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Dispositif de commutation forcée indirecte des convertis- seurs statiques de courant.
Dans la commutation, forcée indirecte des convertisseurs statiques de courent, au moyen d'une ou de plusieurs valves auxiliaires de transdtion, qui débitent temporairement le courant en déchargeant un condensa beur, il est connu de relier le condensateur aveo la valve de Transition par un transforma- teur. Des essais pratiques avec ces connexions ont montré que, bien qu'elles fonctionnent d'une façon satisfaisante tant que les valves principales de relèvent %ou% normalement une inter- ruption occasionnelle du débit régulier des valves principa- les peut Mettre les valves auxiliaires hors de fonction.
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Du moins, dans l'état, présent de la technique, il faut tenir
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0'mpte de telles interruptions occasionnelles des valves principe- les, et il est désirable que la fonction des valves de transi- tion n'en soit pasarrangée.
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D'après la présente invention ae M.Uno Lemmo une valve est intercalée dans la communication entre le condensateur de commu-
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te(,ion et chaque enroulement de transformateur qui le relie avec les valves de transition, la première valve servant à rompre la communication aux moments désirée..-
Quatre exemples de réalisation de l'invention sont repré- sentés d'une façon schématique dans les figures 1 à 4 du des- sin annexé, canais que les figures 5 et 6 représentent des diagrammes de temps de la façon d'opérer de la fig.4.
La figure 1 représente un redresseur ou onduleur à voie simple et à deux anodes principales 2 et une anode de transi- tion , situées dans la même cuve 1. Entre le pointneutre de
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l'enroulement de tra nsf ormatevr 6+ alimentant les anones prin- ci ales, et Itenoie de transition z se trouve un enroulement 5 d'un transformateur ae commutation. L'un aes pôles du con- densateur de commutation 1.. est relié au point médian de l'eu.. tre enroulement 6 de ce transformateur, tandis que l'autre pôle du dit condensateur est relié aux deux bouts de l'enrou-
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lement 6, à travers deux valves 8, 9 actmeltent le courant dans des sens opposés.
Ces deux valves s'ouvrent alternativement il
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quand l'inooee de transition 3 débite, d.'où./résulte que les moitiés supérieure eu inférieure de l'enroulement 6 sont al- terna ivement traversées par le courant secondaire correspon- dent. Quand la moitié supérieure est active, la charge du oon- densat eur se transforme de + en - sur la couche gauche$ et.
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quand la moitié inférieure de l'enroulement est a at1ve, la charge du condensateur se transforme dans le sens opposé.
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Chacune des valves est bloquée dès que son courent tombe à
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zéro, et la charge du cond.ensaceur peut donc se maintenir jusqu'à, la prochaine eoalmutavion. pour charger ini-eialemen-c le condensateur après une pause dans 1'opéracion, on peu% employer une source de ten- sion 10 en série avec une résistance et une valve séparée 11, qui peut être logée dans la mme cuve que la valve 9 reliée à elledu côtéde la cathode.
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La figure 2 représente un exemple dtapplioation ae l'in- vention à un convertisseur à voie simple eu à six anodes con- neotges en deux groupes de trois anodes, avec transforma- teur de succion et opérant ainsi d'une façon triphasée. La -,ou- ve est désignée par 21, les anodes principales par 22. les
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enroulements du transformateur principal par 24 es le transfor -OIS beur de succion par 20.
Pour chacun des groupes triphasés, il y o une anode de transition 2 avec enroulement de trans- formateur et ces anodes débitant 81ter#'tiivement, puisqu'une commutation dans l'un des groupes triphasés est toujours suivie (l'une commuta-ulon dans l'autre, Un enroulement du transforma- teur , coopérant avec les deux enroulements 25, est relié eu condensateur de oommuta-cion 29 par deux valves opposées t8, de façon que le condensa eeur puisse se décharger cle-ns les deux sens à travers l'enroulement Z6 et ure bloqué chaque fois après 'lire chargé de nouveau. un dispositif pour le chargement initial peut exister ici comme dans la fig.l, bien qu'il ne soit pas représenté. L'opération est, du reste, analogue à celle décrite en connexion avec la fig.l.
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La figure 3 reptésente un redresseur ou onduleur hexa- phaudt à voie simple e1i à six anodes, ayant une anode de transition a pour chaque anode principale 31. Chaque 4aQàe
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de transition est reliée, d'une façon galvanique, à l'anode principale correspondante et, dans celte connexion, se trou- ve un enroulement de transformateur 33. Le condensateur de commutation est divisé en deux unicés 34, 35, qui sont, pré- férablement, de différente capacité equi peuvent être mises en circuit séparément ou ensemble pour faire atten.. tion a un courant de charge variable.
Chacun des condense- veurs est relié, à travers deux valves opposées, à deux enroulements 36, situés sur le même transformateur que les enroulements 33. Deux de ces valves 37 se trouvent dans la cuve principale, les deux autres 38 dans des cuves séparées.
L'opération est essentiellement analogue à celle décrite par rapport à la fig.l. L'avantage particulier,qui a été atteint dans ce cas, est qu'un nombre assez grand d'anodes de transi. tion peuvent être alimentées par un seul groupe de condensa- lieurs divisé en différentes unités, c'est-à-dire que le nom- bre d'unités, dans ce groupe, devient indépendant du nombre de valves de transition.
Vu que les valves, dans cette connexion, ne permettent: le passage du courant d'aimannation du transformateur de commu- tation que dans un sens, il peut être recommandable, pour mieux utiliser le fer dans le transformateur, de superposer une aimantation à courant continu qui s'oppose à l'aimanta- tion variable, de façon à saturer le fer autant dans les deux sens, Un enroulement 39, alimenté par une source dE courant continu 30, peut remplir cette fonction. une aimantation ad- ditionnelle de celte sorte peut être à recommander aussi dans la fig.1 et, généralement, dans les connexions où. toutes les impulsions de commutation, transmises par le transformateur, nécessitent son aimantation dans le même sens.
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La figure 4 représente un exemple d'application de l'invention à un convertisseur monophasé, à voie double,
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permettant: aussi le pa ssage de l'énergie a lternawvement dans les deux sens entre les deux réseaux, soie seulement pen- da rit es parties de périodes, oomme dans le cas d'un déphasage entre le oourant et la tension, soin pendant des espaces de emps plus longs.pour la direction du courant d'énergie des
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ples de courant continu 40 au plies de courant alternatif 41, on se 'sert des anodes principales .2, 43, 44, 45 en pour la direction opposée, des anodes 46, 47, 48, 49, La connexion se
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peeee, de plus, à permettre, pendant certaines parties ae pé- riodes, le travail en court-circuit.;
, ce qui donne une courbe échelonnée de la tension de courent el%ennelif, pendant ces périodes de court-circuit, chaque paire d'anodes principales débite en alternance avec les sucres.
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Le passage au courant pendant les différentes parties d'une périoae, ainsi que la fonction des anodes de transition sont représentés dans les figs.5 et 6, dans lesquelles les ano- des, fonctionnant penaant chaque partie, sont marquées, La fige
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5 représente 1,0 cours des courants pour un pezit déphasage, e-v la figure 6 le cours pour un grand déphasage entre le courant et la tension au o0'cé courant alterna-ulf. Dans les deux dis... grammes, la courbe échelonnée représente la tension alternative non 11es4e,elï la courbe sinuso'.tdele le courant alternai;if. les tensions superposées pour la commutation forcée sont aussi représentées.
On commence à compter la période quand la tension ainsi que le courant sont positifs, l'énergie donc étant transfé- rée du réseau courant continu au réseau courent alternatif.
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Le courant passe du pôle posi-cif du réseau courant continu,a travers l'anode 49, par exemple, le réseau courant alternatif et l'anode 45 eu pôle négatif au réseau courant 0 on'lii nu..A u
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@ bout d'un certain temps, on peu-;, pour former une courbe de tension proprement échehonnée, passer à faire travailler le convertisseur en court-circuit, passage pour lequel 1l@faut employer une commutation forcée. si l'on suppose que le condensateur ae commutation 60 est actuellement chargé avec la couche inférieure positive, le commutation est initiée par un déblocage de l'anode de transition 50 qui relève alors l'a -node 42. pendant;
la période de transition, le courant passe par l'anode 50, le .réseau courant alternatif et l'anoae 45.
Dès que le condensateur a été déchargé et, à cause de la con- stance approximative du courant, a été chargé de nouveau avec la polarité opposée, c'est-à-dire avec la couche inférieure négative, le courant passe spontanément à l'anode 46 mainte- nant débloquée, cette anode évent, comme l'anode 45, encore débitante, directement reliée au pôle négatif du réseau cou- rant continu. Le réseau courent alternatif devient donc court-circuité sur ces deux anodes, et sa tension non lissée tombe à zéro.
Le prochain pas de la période est, dans la fig.5, le moment où le courant change de sens, tandisque la tension est encore à zéro. Cette commutation du courant se passe spontanément jusqu'aux anodes 47 et 44, qui sont les seules qui admettent actuellement le courant dans le nouveau sone.
Quand un certain teaips a passé après la dernière commutation forcée, l'anode 4" est débloquée. Cette snode est reliée au pôle positif du réseau courant continu et commence donc à débiter spontanément, en relevant l'anode 47 reliée au pôle négatif.
Après quelque temps, il faut de nouveau une commutation forcée pour court-circuiter le convertisseur, maintenant en reliant ses deux ples eu pôle positif du réseau courent con- tinu. Ceci se fait en débloquant l'anode de transition 52 et l'anode auxiliaire 58, de façon que le condensateur, dont
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la couche supérieure est mainbeneni positive, se décharge à travers l'enroulement du transformateur 56 et l'anode auxi- liaire 58, qui a, en a nalogle avec les valves 8, 28 et 38 dans les figs.1, 2 et 3 respectivement, bloqué le condense-
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teur dès le chargement précédent. La tension du oondensa-ceur est transférée, par l'enroulement 56, aux enroulements 54 et 55, qui sont reliés aux onocles de transition 52 eu 5z.
L'sno- de 52, débloquée, commence à débiter en relevant l'anode 44, antérieurement active, et est, à son 'cour, relevée, après l'inversion de la charge du condensateur, par l'anode 48. le résultat, étant qu'un nouveau court-circuit passe du pôle po-
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sitif de courant continu par lianme 43, circuit courant al- ternatif eb l'anode 48, retoournane ainsi au pôle positif. Le prochain pas devient la commutation de courant spontanée des
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anodes 43, 48 aux anodes 423 48, la connexion du coté courant continu ij1iant conservée.
Enfin, il y a une cOmmuta-ion spon- tanée de l'anode 49 à l'anode 45 dès que cette dernière est débloquée, sa cathode étant plus négative que celle de l'ano- de 48. insi, une période entière est terminée, et les mê- mes phénomènes se répètent de nouveau.
Si l'on travaille, d'après la fig.6, avec tant de dé-
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phs sages entre le coure nt et la tension, que e la commuta ;,ion du courant n'a pa s lieu avant que la tension :,.'a 1t atteint une valeur définie dans le sens opposé, certaines modifies-
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tions de la manière d' opéravion décrire se présentent, le convertisseur opérant en redresseur pendant certains espaces de temps. Les anones 46, 45 débitent dans ce cas pendant tou-
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te la première période de 00urt-clrouît ec les anodes 47, 44 penaant, toute la deuxième péricode.
A la fin de la première p}r10d.e de court-circuit, il fauu une commutation forcée pour
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transférer le courant de l'enoae 45 à l'anoae 49, et on em.. ploie, dans ce but, l'anode ae uransicion 5a, qui renverse, à travers les enroulements du transformateur 56. 56, la char -ge du condense Leur 60 d'un potentiel négatif en un po-
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1ïnïiie1 pOS1"Cif de la couche inférieure. Le potentiel de l'anode 49, reliée à l'anoo.e 53 à travers l'enroulement 55. est simultanément élevé suffisamment pour commencer à débiter, le courant passant donc de la cathode de 1'anode
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49 au pôle p osigii au réseau courant continu, donc dans le sens redresseur.
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Le prochain pas ae la perione esl la commutation de courant, résultant à une nouvelle action d'onduleur< le courant étan transféré spontanément des anodes 49,46 aux
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anodes 43t 44 quand le courant alternatif change ae sens. Quand le convertisseur sera à court-circuiter la prochaine fois, une commutation forcée sera nécessaire et on emploie. dans
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ce buu, l'enoue de 1iransiion 51, au moyen de laquelle le courant est transféré de l'anode 43 à l'anoo.e 47, en même temps que le potentiel de la couche inférieure du condensa- teur est changé de + en -.
Ensuive, le tension doit, en
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conservant le Cl.1rec'tion o.u courant. êbre élevée jusqutà sa valeur maximum, et on emploie, dans ce but, une commutation forcée, au moyen de l'anode de transition 52, le courant: étant
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transféré ae l'anode 44 à ltanode 48 en renversant la char- ge du conclonsateur. Les anodes 48 et 47 débitent maintenant, Finalement, une comrnucs-uion spontanée du courant a lieu de ces dernières anodes aux anodes 42,45, après quoi la pé- rioae est terminée.
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.Aussi dans ce cas, la valve, contenant l'anode 58, bloque le condensateur 60, après chaque inversion de sa charge, de façon qu'il ne puisse pas se décharger sponta- nément, même si une a node ne débite pas, eu le rythme de :fonction est donc dérange. Contraimement eux connexions des figures 1 à 3, une seule valve de blocage suffit ce. pendant dans la figure 4. Il est pourtant possible de réa- liser cette simplification aussi dans les autres exemples, si le condensateur est arrangé de façon à se décharger directement sur une anode de transition clans un sens,et au moyen d'un transformateur dans l'autre.
Dans la figure 4, on a représente aussi une paire de valves auxiliaires pour produire un courant additionnel os- cillatoire du condensateur 60, dans le but d'égaliser les variations de sa tension quand, la charge utile est variable, pour un sens de décharge, -on emploie une anode 59, qui peut être logée dans la même cuve que l'anode 58, et qui est reliée en série avec une inductance 61, et , pour l'autre sens de décharge,on emploie une anoae 62 qui est situéedans la même cuve que lesandoes 48 et 49, et qui est reliée en série avec une inductance 63. Enfin. la figure 4 montre un condensa beur 64 en parallèle au côté courant continu pour égaliser la plupart des pulsations de puissance causées par la charge monophasée.