Brevet FR2548480A1 — publié le 19850104

La présente invention concerne un circuit pour convertisseur à haute tension comportant une double pile formée par deux piles de thyristors polarisés par groupes de façon opposée et montés en parallèle par l'intermédiaire de connexions transversales, double pile dont l'énergie d'amorçage pour les différents thyristors commandés par un guide de lumière à partir du potentiel de la terre est découplée par des transducteurs à partir du circuit de puissance des 10 thyristors Un circuit de ce type est connu par le périodique "Wissenschaftliche Berichte AEG-TELEFUNKEN" No 50 ( 1977), cahier 1/2, pages 22 à 31. Les convertisseurs à haute tension fonctionnent. habituellement d'après le principe de la commande à 15 lumière indirecte, c'est-à-dire que la commande pour émettre urne impulsion d'amorçage destinée au thyristor approprie est transmise Dar l'intermédiaire d'une liaison à signal lumineux à un bloc d'amorçage se trouvant au potentiel du thyristor concerné Le bloc 20 d'amorçage puise l'énergie auxiliaire nécessaire à l'amorçage du thyristor dans les courants qui passent dans les circuits RC du circuit de thyristors ou dans la tension de blocage des thyristors. Si e 12 convertisseur haute tension est utilisé en tant que commutateur par thyristor, la possibilité indiquée ci-dessus de découpler l'énergie auxiliaire n'existe pratiquement qu'à l'état bloqué Des pointes de tension bloquée, faib'es et brèves se présentent seulement à l'état conduc'eur, ellls ne permettent pas 30 une alimentation suffisante en énergie auxiiiaires C'est pourquoi, de l'énergie auxiliaire supplémentaire doit être découplée par lintermédiaire de transducteurs du courant de charge Cependant on rencontre alors des difficultés car de tels convertisseurs à haute puis35 sance présentent en règle générale un refroidissement à eau, assuré par des boites de refroidissement placées entre les différents thyristors dans les piles Les transducteurs pour découpler l'énergie auxiliaire doivent alors être soit glissés sur les boîtes de refroidis5 sement, ce qui est inutilement coûteux et très gênant dans la construction, soit placés aux extrémités des piles, ceci faisant appel à un transducteur à plusieurs enroulements présentant du reste des caractéristiques défavorables et exigeant une grande isolation. La présente invention a pour objet de réaliser le circuit du type précédent de telle manière que la mise en oeuvre de moyens techniques pour les transducteurs reste limitée et qu'il en résulte une construction simple et bien disposée. Cet objet est obtenu conformément à l'invention par le fait que les polarités des thyristors sont orientées les unes à l'opposé des autres par groupe pour chaque pile de façon qu'un courant passe en décrivant des méandres par la double pile et les transduc20 teurs sont places côté primaire, dans la liaison transversale entre les piles. En raison des polarités des thyristors échangées par groupe à l'intérieur des piles de thyristors, le courant de charge passe aussi par les connexions trans25 versales de sorte que suffisamment d'énergie auxiliaire peut être découplée par les transducteurs placés directement sur les connexions transversales même à l'état ouvert du commutateur. Diverses autres caractéristiques de l'invention 30 ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La figure unique représente un convertisseur à haute tension fonctionnant en tant que commutateur à courant alternatif, convertisseur branché à une tension alternative entre deux points de raccord 18 et 19. Dans sa forme de construction, le convertisseur haute tension,représenté en tirets,est constitué par une pile jumelée ou double pile formée par deux piles de thyristors 7, 8 Les deux piles de thyristors 7, 8 comportent des thyristors 1 à 6 réalisés en tant que cellules à disques, thyristors qui, pour former des colonnes, sont alternativement superposés et comprimés avec les boîtes de refroidissement (non représentées) servant au liquide refroidisseur des thyristors Dans un but de clarté, seulstrois thyristors sont représentés par pile de thyristors, par conséquent, les thyris15 tors 1, 2, 3 dans la pile 7 et les thyristors 4, 5, 6 dans la pile 8; cependant, en règle générale, les piles de thyristors sont constituées par un plus grand nombre de thyristors et de boîtes de refroidissement correspondantes. Du point de rue de la technique du circuit, les piles de thyristors 7, 8 sont commutées en parallèle par l'intermédiaire de connexions transversales individuelles de sorte que les groupes représentés sont obtenus par les thyristors 1, 2, 3 de la pile de thyris25 tors 7 et par les thyristors 4, 5, 6 de la pile de thyristors 8 Les thyristors des groupes correspondants des deux piles de thyristors 7 8 sont chacun commuté de façon opposée, c'est-à-dire le thyristor 1 de la pile 7 avec le tyn-ristor 4 de la pile 8,le thyristor 2 30 avec le thyristor 5 et le thyristor 3 avec le thyristor 6. L'amorçage des thyristors 1 à 6 doit être effectué d'après le principe de la commande à lumière indirecte, c'est-à-dire que 1 a commande d'amorçage est 35 transmise par une liaison à signal lumineux (non représentée) du potentiel de la terre vers le thyristor correspondant alors que l'énergie d'amorçage nécessaire doit être découplée du circuit de puissance entre les raccords 18 et 19 par l'intermédiaire de transducteurs. A cet effet, les transducteurs inductifs 9, 10 et 11 sont places, selon l'invention, côté primaire sur les connexions transversales entre les piles de thyristors 7 et 8 Par ailleurs, le courant de charge est contraint à passer par la pile jumelée en décri10 vant des méandres par les piles de thyristors 7 et 8, donc aussi par les connexions transversales Ceci est obtenu par le fait qu'au contraire de ce qui était courant jusqu'à présent, les polarités des thyristors 1 à 3 ou 4 à 6 sont orientées les unes à l'opposé des autres par groupe pour chaque pile de thyristors 7 ou 8. C'est-à-dire, au lieu de prévoir comme jusqu'à présent, tous les thyristors de même sens passant dans une pile de thyristors, dans le cas présent, l'anode du thyristor 1 de la colonne de thyristor 7 est reliée à l'anode 20 du thyristor 2 et la cathode du thyristor 2 à la cathode du thyristor 3 Par conséquent, dans la pile de thyristors 8, la cathode du thyristor 4 est reliée à la cathode du thyristor 5 et l'anode du thyristor 5 à l'anode du thyristor 6 Apres l'amorçage correspondant des thyristors d'une polarité, le courant passe, pendant l'une des demi- périodes de la tension alternative du raccord 19,par le thyristor 3, le transducteur 11, le thyristor 5, le transducteur 10, le thyristor 1 et par le transducteur 9 vers le raccord 18 Pendant l'autre demi-période, on obtient le flux de courant inverse décrivant des méandres du raccord 18 par le transducteur 9, le thyristor 4, le transducteur 10, le thyristor 2, le transducteur 11 et le thyristor 6 vers le raccord 19. Le transducteur 9 (en tant qu'exception) est muni de deux enroulements de circuit primaire afin de découpler de l'énergie, lors de la connexion transversale, par ce transducteur pendant les deux demipériodes de la tension alternative. Les transducteurs 9, 10, 11 sont traversés, comme cela a été expliqué, par des ondes semi-sinusoidales de même polarité, ils doivent donc disposer d'une caractéristique en dents de scie Ils sont alors conçus de façon qu'ils atteignent la saturation après un court 10 laps de temps car le besoin en énergie auxiliaire destinée à l'amorçage est relativement faible pour les thyristors 1 à 6. Pour maintenir égale l'efficacité de l'atténuation pour les deux thyristors d'un groupe malgré le 15 transducteur placé sur la connexion transversale, il est avantageux de brancher en "diagonriale'" les circuits RC, c'est-à-dire d'appliquer directement les circuits RC entre deux branchemients de même polarité des thyristors branches de façon opposée Ainsi, une résis20 tance 12 est branchée en série avec un condensateur 15 entre la cathode du thyristor 1 et la cathode du thyristor 4 De manière identiquet une résistance 13 et un condensateur 15 sont placés entre l'anode du thyristor 2 et l'anode du thyristor 5 ainsi qu'une résistance 14 23 et un condensateur 17 entre la cathode du thyristor 3 et la cathode du thyristor 6. REVENDICATIONS 1 Circuit pour convertisseur à haute tension comportant une double pile formée par deux piles de thyristors polarisés par groupes de façon opposée et 5 montés en parallèle par l'intermédiaire de connexions transversales, double pile dont l'énergie d'amorçage pour les différents thyristors commandés par un guide de lumière à partir du potentiel de la terre est découplée par des transducteurs à partir du circuit de puis10 sance des thyristors, caractérisé en ce que: les polarités des thyristors ( 1 à 6) sont orientées les unes à l'opposé des autres par groupe pour chaque pile ( 7, 8) de façon qu'un courant passe en décrivant des méandres par la double pile et en ce que 15 les transducteurs ( 9, 10, 11) sont placés côté primaire, dans la liaison transversale entre les piles ( 7, 8). 2 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les transducteurs ( 9, 10, 11) présentent 20 une caractéristique en dents de scie. 3 Circuit selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les transducteurs ( 9, 10, 11) peuvent parvenir rapidement à saturation. 4 Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, 25 caractérisé en ce que des circuits RC ( 12, 15, 13, 16, 14, 17) prévus pour commuter les thyristors ( 1 à 6) sont placés directement entre les raccords de même polarité des thyristors commutés de façon opposée ( 1 à 6).