FR2695769A1 - Transformer on=load tap-changer using solid state switching - has primary supplied through two thyristor switches, which are bridge-connected with selected diode pair for required tap - Google Patents
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Abstract
Description
CIRCUIT STATIOUE VARIATEUR DE TENSION ALTERNATIVE EN CHARGE
La présente invention est relative à un circuit statique variateur de tension alternative en charge.STATIOUS CIRCUIT INVERTER VOLTAGE IN LOAD
The present invention relates to a static alternating voltage circuit on load.
Les circuits variateurs de tension alternative actuellement utilisés à ltéchelle industrielle permettent d'adapter d'une façon satisfaisante la tension d'alimentation aux conditions d'exploitation, ou d'utilisation, lesquelles varient notamment avec la charge consommant l'énergie électrique ainsi distribuée. The AC voltage variator circuits currently used on an industrial scale make it possible to satisfactorily adapt the supply voltage to operating conditions, or conditions of use, which vary in particular with the load consuming the electrical energy thus distributed.
Les circuits actuellement mis en oeuvre pour effectuer une telle régulation en haute tension utilisent essentiellement un transformateur à tension réglable en charge, le réglage de la tension délivrée étant effectué grâce au déplacement d'un contact mobile sur les prises de contact multiples de l'enroulement primaire d'un transformateur de réglage. Les puissances régulées en haute tension, 10 à 100 kV, peuvent atteindre grâce aux techniques des circuits précités, de quelques centaines à plusieurs milliers de kVA ou plus. The circuits currently implemented for carrying out such high-voltage regulation essentially use a transformer with adjustable voltage under load, the adjustment of the delivered voltage being effected by displacement of a movable contact on the multiple contact sockets of the winding. primary of an adjustment transformer. The high-voltage regulated powers, 10 to 100 kV, can reach, using the techniques of the aforementioned circuits, from a few hundred to several thousand kVA or more.
Ces systèmes donnent satisfaction dans leurs domaines d'application, tels que chauffage électrique, fours électriques industriels ou autres, mais ont toutefois l'inconvénient de présenter un problème d'usure mécanique des contacts mobiles. These systems are satisfactory in their fields of application, such as electric heating, industrial electric ovens or the like, but nevertheless have the drawback of presenting a problem of mechanical wear of the movable contacts.
En outre, les circuits actuels, en raison même de leur mise en oeuvre d'une solution essentiellement mécanique, ne permettent pas, sauf cas exceptionnel, d'effectuer un réglage fin des niveaux de tension ou de puissance régulés, à condition d'accepter des matériels coûteux tant en investissement qu'en maintenance. In addition, current circuits, by reason of their implementation of an essentially mechanical solution, do not allow, except in exceptional cases, to carry out fine adjustment of the regulated voltage or power levels, provided that they accept expensive equipment both in terms of investment and maintenance.
Différentes tentatives ont été effectuées afin de réduire le nombre ou supprimer la sollicitation des contacts mobiles. Various attempts have been made to reduce the number or eliminate the solicitation of mobile contacts.
On peut par exemple citer le commutateur décrit par la demande de brevet 2 345 848 dans laquelle une commande de la commutation est effectuée au moyen de thyristors montés en tête-bêche, ces thyristors n'étant toutefois sollicités que pendant le changement de prise de contact par l'enroulement primaire du transformateur de réglage. We can, for example, cite the switch described by patent application 2 345 848 in which a switching command is carried out by means of thyristors mounted head to tail, these thyristors being however solicited only during the change of contact by the primary winding of the adjustment transformer.
On peut également citer le brevet allemand 2 120 679, lequel décrit un dispositif d'aide à la commutation d'un changeur de prise de contact mobile sur l'enroulement primaire d'un transformateur de réglage. Dans le dispositif décrit par le brevet précité, des circuits à thyristors, également montés en tête-bêche, permettent de réduire la durée du court-circuit dans les résistances de liaison des circuits à thyristor aux contacts mobiles. Mention may also be made of German patent 2,120,679, which describes a device for assisting the switching of a movable contact-changer on the primary winding of an adjustment transformer. In the device described by the aforementioned patent, thyristor circuits, also mounted head to tail, make it possible to reduce the duration of the short circuit in the connection resistors of the thyristor circuits to the movable contacts.
Plus récemment, dans la demande de brevet européen 0 124 904 a été décrit un commutateur de type mécanique dans lequel, en outre, un circuit électronique à thyristors, comportant deux thyristors montés en tête-bêche, permet de déplacer en charge le curseur du contact mobile en l'absence d'arc électrique et de court-circuit entre les plots. Dans un tel type de circuit, les thyristors doivent nécessairement être commandés en parfait synchronisme avec la position mécanique et le mouvement lent du curseur mobile. More recently, in European patent application 0 124 904, a mechanical switch has been described in which, in addition, an electronic thyristor circuit, comprising two thyristors mounted upside down, makes it possible to move the contact cursor under load. movable in the absence of an electric arc and a short circuit between the studs. In such a type of circuit, the thyristors must necessarily be controlled in perfect synchronism with the mechanical position and the slow movement of the movable cursor.
Enfin, on citera, pour mémoire, le brevet publié en
URSS sous le numéro 675 571 dans lequel un circuit de commutation électronique est décrit. Toutefois, ce circuit est très complexe et nécessite notamment un circuit auxiliaire de polarisation de redressement par une tension continue.Finally, we may cite, for the record, the patent published in
USSR under number 675 571 in which an electronic switching circuit is described. However, this circuit is very complex and in particular requires an auxiliary circuit for rectification bias by a DC voltage.
La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients ou limitations des dispositifs de l'art antérieur précités. The object of the present invention is to remedy the drawbacks or limitations of the aforementioned devices of the prior art.
Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un circuit statique variateur de tension alternative dans lequel les contacts mobiles par curseur peuvent être au moins simplifiés. Another object of the present invention is the implementation of a static AC voltage variator circuit in which the movable contacts by cursor can be at least simplified.
Un autre objet de la présente invention est également la mise en oeuvre d'un circuit statique variateur de tension alternative dans lequel, bien que des contacteurs mécaniques soient utilisés, des redresseurs contrôlés permettent d'assurer non seulement une aide à la commutation mais également un réglage fin rapide de la tension alternative et de la puissance finalement délivrée par le circuit. Another object of the present invention is also the implementation of a static alternating voltage variator circuit in which, although mechanical contactors are used, controlled rectifiers make it possible to ensure not only a switching aid but also a fast fine adjustment of the alternating voltage and of the power finally delivered by the circuit.
Un autre objet de la présente invention est enfin la mise en oeuvre d'un circuit statique variateur de tension alternative dans lequel, en l'absence de contacteurs à curseur mobile spécifiques de type classique des enroulements primaires des transformateurs de réglage de l'art antérieur, des contacteurs normalement disponibles dans le commerce sont utilisés. Another object of the present invention is finally the implementation of a static alternating voltage variator circuit in which, in the absence of specific movable slider contactors of conventional type of the primary windings of the adjustment transformers of the prior art , commercially available contactors are used.
Le circuit statique variateur de tension alternative objet de la présente invention comporte un transformateur de réglage à enroulement primaire à prises multiples. Iltest remarquable en ce qu'il comporte en outre un circuit en pont mixte comprenant une première branche à point milieu formée par deux thyristors en cascade, le point milieu recevant une tension d'alimentation d'entrée, et une pluralité de deuxièmes branches à point milieu. Chaque deuxième branche est formée par deux diodes en cascade et montée en antiparallèle sur la première branche et le point milieu de chaque deuxième branche est connecté par l'intermédiaire d'un contacteur à une des prises de l'enroulement primaire du transformateur de réglage. The alternating voltage static circuit object of the present invention comprises an adjustment transformer with multiple tap primary winding. It is remarkable in that it further comprises a mixed bridge circuit comprising a first branch with mid-point formed by two thyristors in cascade, the mid-point receiving an input supply voltage, and a plurality of second branches with point middle. Each second branch is formed by two diodes in cascade and mounted in antiparallel on the first branch and the midpoint of each second branch is connected via a contactor to one of the sockets of the primary winding of the adjustment transformer.
Le circuit statique variateur de tension alternative objet de la présente invention trouve application à l'alimentation électrique de fours verriers ou autres, ou de tubes à passage direct de courant électrique et, de manière plus générale, à l'alimentation des usagers industriels ou utilisateurs de courants de forte intensité nécessitant l'utilisation d'un transformateur. The alternating voltage static circuit object of the present invention finds application to the electrical supply of glass or other furnaces, or tubes with direct passage of electric current and, more generally, to the supply of industrial users or users high intensity currents requiring the use of a transformer.
Il sera mieux compris à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels - la figure 1 représente un schéma de principe du circuit
statique variateur de tension alternative objet de la
présente invention, - la figure 2 représente une variante de réalisation dans
le cas d'un circuit objet de l'invention pour une tension
alternative polyphasée, - la figure 3 représente une autre variante de réalisation
dans laquelle à un contacteur est en outre associé un
sélecteur, - la figure 4 représente une autre variante de réalisation
dans laquelle à chaque contacteur est associé un sélec
teur, - la figure 5a représente une autre variante de réalisation
dans laquelle l'une des prises multiples du primaire du
transformateur de réglage est connectée en permanence à
une deuxième branche, le contacteur correspondant étant
remplacé par une liaison permanente, - la figure 5b représente une variante de réalisation de la
figure 5a dans laquelle une deuxième branche est égale
ment formée par deux thyristors T'1, T'2 montés en
cascade.It will be better understood on reading the description and observing the drawings below in which - Figure 1 shows a block diagram of the circuit
static alternating voltage drive object of the
present invention, - Figure 2 shows an alternative embodiment in
the case of a circuit object of the invention for a voltage
polyphase alternative, - Figure 3 shows another alternative embodiment
in which a contactor is further associated with a
selector, - Figure 4 shows another alternative embodiment
in which each contactor is associated with a selec
tor, - Figure 5a shows another alternative embodiment
in which one of the primary school’s multiple takes
adjustment transformer is permanently connected to
a second branch, the corresponding contactor being
replaced by a permanent link, - Figure 5b shows an alternative embodiment of the
Figure 5a in which a second branch is equal
ment formed by two thyristors T'1, T'2 mounted in
cascade.
- la figure 6 représente des chronogrammes de formes
d'ondes remarquables des tensions ou courants en des
points remarquables de tension alternative selon l'inven
tion.- Figure 6 represents chronograms of forms
remarkable waves of voltages or currents in
remarkable points of alternating voltage according to the invention
tion.
Une description plus détaillée du circuit statique variateur de tension alternative, objet de la présente invention, sera maintenant donnée en liaison avec la figure 1. A more detailed description of the alternating voltage static circuit, object of the present invention, will now be given in conjunction with FIG. 1.
Selon la figure précitée, le circuit statique variateur de tension alternative objet de la présente invention comporte un transformateur de réglage TR à enroulement primaire à prise multiple. Sur la figure précitée, les prises multiples de l'enroulement primaire sont notées P1 à Pp et l'enroulement secondaire est représenté fermé sur une charge Ch à laquelle est délivrée l'énergie électrique correspondante. According to the above-mentioned figure, the alternating voltage static circuit object of the present invention comprises an adjustment transformer TR with primary winding with multiple tap. In the above-mentioned figure, the multiple taps of the primary winding are denoted P1 to Pp and the secondary winding is shown closed on a load Ch to which the corresponding electrical energy is delivered.
Le transformateur de réglage TR est un transforma teur de réglage de type classique, et à ce titre, celui-ci ne sera pas décrit en détail. The adjustment transformer TR is a conventional type adjustment transformer, and as such, it will not be described in detail.
Conformément à un aspect particulièrement avantageux du circuit statique variateur de tension alternative objet de la présente invention, le circuit statique variateur de tension alternative représenté en figure 1 comprend en outre un circuit en pont mixte, noté MC, jouant le rôle de module de commutation, et comprenant une première branche, notée 1, à point milieu, formée par deux thyristors, T1,T2 montés en cascade. Le point milieu de la première branche reçoit une tension d'alimentation d'entrée, notée AL sur la figure 1. In accordance with a particularly advantageous aspect of the alternating voltage static circuit object of the present invention, the alternating voltage static circuit shown in FIG. 1 further comprises a mixed bridge circuit, denoted MC, playing the role of switching module, and comprising a first branch, denoted 1, at mid-point, formed by two thyristors, T1, T2 connected in cascade. The midpoint of the first branch receives an input supply voltage, denoted AL in FIG. 1.
Cette tension d'alimentation est par exemple celle délivrée par une ligne d'alimentation en moyenne tension, lorsque le circuit statique objet de la présente invention est destiné à alimenter par exemple des installations de fours de verrerie ou analogue.This supply voltage is for example that delivered by a medium voltage supply line, when the static circuit object of the present invention is intended to supply, for example, installations for glass furnaces or the like.
En outre, ainsi qu'on l'a représenté en figure 1, le circuit en pont mixte comprend une pluralité de deuxièmes branches, notées 21 à 2p, chaque deuxième branche comportant un point milieu, et étant formée par deux diodes, D1,D2 en cascade. Chaque deuxième branche est montée en anti-parallèle sur la deuxième branche 1, et le point milieu de chaque branche est connecté par l'intermédiaire d'un contacteur, noté C1 à Cp, à une des prises de l'enroulement primaire du transformateur de réglage TR. In addition, as shown in FIG. 1, the mixed bridge circuit comprises a plurality of second branches, noted 21 to 2p, each second branch having a midpoint, and being formed by two diodes, D1, D2 Cascade. Each second branch is mounted in anti-parallel on the second branch 1, and the midpoint of each branch is connected via a contactor, denoted C1 to Cp, to one of the sockets of the primary winding of the transformer. TR setting.
Le fonctionnement général du circuit statique variateur de tension alternative objet de la présente invention tel que représenté en figure 1 est le suivant la première branche, formée par les thyristors T1 et T2, fonctionne à partir de signaux de commande CT1, CT2, lesquels seront explicités ultérieurement dans la description, comme gradateur de tension. Les signaux de commande, CT1,CT2, permettent de faire varier l'angle de conduction des thyristors T1 et T2 précités. Le circuit en pont permet alors d'assurer la conduction à chaque alternance de la tension d'alimentation AL par l'intermédiaire des diodes D1, D2, respectivement. L'angle de conduction de chaque thyristor T1, T2 est légèrement inférieur à 180 degrés, en l'absence de recouvrement de leur angle de conduction respectif.L'intervalle de temps, ou angle pendant lequel les deux thyristors T1 et T2 sont bloqués, est utilisé pour assurer la commutation des contacteurs C1 à Cp, ce qui permet ainsi de faire varier le rapport de transformation du transformateur de réglage TR sur commande par un signal de commutation, noté CO. En outre, on constate que pendant la commutation, c'est-à-dire le passage d'un plot à l'autre, les contacteurs C1 et C2 sont temporairement et simultanément fermés sans toutefois provoquer de court-circuit entre les prises P1 et
P2 correspondantes grâce aux diodes et à la commande appropriée des thyristors. Cf. fig. 6.The general operation of the alternating voltage static static circuit object of the present invention as shown in Figure 1 is as follows the first branch, formed by the thyristors T1 and T2, operates from control signals CT1, CT2, which will be explained later in the description, as a voltage dimmer. The control signals, CT1, CT2, make it possible to vary the conduction angle of the aforementioned thyristors T1 and T2. The bridge circuit then makes it possible to ensure conduction at each alternation of the supply voltage AL via the diodes D1, D2, respectively. The conduction angle of each thyristor T1, T2 is slightly less than 180 degrees, in the absence of overlap of their respective conduction angle. The time interval, or angle at which the two thyristors T1 and T2 are blocked, is used to switch contactors C1 to Cp, which thus makes it possible to vary the transformation ratio of the adjustment transformer TR on command by a switching signal, denoted CO. In addition, it can be seen that during the switching, that is to say the passage from one pad to the other, the contactors C1 and C2 are temporarily and simultaneously closed without however causing a short circuit between the sockets P1 and
P2 corresponding thanks to the diodes and the appropriate thyristor control. See fig. 6.
Ainsi qu'on l'a représenté en outre en figure 2, on comprend que le circuit statique variateur de tension alternative objet de la présente invention n'est pas limité à un mode de réalisation monophasé. Au contraire, le transformateur de réglage TR peut être constitué par un transformateur polyphasé à n phase, et sur la figure 2, on a représenté un cas particulier non limitatif où le transformateur de réglage TR est un transformateur triphasé. A ce titre, et à seul titre d'exemple, le secondaire du transformateur de réglage peut être monté en étoile, la charge étant subdivisée en une charge triphasée, notée Ch1 à Ch3 également montée en étoile.Les enroulements primaires sont représentés sur la figure 2, et peuvent être montés en étoile à neutre sorti, noté N, le dispositif objet de la présente invention comportant alors trois modules, MC, ou circuits en pont mixte sensiblement identiques à celui représenté en figure 1. Chaque module MC est alors alimenté par une des phases, notées Ph1 à Ph3, du réseau alternatif polyphasé ou triphasé. Les contacteurs sont alors notés en référence à l'ordre des phases correspondantes C11 à Clip, C21 à C2p, respectivement C31 à C3p, une ou deux phases seulement pouvant être équipées du circuit selon l'invention. As shown in addition in FIG. 2, it will be understood that the alternating voltage static circuit object of the present invention is not limited to a single-phase embodiment. On the contrary, the adjustment transformer TR can be constituted by a polyphase transformer with n phase, and in FIG. 2, a particular non-limiting case has been shown where the adjustment transformer TR is a three-phase transformer. As such, and by way of example only, the secondary of the adjustment transformer can be mounted in a star, the load being subdivided into a three-phase load, denoted Ch1 to Ch3 also mounted in a star. The primary windings are shown in the figure 2, and can be mounted in star with neutral output, denoted N, the device which is the subject of the present invention then comprising three modules, MC, or mixed-bridge circuits substantially identical to that shown in FIG. 1. Each module MC is then supplied by one of the phases, noted Ph1 to Ph3, of the polyphase or three-phase alternating network. The contactors are then noted with reference to the order of the corresponding phases C11 to Clip, C21 to C2p, respectively C31 to C3p, only one or two phases which can be fitted with the circuit according to the invention.
Selon une variante de réalisation telle que représentée en figure 3, il peut être avantageux d'intercaler entre les prises multiples de l'enroulement primaire du transformateur de réglage TR et le point milieu de chaque deuxième branche, plus particulièrement entre un contacteur donné, noté C à titre de simplification sur la figure 3, et l'enroulement primaire précité, un sélecteur, noté S, permettant de jouer le rôle ou de compléter le contacteur C correspondant. On comprend bien sûr que l'utilisation d'un sélecteur S permet de multiplier pour un contacteur donné le nombre de prises sur l'enroulement primaire du transformateur de réglage TR, ceci afin d'afiner la valeur du rapport de transformation de ce dernier, et finalement le niveau d'énergie transmise à la charge.On comprend bien sûr que dans un tel cas, la manoeuvre du sélecteur S peut alors être effectuée au moyen d'un moteur de manoeuvre du sélecteur MS, lequel permet de modifier la position du sélecteur S d'une prise, Pl à P5, telle que représentée sur la figure 3, au moyen d'un signal de commande de commutation COS du sélecteur, cette commutation étant bien entendu effectuée pendant que le contacteur C est ouvert au moyen du signal de commutation du contacteur CO, lorsque le contacteur C n'a pas été supprimé. Bien entendu, on comprend également que le contacteur C peut être supprimé, le sélecteur S pouvant alors jouer le rôle à la fois de sélecteur et de contacteur
C, et la commutation du sélecteur pouvant éventuellement être effectuée pendant l'angle d'extinction des thyristors T1 et T2 précédemment cités.According to an alternative embodiment as shown in FIG. 3, it may be advantageous to interpose between the multiple taps of the primary winding of the adjustment transformer TR and the midpoint of each second branch, more particularly between a given contactor, noted C by way of simplification in FIG. 3, and the aforementioned primary winding, a selector, denoted S, making it possible to play the role or to complete the corresponding contactor C. It is of course understood that the use of a selector S makes it possible to multiply for a given contactor the number of taps on the primary winding of the adjustment transformer TR, this in order to define the value of the transformation ratio of the latter, and finally the level of energy transmitted to the load. We understand of course that in such a case, the operation of the selector S can then be carried out by means of a selector operation motor MS, which makes it possible to modify the position of the selector S of a socket, Pl to P5, as shown in FIG. 3, by means of a switching control signal COS of the selector, this switching being of course carried out while the contactor C is open by means of the signal CO contactor switch, when contactor C has not been removed. Of course, it is also understood that the contactor C can be deleted, the selector S then being able to play the role of both the selector and the contactor
C, and the switching of the selector possibly being carried out during the extinction angle of the thyristors T1 and T2 previously mentioned.
Sur la figure 4, on a représenté une variante particulièrement avantageuse d'un mode de réalisation du circuit statique variateur de tension alternative objet de la présente invention dans lequel chaque contacteur C1 à Cp étant maintenu, le sélecteur S permet, en liaison avec chaque contacteur, un sélecteur étant associé à chaque contacteur et portant une référence correspondante, S1 pour le contacteur C1, respectivement S2 pour le contacteur C2, ces sélecteurs permettant en fait d'effectuer un réglage de tension délivré par le transformateur de réglage TR selon un réglage grossier par l'intermédiaire des seuls contacteurs
C1, C2, un réglage fin par l'intermédiaire des sélecteurs S ou Sz, et un réglage très fin par l'intermédiaire des contacteurs C1,C2, et des sélecteurs S1,S2. In Figure 4, there is shown a particularly advantageous variant of an embodiment of the alternating voltage static circuit object of the present invention in which each contactor C1 to Cp being maintained, the selector S allows, in conjunction with each contactor , a selector being associated with each contactor and bearing a corresponding reference, S1 for the contactor C1, respectively S2 for the contactor C2, these selectors in fact making it possible to carry out a voltage adjustment delivered by the adjustment transformer TR according to a coarse adjustment through contactors only
C1, C2, fine adjustment via the selectors S or Sz, and very fine adjustment via the contactors C1, C2, and selectors S1, S2.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux tel que représenté en figure 5a, l'un des points milieu d'une deuxième branche, la branche 21 sur la figure précitée, est en liaison électrique directe avec l'une des prises multiples de l'enroulement du transformateur de réglage TR. On comprend dans ce cas que le contacteur C1 a donc été supprimé et remplacé par une liaison électrique permanente. According to a particularly advantageous embodiment as shown in FIG. 5a, one of the midpoints of a second branch, the branch 21 in the above-mentioned figure, is in direct electrical connection with one of the multiple taps of the winding of the adjustment transformer TR. It is understood in this case that the contactor C1 has therefore been deleted and replaced by a permanent electrical connection.
De préférence, le point milieu considéré est' en liaison avec une prise déterminée, la prise notée Pl sur la figure 5a, cette prise correspondant à une puissance délivrée maximale ou, le cas échéant, minimale, par le transformateur de réglage TR. Preferably, the midpoint considered is' in connection with a determined socket, the socket denoted Pl in FIG. 5a, this socket corresponding to a maximum or, if appropriate, minimum power delivered by the adjustment transformer TR.
Sur la figure 5a, on note en outre la présence d'une unité de commande, notée 3, laquelle permet d'engendrer les différents signaux de commande précédemment mentionnés, CTl et CT2 pour la commande des thyristors T1 et T2, la commande de commutation CO pour les commutateurs Cl, C2 ou C3, ce signal de commande de commutation pouvant consister en un simple échelon de tension permettant de commander la bobine d'un relais de commande des différents contacteurs précités et, enfin, le signal de commande de commutation du sélecteur, COS, par l'intermédiaire du moteur MS.On notera que le moteur MS peut être constitué par un moteur pas à pas, lequel peut etre commandé alors de manière classique par voie numérique avec transformation en signal analogique permettant de commander de manière précise le déplacement du moteur MS par pas, permettant le passage d'un contacteur au suivant, par exemple. Ce type de commande ne sera pas décrit en détail, car il est parfaitement connu de l'homme du métier. In FIG. 5a, we also note the presence of a control unit, noted 3, which makes it possible to generate the various control signals previously mentioned, CTl and CT2 for the control of thyristors T1 and T2, the switching command. CO for switches C1, C2 or C3, this switching control signal being able to consist of a simple voltage step making it possible to control the coil of a control relay of the various aforementioned contactors and, finally, the switching control signal of the selector, COS, via the MS motor. It should be noted that the MS motor can be constituted by a stepping motor, which can then be conventionally controlled digitally with transformation into an analog signal making it possible to control precisely displacement of the motor MS in steps, allowing the passage from one contactor to the next, for example. This type of control will not be described in detail, because it is perfectly known to those skilled in the art.
On notera en outre sur la figure 5a la présence d'un circuit à résistance capacité, RC, lequel peut être connecté en permanence par exemple sur le contacteur C2 en parallèle sur celui-ci, de façon à diminuer les transitoires de commutation éventuels. Note in addition in FIG. 5a the presence of a capacity resistance circuit, RC, which can be permanently connected for example on the contactor C2 in parallel thereon, so as to reduce any switching transients.
Enfin, sur le mode de réalisation de la figure 5b, on a représenté une variante de réalisation avantageuse dans laquelle l'une au moins des deuxièmes branches, la branche 21 par exemple, est remplacée par une pseudo-première branche à point milieu formée par deux thyristors en cascade
T'1 et T'2. La deuxième branche est bien entendu montée en anti-parallèle avec la première branche pour réaliser à la fois la fonction de deuxième branche du circuit en pont mixte MC lors de la conduction des thyristors T'1,T'2 de la pseudo-première branche et la fonction de commutation du contacteur, le contacteur C1, lequel en l'occurence peut être supprimé, ainsi que représenté en figure 5b, lors de l'extinction des thyristors T'1 et T'2. La commutation précitée correspond alors à une commutation quasi-discrète ou en train d'onde de puissance entre deux niveaux de puissance correspondant aux prises P1 et P2.Finally, in the embodiment of FIG. 5b, there is shown an advantageous alternative embodiment in which at least one of the second branches, branch 21 for example, is replaced by a pseudo-first branch with mid point formed by two thyristors in cascade
T'1 and T'2. The second branch is of course mounted in anti-parallel with the first branch to perform both the second branch function of the mixed bridge circuit MC during the conduction of the thyristors T'1, T'2 of the pseudo-first branch and the switching function of the contactor, the contactor C1, which in this case can be eliminated, as shown in FIG. 5b, when the thyristors T'1 and T'2 are extinguished. The above-mentioned switching then corresponds to a quasi-discrete or power wave train switching between two power levels corresponding to the sockets P1 and P2.
Le fonctionnement de l'ensemble des modes de réalisation ou variantes du circuit statique variateur de tension alternative objet de la présente invention représenté en figures 1 à 5b peut être illustré au moyen des chronogrammes représentés en figure 6, dans lesquels on a représenté successivement la tension d'alimentation ou la tension de chaque phase Ph1,Ph2,Ph3 en fonction du temps, A désignant l'amplitude, puis les signaux de commande des thyristors T1 respectivement T2 en fonction du temps, ou, le cas échéant, des thyristors T'1,T'2, les intervalles de temps
At représentés correspondant aux intervalles de temps pendant lesquels les thyristors T1 et T2 respectivement T'1,T'2 sont non conducteurs, puis enfin, le courant dans la charge, IC, ou dans chaque charge triphasée, IC1,IC2,IC3, les angles de conduction sont étant respectivement Oc et les angles d'extinction étant notés 6e et correspondant aux intervalles de temps AT précédemment mentionnés.The operation of all of the embodiments or variants of the alternating voltage static static circuit object of the present invention represented in FIGS. 1 to 5b can be illustrated by means of the timing diagrams represented in FIG. 6, in which the voltage has been successively represented. power supply or the voltage of each phase Ph1, Ph2, Ph3 as a function of time, A designating the amplitude, then the control signals of the thyristors T1 respectively T2 as a function of time, or, where appropriate, of the thyristors T ' 1, T'2, the time intervals
At represented corresponding to the time intervals during which the thyristors T1 and T2 respectively T'1, T'2 are non-conductive, then finally, the current in the load, IC, or in each three-phase load, IC1, IC2, IC3, the conduction angles are respectively Oc and the extinction angles being denoted 6th and corresponding to the time intervals AT previously mentioned.
On comprend bien sûr que le module de commande 3 permet en fait de faire varier l'angle de conduction effectif Oc, cet angle de conduction pouvant être quelconque en régime transitoire, et particulièrement l'angle d'extinction 6e pouvant être augmenté pendant les périodes de commutation des commutateurs ou des sélecteurs, l'angle d'extinction 6e étant au contraire très faible, de quelques degrés, en régime permanent, mais jamais nul. On comprend ainsi que le règlage très fin précédemment mentionné peut être effectué par l'intermédiaire des thyristors, lesquels fonctionnent en gradateur. It will of course be understood that the control module 3 in fact makes it possible to vary the effective conduction angle Oc, this conduction angle possibly being arbitrary in transient conditions, and in particular the extinction angle 6e that can be increased during the periods for switching switches or selectors, the extinction angle 6e being on the contrary very small, a few degrees, in steady state, but never zero. It is thus understood that the aforementioned very fine adjustment can be carried out via the thyristors, which operate as a dimmer.
On a ainsi décrit un circuit statique variateur de tension alternative en charge particulièrment performant, lequel peut être utilisé dans les circuits d'alimentation en énergie électrique de forte puissance dans des applications dans lesquelles les perturbations permanentes associées à l'électronique de puissance ne sont pas acceptables, les générations d'harmoniques et oscillations parasites étant supprimées, les risques de court-circuit et de surtension sont négligeables, et dans lesquels la régulation des transitoires de puissance doit être rapide et couvrir une large dynamique, seules des perturbations de courte durée pouvant être tolérées. We have therefore described a particularly efficient alternating voltage alternating voltage circuit under load, which can be used in high power electrical power supply circuits in applications in which the permanent disturbances associated with power electronics are not acceptable, the generations of harmonics and parasitic oscillations being suppressed, the risks of short-circuit and overvoltage are negligible, and in which the regulation of the power transients must be rapid and cover a wide dynamic range, only short-term disturbances being able to be tolerated.
En outre, on comprend qu'une régulation fine permanente et de petite amplitude du rapport de transformation du transformateur de réglage peut être obtenue, et corrélativement, du niveau d'énergie électrique ainsi transmis à la charge. In addition, it is understood that a permanent fine regulation and of small amplitude of the transformation ratio of the adjustment transformer can be obtained, and correlatively, of the level of electrical energy thus transmitted to the load.
En outre, une régulation lente de grande amplitude et sans perturbation peut également être obtenue en raison de la souplesse du circuit et en particulier du module de commutation MC précédemment défini. In addition, slow regulation of large amplitude and without disturbance can also be obtained due to the flexibility of the circuit and in particular of the switching module MC previously defined.
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