Brevet FR2335977A1 — publié le 19770715

La présente invention concerne un filtre électrique fonctionnant dans les courants forts et notamment un filtre destine à protéger les appareillages électriques d'un matériel ferroviaire contre les surtensions en provenance de la caténaire ou inversement d'arrêter les perturbations qui pourraient être transmises à la caténaire en provenance ds circuit dtutilisatîon. Il est connu de filtrer les surtensions grâce a un filtre passe-bas constitué d'n-^ inductance efi série et d'un condensateur en parallele. Ce filtre est interposé entre une source de courant continu ou unidirectionnel et un circuit d'utilisation. En régie de fonctionnement perturbé lorsque la charge passe a vide brusquement sous l'influence de l'utilisateur le courant emmagasine dans l'inductance doit s'écouler quelque part et se met a charger le condensateur. L'échange de l'énergie magnétique de l'inductance avec l'énergie électrique du condensateur se traduit par une crete de tension aux bornes du condensateur double de la tension nominale par exemple. On sait éviter cette crête de tension en disposant une diode ou un thyristor aux bornes de l'inductance, la cathode de la diode étant en liaison avec la borne positive de la source. Dans ce cas la tension excédentaire est renvoyée vers la source. Cependant, l'inAroduction de de la diode aux bornes de l'inductance présente un inconvénient. En régime de fonctionnement établi, le filtrage des ondulations en provenance de l'utilisation, par exemple un convertisseur basse fréquence n'est plus assuré. La diode devient conductrice chaque fois que la tension aux bornes de l'inductance s'inverse du fait de l'ondulation de courant. Pendant cette conduction de la diode il y a donc connexion directe entre l'utilisation et la source et l'effet de filtrage se trouve supprimé. Il s'ensuit que les ondulations transmises à partir du convertisseur sont renvoyées dans la caténaire et peuvent perturber le fonctionnement de certains accessoires, tels que les commandes de signalisation, les télécommandes diverses etc... Le filtre électrique selon la présente invention permet de remédier a cet inconvénient. En régime de fonctionnement perturbé il permet au filtre de se décharger dans la source et un régime de fonctionnement établi le filtrage est assuré tant dans le sens source-utilisation que dans le sens utilisation-source. La présente invention a pour objet un filtre électrique disposé entre une source de tension continue élevée et l'utilisation, comportant une inductance de grande valeur sur le bras série relié au pôle + de la source, un condensateur sur le bras parallèle et une diode dont la cathode est connectée au pole + de la source et à une premiere extrémité de ladite inductance de grande valeur carac térisé par le fait qu'il comporte en outre une inductance autosaturable de faible valeur connectée entre l'anode de ladite diode et la deuxieme extrémité de ladite inductance de grande valeur. Selon une particularité de l'invention la valeur de l-adite faible inductance est sensiblement dix fois plus petite que celle de ladite grande inductance. Un exemple de mise en oeuvre de la présente invention donné à titre purement illustratif et nullement limitatif va être décrit en référence à la figure unique qui représente un schéma de principe électronique du dispositif. Comme on le voit sur la figure, entre une source I de courant continu ou unidirectionnel et l'utilisation 2 est disposé le filtre électrique. Le pôle + de la source I peut être constitué par une caténaire de voie ferrée et le pâle - constitue la masse, en l'occurence le rail. L'usilisation 2 2 peut être par exemple un convertisseur basse fréquence transformant le courant continu en courant alternatif. Le potentiel de la source peut être de 1.000 volts. Sur le bras série relié au pôle + de la source I est disposée une inductance de grande valeur 3 et sur le bras parallèle un condensateur 4. Aux bornes de l'inductance 3 sont disposées une diode 5 et une inductance autosaturable 6 de faible valeur. La cathode de la diode 5 est reliée au pôle + de la source. L'anode de la diode 5 est reliée à une extrémité de l'inductance 6. A titre d'exemple l'inductance 3 a une valeur de 30 millihenrys et le condensateur 4 de 100 microfarads. L'inductance 6 peut être de 3 millihenrys. Comme elle est enroulée sur un circuit magnétique elle est calculée pour se saturer aux grandes intensités de courant dans quel cas, son impédance est nulle, alors qu'aux faibles intensité son impédance est maximale. Le fonctionnement du filtre est le suivant En régime établi lorsque l'utilisation fonctionne normalement, il se produit un filtrage tant dans le sens source-utilisation que le sens utilisation-source. L'inductance 6 calibrée uniquement pour le courant résiduel (par exemple quelques milliampères ondulés en regard des quelques dizaines d'ampères de courant principal) présente une forte impédance ce courant résiduel et remplit ainsi sa fonction de filtrage dans le sens utilisation-source, puisque la diode 5 conduit. L'inductance 3 filtre également les ondulations. I1 y a donc filtrage dans les deux sens. En régime perturbé, lorsque le circuit d'utilisation passe de la fonction pleine charge à la fonction faible charge (par exemple à la suite de coupure du secondaire basse-tension) le courant important qui traversait l'inductance 3 pour aller à l'utilisation va chercher à s'écouler dans le condensateur 4 d'une part et à travers la diode 5 d'autre part. Le courant que renvoie l'inductance 3 est alors de l'ordre de grandeur du courant principal. L'inductance 6 qui a été calculée pour un faible courant, se sature alors et n'offre au courant de l'inductance 3 qu'une résistance tres faible, égale à sa résistance dans l'air et à sa résistance ohmique. I1 est à remarquer que la surtension qui apparait aux bornes du circuit d'utilisation reste donc presque aussi faible que s'il n'y avait pas d'inductance 6. L'inductance 6 assure donc la fonction de décharge de l'inductance 3. Le filtre objet de la présente invention a l'avantage de ne comporter que des éléments très rustiques tels que bobine et diode d'un fonctionnement très sur. Les applications sont du domaine de l'électrotechnique du matériel ferroviaire. REVENDICATIONS 1/ Filtre électrique disposé entre une source de tension continue élevée et l'utilisation, comportant une inductance de grande valeur sur le bras série relié au pale + de la source, un condensateur sur le bras parallèle et une diode dont la cathode est connectée au pôle + de la source et à une première extrémité de ladite inductance de grande valeur caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une inductance autosaturable de faible valeur connectée entre l'anode de ladite diode et la deuxième extrémité de ladite inductance de grande valeur. 2/ Filtre électrique selon la revendication I caractérisé par le fait que la valeur de ladite faible inductance est sensiblement dix fois plus petite que celle de ladite grande inductance.