Brevet FR2353167A1 — publié le 19771223

La présente invention concerne un dispositif d'amorçage d'un thyristor de travail en couplage à simple voie, pour l'alimentation de l'entraînement d'un vibrateur electromagnétique en particulier, dans lequel un condensateur est court-circuite par un transistor pendant l'alternance négative, se charge par une resistance variable pendant l'alternance positive et produit l'amorçage du thyristor de travail par l'intermédiaire d'un transistor unijonction programmable (TuP) quand la tension fixée par un diviseur à résistances est atteinte. Afin de commander dans la mesure du possible le thyristor de travail jusqu'à un angle de déphasage initial de 0 , ce qui est particulierement avantageux dans le cas des entraînements de vibrateur, il est connu de court-circuiter un condensateur pendant l'alternance négative, a l'aide d'un élement fonction de la polarité, afin que ce condensateur se charge pendant l'alternance positive, puis se décharge par l'intermédiaire d'un transistor. unijonction programmable sur le circuit d'amorçage du thyristor, quand la tension fixée par un diviseur à résistances est atteinte. L'élement fonction de la polarité, court-circuitant le condensateur pendant l'alternance négative, peut être un transistor normal ou un transistor unijonction programmable. Le montage connu et son fonctionnement sont décrits ci-dessous à l'aide de la figure 1 du dessin annexé. La partie de la figure à connexions en trait plein représente le montage connu (brevet de la Répu- blique fédérale d'Allemagne nO 21 04 503.4). L'alimentation du montage est assurée par les entrées 1 et 2, à l'aide d'un redresseur en pont 3, en parallèle de façon classique avec un condensateur de filtrage 4. La résistance 5 en série et la diode de Zener 6 en parallèle stabilisent la tension d'alimentation. Le diviseur de tension, constitué par les résistances 7 et 8, fixe la tension de claquage du transistor unijonction programmable 9. La source de tension charge le condensateur 10 de détermination du temps1 par 1' intermé- diaire de la résistance série 5 précitée et de la résistance variable 11. Pendant l'alternance négative, ce condensateur 10 est court-circuité par le transistor 12, qui est commandé par la résistance 13. Cette derniere assure en outre la limitation d'intensité. Le transistor 12 se bloque quand la tension tombe au-dessous de la tension de coude baseémetteur, c'est-à-dire sensiblement lors du passage de la tension d'alimentation par zéro. Le condensateur 10 se charge pendant l'alternance positive, avec la constante de temps fixée par la résistance il; quand sa tension de claquage est atteinte, le TUP 9 présente une faible résistance et le condensateur 10 se décharge dans ce montage connu, par l'intermédiaire du TUP 9, directement sur l'enroulement primaire d'un transformateur d'impulsions, une brève impulsion d'amorçage étant ainsi produite.L'obtention d'une impulsion d'amorçage de haute énergie impose un condensateur 10 de grande capacité. Lorsqu'on exige en outre que la première impulsion d'amorçage apparaisse juste après le passage de l'alternance positive par zéro, les résistances 11 et 5 doivent être faibles, ce qui augmente notablement les pertes du montage. Le retard de la première impulsion d'amorçage par rapport au passage de l'alternance positive par zero ne peut pas être annulé, car les proprietés du TUP 9 ne permettent pas de réduire à volonté la valeur de la résistance 11. Une commande jusqu'à l'angle de déphasage de 0 est toutefois particulièrement avantageuse pour le fonctionnement de vibrateurs électromagnétiques, du fait de la variation quadratique de la double amplitude et par suite du debit en fonction du courant d'alimentation de l'electroaimant. Selon une caracteristique essentielle de l'invention, la sortie du TUP est reliée en aval à une résistance et à la gâchette d'un thyristor auxiliaire, qui est inséré dans un circuit comportant un condensateur de capacité élevée, que l'alternance négative charge par l'intermédiaire d'une diode et d'une résistance, ainsi que la gâchette du thyristor de travail. Un transformateur d'impulsions est habituellement utilisé pour le raccordement du thyristor de travail. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et du dessin annexé sur lequel la figure 1, partiellement decrite ci-dessus, représente le montage connu, complété en tirets par les nouveaux éléments selon l'invention; et la figure 2 représente le montage de la figure 1, complété selon l'invention, de façon à introduire une ou plusieurs alternances positives entre les impulsions d'amorçage. Dans le montage selon figure 1, la décharge du condensateur 16 de capacité elevée produit une impulsion d'amorçage de haute énergie, qui par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire du transformateur d'im pulsions 17 et des bornes 18, 19 amorce le thyristor de travail non représenté, inséré dans le circuit principal. Le transformateur d'impulsions 17 peut aussi comporter plusieurs enroulements secondaires et amorcer simultanément plusieurs thyristors de travail branchés en série ou en parallèle. Le condensateur 16 se charge pendant toute l'alternance négative, par l'intermédiaire de la borne 1, de la diode 20 et de la résistance 21, ce qui permet d'utiliser une résistance 21 de valeur élevée et d'obtenir ainsi une faible intensité absorbée. La diode 20 interdit la décharge du condensateur 16 pendant l'alternance positive.La diode de Zener 22 limite la tension aux bornes du condensateur 16 et determine ainsi la tension de pointe de l'impulsion d'amor çage a l'instant de la décharge du condensateur 16. La faible énergie d'amorçage du petit thyristor 15 permet d'utiliser un condensateur 10 de très faible capacité et par suite de rédiire le dimensionnement des composants 3 à 6 et 9, 11, 12, 13 par rapport au montage connu, ce qui accroît la sécurité de fonctionnement et reduit notablement la consommation du montage d'amorçage. Les condensateurs de filtrage 23 et 24 augmentent la resistance du montage aux perturbations. Les distorsions ou les perturbations haute fréquence de la tension d'alimentation appliquée à 1, 2 n'exercent aucune influence sur la fonction du montage et l'angle de déphasage de l'impulsion d'amorçage. Le montage d'amorçage connu délivrait plusieurs impulsions d'amorcage au transformateur d' impulsions pendant une alternance positive. Le montage selon l'invention ne délivre qu'une impulsion au cours d'une alternance positive. Il est donc inutile d'augmenter la dissipation du transformateur d'impulsions 17, bien que l'impulsion d'amorçage présente une énergie très supérieure dans ce montage. Il est possible de remplacer le RUP 9 et les résistances 7 et 8 par un transistor unijonction, de façon classique. I1 est également possible de remplacer la résistance Il par un transistor, commandé par exemple par un amplificateur régulateur. La partie en trait plein de la figure 2 est identique au montage complet de la figure 1. Selon une autre caractéristique de l'invention, les composants 25 a 31, représentés avec des connexions en tirets, sont ajoutés afin d'améliorer le montage d'amorçage. Cette addition vise ne pas delivrer l'impulsion d'amorçage apparaissant sur le transformateur d'impulsions 17 et les bornes 18, 19 au cours de chaque alternance positive, afin d'introduire un temps de repos d'une ou plusieurs alternances positives sans impulsion d'amorçage. Une division de fréquence est ainsi obtenue sur le thyristor principal, relié aux bornes 18, 19. Lorsque le thyristor de travail alimente par exemple un vibrateur électromagnétique, ce dernier peut etre utilisé a une fréquence de vibration inférieure à la fréquence du réseau et présentant avec elle un rapport de division entier. Une basse fréquence de vibrateurs électromagnétiques est adoptée de préférence pour les problèmes de transport spéciaux et pour la réduction du bruit. L'alternance négative atteignant la borne 1 est stabilisée par la résistance 25 et la diode de Zener 26 dans la partie en tirets du montage de la figure 2. La valeur de la résistance 21 est choisie de façon que le condensateur 16 ne présente qu'au bout de deux ou plusieurs périodes la charge suffisante pour dépasser la tension de claquage de la diode de Zener 27 et à faire circuler un courant dans la base du transistor 29, par cette diode 27 et la résistance 28. Le circuit collecteur-émetteur du transistor 29 présente ainsi une faible résistance et absorbe un courant par la résistance 30. La diode 31 se bloque et libère la base du transistor 12, qui est commandé de façon connue par la résistance 13 au cours de chaque alternance négative et permet la charte du condensateur 10 pendant l'alternance positive suivante, de sorte que l'impulsion d'amorçage suivante est déclenchée de façon connue, le condensateur 16 se déchargeant alors totalement avant la répétition complète du cycle. Il est également possible de réaliser la résistance 21 sous forme d'une résistance d'équilibrage et par suite d'ajuster avec précision la constante de temps des éléments 21 et 16 en fonction de la division de fréquence désirée. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif d'amorçage d'un thyristor de travail en couplage à simple voie, pour l'alimentation de l'entraînement d'un vibrateur électromagnétique en particulier, dans lequel un condensateur est court-circuité par un transistor pendant l'alternance négative, se charge par une résistance variable pendant l'alternance positive et produit l'amorçage du thyristor de travail par l'intermédiaire d'un transistor unijonction programmable (TUP) quand la tension fixée par un diviseur à résistances est atteinte, ledit dispositif étant caractérisé par le branchement, en aval de la sortie du TUP, d'une résistance et de la gâchette d'un thyristor auxiliaire, qui est inséré dans un circuit comportant un condensateur de capacité élevée, que l'alternance négative charge par 1 'in- termédiaire d'une diode et d'une résistance, ainsi que la gâchette du thyristor de travail. 2. Dispositif selon revendîcatidn 1, caractérisé en ce que la gâchette et la cathode du thyristor de travail sont reliées au dispositif par un transformateur d'impulsions. 3. Dispositif selon une des revendications 1 et 2, caractérisé par le branchement d'une diode de Zener en parallele avec le condensateur de décharge. 4. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le branchement d'un condensateur supplémentaire entre la borne de base du transistor de court-circuitage et la masse d'une part, et entre l'anode du thyristor auxiliaire et la masse d'autre part. 5. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce qu'un élément de réaction, constitué par une diode de Zener, une résistance et un second transistor, est relié au condensateur de décharge; et le second transistor délivre un courant à la base du transistor de court-circuitage, par 1 'intermédiaire d'une résistance et avec insertion d'une diode, tant que la tension du condensateur de décharge demeure inférieure a la tension de claquage de la diode de Zener de l'élément de réaction 6.Dispositif selon une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé par la stabilisation de la tension du condensateur de décharge a l'aide d'une diode de Zener en parallèle et d'une résistance additionnelle, dont le point commun est relié à l'anode de la diode du circuit comportant le thyristor auxiliaire. 7. Dispositif selon revendication 6, caractérisé par la réalisation de la résistance de charge du condensateur de décharge sous forme d'une résistance d' équilibrage. 8. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 a 7, caractérisé par le branchement, en amont du condensateur de détermination du emps, d'un transistor de charge a la place de la résistance de charge. 9. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 8, carac térisé par ltemploi d'une diode à double base non programmable à la place de la diode à double base programmable avec diviseur de tension.