Brevet FR2358779A1 — publié le 19780210

L'invention concerne un dispositif de régulation pour la stabilisation de la commutation d'un onduleur autonome, en montage exempt de tension de blocage, dite également tension inverse. Sous la désignation "Montage onduleur exempt de tension inverse" il faut entendre, pour l'essentiel, un onduleur dans lequel des diodes de passage inverse sont connectées en parallèle avec les thyristors de puissance (Journal technique allemand BBC Nachrichten, 48e année, cahier 1 (1966), pp. 44 - 52 ; 52e année (1970), pp. 69 et 153 ; documents de publication allemands Dr-Os 14 38 414 et Ivr-OS 21 58 663 1 brevet américain US-PS 3 916 287). Le document de publication allemand n 21 58 663 décrit un montage dans lequel, pour obtenir une commutation sûre, il est prévu un dispositif soumis à l'influence de différentes tensions de mesure.Au moyen d'amplificateurs et dlun dispositif additionneur, on appréhende les variations des signaux représentatifs des valeurs effectives dans le sens positif ou négatif, et on les applique aux branches de soupapes ainsi qu'aux soupapes de commutation en tant que grandeur perturbatrice. La soupape de commutation correspondant à la branche de soupapes rebiquée, c'est-à-dire à la branche dont le courant va être commuté sur la branche suivante du montage, s'amorce là un instant avant la branche suivante, c'est-à-dire un instant avant que ne s'amorce la branche qui doit prendre la relève.L'énergie est alors toujours suffisante pour l'extinction de la branche de soupapes rebloquée, ce qui permet aussi, par exemple, un fonctionnement dans des conditions de marche extrêmes (source de tension continue fortement ondulée). Pour cette superposition de grandeurs perturbatrices, c'est le courant débité dans la charge ou bien la tension du circuit intermédiaire que l'on appréhende en tant que grandeur perturbatrice. Ceci présente l'inconvénient que que la tension de mesure est élaborée au moyen de convertisseurs de mesure (dispositifs de mesure). Du fait des tensions élevées rencontrées, ceci conduit à la mise en oeuvre de moyens importants pour la construction. Un autre inconvénient réside en outre dans le fait qu'il faut toujours appréhender tout d'abord des grandeurs perturbatrices, pour que la régulation intervienne lors de la commutation suivante. Ainsi, l'utilisation du montage ne se fait pas dans des conditions ------ optimales, la régulation intervient avec un retard, Une mesure directe du courant de commutation permettrait d'éviter les inconvénients exposés ci-dessus. Ctest donc ltobjectif visé par l'invention, que de corriger les inconvénients du montage connu, de manière à obtenir une régulation de la commutation. Selon ltinvention on arrive à ce résultat, grâce au fait qu'il est prévu un enroulement auxiliaire qui élabore un signal correspondant à la croissance du courant dans la branche de commutation, qu'un élaborateur de fonction supprime les tensions de ce signal qui ont une certaine polarité, qu'un intégrateur intègre les tensions de ce signal qui ont la polarité opposée et que cet intégrateur peut être remis à zéro à la demande au moyen d'une entrée auxiliaire, que dans un additionneur on compare la valeur réelle et instantanée du courant de commutation, élaborée par ltintégrateur, avec la valeur de consigne, que la valeur de consigne du courant de commutation peut être déterminée à partir de la tension du circuit intermédiaire, et qu'un régulateur exploite l'écart qui est observé sur l'additionneur0 Une réalisation du dispositif de régulation selon l'in- vention est caractérisée par le fait qu'une mémoire analogique mémorise le signal de sortie de l'intégrateur, lorsque celui-ci est égal à la valeur réelle et instantanée, et que la mémoire analogique est suivie d'un régulateur à action par intégration. L'avantage réside dans la facilité de la saisie de la valeur réelle et instantanée avec la mise en oeuvre dwun enroulement auxiliaire. La dissymétrie, connue jusqu'à présent entre les amplitudes des alternances positives et négatives du courant de commutation lors de'lcextinction des thyristors, due aux irrégularités de l'alimentation en courant de l'onduleur, peut être supprimée. Comme du fait de conditions physiques, l'extinction d'un thyristor n'est effectivement assurée qu'après un certain temps de recouvrement, la valeur d'amplitude nécessaire du courant de commutation doit rester maintenue pendant un certain temps. Ceci est obtenu avec ltutilisation, selon l'invention, d'un élaborateur de fonction et drun intégrateur command6. Ce qui est avantageux, en outre, c'est que toutes les influences-qui interviennent en tant que perturbations, sont appréhendées et compensées par la régulation. On obtient ainsi un degré de symétrie très élevé des courants de commutation. L'invention sera mieux comprise à laide de la description ci-après dtun exemple de réalisation du dispositif de régulation non limitatif de l'objet de l'invention, et du dessin annexé dans lequel les différentes figures montrent respectivement Figure 1 un schéma-bloc Figure 2 les diagrammes de fonctionnement du dispositif de régulation. Selon la figure 1, le courant de commutation ILK traverse un enroulement de commutation 1. Ce courant est également représenti dans le diagramme selon la figure 2a. On capte le courant de commutation au moyen d'un enroulement auxiliaire 2. Au moyen dtun diviseur de tension résistif R1, R2, R3, on abaisse la tension induite à un niveau convenable pour l'appareillage électroni ainsi que. Dans la figure 2b on a désigné par UR3 la tension recueillie. On répartit la tension obtenue entre un canal supérieur pour l'alternance positive et un canal inde'rieur pour la simulation de l'alternance négative du courant de commutation. L'alter- nance positive est appliquée à l'entrée d'un élaborateur de fonction 3. Dans cet élaborateur de fonction, constitué par exemple d'un montage à diodes, on rabote la partie négative je la tension0 Le résultat, UFB est visible dans le diagramme en 2c. La tension UFB est appliquée à l'entrée de llintégra- teur commandé 5. On a désigné par Ust le signal de commande pour l'intégrateur, dans le diagramme de fonctionnement de la figure 2 (figure 2d). Ce signal de commande est appliqué de l'extérieur, à l'intégrateur 5, par l'intermédiaire d'un élément de couplage 6. Le signal de sortie de 1fintégrateur est représenté dans le diagramme de fonctionnement en 2e. Pendant 1 'intervalle de temps t ( tl on simule la valeur instantanée du courant de commutation qui a la forme représentée dans le diagramme en 2a, à partir de l'instant t1 on garde en mémoire l'amplitude de l'oscillation de décharge, jusqu'à l'instant t2 où lton amorce la soupape principale suivante, qui doit prendre la relève. Pendant cet intervalle de temps, le signal de sortie de l'intégrateur correspond à la valeur effective de l'amplitude du courant de commutation. Dans l'additionneur 8 on compare cette valeur effective IKist avec la valeur de consigne IKsOll Dans le diagramme, on a représenté l'é- cart de réglas en 2f. La valeur de consigne de l'amplitude de l'oscillation de décharge est proportionnelle à la tension du circuit intermédiaire. Pour une installation avec une tension de circuit intermédiaire réglable il est donc intéressant de déterminer la valeur de consigne 1Ksoll à partir de la tension du circuit inter- médiaire. Ceci peut se faire par exemple au moyen d'élaborateurs de tension et/ou d'éléments de retard.Le régulateur 9 exploite l'écart de réglage et dans l'additionneur 10 qui vient ensuite, au signal de sortie du régulateur on ajoute encore un signal qui détermine le point de fonctionnement de l'organe régulé. La superposition d'autres grandeurs perturbatrices, dans cet additionneur 10, est également possible Dans un temporisateur commandé par la tension, qui vient ensuite, et qui nient pas représenté, on convertit la tension en une valeur de temps de sorte qu'à laide de ce temporisateur on détermine l'instant tXo Pour l'élaboration de de l'alternance négative du courant do commutation, on a prévu le canal inférieur de la figure t. Au moyen de l'inverseur 11, de l'élaborateur de fonction 4, de ltinté- grateur 7, de l'additionneur 12, du régulateur à action proportionnelle 13 et de l'additionneur 14, on utilise cette tension pour élaborer le retard de l'alternance ngative. Ces éléments ont les memes fonctions que ceux du canal positif, et agissent par cons6- quent de la meme manière. Dans une forme de réalisation intéressante du dispositif de régulation selon l'invention, on conserve dans un montage mémoire l'instant t1 correspondant à ltamplitude maximale du courant de commutation représenté par la figure 2a. Ce montage mémoire peut être disposé, par exemple, entre ltintegrateur 5 et l'addition- neur 8. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de régulation pour la stabilisation de la commutation dans un onduleur selon un montage exempt de tension inverse, caractérisé par le fait qutil est prévu un enroulement auxiliaire (2) qui fournit un signal correspondant à la croissance du courant dans la branche de commutation, qu'un élaborateur de fonction (3, 4) élimine les valeurs de tension de ce signal qui ont une certaine polarité, qu'un intégrateur (5, 7) intègre les valeurs de tension qui ont la polarité opposée et que cet intégrateur est remis à zéro à la demande au moyen d'une entrée auxiliaire, que l'on compare dans un additionneur (8, 12) la valeur réelle et instantanée (IKist) du courant de commutation élaborée par l'intégrateur avec une valeur de consigne (IKsoll), que la valeur de consigne (IKsoll) du courant de commutation peut être Ksoll déterminée à partir de la tension du circuit intermédiaire et qu'un régulateur (9, 13) exploite la différence des deux valeurs, qui apparat sur l'additionneur. 2.- Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une mémoire analogique mémorise le signal de sortie de l'intégrateur lorsque ce signal est égal à la valeur effective, et que cette mémoire analogique est suivie d'un régulateur à action par intégration.