Brevet FR2375750A1 — publié le 19780721

La présente invention concerne un onduleur en H à transistors ledit onduleur étant équilibré, c' est-à-dir e fournissant une tension alternative symétrique, la composante continue étant réduite au minimum. Un onduleur en M classique est un onduleur dont les quatre branches verticales du H comportent chacune un transistor commutateur, la branche horizontale du H comportant le primaire d'un transformateur, l'ensemble étant disposé entre les bornes positive négative d'une source de tension continue et fournissant une tension alternative sur le secondaire du transformateur grâce à la commutation convenable de quatre transistors faisant passer le courant dans 'enroulement - du primaire alternativement dans un sens et dans l'autre.Le fonctionnement du primaire du transformateur appelle la remarque suivante : si par une erreur de commande ou une dissymétrie dans la réponse des transistors, le temps pendant lequel le courant passe dans l'enroulement primaire dans un certain sens est différent du temps pendant lequel il passe dans le sens inverse, une induction unidirectionnelle due àune composante continue apparaît dans le circuit magnétique et peut aller jusqu'à la saturation de ce circuit. Dans ce cas, le transformateur se comporte comme un courtcircuit entre les deux bornes de la source continue ce qui crée des désordres de fonctionnement, le courant excessif pouvant détruire les transistors. Le remede traditionnel utilisé en pareil cas, consiste à prévoir un entrefer dans le noyau magnétique, de quelques dizaines de microns, pour que la dissymétrie de commande se traduise par une ondulation unidirectionnelle relativement faible. En effet, avec un entrefer la courbe d'induction fonction de l'intensité n'est pas sature alors quTà intensité égale sans entrefer, elle atteint son niveau de saturation. Dans le cas ou plusieurs onduleurs sont disposés en série, la réalisation dlun entrefer présente l'inconvénient d'introduire un paramètre difficilement contrôlabIe, savoir l'entrefer, et conduit à des impossibilités sinon désire fonctionner à une fréquence élevée, par exemple quelques milliers de cycles par seconde, ce qui est pourtant nécessaire pour la réalisation d'équipements allégés.En effet, un écart de réponse de quelques microsecondes qui se traduit pas une dissymétrie faible à 300 Hz devient en effet insupportable à 3000 Hz puisque son importance relative devient décuplee. L'onduleur selon la présente invention remédie-à-cet inconvénient. Dans celui-ci, en effet on peut obtenir une tension alternative symétrique, la composante continue unidirectionnelle étant bloquée par un organe d'appoint. La présente invention a pour objet un onduleur en H à transistors comprenant entre des bornes de polarité positive et négative d'une source continue deux mailles à branche commune comportant le primaire d'un transformateur, lesdites mailles comportant un transistor-commutateur dans chacune des branches reliant l'une ou l'autre desdites bornes aux deux extrémités de ladite branche commune, le secondaire dudit transformateur débitant une tension alternative à un redresseur, un filtre et une charge d'utilisation, ou directement sur la charge d'utilisation, caractérisé par le fait que ladite branche commune comporte en outre un condensateur en série avec le primaire dudit transformateur. Selon une particularité de l'invention, l'impédance dudit condensateur est comprise entre 3% et 30X de l'impédance ramenée par ladite charge au primaire dudit transformateur. 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 schématiquement un onduleur selon l'invention. Tel que représenté sur la figure, un onduleur en H est disposé entre le pôle + et - dtune source continue Uo. Les transistors-commutateurs T1, T2, T3, T4 sont disposés dans les branches verticales du H, la branche horizontale du H comportant un enroulement primaire d'un transformateur en serie avec un condensateur 3. L'enroulement secondaire 2 du transformateur débite dans un redresseur 4, un filtre 5 et une batterie 6 disposée en parallèle sur le circuit d'utilisation 7 et éventuellement directement dans le circuit d'utilisation 7. Par suite de la commutation des transistors TI, T2, T3, T4, selon un procédé connu en soi, un courant i parcourant l'onduleur venant du pôle + et passant par T1, l'enroulement 1 dans un certain sens de gauche à droite, le condensateur 3, le transistor T4 et se refermant sur le pôle - est suivi d'un courant i' venant du pôle + parcourant T2, le condensateur 3, l'enroulement I de droite à gauche, le transistor T2 pour se refermer sur le pôle -. L'enroulement 1 est le siege d'une tension alternative. Le condensateur 3 selon l'invention a'pour fonction d'arrêter la composante continue qui résulterait de la dissymétrie dans l'amplitude des courants i et i'. Le condensateur 3 doit avoir une impédance, comprise entre 3% et 30% de I'impédance ramenée par la charge au primaire 1 du transformateur. Selon une réalisation pratique, le condensateur 3 a une capacité de 50 microfarads et son impédance est de 1 Ohm à 3000 Herz, alors que l'impédance au primaire 1 est de 10 ohms. L'impédance du condensateur doit être toujours faible durant l'impédance ramenee par la charge par exemple 10%. La mise en place d'une capacité représentant par exemple une chute de tension égale à 10% de la tension totale provoque la disparition totale des phénomènes de dissymétrie, c'est-à-dire de composante unidirectionnelle sans que la capacité introduise aucun phénomène secondaire néfaste. L'onduleur selon la présente invention permet d'éliminer toute composante unidirectionnelle susceptible de saturer le transformateur de l'onduleur et de le détruire. couraLnck%iu0nat0rnntatd1.d0maine de la conversion de courant continu en REVENDIGATIONS 1/ Onduleur en H à transistors comprenant entre des bornes de polarité positive et négative d'une source continue deux mailles à-branche commune comportant le primaire d'un transformateur, lesdites mailles comportant un transistor-commuta- teur dans chacune des branches reliant l'une ou l'autre desdites bornes aux deux extrémités de ladite branche commune, le secondaire dudit transformateur débitant une tension alternative i un redresseur, un filtre et une charge d'utilisation caractérisé-par.le fait que ladite branche commune comporte en outre un condensateur en série avec le primaire dudit transformateur. 2/ Onduleur en H à transistors comprenant entre des bornes de polarité positive et négative d'une source continue deux mailles à branche commune comportant le primaire d'un transformateur, lesdites mailles comportant un transistor-commutateur dans chacune des branches reliant l'une ou l'autre desdites bornes aux deux extrémités de ladite branche commune, le secondaire dudit transformateur débitant une tension alternative caractérisé par le fait que ladite branche commune comporte en outre un condensateur en série avec le primaire dudit transformateur. 3/ Onduleur en H selon l'une des revendications 1, et 2 caractérisé par le fait que l'impédance dudit condensateur est comprise entre 3X et 30% de l'impédance ramenée par ladite charge au primaire dudit transformateur.