Brevet FR2395639A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne un onduleur et plus particulièrement un onduleur recevant en entrée une tension alternative à frequence fixe et fournissant en sortie une tension alternative dramplitude et de fréquence variables. Un tel onduleur est destiné à alimenter un moteur asynchrone dont la vitesse peut etre rendue variable par variation de la fréquence de sortie de l'onduleur. Un tel onduleur comprend classiquement: a! un pont redresseur alimenté par un réseau alternatif triphasé. Le pont redresseur est généralement un pont de Graetz à thyristors. b) un pont onduleur alimenté par la sortie du pont redresseur et fournissant en sortie une tension ondulée triphasée destinée à alimenter un moteur à vitesse variable. Ce pont onduleur est généralement un pont de Graetz à thyristors. c) un circuit de commande du pont redresseur. Ce circuit fournit des impulsions d'allumage des thyristors du pont redresseur, de manière à régler l'intensité du courant fourni par l'onduleur. d) un circuit de commande du pont onduleur. Ce circuit fournit des impulsions d'allumage des thyristors du pont onduleur, de manière à régler la fréquence de la tension de sortie du pont onduleur. A cet effet, il comprend habituellement un circuit de mesure de la-tension U de sortie du pont redresseur alimentant un convertisseur tension-fréquence fournissant, à un circuit d'élaboration d'impulsions d'aIhmage, un signal de fréquence proportionnellq à U. En effet, pour obtenir une variation de vitesse du moteur asynchrone par variation de la fréquence d'alimentation, on fait en sorte que le rapport de la tension d'alimentation à la fréquence d'alimentation soit constant. Cette proportionnalité de la tension à la fréquence, qui caractérise les onduleurs de type connu, est un inconvénient dans certains cas. En effet, il est impossible d'obtenir à la fois le couple nominal à grande vitesse (correspondant à 100 Hz par exemple) et un couple relativement grand à faible vitesse (correspondant à 50 Hz par exemple). En effet, en raison de la proportionnalité de la tension à la fréquence, on obtiendra, pour 50 Hz un couple égal à 25% du couple nominal. Cette faiblesse du couple à faible vitesse peut être un inconvénient dans certains cas (moteurs alimentant des machines-outils par exemple). Si on désire absolument un couple important à basse vitesse, on est contraint d'utiliser un moteur surdimensionné d'un facteur multiplicatif 4 par exemple. Un but de l'invention est de réaliser un onduleur ne présentant pas cet inconvénient, mais permettant au moteur qu'il alimente d'avoir, aux faibles vitesses, un couple notable vis-à-vis du couple à grande vitesse. La présente invention a pour objet un onduleur du type comprenant un pont redresseur à thyristors alimenté par une source alternative et relié à un pont onduleur à thyristors fournissant en sortie une tension alternative, le pont onduleur étant commandé par un circuit de commande comprenant un circuit de mesure de la tension de sortie du pont redresseur, et un oscillateur faisant partie d'un générateur d'impulsions de commande des thyristors du pont onduleur, caractérisé par le fait que des moyens sont prévus pour que les variations de la fréquence du signal émis par l'oscillateur en fonction de la tension de sortie du pont onduleur aient l'aspect d'une ligne brisée. Selon une caractéristique de la présente invention, lesdits moyens comprennent un circuit électronique inséré entre ledit circuit de mesure de la tension de sortie du pont redresseur et ledit oscillateur, ledit circuit fournissant, en réponse à un signal croissant linéairement, une réponse linéaire à deux pentes successives. Un mode détaillé de réalisation de l'invention sera donné ci-après, en référence au dessin ci-annexé, dans lequel: - la figure -1 est un schéma synoptique d'un onduleur, - la figure 2 est un schéma expliquant le fonctionnement du circuit électronique inséré entre le circuit de mesure de tension et I'oscillateur, - la figure 3 est un diagramme représentant, en fonction d la tension du pont, la fréquence de lloscillateur, en trait plein conformément à l'invention, en tirets en l'absence du circuit électronique dont l'insertion constitue ltinvention, - la figure 4 est un mode préféré de réalisation dudit circuit électronique inséré entre le dispositif de mesure de tension et l'oscillateur. Dans la figure I, on a représenté par le rectangle 10 un pont redresseur triphasé (type pont de Graetz par exemple), alimenté par un secteur triphasé 11 (380 volts par exemple). Le pont 10 fournit en sortie une tension continue qui alimente, à travers un circuit de filtrage 12, un pont onduleur 20 (type pont de Graetz par exemple). Ce pont onduleur fournit une tension alternative triphasée à un moteur asynchrone (par exemple 0-380 volts, 5-170 Hz). Classiquement, le pont redresseur est commandé par un circuit comprenant des transformateurs de courant 13, un circuit de mesure d'intensité 14 fournissant un signal qui, après amplification par un amplificateur 15, est envoyé sur un circuit d'élaboration d'impulsions d'allumage des thyristors du pont 10. La commande du pont onduleur est assurée par un circuit 21 de mesure de la tension continue; ce circuit 21 fournit un signal qui est envoyé sur un oscillateur 22 fournissant en sortie un signal de fréquence proportionnelle à la tension mesurée. Ce signal est adressé à un circuit d'élaboration d'impulsions d'allumage des thyristors du pont onduleur. Selon l'invention, on insère entre le circuit de mesure 9 et l'oscillateur 22 un circuit électronique 40 qui, en réponse Ka une variation linéaire du signal d'entrée U, fournisse-une variation linéaire du signal de sortie Us, mais présentant deux pentes successives, comme indiqué dans la figure 2, où US est le signal de sortie du circuit 40. De la.sorte, à une variation linéaire de la tension mesurée U du pont redresseur correspond une variation à deux pentes de la fréquence de sortie de l'oscillateur. On peut ainsi obtenir, ainsi qu'on le voit dans le diagramme de la figure 3 > par la courbe en trait plein - pour la tension nominale 380 V, à une vitesse correspondant à 50Hz, un couple égal à plus de 60% du couple nominal du moteur, - à grande vitesse, correspondant à 100 Hz, le couple nominal de l'équipement, - à faible vitesse, un couple nettement supérieur à celui qui correspondrait à la courbe en tirets de la figure 3, couple égal au couple nominal du moteur. La figure 4 représente un mode de réalisation préféré du circuit électronique 40 inséré entre le dispositif de mesure de tension du pont et l'oscillateur. Il comprend un amplificateur opérationnel 50 monté en amplificateur à gain grâce aux résistances 51 et 52. I1 reçoit la tension U sur sa borne positive. La sortie de l'amplificateur 50 est reliee par une résistance 63 à la borne négative d'un amplificateur opérationnel 60. Ce dernier reçoit la tension U sur sa borne positive par une résistance 61. I1 est monté en amplificateur à gain oracle à la résistance 62. Les sorties des amplificateurs 50 et 60 sont sont envoyées sur un amplificateur 70, à travers une résistance 71. Cet amplifixateur, monté grâce à une résistance 72 en amplificateur à gain, fournit en sortie la tension Us cherchée. En effet, l'amplificateur 60 est inhibé par l'amplificqteur 50 tant que ce dernier n'est pas saturé. A la saturation et audelà, les courants de sortie de 50 et 60 s'additionnent. On obtient donc bien une caractéristique Us (U) ayant l'allure représentée dans la figure 2. L'invention est particulièrement avantageuse pour les onduleurs de faibles puissances (de l'ordre de la dizaine de kVA) comprenant des thyristors dont l'extinction est assurée par application d'une tension provoquant le passage d'un courant inverse rendant non conducteurs tous les thyristors allumés. REVENDICATIONS I/ Onduleur du type comprenant un pont redresseur à thyristors alimenté par une source alternative et relié à un pont onduleur à thyristors, fournissant en sortie une tension alternative, le pont onduleur étant commandé par un circuit de commande comprenant un circuit de mesure de la tension de sortie du pont redresseur, et un oscillateur faisant partie d'un généra-. teur d'impulsions de commande des thyristors du pont onduleur, caractérisé par le fait que des moyens sont prévus pour que les variations de la fréquence du signal émis par l'oscillateur en fonction de la tension de sortie du pont onduleur aient l'aspect d'une ligne brisée. 2/ Onduleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens comprennent un circuit électronique inséré entre ledit circuit de mesure de la tension de sortie du pont redresseur et ledit oscillateur, ledit circuit fournissant en réponse à un signal croissant linéairement une réponse linéaire à deux pentes successives. 3/ Onduleur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit circuit comprend un premier amplificateur opérationnel monté en amplificateur à gain, recevant sur sa borne positive là tension du circuit de mesure et dont la sortie est reliée à la borne négative d'un second amplificateur opérationnel monté en amplificateur à gain, les sorties des deux amplificateurs opérationnels étant reliées.