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Procédé pour l'essai de redresseurs ioniques" /
La présente invention est relative à un procédé peur l'essai de redresseurs ionique., de préférence à haute puissance
Les redresseurs ionique. étaient jusqu'à présent en gé- néral essayé* au moyen d'un équipement redresseur et d'un couver- tisseur ou onduleur, la puissance provenant d'un réseau à courant alternatif étant alors transmise par l'équipement redresseur et le convertisseur et étant renvoyée au réseau.
Btant donné que les dernières découvertes dans la tech- nique des redresseurs mènent à des groupe$ toujours plus puissant
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et donc plu$ grand* et par conséquent autaî à de# redrenneurs Ioniques plue importants, l'essai dé gros redresseur exigera ?? réseau extr$moment pu.iswan't;
qui, avec les plus grot group , peut 4tre diffioile à obtenir à l'endroit o Ion redrez4euxe 10- n1Qu" *ont produit, tout à fait 1nd6p.ndnlnment de ce que 1"'- ni ont normnlemont ï'<!a3.ie aloo un groupe à 3 impulsion qui %#me dent un résuau p1.ani, provoque de* brmon1qe..'naA", cette difficulté est ôlim1né, r6ce à la présent@ in- ventions suivant laquelle don redresseurs ionique..ont # # yrf de telle noz-ve que le redr'$8' roumis 4 llessai toit introduit en tant que l'un des redresseurs d'un convertisseur onduleur con-
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noctr un circuit d'oscillation et alimenté à partir d'une sour- ce à courant continu, dont la tension est au moins d'un ordre de grandeur Inférieur à la tension nominale du redresseur essayé,
avec un courant continu correspondant au courant nominal du re-
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drec88 essayé ledit circuit d'oscillation étant calculé de telle sorte que l'amplitude de la tension dloseillation à une trê- ouenoe du oon,,ot1808ur correspondant à la frdqiionos du circuit ! dtgeoIll4tion 1u ma boit lIu 6r18url fi. la tension d'eawai du rés.
Le convertisseur peut d'une façon appropriée tiré un Convertisseur unidirectionnel à deux impulsions, dans lequel les deux redresseurs sont des redresseurs essayés, Itant donné que
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le convertisseur ai produit aucune puissance =&1' fonctionne avec l'énergie d'oscillation dans le circuit d'oscillation, l'équipe- ment d'essai n'absorbera que la puissance destinée à couvrir les pertes et, étant donné qu'aucune puissance n'est renvoyée au ré-
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seau,
celui-ci ne sera pas charge avec des harmoniques 1%111él11'4. et la fréquence du convertisseur peut par conséquent être choisie indépendamment de la fréquence du réseau. Ceci signifie que la
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fréquence d'eanai peut tire oh01nil beaucoup plus élevée que la fréquence normale des réseaux et, étant donné que l'essai des re-
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dresseurs ionique doit être prolongé pendant une période assez
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longue, à cause de l'apparition erratique des défaut844'8 rodé fleure, le gain de temps obtenu avec une fréquence d'essai accrue peut être considérable.
Comme indiqué ci-savant, le convertisseur est alimenté
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sureo un courant continu correspondant au courant nominal des re- dresseurs oenaydnt à partir d'une source de tension continue dont la tension est d'au moins un ordre de grandeur inférieure à la tension nominale des redresseurs essayés.
Etant donné que, tou- tefois, la source de tension continue ne fournira qu'une puissan- ce correspondant aux pertes dans l'équipement, la tension conti- nue peut être relativement faible et habituellement elle sera de plusieurs puissances de dix inférieures à ladite tension nominales
D'autres détails et particularités de l'invention res-
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sortiront de la description ci-aprèo# donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans le*- quels la figure 1 représente un équipement pour l'essai de re- dresseurs ioniques à haute puissance suivant l'invention, tandis que les autres figures représentent les rapport entre tension et courant pour différents éléments de l'équipement.
La figure 1 représente un convertisseur unidirectionnel à deux impulsions 4, comportant deux redresseurs ioniques 8 et 9 et un transformateur interphase 7. En théorie, n'importe quel
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type de convertisseur peut être utilisé dans ce but,'mais, en utilisant un redresseur unidirectionnel, l'an arrive'a ce que le* cathodes des redresseurs aient un potentiel zéro. Etant donné que
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le convertisseur ne doit fournir aucune puissance da sorti , 3.< transformateur de oe convertisseur peut dans 0# cas ttre réduit au transformateur interphase 7 représenté.
Dans le 1rouit de commutation entre le* deux redresseurs ioniques 8 et 9, lton a intercalé un condensateur d'oscillation, dans le présent cas et pour des raisons de symétrie, divisé en deux condensateur* 10 et
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11, et une self de commutation 12. Lorsque l'on essaye plusieurs nedresseurs ionique*, les deux redresseurs 8 et 9 peuvent être des redresseurs essayés, mais il est sans importance pour le fonctionnement de l'ensemble de l'équipement que l'un des redree- usure ou les deux soient des redresseurs essayée.
Le convertisseur est alimenté à partir d'une source de courant continu sous la forme d'un redresseur 2 alimenté à par- tir d'un transformateur de redresseur 1. Pour filtrer le courant continu provenant du redresseur 2, l'on a pr6vu une self de fil- trage 5 et un condensateur de filtrage 6. En outre, le conver- tisseur est équipé d'un dispositif de commande 19 de type oonnu.
Le circuit d'oscillation nécessaire pour le dispositif comprend une self d'oscillation 3 et les deux condensateurs d'os- cillation précités 10 et 11. Ces derniers condensateurs, conjoint tement avec la self de commutation précitée forment également un circuit d'oscillation.
Afin d'expliquer le fonctionnement, l'on supposera, par exemple, que le redresseur ionique 8 est conducteur et que le re- dresseur ionique 9 cet bloquât avec pour conséquence que le cou- rant continu Provenant du redresseur 2 circule dans la self d' oscillation 3 et, dans le transformateur interphase, se divise en deux parties qui, nous l'influence de ce transformateur,se- ront de valeur égale et dent l'une circule directement du trans- formateur interphase -vers l'anode du redresseur 8,
taudis que l'autre circule par l'intermédiaire des condensateurs 10 et 11 et de la colt de commutation 12 avant de revenir à l'anode du re- dresseur 8. Ainsi, les condensateurs 10 et 11 feront chargea.
A un certain moment avant que les condensateurs ne soient totale- ment chargea, le redresseur 9 recevra une impulsion d'amorçage, avec pour conséquence qu'un courant de commutation 'établit dans
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le oirouit de commutation comprenant le redresseur 9, le redres- seur 8, les condensateurs 10 et 11 et la self de commutation 12.
Le but de la self de commutation 12 est de limiter la dérivée du
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courant de oornmutati.ot une valeur désirée et il est ainsi mou- vent utile de rendre la self de commutation ajustable i L'amorça- ge du redresseur 9 amène ainsi le courant circulant dans les trois éléments, condensateurs 10 et 11 et self de oO#3Utat10n 12, a être inversé.
Pour l'explication ultérieure de l'équipement, l'on se référera à la figure 2 qui représente le courant dans la self d'oscillation 3. Si la tell d'oscillation et le condensateur
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d'o,oillat1on avaient une valeur infiniment grande, oe courant servit constant, comme indiqué par la courbe Il.
Indépendamment du fait que ceci est théoriquement impossible, l'on peut dire que pour des raison pratiques il *et désirable de rendre la
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self d'collation et le condensateur d'oscillation aussi petite et par conséquent aussi économiques que possible ou, en d'autres mots, d'obtenir une fréquence du oirouit d'oscillation constitué*.
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par la self et les condensateurs dioncilltionp aussi élevée que possible afin de diminuer le prix de revient de ces deux consti- tuants qui, pour un équipement destiné à des redresseurs Ioniques à grande puissance, doivent de toute façon être assez importants.
Afin d'avoir une certaine idée de l'ordre de petitesse de,ces constituants, l'on peut imaginer un convertisseur fonctionnant
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avec une fréquence cortempondunt 4 la r3uenae du circuit 4'o.aI, lation lui-même. Ceci signifierait que la commutation aurait lieu au moment où les condensateurs 10 et 11 ont été totaloment ' chargés et que le courant dans le condensateur est ainsi tombé ; à zéro. Ceci signifie que la commutation aura lieu sous un cou-
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rant zéro et donc instantanément Le courant 44ne la self d' onolliiition 3 répondrait a1uII1 z la forme de azure r'lJr4.ln;". , par la courbe Xa 4e la figure .
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Un tel courant n'aurait toutefois aucune valeur pour l'essai de redresseurs ioniques étant donné que la commutation à un caurant zéro procure les conditions de travail les plus fa-
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volable pour les redresseurs ioniques et n'indiquerait par oon- séquent aucun défaut dans cou reàre.e"tr8 jonîques. Si l'essai des redresseurs doit avoir une valeur quelconque, la dérivée du courant à la fin de la commutation doit avoir une valeur qui n' est pas inférieure à la valeur correspondant* pour les redres-
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eeure en fonctionnement pratique.
La self d'oscillation et les condensateurs d'oscillation doivent par conséquent être suffi- samment grande pour que la fréquence du circuit d'oscillation
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ne soit pas supérieure à la fréquence d'essai désirée* Le cou- rant dans la self d'oscillation doit par conséquent avoir une courbe de la forme indique par la courbe I3 de la figure 2, poux
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laquelle la plue petite valeur de 1 à la commutation est sufi- 8amment grande pour que le temps de commutation à la dérivée de courant désirée soit de l'ordre de grandeur de 10-4 secondes*
Afin d'encore mieux expliquer le fonctionnement du dispositif,
l'on se référera à présent à la figure 3 qui repré- sente la tension aux bornes des condensateurs 10 et Il* Cette
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tension est constituée par deux tensions sinusoïdales Il et 329
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ayant des fréquences différentes. Les intervalles a-b, 0-d et e- t représentent des commutations, tandis que les Intervalle# b-o, 4-e, etc., représentent les périodes entre les commutations, oh un seul r.4r,ul.r est cond%otouro La tr4q.uo. de la tension 31 correspondra pur conséquent à la fréquence du circuit d'oscil"
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lation comportant la self d'osoi11ation 3, le Condensateur$ 10 at 11 et la self de commutation 12, tandis que la fréquence de la tension 32correspondra à la fréquence du circuit d'080111a- tion fotll\d par 1..
QOf\d,nl"\tl\U'1 10 tt 11 tt 1M .olt d oomrau- tmtlon la. cocus indiqué pï'd<9d<Mnt, n. tr41.no..oo. dan.
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1< oonv.i1..e procure un iemp. 4'..eat plue court pour 1$ re1
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dreeeeurr. Un autre avantage de cet état de fait est que la fréquence dfoncillation pour le circuit d'oeoillation comportant la self d'oscillation et le condonoatour d'oaoillation, qui doit Être intérieurs à la fréquence du convertisseur d'après ce qui
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précède, petit 8tre choisie plus élevée pour une fréquence de zon-
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vertireeur plus élevée. Ainsi, la fréquence relativement élevée du convertionsur entraîne une économie en dimension pour la golf et le condensateur d'osoillation. Jusqu'à quel point l'on peut choisir une fréquence d'essai élevée sera clair'. d'après Ce qui suit.
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L'expérience a révélé que les arc en retour survien- nent le plus fréquemment dans un redresseur ionique environ une demi milliseconde après la fin de la oommutation. En d'autres mote, à oe moment il doit y avoir une relativement forte tension de blocage pour le redresseur ionique venant d'être éteint, ce qui signifie que la charge du condensateur et donc la tension du condensateur à ce moment doivent être relativement élevées.
L'on estime que cette tension du condensateur ne doit pas être inférieure à la moitié de la tension de blooage à la fin de la commutation. A la figure 3, ceci a été indiqué en rendant la
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tension de blooage au moment d égale à Ee et la ten8ion'de blooa-
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ge une demi milliseconde après oe moment a été estimée étale à 1/2 Sa* Une approximation grossière indiquera que coot'corres. pond à un passage par zéro de la tension du condensateur au moins une milliseoonde après la fin de la commutation. Dlaprèn la figure 3, l'on peut ainsi se rendre compte que la longueur de la période pour la tension du condensateur constituée par les
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tensions a, et 12 ne devrait pas être inférieure à 4 millisecon- des plue deux temps de commutation.
Si, ainsi, le tempe de oom-
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mutation est estimé à 0,1 milliaecondop la frèquence maximum per- mite pour le convertionour aéra de 240 Hz.
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Si cette fréquence est dépassée, les chances dit voir 'ou-venir un arc en retour diminueront en conséquence mail, ce .
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gré aloi, il peut ttre justifié d'augmenter cette fréquence dans une certaine mesure aussi longtemps que les chances d'un arc en retour ne diminuant pas dans un degré correspondant, de telle sorte que la valeur de l'essai soit diminuée* Il est ainsi
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Ol.1r que la fréquence du oon,..rt1..er doit ttre choisît <mp<- rieur* à la fréquence normale d'un réseau, qui est habituelle-* ment de 50 ou 60 Hz., 0 mais 1lJ(IJ. ¯:8OdEfr pa..p4r1'l1r. à un ordre de grandeur de 250 Hz..
En outre, il est clair que les dimensions de la self et des condensateurs d'oscillation doivent
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$tre ohefeies assez petites pour que la fréquence du circuit d* oscillation lui-mime, avec une marge raisonnable, soit aussi voi- sine que possible de la fréquence du convertisseur, c'..t-k-d1re qu'il y ait une valeur de courant raisonnable subsistent lors de la commutation, comme indiqué lors de la description de la figu- re 2.
Afin d'obtenir d'autres possibilités de variations lors de l'essai, le condensateur d'osoillation doit être réglable,IIII,
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au moins damna une certaine mesure*
Comme il ressort clairement de la description ci-avant, l'équipement contient deux circuits d'oscillation, dont l'un, un oirouit d'oscillation extérieur, comporte la self d'oscillation 3 et les condensateurs d'oscillation 10 et 11 ainsi que la self
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de commutation 12, tandis que l'autre, le oirouit d'o80illation interne, comprend le circuit de commutation avec les condensa tours 10 et 11 et la self de commutation 12.
lorsque l'on cal- cule oes éléments, en premier lieu la self de commutation doit être calculée par rapport à la dérivée de courant désirée lors de la commutation L'inductance ainsi déterminée me trouvera en
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série avec la self d 'oscillation 3, de telle aorte que cette des nière peut être réduite d'une valeur correspondant à la dimenaio de la self de commutation. Il convient toutefois de remarquer
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que la soit 4'olo111at10n est la 1," de oommuiat1on ggtront wn tant que diviseurs de tension pour 1< oondtnoàttM*.
ParoI que la moitié seulement du courant provenant de la golf de réaction cuircale dans la oolt de commutation et parc* que le sont du courant est modifia, un quart sodément de la soit de coamutation par riep- 1
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port à la If d'0.01l1a;10n sera inclus dans ledit d1?1..ur 60 tension, Afin d'utiliOOr d'1 façon rainonneble la tension du condensateur, la aolt de commutation ne doit pas en absorber une trop grande partit. La self de commutation ne doit par conséquent pas absorber plus de la moitié de la tension du condensâtes ce qui revient à dire que la self d'oscillation ne doit pas être in-
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idrieure à un quart de la self de commutation.
Généralement il on peut dire qu'un rapport raisonnable est obtenu si la self d'
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oscillation est au moins du même ordre de grandeur que la self de i commutation*
Afin qu'avec le courant moyen donné l'on obtienne la
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tension désirée aux bornes du oondonsatourp o'eet-à*-dire une ten- sion correspondant à la tension maximum du redresseur essayé, 10 impédance du condensateur d'oeoillation à la fréquence ddacoord du circuit d'oscillation doit être supérieurs au rapport entre la tension maximum et le courant moyen du redresseur essayé
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Comme indiqua oi-avant,
la commande du convertisseur est effectués à l'aide d'un dispositif de commande/ grille 19 de type
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connu@ ce dispositif de commande peut otre agencé d'une "façon tatiertment diotïnots de 1 équipement et pO.66d.r sa propre ten- ion de réfrfrenot et sa propre source 4'imp1.ioZD4e commande, mail avec une telle ooiunexion, il est plus simple de laisser le dispositif de commande recevoir ces impulsions en fonction des va-
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riations de tension survenant dans la connexion.
A la figure 1, par conséquent, un transducteur de mesure 17 a été représenté in- ttroalé dans le conducteur pour le courant continu vers la self d'oscillation et l'on a prévu un transformateur de tension 18 qui
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ptut être oonneoté par ait borne Iat naé4i lrti tu* 1...,an... formateur interphase tir, acmcae xapr6rani à lot :tiers 1, ou. en pot-
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rallèle avec les condensateurs 10 et 11. Ls grandeur de sortit provenant de 06 dispositif de mesure peut Etre convenablement ut tilîodo pour commander le dispositif de commande de ,grilla 19.
Pour :: limiter la dérivé* de la tension apparaissant aux borne$ d'tm redresseur 6taint, les redresseur@ pourraient oonvenablement ttre connectés en parallèle par un circuit amor-
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t1,.our, comme représenté à la figure 1, comportant des condonna- toux* 13 et ':5* respectivement, et des résirtanoes 14 et 16,
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respectivement.
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il la figure 1, le oondonnatour d'oscillation est repré-
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enté en traite pleine tel que connecté aux bornes d'extrémité
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du transformateur interphase* out,to1., il peut 8tre également aonneotd h de borne. 1n;.rm.diA1r,., comme représenté en pointil- 1440 te tranaforoateuf interphase fonctionne alora également en tant qu.1 auto transformateur et les 1l1pédanot8 dan. le circuit de commutation doivent 4tre adaptée* au rapport de ce transformateur. i'NDI CA'ü 1 1.
Dispositif pour essayer un redreraeur à vapeur de MMWt, de pr4t'ronoe vin redxrrwaur à grande u1..anoe, olrao- tiviui en ce qu'il comprend un oonvertimatur# un o1rouit 4'0.0111. tion et une source de tension continue, ledit oonvertia4tur étant oonneoté audit circuit 4'o.ot11.t1on et dtant a11ent4 k partir
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de ladite source de tension continue par un oourant correspondant
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au calant nominal dudit redresseur en voie d'osaai! la tension
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de ladite source de tension continue étant 4'au moins un ordre de
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