquent envoyé par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas 19 à un amplificateur opérationnel 20 et à un redresseur 21. Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel 20, qui fixe le sens du couple de rotation du moteur asynchrone, est, comme le montre le schéma-bloc, envoyé directement au circuit logique 14-. Le signal de sortie du redresseur 21, qui reproduit la valeur de l'écart de réglage, est envoyé à trois comparateurs 22, 23 et 24 qui reçoivent en outre, de la part d'un générateur triphasé 25 de tension de référence, respectivement un signal de référence auquel le signal de sortie du redresseur 21 est comparé.Les signaux de sortie des comparateurs 22, 23 et 24, qui déterminent la valeur de l'angle d'amor çage, sont envoyés également au circuit alogique?4. Le générateur 25 de tension de référence produit les signaux de référence sur la base d'impulsions de synchronisation qu'il reçoit d'un appareil de raccordement au réseau 26,qui est raccordé au réseau ~d'alimentation en énergie et délivre également les tensions continues nécessaires pour le fonctionnement du dispositif. Afin d'empocher que la succession des phases puisse être modifiée aux sorties U, V et W, tant que les sorties V ou W conduisent un courant, étant donné qu'il pourrait se produire de ce fait un court-circuit entre phases de brève durée, les convertisseurs de courant 27 et 28 sont branchés respectivement dans les conducteurs de liaison entre la sortie V et l'entrée S et entre la sortie W et entrée T. Dans l'exemple de réalisation, l'enroulement primaire des deux convertisseurs de courant est situé entre la sortie et le couple de thyristors. Les deux enroulements secondaires des convertisseurs de courant 27 et 28 sont branchés en série. Les deux extrémités de ce circuit-série sont reliées deux branches parmi les trois branches, montées en parallèle, d'un redresseur 29.Les trois branches, qui ont une constitution identique, sont constituées chacune par deux redresseurs ou groupes de redresseurs, branchés en série et pos sédant le même sens passant. Les raccords pour les convertisseurs de courant sont situés respectivement entre les deux redresseurs ou les deux groupes de redresseurs de chaque branche. Un troisième conducteur de liaison relie la liaison entre les deux enroulements secondaires des convertisseurs de courant 27 et 28 et la troisième branche du redresseur 29. La tension de sortie du redresseur 29 est envoyée au circuit logique 14 afin que ce dernier ne délivre des signaux de commande aux générateurs dtimpul- sions 13 associés aux sorties V et W, que lorsque ces deux sorties ne sont pas alimentées en courant. Un circuit 30 de retardement d'entrée, dont une sortie est reliée à chacun des générateurs d'impulsions 13 et dont l'autre sortie est reliée au régulateur 15, empêche que, lors du branchement de l'ensemble du dispositif, les générateurs d'impulsions 13 ne puissent délivrer des impulsions d'amorçage avant que l'ensemble du circuit de commande soit prêt à fonctionner. Sinon, une durée variable de phénomène transitoire des différentes parties du circuit de commande pourrait conduire à ce que les gén- rateurs d'impulsions 13 délivrent des impulsions d'amorçage suivant une succession erronée ou avec des valeurs erronées. Le mode de fonctionnement du dispositif est le suivant Le régulateur 15 produit, en fonction de la valeur de consigne prédéterminée, des signaux de sortie aui, non seulement, peuvent rendre nécessaire une modification de la vitesse de rotation et du couple dans le quadrant dans lequel se situe la plage instantanée de fonctionnement du moteur asynchrone raccordé, mais également peuvent rendre nécessaire un passage dans l'un des trois autres auadrants. Les thyristors sont alors com mandés au moyen du circuit logique 14 de manière que le moteur asynchrone soit amené dans le nouvel état de fonctionnement. L'inversion du sens de rotation du champ tournant dans le moteur asynchrone est réalisée grssce au fait que ce ne sont plus les thyristors 5, 6, 9 et 10, mais les thyristors 5', 6', 9' et 10' ou inversement qui sont amorcés, tandis que la tension présente aux bornes U, V et W est commandée ou régulée, dans le cas des deux successions de phases, grâce à un choix approprié de l'angle d'amorçage. RE \rENDI CATI ONS 1. Dispositif pour commander des moteurs asynchrones triphasés, comportant respectivement un couple de thyristors branchés suivant un montage anti-parallèle entre l'entrée et la sortie de chacune des trois phases, ainsi qu'un circuit de commande produisant les impulsions de commande pour les thyristors, caractérisé par le fait qu'il comporte deux couples supplémentaires de thyristors (5', 6' ; 9', 10'), branchés suivant des montages anti-parallèles et qui relient, sur deux des trois phases, l'entrée (S, T) d'une phase à la sortie (W ou V) de l'autre phase. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait ou'il comporte un circuit logique (14) permettant une modification de la succession des phases, par un passage d'un couple de thyristors à l'autre couple de thyristors, pour les deux phases comportant chacune deux couples de thyristors (5, 6, 5', 6' ; 9, 10, 9', 10'), uniquement après que le couple de thyristors conduisant jusqu'alors le courant n'est plus alimenté en courant. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que des convertisseurs de courant (27, 28) sont disposés respectivement dans les deux phases comportant chacune un couple de thyristors supplémentaire (5', 6' ; 9', 10'), et que ces convertisseurs de courant sont raccordés, moyennant le montage d'un redresseur (29) intercalé, à une entrée du circuit logique (14). 4. Dispositif suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'à chaque couple de thyristors (1, 2 5, 6 ; 5', 6' ; 9, 10 ; 9', 10') est associé un générateur d'impulsions (13) commandé par le circuit logique (14). 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que tous les générateurs d'impulsions (13) sont raccordés à un circuit (30) de retardement de branchement.