Brevet FR2529408A1 — publié le 19831230

Montage pour la commutation de charge de transformateurs de réglage à thyristors branchés selon un montage anti- parallèle ". La présente invention concerne un montage pour la commutation de la charge sur des transformateurs de régla- ge, montage comportant deux thyristors branchés suivant un montage antiparallèle dans deux circuits de courant, analogues, et qui sont respectivement prévus entre l'une des deux prises du transformateur de réglage et la ligne de sortie commune, avec en parallèle sur chaque paire de thyristors, un condensateur de commutation et en série sur celui-ci des résistances d'amortissement. Dans de tels montages de commutation de charge, la difficulté réside dans les chocs de tension qui se pré- sentent sur l'échelon du bobinage d'échelon en fonction- nement et qui sollicitent les thyristors de blocage Mais comme une tension maximale acceptable, élevée pour les thyristors se répercute très fortement sur le prix des thyristors et ne peut être réalisée au-delà de certaines limites que par des montages en série très coûteux, la tendance consiste à réduire les chocs de tension qui sont appliqués aux thyristors La solution habituelle consis- tant à décharger en tension pendantie fonctionnement à l'aide d'un branchement en parallèle de varistors, ne peut s'envisager dans le cas des thyristors, car du fait de la caractéristique des varistors, la tension qui s'établit dans le montage en parallèle des varistors et des thyristors augmente tout d'abord brusquement avant que pour les valeurs instantanées, élevées de la tension, les varistors ne Jouent le rôle de limites L'amplitude du gradient du/dt lors de la montée en tension est toute- fois en mesure d'allumer les thyristors sans que des impulsions d'allumage ne soient appliquées aux portes, et de détruire ainsi les thyristors. Le but de l'invention est de créer un montage du type ci-dessus pour la commutation de charge en améliorant ces montages quant à leur sensibilité vis-à-vis des con- traintes résultant des chocs de tension. A cet effet, l'invention concerne un montage du type ci-dessus, caractérisé en ce que les résistances d'amortissement du circuit de courant dans lequel ne passe pas de courant, sont mises hors service par un con- tact de dérivation à l'état fixe et en ce que ce contact est ouvert pendant l'opération de commutation. L'invention a pour point de départ le fait que pour une dimension suffisante, un condensateur convient fonda- mentalement à la fois pour limiter la montée en tension et pour limiter l'amplitude absolue des courtes impulsions de tension De cette façon, avantageusement le montage utilise le condensateur de commutation qui existe dans tous les cas dans les deux circuits de commutation du montage pour la commutation de la charge, en l'utilisant en plus de son rôle dans la commutation, pour une seconde fonction à savoir un condensateur de protection et un limitation vis-à-vis des chocs de tension. La présente invention a pour point de départ la réflexion suivante: pour assurer une commutation correcte du courant de charge lors de la commutation de la charge sans avoir des pointes d'intensité, élevées, inaccepta- bles dans les thyristors, il faut que le condensateur comporte des éléments d'amortissement branchés en série et qui soient de types ohmiquesainsi qu'inductifs Par ailleurs de tels éléments d'amortissement rendent le condensateur parfaitement inefficace comme moyen de pro- tection contre les chocs de tension Comme les éléments d'amortissement ne sont nécessaires que pour le temps très court du déroulement de la commutation entre deux prises et qu'en outre l'effet de protection du condensa- teur contre les chocs de tension est nécessaire pour le temps restant qui est le plus important c'est-à-dire lors- que le montage est en position de fonctionnement, il est possible de séparer dans le temps les fonctions de commu- tation et de protection assurées par le condensateur. Il est ainsi possible en phase-de protection de mettre hors service les éléments d'amortissement par un contact de dérivation tout en mettant en oeuvre les éléments d'amortissement en phase de commutation par l'ouvezrture de ces mêmes contacts. De façon particulièrement avantageuse suivant une autre caractéristique de l'invention, on associe aux éléments d'amortissement des deux paires de thyristors, chaque fois un relais et les deux relais sont branchés en série par une diode Zener respective entre les deux prises et un contact de commande actionné par came relie le point milieu de ce branchement en série des deux relais et la ligne de sortie commune Les deux relais sont branchés de façon que chaque fois seulement le relais situé du côté du blocage soit soumis à la tension d'échelon et puisse être sollicité Le côté chaque fois conducteur ne nécessite pas de protection de surtension, car les chocs d'intensité de courant peuvent passer direc- tement vers le point étoile à travers les thyristors conducteurs Les deux diodes Zener en série sur les relais assurent une chute de tension supplémentaire dans le circuit des relais et sont dimensionnées de façon que malgré la tension d'échelon qui est appliquée en perma- nence au branchement en série des deux relais, on obtien- ne une chute certaine du relais sollicité lors de l'ou- verture du contact de commande actionné par came Le contact de commande actionné par came, qui induit la chute du relais du côté qui était jusqu'alors bloqué, immédiatement avant le début de l'opération de commuta- tion, peut dans ce cas faire partie des contacts de com- mande nécessaires de toute façon pour l'allumage des thyristors. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans les- quels: la figure 1 montre le circuit à l'état fixe. la figure 2 montre le montage de la figure 1 au moment de la commutation. Selon les figures, le circuit de commutation se compose essentiellement de deux circuits de courant I, II, analogues qui sont respectivement prévus entre une prise A, B, un enroulement de prises W et une conduite de sortie commune Y Chaque circuit de courant I, II comporte une paire de thyristors T 1, T 2 en montage anti- parallèle; en parallèle sur les thyristors Tl, T 2 se trouve une branche de commutation respective; cette branche de commutation se compose d'un condensateur C 1, C 2 avec un élément d'amortissement en série à savoir un composant ohmique et inductif R 1 et L 1 ou R 2 et L 2 Les éléments d'amortissement peuvent être mis hors service par un contact de dérivation respectif K 1 ou K 2 qui fait -partie chacun dlun relais D 1 ou D 2 Les deux relais D 1, D 2 sont branchés par l'intermédiaire d'une diode Zener respective Z 1 et Z 2 en série entre les prises A et B et le milieu M de ce montage en série est relié par un con- tact de commande Ko actionné par came à la conduite de sortie Y commune Chaque paire de thyristors T 1, T 2 est précédée d'une bobine D servant à mieux respecter les valeurs dynamiques des thyristors. Le fonctionnement est le suivant: La figure 1 montre tout d'abord l'état stationnaire; dans cet état, la prise A est reliée à la ligne Y et le contact de com- mande Ko est fermé Cela signifie que les thyristors T 1 sont conducteurs et en ce qu'entre la prise A et la con- duite de sortie Y, il n'y pas de différence notable de tension Il en résulte que le relais T 1 du circuit de courant I n'est pas excité et le contact de dérivation K 1 est ouvert Par contre dans le circuit de courant Il, les thyristors T 2 sont bloqués On a ainsi une tension d'échelon entre la prise B et la conduite de sortie Y. Cette tension agit par l'intermédiaire de la diode Zener Z 2 également le relais D 2, de sorte que le contact de dérivation est fermé Les éléments d'amortissement R 2 et L 2 du circuit de courant II sont ainsi mis hors service, de sorte que le condensateur C 2 peut agir comme moyen de protection contre les à- coups de tension qui peuvent le 2.0 cas échéant se présenter sur les thyristors de blocage T 2 * Lorsqu'un montage de commande non décrit en détail mais classique, fournit l'ordre de commuter la charge, peu de temps avant que les thyristors T 2 ne reçoivent les impulsions d'allumage, le contact de commande Ko actionné par came est ouvert, si bien que le relais D 2 tombe et le contact de dérivation K 2 s'ouvre De cette façon, le condensateur C 2 intervient comme condensateur de commutation (voir figure 2) Les deux diodes Zener Zl, Z 2 en série sur les relais D 1, D 2 assurent lorsque le contact de commande Ko est ouvert, une chute de tension supplémentaire dans le circuit de relais et elles sont di- mensionnées de façon que mal-gré que la tension d'échelon soit appliquée en permanence sur le montage en série des deux relais, on obtienne une chute certaine du relais respectivement mis en oeuvre à l'ouverture du contact de commande Ko actionné par came Immédiatement après que la commutation de courant soit terminée sur les thyris- tors T 22 le contact de commande K actionné par came se ferme, si bien que le relais D 1 est excité; du fait de la mise hors service des éléments d'amortissement R 1 et L 1, le condensateur C 1 assure alors la fonction de pro- tection des thyristors à bloquer Il contre l'action des chocs de tension. Il est clair que dans ce montage, au moment de la commutation de la charge, la fonction de protection con- tre les chocs de tension a disparu Cela est acceptable sans difficulté car l'opération de commutation de la prise A sur la prise B se fiait en un temps-très court. R E V E N D I CA T I O N S ) Montage pour la commutation de la charge sur des transformateurs de réglage, montage comportant deux thyristors branchés suivant un montage anti-parallèle dans deux circuits de courant, analogues, et qui sont respectivement prévus entre l'une des deux prises du transformateur de réglage et la ligne de sortie commune, avec en parallèle sur chaque paire de thyristors, un con- densateur de commutation et en série sur celui-ci des résistances d'amortissement, montage caractérisé en ce que les résistances d'amortissement (par exemple L 2, R 2) du circuit de courant (par exemple II) dans lequel ne passe pas de courant, sont mises hors service par un contact de dérivation (par exemple K 2) à l'état fixe et en ce que ce contact est ouvert pendant l'opération de commutation. ) Montage pour la commutation de la charge sur des transformateurs de réglage, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un relais respectif (Dî, D 2) est associé aux résistances d'amortissement (L 1, R 1, L 2, R 2) des deux paires de thyristors (T 1, T 2), les deux relais étant en série entre les deux prises (A, B) par l'inter- médiaire d'une diode Zener respective (Z 1, Z 2) et un contact de commande (K) actionné par came relie le point milieu (M) de ce montage en série des deux relais à la ligne de sortie commune (Y). i