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Circuit de commutation pour onduleur.
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La présente invention a pour objet un circuit de com- mutation pour onduleur.
On sait qu'un problème important dana lea onduleurs est celui de la coagulation. La période de blocage dea diapoai- tifs à déclenchement utilisés, par exemple dea thyristors, eat déterminée par le temps de désionisation de cea dispositifs c'eat-à-dire le temps nécessaire pour que cea dispositifs recou- vrent leur aptitude à bloquer une tension directe jusqu'au si- gnal de commande suivant. Il faut donc que le circuit de com- mutation d'un onduleur soit réglé pour une période de blocage donnée.
La présente invention procure un circuit de commuta- tion basé sur l'idée fondamentale de tenir compte et de déter- miner la self de fuite d'une bobine d'induction et de la faire agir en sorte de conférer à l'évolution du phénomène de commu- tation une allure nouvelle et originale-
Selon un premier aspect de l'invention, le circuit de commutation se caractérise en ce que la bobine d'induction est une bobine ayant une self de fuite déterminée, et en ce que le point de jonction entre la bobine d'induction et chacun des thyristors est connecté à l'électrode opposée du thyristor cor- respondant par l'intermédiaire d'une diode orientée en sens op- posé à celui du thyristor correspondant.
Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de commutation se caractérise en ce que la bobine d'induction pré- sente une deuxième et une troisième prise intermédiaire,si tuées à proximité de ses extrémités respectivement, ces deuxième et
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troisième prime intermédiaires étant connectées chacun@ 4 l'électrode du thyristor correapondant, opposée à celle qui est. connectés à la bobine d'induction, par l'intermédiaire d'une diode orientée en sens opposé à celui du thyristor correspond'nt.
L'invention sera décrite ci-après en ae référant aux dessins joints dans lesquels: - la figura 1 illustre une première foxme de réa- lisation du circuit de commutation aelon l'invention; - la figure 2 montre des courbes de variation de courant et de tension pendant l'intervalle de cormutstion; - la figure 3 illustre une deuxième ferme de réa- liaation du circuit de commutation selon l'invention; - la figure 4 illustre une troisième forme de réa- lisation du circuit de commutation selon l'invention.
La figure 1 montre le schéma d'une première fonce de réaliaation du circuit do commutation selon l'invention.
Deux thyristors 1 et 2 sont connectés en série de part et d'autre d'une bobine d'induction 3 aux bornes A et, B d'une source de tension continue. La bobine d'induction ou bobine de commutation présente une prise médiane 5 connectée à la charge symbolisée en 6. Une capacité 7,8 est connectée entre la prise médiane 5 et chacune des bornes A et B respec- tivement.
La bobine de commutation 3 se présente comme deux bobines d'induction 4-5 et 5-6 à couplage serré et présen- tant, selon l'invention, une self de fuite déterminée. Le point de jonction entre la bobine de commutation 3 et chaque thyristor est connecté à l'électrode opposée du thyristor cor- respondant par l'intermédiaire d'une diode orientée en sens
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opposé à celui- du thyristor correspondant. La diode 9 est donc montée en antiparallèle sur le thyristor 1 tandis que la diode 10 est poncée en antiparallèle sur le thyristor 2.
Le circuit se complète par les diodes 11 et 12 connectées en série entre les bornes A et B de la source d'alimentation, leur point de jonction 13 étant connecté à la prise médiane 5 par l'intermédiaire d'une impédance 14 qui peut consister en une résistance, comme illustré sur le dessin, ou en une ré&ctence.
L'idée fondamentale qui est à la base du circuit selon l'invention est que l'on a tenu compte et déterminé la self de fuite de la bobine de commutation 3, ce qui con- fère au fonctionnement de ce circuit pendant les intervalles de commutation un aspect nouveau et original.
Pour décrire le fonctionnement du circuit, on sup- posera le thyristor 1 conducteur, une tenaion de pilotage étant appliquée à sa gâchette, et le thyristor 2 bloqué. Il s'écoule Plors un courent de charge le que l'on supposera rester constant pendant l'intervalle de commutation, ce qui suppose que la charge contient toujours une réactance suffi- sante en série.
Dans les conditions initiales supposé ,,le thyristor 1 présente au courant consommé une impédance négligeable. Le
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courant il qui parcourt l'enroalement 4- est égal au couroni de charge I., La capacité 8 est charge à lp t..1on de lr source.
A 1inatatzt de la C088Utatlon,l. thyristor 2 est amorcé per l' .pp11.t1011 , sa Egabette dure t¯1;)G de pilo- tage convenable !'.ar-..di8 que la tenait MM e à la ,1. chette du thyristor- 1. La 00... ±,qui ton ,....1"1.. brun-
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quement, diminue alors suivant une courbe d'allure sinusoida- le comme le montre le diagramme A sur la figure 2 e il s'an- nule à l'instant t2. La partie négative du courant i1, qui se produit entre les instants t2 et t3' circule dens la diode 9 et la tension sur celle-ci bloque le thyristor 1.
Pendant ce temps,la capacité 8 se décharge et il se produit un courant i2 qui varia comme le montre le diagramme B sur la figure 2. Il atteint la valeur I0 à l'instant t3 et tend ensuite rapidement vers zéro.
L'allure de ces variations de courant, comme le mon- tre l'analyse mathématique du phénomène de commutation, résul- te de l'influence de la self de fuite de la bobine de commute- tion. L'intervalle to,compris entre les instante t2 et t3, doint évidemment être suffisant pour permettre la recombinaison des porteurs de charge du thyristor 1 afin que celui-ci puisse de nouveau bloquer une tension directe. La durée de cet inter- valle doit être au moins égale au temps de recouvrement du ty- pe de thyristor utilisé.
On peut montrer que l'intervalle to est une fonction de la self de fuite notamment, de sorte que, outre la voleur de la capacité 8,on peut, aelon l'invention, déterminer la valeur de la sélf de fuite de la bobine de com- mutation 3 pour obtenir un intervalle to donné pour un cou- rant de charge maximum.
Le montage salon l'invention permet donc de régler très aisément la durée de l'intervalle de blocage to afin de l'adapter au mieux au temps de reconvrement requis par les thyristors utilisés. Il est par conséquent possible d'attein- dre une vitesse de commutation optimale et souvent supérieure à celle obtenue juaqu'A prés % avec les dispositif* connus.
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La figure 3 illustre une deuxième force de réalisa- tion du circuit de commutation selon l'invention. Cette for- me de réalisation ne diffère de la précédente que par le fait que les diodes 9 et 10 sont ccnnectées à deux prises nter-- médiaires 15 et 16 respectivement, prévues à proximité des extrémités de la bobine de commutation 13, les secondes électrodes de ces diodes 9 et 10 étant connectées comme dans l'exemple précédent.
Le fonctionnement de cette veriante de montage est selbable à celui du montage décrit précédemment mais pendant le laps de temps pendant lequel une diode est conductrice, la tension inverse appliquée au thyristor cor- respondant est accrue par la tension induite dans la partie de l'enroulement comprise entre la prise intermédiaire consi- dérée et la borne d'extrémité. Le thyristor recouvre ainsi plus vite son aptitude à bloquer une tension directe.
La figure 4 illustre une troisième forme de réali- sation du circuit de commuation selon l'invention. Ce monta- ge diffère des précédents en ce que l'impédance 14 qui relie le point de jonction 13 et la prise médiane de la bobine de commutation 3 sur lea figures 1 et 3, est constituée par une bobine d'induction 17. Lea diodes 11 et 12 y sont connectées sur une prise intermédiaire 19 dixyposée en sorte que la partie 16-19 de l'enroulement présente un sombra de tours plus petit que celui de la partie 19-20.
Le borne 20 de l'enroulement 17 eat connectés au point de jonction antre deux diodes 21 et 22 connectées en série entre les bornes de la oource d'alimenta- tion. Ce montage favoirse le retour du courant à la source d'alimentation et permet d'atteindre une fréquence plus éle- vés.