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Onduleur autostabiliséà redresseurs commandés.
Dans de nombreuses techniques, on a besoin de sources électriques de puissance ayant une fréquence supérieure à 1 kHz. Pour produire de telles tensions, on connaît et on u- tilise des montages d'onduleurs équipés de redresseurs oom- mandés. Les onduleurs dont les circuits oscillants sont dé- clenchés périodiquement à travers des redresseurs commandés, conviennent particulièrement bien commesources électriques de puissance dans ce domaine de fréquences. La fréquence maxi- male pouvant être obtenue avec de tels onduleurs, dépend de la durée de récupération dos redresseurs commandés et du
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rapport de la durée minimale pendant laquelle, directement après la conduction, une tension de blocage négative est ap- pliquée aux redresseurs, sur la durée totale de la période.
Ce dernier rapport est fonction du montage. Un montage dans lequel ce rapportas! particulièrement avantageux comprend @ un transformateur dont le primaire comporte une prise médiane et dont les deux cosses extérieures sont connectées, respec- tivement, à travers un redresseur commandé, à une source élec trique continue, tandis que la prise médiane est reliée, à tra- vers un condensateur, à l'un des pôles de cette source con- tinue.
Comme la plupart des montages d'onduleurs à redres- seurs commandés, ce montage présente également l'inconvénient que la tension de sortie ainsi que la tension inverse de bloca. ge du redresseur commandé sont fortement dépendantes de la charge imposée à l'onduleur.
Il en résulte que lorsque la charge de l'onduleur est supprimée, il peut se produire de fortes surtensions pouvant conduire à la destruction des redresseurs commandés ou bien qu'il nécessite un surdimenslonnement considérable de ces derniers et/ou du montage. Pour réduire cette dépendance de la charge, les montages d'onduleurs connus nécessitent des moyens de surveillance et de stabilisation compliqués.
Il existe également des montages qui ne présentent pas le défaut d'être dépendants de la charge, mais ceux-ci ne conviennent pas pour 'opérer à des fréquences relativement élevées.
La présente invention apporte un montage remarquable- ment simple, satisfaisant aux exigences de la technique, et qui ne présente pas les inconvénients mentionnés.
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Selon l'invention, un onduleur autostabilisé à redresseurs commandés, dans lequel un condensateur forme, avec deux inductances, deux circuits oscillants série est remarquable en ce que chanun de ces deux circuits oscillants série est ponté par un redresseur commandé qui est orienté de telle manière que quelle que soit la polarité de la tension aux bornes de ce condensateur, l'un de ces redresseurs peut être allumé et en ce que, en parallèle sur l'un ou sur les deux redresseurs commandés, est branché un circuit série composé d'une source électrique continue et d'un autre re- dresseur commandé, dont la polarité est choisie de manière quakers de la conduction du redresseur commandé en série avec la source électrique, le redresseur commandé en paral- lèle sur celle-ci soit sollicité en direction de blocage.
On va décrire ci-après des exemples du mon- tage de l'invention en regard des figures 1 et 3 et avec le concours de la représentation graphique de la figure 2.
Dans les deux exemples des figures 2 et 3, les mêmes élé- ments de circuit ont été désignés par les mêmes références,
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, un condensateur 4, qui est connectéà la prise médiane du primaire d'un transformateur d'onduleur 6 forme, avec chacune des deux moitiés 61 et 62 de ce pri- maire un circuit oscillant série, Les deux circuits oscil- lants ainsi formés peuvent être fermés respectivement 4 travers un redresseur commandé 2 et 3. Les deux redresseurs commandés 2 et 3 sont orientés de telle manière que suivant le signe de la tension aux bornes du condensateur, l'un ou' l'autre d'entre eux peut être allumé.
En parallèle sur l'un des deux redresseurs commandés 2 ou 3, dans l'exemple, en
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parallèle sur le redresseur 3 est branché un circuit sé- rie composé d'une source électrique continue 5 et d'un
7 autre redresseur commandé 1. La charge/est reliée au se- condaire 63 du transformateur 6.
Lors de l'allumage du redresseur commandé 1, le condensateur 4 se charge, à travers la moitié de primaire 61 du transformateur. 6, à partir de la source é- lectrique continue 5, le courant de charge ayant approxi- mativement l'allure d'une alternance sinusoïdale. A la fin de cette alternance, le condensateur 4 s'est chargé à une certaine tension qui, selon l'amortissement du circuit oscillant, se situe entre le simple et le double de la tension de la source d'alimentation.
Après ce processus de charge, il est appli- qué au redresseur commandé une tension de blocage égale à la différence entre la tension du condensateur et celle de la source électrique.
A près le délai minimal nécessaire, le re- dresseur commandé 2 est allumé et ainsi, la charge du con- densateur 4 est inversée à travers la moitié 62 du primai- ro, le courant d'inversion de charge ayant également,ap- proximativement l'allure d'une alternance sinusoïdale.
Après le prooessus d'inversion de charge, la tension aux bornes du condensateur est, selon l'amortissement du cir- cuit oscillant, plus ou moins inférieure à sa tension a- vant l'inversion de la charge tout en ayant la polarité inverse, et provoque, ainsi, un blocage du redresseur commandé 2. Après le délai minimal nécessaire, le redres- seur commandé 3 est maintenant aligné, et, ainsi, la char- ge du condensateur 4 est à nouveau inversée à travers la moitié 61 du primaire.
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A la fin de cette seconde inversion de la charge du condensateur, la tension aux bornes de oelui-ai aà nouveau la même polarité qu'après la charge à tra- vers le redresseur commandé 1, La tension aux bornes du con- densateur peut, selon l'amortissement du circuit oscillant, être supérieure ou inférieure à la tension de la source continue 5, Lorsque cette tension est inférieure à oelle de la source 5, la charge du condensateur 4 peut être complétée à travers le redresseur commandé 1. Il est pré- férable, dans ce cas, de différer l'allumage du redressour oommandé 1 du délai d'attente minimal, pour préserver l'u- niformité de l'espacement entre les alternances de courant du condensateur.
Après avoir complété la charge, le redres- seur commandé 2, puis le redresseur commandé 3 peuvent être rallumés en respectât le délai d'attente nécessaire.
Quand, après les inversions de charge, à travers les redresseurs commandés, la tension aux bornes du condensateur est plus élevée que celle de la source é- lectrique 5, le redresseur commandé 2 peut être rallumé directement, après le délai d'attente nécessaire. La sta- bilisation de l'onduleur est assurée du fait que l'impor- tance de la charge complémentaire est fonction de l'amor- tissement des circuits oscillants.
A chaque processus de charge et d'inver- sion de charge, une tension est Induite dans le secondaire 63 du transformateur 6 de l'onduleur.
La figure 2 illustre l'allure de la ten- sion U4 aux bornes du condensateur, des courants 11, 12 et 13, à travers les différents redresseurs commandés 1,
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2 et 3 et des tensions U6 dans les enroulements du trans- fartateur 6 de l'onduleur, en fonction du temps. '
La figure 3 illustre un développement de l'exemple de réalisation de la figure 1, Dans ce montage, un circuit séri composé d'une source électrique continue 5 ou 5' et d'un redresseur oommandé 1 ou l'est branché on parallèle sur chacun des redresseurs commandes 2, 3, qui ferment le circuit oscillant série formé du condensa- tour 4 et de la moitié 61 ou 62 de l'enroulement primaire du transformateur 6.
Ce mode de réalisation a l'avantage quo les processus de charge et d'inversion de charge se sus- cèdent directement.
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Self-stabilized inverter with controlled rectifiers.
In many techniques, there is a need for power electrical sources having a frequency greater than 1 kHz. In order to produce such voltages, inverter assemblies fitted with controlled rectifiers are known and used. Inverters whose oscillating circuits are triggered periodically through controlled rectifiers are particularly suitable as electrical power sources in this frequency range. The maximum frequency that can be obtained with such inverters depends on the recovery time of the controlled rectifiers and the
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ratio of the minimum time during which, directly after conduction, a negative blocking voltage is applied to the rectifiers, over the total duration of the period.
This last report depends on the assembly. A montage in which this reported! particularly advantageous comprises @ a transformer whose primary comprises a middle tap and whose two outer terminals are connected, respectively, through a controlled rectifier, to a continuous electric source, while the middle tap is connected, through to a capacitor, at one of the poles of this continuous source.
Like most inverter arrangements with controlled rectifiers, this arrangement also suffers from the disadvantage that the output voltage as well as the reverse voltage is blocked. The geometry of the controlled rectifier are highly dependent on the load imposed on the inverter.
As a result, when the load on the inverter is removed, there may be strong overvoltages which may lead to the destruction of the rectifiers controlled or else that it necessitates a considerable oversizing of the latter and / or of the assembly. In order to reduce this dependence on the load, the known inverter assemblies require complicated monitoring and stabilization means.
There are also arrangements which do not have the defect of being load dependent, but these are not suitable for operating at relatively high frequencies.
The present invention provides a remarkably simple assembly which satisfies the requirements of the art and which does not have the drawbacks mentioned.
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According to the invention, a self-stabilized inverter with controlled rectifiers, in which a capacitor forms, with two inductors, two series oscillating circuits is remarkable in that one of these two series oscillating circuits is bridged by a controlled rectifier which is oriented in such a way that whatever the polarity of the voltage at the terminals of this capacitor, one of these rectifiers can be switched on and in that, in parallel on one or on the two controlled rectifiers, is connected a series circuit composed of a continuous electric source and another controlled rectifier, the polarity of which is chosen in a Quaker manner of the conduction of the rectifier controlled in series with the electric source, the rectifier controlled in parallel on the latter is urged in direction blocking.
Examples of the assembly of the invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 3 and with the aid of the graphic representation of FIG. 2.
In the two examples of Figures 2 and 3, the same circuit elements have been designated by the same references,
In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, a capacitor 4, which is connected to the middle tap of the primary of an inverter transformer 6 forms, with each of the two halves 61 and 62 of this primary an oscillating circuit series, The two oscillating circuits thus formed can be closed respectively 4 through a controlled rectifier 2 and 3. The two controlled rectifiers 2 and 3 are oriented in such a way that according to the sign of the voltage at the terminals of the capacitor, one or 'the other of them can be turned on.
In parallel on one of the two controlled rectifiers 2 or 3, in the example, in
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parallel to the rectifier 3 is connected a series circuit consisting of a continuous electric source 5 and a
7 other controlled rectifier 1. The load / is connected to secondary 63 of transformer 6.
When the controlled rectifier 1 is switched on, the capacitor 4 is charged, through the primary half 61 of the transformer. 6, from the DC power source 5, the charging current having approximately the appearance of a sinusoidal half-wave. At the end of this half-wave, the capacitor 4 is charged to a certain voltage which, depending on the damping of the oscillating circuit, is between single and double the voltage of the power source.
After this charging process, a blocking voltage equal to the difference between the voltage of the capacitor and that of the electric source is applied to the controlled rectifier.
A fter the minimum time required, the controlled rectifier 2 is turned on and thus the charge of the capacitor 4 is reversed through half 62 of the primary, the reverse charge current having also, approximately. the shape of a sinusoidal alternation.
After the charge reversal process, the voltage across the capacitor is, depending on the damping of the oscillating circuit, more or less lower than its voltage before the charge reversal while having the reverse polarity, and thus causes a blockage of the controlled rectifier 2. After the minimum necessary delay, the controlled rectifier 3 is now aligned, and, thus, the charge of the capacitor 4 is again reversed through the half 61 of the primary .
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At the end of this second reversal of the capacitor charge, the voltage across the terminals of it has again the same polarity as after the charge through the controlled rectifier 1. The voltage across the capacitor can, depending on the damping of the oscillating circuit, be higher or lower than the voltage of the DC source 5, When this voltage is lower than that of the source 5, the charge of the capacitor 4 can be supplemented through the controlled rectifier 1. It is It is preferable, in this case, to delay the ignition of the controlled rectifier 1 by the minimum waiting time, in order to preserve the uniformity of the spacing between the current cycles of the capacitor.
After having completed the charge, the controlled rectifier 2, then the controlled rectifier 3 can be switched on again with the necessary waiting time.
When, after the charge reversals, through the controlled rectifiers, the voltage across the capacitor is higher than that of the electric source 5, the controlled rectifier 2 can be re-ignited directly, after the necessary waiting time. The stabilization of the inverter is ensured by the fact that the size of the additional load depends on the damping of the oscillating circuits.
At each charge and reverse charge process, a voltage is induced in the secondary 63 of the transformer 6 of the inverter.
FIG. 2 illustrates the shape of the voltage U4 at the terminals of the capacitor, of the currents 11, 12 and 13, through the various controlled rectifiers 1,
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2 and 3 and voltages U6 in the windings of the inverter's transferor 6, as a function of time. '
FIG. 3 illustrates a development of the embodiment of FIG. 1, In this assembly, a serial circuit composed of a continuous electric source 5 or 5 'and of a controlled rectifier 1 or it is connected in parallel on each of the rectifiers controls 2, 3, which close the series oscillating circuit formed by the capacitor 4 and half 61 or 62 of the primary winding of the transformer 6.
This embodiment has the advantage that the charge and charge reversal processes follow each other directly.