FR2538187A1 - Dispositif d'alimentation en courant pour un appareil utilisant du courant alternatif - Google Patents

Abstract

UN DISPOSITIF D'ALIMENTATION EN COURANT POUR UN APPAREIL UTILISANT DU COURANT ALTERNATIF COMPREND UN ONDULEUR 3 EQUIPE DE TRANSISTORS T1 A T6 ET DE DIODES A FONCTIONNEMENT LIBRE D1 A D6, UN REDRESSEUR 2 ALIMENTE PAR LE SECTEUR, UN HACHEUR 4 COMPORTANT UN TRANSISTOR T7, UN CIRCUIT DE FILTRAGE 5 ET UN CIRCUIT DE COMMANDE DE BASE 29, 24 POUR CHAQUE TRANSISTOR T1 A T7. DES IMPULSIONS DE COMMANDE POUR LES TRANSISTORS T1 A T7 SONT AMENEES AUX CIRCUITS DE COMMANDE DE BASE 29, 24 PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN COUPLEUR OPTOELECTRONIQUE RESPECTIF 28, 22 ET ENTRE LE COUPLEUR OPTOELECTRONIQUE ET LES CIRCUITS DE COMMANDE DE BASE POUR LES TRANSISTORS T2, T4, T6, ET T7 SE TROUVE RESPECTIVEMENT UNE PORTE LOGIQUE 32, 23 A LAQUELLE UN SIGNAL DE BLOCAGE PEUT ETRE AMENE EN FONCTION D'UN SIGNAL DE MESURE DE SURINTENSITE.

Description

Dispositif d'alimentation en courant pour un appareil utili-

sant du courant alternatif

La présente invention concerne un dispositif d'alimen-

tation en courant pour un appareil utilisant du courant al- ternatif, comprenant un onduleur présentant des transistors

et des diodes à fonctionnement libre montés en pont, un re-

dresseur alimenté par le secteur, un vibreur-interrupteur ou hacheur à transistor entre le redresseur et l'onduleur, un circuit de filtrage monté en aval du hacheur et comportant une bobine de filtrage et un condensateur de filtrage, un

circuit de commande de base pour chaque transistor du ha-

cheur et de l'onduleur, une résistance de mesure de courant

pour le courant du hacheur, une résistance de mesure de cou-

rant dans le fil de retour pour le courant de l'onduleur, un

générateur d'impulsions, un distributeur d'impulsions ame-

nant les impulsions du générateur d'impulsions aux circuits de commande de base pour l'onduleur et un régulateur amenant des impulsions de commande au circuit de commande de base du

hacheur en fonction d'une grandeur de fonctionnement de l'on-

duleur, un signal de blocage pouvant être amené aux circuits de commande de base du hacheur et de l'onduleur en fonction

d'un signal de mesure de surintensité prélevé sur la résis-

tance de mesure de courant concernée.

Dans un dispositif connu de ce genre l'équipement de

commande comportant le régulateur, le générateur d'impul-

sions et le distributeur d'impulsions est relié directement par conduction électrique à la partie sous haute tension comportant le redresseur, le hacheur et l'onduleur la haute tension pouvant atteindre 600 volts risque alors d'être transmise à l'équipement de commande qui peut éventuellement

ne pas être protégé contre les contacts accidentels L'inter-

position de transformateurs de séparation entre l'équipement de commande et la partie sous haute tension est coûteuse et augmente le retard de la mise hors circuit du hacheur et de

l'onduleur dans le cas d'une surintensité puisque les si-

gnaux de blocage agissent par l'intermédiaire du régulateur

et/ou du distributeur d'impulsions respectivement sur le ha-

cheur et 1 'onduleur.

Pour un dispositif d'alimentation en courant analogue sans hacheur ni circuit de filtrage correspondant,il est en outre connu, afin de protéger les transistors de l'onduleur, de mesurer le courant de l'appareil utilisateur dans chaque phase individuellement et de mettre tous les transistors de l'onduleur hors circuit par l'intermédiaire de l'équipement de commande de l'onduleur Dans ce cas,,il est prévu dans

chaque phase de sortie de l'onduleur une résistance de mesu-

re de courant et dans le fil de retour pour le courant de

l'onduleur une résistance de mesure additionnelle Il en ré-

sulte, notamment dans le cas d'un onduleur présentant plus

dé deux phases, une dépense considérable en matière de ré-

sistances de mesure et de fortes pertes dues à celles-ci Il n'est pas non plus prévu de séparer la partie sous haute tension de l'équipement de commande de façon qu'ils ne

soient pas reliés directement entre eux par conduction élec-

trique.

L'invention a pour but d'indiquer un dispositif d'a-

limentation en courant du genre décrit mais dans lequel est prévue une séparation entre l'équipement de commande et la partie sous haute tension de telle manière que ceux-ci ne

soient pas directement reliés entre eux par conduction élec-

trique, et une interruption rapide d'une surintensité, par exemple en cas de surcharge, de raté de blocage de deux

transistors montés en série, de défaut à la terre ou de court-

circuit est néanmoins assurée.

Ce but est atteint selon l'invention par le fait que les impulsions de commande pour les transistors du hacheur et de l'onduleur sont amenées au circuit de commande de base

correspondant par l'intermédiaire d'un coupleur optoélec-

tronique et qu'entre le coupleur optoélectronique et chacun des circuits de commande de base pour le hacheur et pour les transistors de l'onduleur reliés au fil de retour du courant de l'onduleur se trouve une porte à laquelle peut

être amené en cas de surintensité le signal de blocage cor-

respondant.

Le coupleur optoélectronique permet d'obtenir de mani-

ère simple une séparation sûre entre l'équipement de comman- de et la partie sous haute tensionde telle manière que

ceux-ci ne soient pas reliés entre eux directement par con-

duction électrique, de sorte que l'équipement de commande est protégé contre les contacts accidentels Des coupleurs optoélectroniques du commerce réagissent cependant'dé façon

relativement lente,de sorte qu'il peut se produire des du-

rées de retard d'environ six à dix microsecondes au cours desquelles les transistors risquent d'être déjà détruits par une surintensité Du fait que selon l'invention les portes

soient interposées entre ceux parmi les coupleursoptoélec-

troniques et les circuits de commande de base qui sont asso-

ciés, d'une part, aux transistors de l'onduleur reliés au fil de retour du courant de l'onduleur et, d'autre part, au transistor du hacheur le signal de blocage généré pour ces

transistors en cas de surintensité peut contourner-l'équipe-

ment de commande Il en résulte un très léger retard de mise hors circuit Etant donné que deux transistors d'onduleur sont montés en série dans chaque branche de pont, il suffit foncièrement que seuls les transistors de l'onduleur reliés au fil de retour du courant de l'onduleur soient mis hors

circuit (bloqués) La dépense en matière de portes à inter-

poser se trouve ainsi réduite.

Il est de préférence veillé à cé que le signal de mesure du courant de l'onduleur soit amené à un échelon à valeur de seuil qui génère le signal de blocage en cas de surintensité et l'amène par l'intermédiaire d'un premier basculeur monostable aux portes des transistors d'onduleur reliés au fil de retour du courant de l'onduleur Etant donné que c'est seulement au bout d'une durée prédéterminée de son signal de blocage, qui est plus longue que le retard

de mise hors circuit de l'onduleur, que le basculeur mono-

stable revient à son état antérieur et génère un signal de

mise en circuit, on obtient que l'onduleur ne soit pas remis.

en circuit aussitôt mais seulement au bout de cette durée prédéterminée, afin d'éviter que l'onduleur ne recoive déjà un signal de mise en circuit avant qu'il soit complètement

mis hors circuit.

Puis le signal de blocage peut être amené à partir

de la sortie du premier basculeur monostable par l'intermé-

diaire d'un coupleur optoélectronique à un second-basculeur monostabile par lequel le signal de blocage est prolongé et amené à une entrée de blocage du distributeur d'impulsions ainsi qu'à une porte transmettant les impulsions de commande du régulateur A cet égard,lors de l'émission d'un signal de

blocage vers les transistors d'onduleur reliés au fil de re-

tour du courant de l'onduleur,un signal de blocage est en

-même temps délivré aux autres transistors de l'onduleur ain-

si qu'au hacheur Les circuits de commande de base peuvent,

comme d'habitude, assurer une durée de mise en circuit mini-

male et une durée de mise hors circuit minimale des transis-

\ 20 tors de l'onduleur On évite néanmoins qu'il né se produise un retard de mise hors circuit trop important, comme cela serait le cas en présence d'un court-circuit sur le côté

d'entrée de l'appareil alimenté en courant, si ce court-

circuit se produit immédiatement après le début d'une durée de mise en circuit minimale Si seuls les transistors reliés au fil de retour du courant de l'onduleur étaient bloqués, la durée de mise en circuit minimale s'ajouterait au retard de mise hors circuit inhérent de ces transistors Si, par contre, les autres transistors sont également bloqués, ce'lui

parmi ces autres transistors qui est parcouru par le cou-

rant total des transistors montés en série ne fonctionne précisément pas avec la durée de mise en circuit-minimale,

de sorte que dans ce cas aussi un retard de mise hors cir-

cuit relativement court est assuré,puisque le retard du si-

gnal de blocage passant par l'éauipement de commande est in-

férieur à la durée de mise en circuit minimale A l'issue de la durée du signal de blocage du second basculeur monostable, qui peut être d'environ 0,5 seconde, l'onduleur est remis en

circuit et si la cause de la-surintensité se trouve entre-

temps supprimée le fonctionnement se poursuit sans problème.

A cet égard il est avantageux que la remise en cir- cuit du hacheur soit encore retardée par rapport à la remise

en circuit de l'onduleur Ceci est obtenu du fait qu'un or-

gane de temporisation de mise en circuit est monté entre le

second basculeur monostable et la porte transmettant les im-

pulsions de commande du régulateur Si la cause de la surin-

tensité n'est pas encore supprimée lors de la remise en cir-

cuit de l'onduleuril se produit à nouveau une mise hors circuit Ce processus peut se répéter plusieurs fois, auquel cas le condensateur de filtrage se décharge éventuellement

au fur et à mesure, avant que le hacheur soit remis en cir-

cuit. Dans des circuits qui risquent d'être sujets à des surintensités peut être prévue une bobine formant limiteur de courant qui permet de limiter le courant et sa vitesse de

montée durant le retard de mise hors circuit.

A cet égard,une bobine formant limiteur de courant peut être montée dans chaque fil de sortie de l'onduleurx Cette bobine limite la vitesse d'accroissement du courant dans le cas d'un défaut à la terre ou d'un court-circuit du

côté de l'appareil alimenté en courant.

Les bobines formant limiteur de courant entre 1 'ondu-

leur et l'appareil alimenté en courant peuvent éventuelle-

ment ne pas être prévues à condition que dans les conduc-

teurs d'alimentation du redresseur soient montées des bobi-

nes de déparasitage dimensionnées en conséquence et qu'une bobine formant limiteur de courant soit montée en série avec le condensateur de filtrage Les bobines de déparasitage sont avantageuses en particulier dans le cas d'un défaut à

la terre du côté de l'appareil alimenté en courant La bobi-

ne limitant le courant montée en série avec le condensateur de filtrage limite également l'accroissement du courant de décharge du condensateur dans le cas o deux transistors d'onduleur montés en série font l'objet d'un raté de blocage

par suite d'impulsions parasites extérieures.

Dans le cas d'un défaut à la terre du côté de l'appa-

reil alimenté en courantun courant de charge important peut

traverser le condensateur de filtrage'en passant par une dio-

de à fonctionnement libre de l'onduleur Par conséquent doit être montéeen série avec le condensateur de filtrage une résistance de mesure de courant qui est reliée au fil de retour du courant de l'onduleur et dont la chute de tension est également amenée en tant que signal de mesure de courant additionnel à l'échelon à valeur de seuil A cet égard,un

défaut à la terre se produisant du c 8 té de l'appareil alimen-

té en courant et conduisant à un courant de charge trop im-

portant du condensateur de filtrage peut également être uti-

lisé en vue d'une mise hors circuit de l'onduleur si ce cou-

rant de défaut à la terre ne passe pas par la résistance de mesure de courant située dans le fil de retour du courant de l'onduleur Grâce à la surveillance du courant de charge du condensateur de filtrage,les bobines formant limiteurs de courant entre l'onduleur et l'appareil alimenté en courant et/ou des bobines de déparasitage éventuellement prévues à l'entrée du redresseur peuvent également être dimensionnées pour un courant de saturation plus faible qu'en l'absence de

cette surveillance du courant de charge.

La bobine formant limiteur de courant montée en série avec le condensateur de filtrage peut alors être shuntée par un montage en série formé d'une diode et d'une résistance

ohmique, l'anode de la diode étant située du côté de l'ali-

mentation en courant de l'onduleux A cet égardl'énergie act-

cumulée dans la bobine formant limiteur de courant, en cas

de court-circuit dans l'onduleur, par suite du courant de d'-

charge du condensateur de filtrage peut être déchargée, après la mise hors circuit de l'onduleur, par l'intermédiaire

du montage en série disposé parallèlement à la bobine de li-

mitation de courant, évitant ainsi une surtension.

L'invention et ses variantes sont décrites ci-après à

l'aide d'un exemple de réalisation illustré au dessin annexé.

La figure unique représente un dispositif d'alimenta-

tion en courant et un appareil à induction 1, en l'occur-

rence un moteur asynchrone triphasé, alimenté par ce dispo-

sitif en courant alternatif polyphasé.

Le dispositif d'alimentation en courant comprend un

redresseur triphasé 2 qui, monté en pont et alimenté à par-

tir du réseau à courant alternatif triphasé R, S, T avec le point neutre 0 mis à la terre, produit une tension continue lissée Le dispositif comporte en outre un onduleur 3, un hacheur 4 situé entre le redresseur 2 et l'onduleur 3 dans le fil d'amenée de courant-à l'onduleur 3 et un circuit de

filtrage 5 situé en aval du hacheur 4.

L'onduleur 3 comprend six transistors Tl à T 6 montés en pont qui sont représentés de manière simplifiée en tant

qu'interrupteurs et à chacun desquels est associée respecti-

vement une diode à fonctionnement libre DI à D 6 montée en antiparallèle.

Le hacheur 4 comporte également un transistor T 7 re-

présenté de manière simplifiée en tant qu'interrupteur et auquel sont associées une diode à fonctionnement libre D 7

montée en antiparallèle et une résistance de mesure de cou-

rant 6 montée en série.

Le circuit de filtrage 5 comprend une bobine de fil-

trage 7, un condensateur de filtrage 8, une bobine formant limiteur de courant 9 et une résistance ohmique 10 de mesure de courant montées en série avec le condensateur de filtrage

8, ainsi que pour la bobine 7 une diode à fonctionnement li-

bre D 8 dont l'anode est reliée au fil de retour de l'ondu-

leur En outre, le circuit de filtrage 5 comprend un montage en série disposé parallèlement à la bobine formant limiteur de courant 9 et constitué d'une diode 11 et d'une résistance ohmique 12 limitant le courant de la diode L'anode de la

diode 11 est connectée au fil d'alimentation à potentiel po-

sitif de l'onduleur 3 et la résistance 10 de mesure de cou-

rant se trouve entre le condensateur de filtrage 8 et le

fil de retour à potentiel négatif de l'onduleur 3.

Dans le fil de retour du courant de l'onduleur 3 est

prévue une résistance additionnelle 13 de mesure de courant.

Dans les fils d'alimentation du redresseur 2 se trou- ve respectivement une bobine de déparasitage 14, 15, 16 et dans les fils de sortie de l'onduleur 3 respectivement une bobine 17, 18, 19 formant limiteur de courant Par Kl et X 2

sont désignés des interrupteurs qui symbolisent d'éventuel-

les voies de court-circuit.

Le dispositif d'alimentation en courant présente en outre un régulateur 20 qui compare la valeur effective d'une grandeur de fonctionnement de 1 'onduleur 3, c'est-à-dire sa

tension de service ou son courant de service, avec une va-

leur nominale et génère, en fonction du résultat de cette

comparaison, des impulsions de commande pour le hacheur 4.

Ces impulsions de -commande sont amenées au transistor T 7 par l'intermédiaire d'une porte 21, en l'occurrence un circuit

logique présentant une fonction d'inhibition, d'un coupleur-

optoélectronique 22, d'une porte 23, en l'occurrence un circuit logique présentant une fonction ET, ainsi que d'un circuit de commande de base 24 Les impulsions de commande règlent le taux d'impulsions du hacheur 4 de telle manière que la valeur moyenne de la tension de sortie du hacheur 4,

établie par le circuit de filtrage 5, se rapproche d'une va-

leur correspondant à la valeur nominale de la grandeur de

fonctionnement de 1 tonduleur 3.

Un signal de mesure de courant prélevé sur la résis-

tance 6 de mesure de courant est amené à un échelon à valeur

de seuil 25 En présence d'une surintensité le signal de -

mesure de courant excède la valeur de seuil de l'échelon 25.

Celui-ci produit ensuite un signal de blocage qui bloque la porte 23 et, par suite, la transmission d'autres impulsions de commande au hacheur 4 Le hacheur 4 est alors amené dans

l'état représenté o il coupe (interrompt) la tension d'ali-

mentation de l'onduleur 3.

La fréquence de l'onduleur 3 est déterminée par un générateur d'impulsions 26 dont les impulsions de commande

sont amenées par l'intermédiaire d'un distributeur d'impul-

sions 27, de six coupleurs optoélectroniques additionnels 28 et de six circuits de commande de base additionnels 29

aux bases des transistors TI à T 6 de l'onduleur 3 et comman-

dent ces transistors de telle manière qu'ils alimentent l'appareil i avec une tension alternative en moyenne à peu près sinusoïdale triphasée, au moins trois transistors de l'onduleur qui ne sont pas disposés en série étant toujours amenés à fonctionner (mis en circuit) cycliquement en se chevauchant. Les signaux de mesure de courant prélevés sur les résistances de mesure de courant 10 et 13 sont amenés à un autre échelon à valeur de seuil 30 qui génère un signal de blocage lorsque l'un ou l'autre des signaux de mesure de courant reçus par cet échelon ou ces deux signaux excède(nt)

la valeur de seuil correspondant à une surintensité, l'éche-

lon à valeur de seuil comportant un comparateur tant pour un

signal de surintensité positif que pour un signal de surin-

tensité négatif mesuré au niveau de la résistance 100 Le si-

gnal de blocage est amené par l'intermédiaire d'un basculeur

monostable 31 à l'une des entrées de portes 32 situées res-

pectivement entre ceux parmi les coupleurs optoélectroniques 28 et les circuits de commande de base 29 qui sont associés aux transistors T 2, T 4 et T 6 de l'onduleur 3 reliés au fil de retour du courant de l'onduleur Ce signal de blocage a pour effet de bloquer les portes 32 de sorte qu'il n'est plus amené d'impulsions de commande aux transistors T 2, T 4 et T 6 et ces transistors se trouvent bloqués et ce au moins pendant un laps de temps correspondant à la durée du signal de blocage produit par le basculeur monostable 31, laquelle durée est d'environ quinze microsecondes et donc plus longue que le retard de mise hors circuit de l'onduleur, y compris les circuits de commande de base 29, qui est d'environ cinq

à dix microsecondes.

Le signal de blocage du basculeur monostable 31 est

en outre amené par l'intermédiaire d'un coupleur optoélec-

tronique 33 et d'un second basculeur monostable 34 à une en-

trée de blocage du distributeur d'impulsions 27, lequel blo-

que alors toutes les impulsions de commande amenées aux transistors TI à T 6 de l'onduleur 3 de sorte que l'onduleur 3 est complètement mis hors circuit La durée du signal de

blocage produit par le basculeur monostable 34 est plus lon-

gue que celle du signal de blocage produit par le basculeur monostable 31 et est d'environ 0,5 seconde Le signal de sortie du basculeur monostable 34 est'en outre amené par l'intermédiaire d'un dispositif de retard 35 présentant une constante de temps d'environ 092 seconde, lequel retarde le flanc arrière du signal de blocage, à une entrée de blocage de la porte 21 Puis la porte 21 bloque la transmission des

impulsions de commande du régulateur 20 au hacheur 4 de fa-

çon à bloquer celui-ci également.

Les circuits de commande de base 24 et 29 veillent en outre à ce que la durée de mise en circuit et la durée de mise hors circuit des transistors Tl à T 7 ne descendent pas

au-dessous de certaines limites minimales.

Lors du fonctionnementun courant peut en cas de dé-

faut àla terre (interrupteur K 2 fermé) passer par différents circuits:

a) lorsque par exemple le transistor T 2 est amené à fonction-

ner (mis en circuit): de la terre par l'intermédiaire de K 2, de la bobine 17, du transistor T 2, de la résistance de mesure de courant 13, du redresseur 2 et de la bobine

de déparasitage 16 à la phase T qui présente à cet ins-

tant un potentiel négatif par rapport à la terre La vi-

tesse d'accroissement de ce courant de court-circuit est limitée par-les bobines 16 et 17 Le signal de mesure de

courant prélevé sur la résistance 13 provoque par l'in-

termédiaire de l'échelon à valeur de seuil 30, du bascu-

leur monostable 31 et des portes 32 par la voie la plus courte (en contournant les organes 33, 349 27, 28) une 1 1 mise hors circuit des transistors T 2, T 4 et T 6 de sorte que le courant de court-circuit est interrompu; b) lorsque par exemple le transistor T 1 est mis en circuit et par exemple le transistor T 2 est mis hors circuit: du pôle positif du redresseur 2, par l'intermédiaire du fil d'alimentation de l'onduleur 3, du transistor Tl et de la

bobine 17 à la terre Ce courant n'est pas reçu par les ré-

sistances 10 et 13 mais seulement par la résistance 6 Il ne croit que lentement en raison de la bobine de filtrage 7 qui présente une très forte inductance en comparaison de celles des bobines 14 à 19 Si ce courant atteint la valeur de seuil de l'échelon 25 avant la disparition du

court-circuit, alors cet échelon bloque par l'intermédi-

aire de la porte 23 et du circuit de commande de base 24 par la voie la plus courte le hacheur 4 qui interrompt alors le courant; c) lorsque par exemple le transistor T 2 est mis hors circuit et la tension du circuit intermédiaire est inférieure à la tension entre la terre et le fil de retour du courant de l'onduleur: de la terre par l'intermédiaire de la bo'

bine 17 formant limiteur de courant, de la diode à fonc-

tionnement libre D 1, du condensateur de filtrage 8 et du redresseur 2 à la phase T. Le cas c) est le plus critique, puisqu'il ne peut pas

être supprimé par mise hors circuit de l'onduleur 3 ou du ha-

cheur 4 Ce courant est donc reçupar larésistance 100 La chu-

te de tension à travers la résistance 10 provoque par ltin-

termédiaire des composants 30 à 35 et 21 une mise, hors cir-

cuit du hacheur 4 et de tous les transistors T 1 à T 6, de sor-

te qu'il ne peut plus passer de courant de défaut à la

terre additionnel par l'intermédiaire d'un transistor d'on-

duleur qui serait mis en circuit subséquemment.

Lorsque, le transistor T 1 étant mis en circuit, le

transistor T 2 est amené à l'état conducteur par des impul-

sions perturbatrices introduites de l'extérieur, le conden-

sateur 8 peut se décharger par l'intermédiaire des deux transistors Tl et T 2 Ce courant de décharge est limité par

la bobine 9 et interrompu par le signal de mesure de surin-

tensité prélevé sur la résistance 13 et qui bloque par l'in-

termédiaire des organes 30, 31, 32, 29 immédiatement les transistors T 2, T 4 et T 6, Après l'interruption l'énergie em- magasinée dans la bobine 9 se décharge par l'intermédiaire

de la diode 11 et de la résistance 12.

Le signal de blocage de l'échelon à valeur de seuil bloque par l'intermédiaire des organes 31, 33, 34 et 27 également les transistors Tl, T 3, T 5 et par l'intermédiaire

des organes 35 et 21 également le hacheur 4 Par suite du re-

tard dû aux coupleurs optoélectroniques 22, 28 et 33 les transistors Tl, T 3, T 5 et le hacheur 4 sont cependant mis hors circuit par le signal de blocage de l'échelon à valeur de seuil 30 un peu plus tard que les transistors T 2, T 4 et

T 6 Si en même temps un courant de surintensité passe égale-

ment par la résistance de mesure de courant 6 le hacheur 4 est cependant également mis hors circuit pendant un court laps de temps par l'intermédiaire de l'échelon à valeur de

seuil 25.

D'autre part, par suite des constantes de temps ad-

ditionnelles des organes 34 et 35, les transistors Tl, T 3, T 5 et le hacheur 4 sont remis en circuit un peu plus tard que les transistors T 2, T 4 et T 6, la remise en circuit du hacheur 4 s'effectuant en dernier Si lors de la remise-en circuit il existe encore une surintensité, une nouvelle mise

hors circuit est déclenchée Ces processus se répètent jus-

qu'à ce que la surintensité se trouve supprimée.

Le retard le plus important de la mise hors circuit

se présente lorsqu'un défaut à la terre se produit immédia-

tement après la mise en circuit de l'un des transistors T 2, T 4 et T 6 Etant donné que les circuits de commande de base 24 et 29 déterminent un temps de mise en circuit minimal et un temps de mise hors circuit minimal, le retard maximal de

mise hors circuit est égal à la somme du temps d'accumula-

tion des porteurs et du temps de décroissance des transis-

tors T 2, T 4 et T 6 et du-temps de mise en circuit minimal.

En dépit de ce retard de mise hors circuit aucun dommage n'est causé car lorsqu'un courant de défaut à la terre passe de la terre par exemple par la diode D 2 et le transistor T 2, au moins deux parmi les bobines 14 à 19 assurent pendant ce temps une limitation du courant Il est également possible

que, le hacheur 4 étant ouvert (mis hors circuit), un cou-

rant de défaut à la terre circule à partir du p 8 le positif du redresseur 2 par le condensateur de charge de celui-ci, le fil de retour du courant de l'onduleur 3, la résistance

, le condensateur de filtrage 8, la bobine 9, le transis-

* tor Tl rendu conducteur et la bobine 17 à la terre Ce cou-

rant serait en outre limité par la bobine 9.

En cas de court-circuit d'un enroulement de l'appareil

alimenté en courant, c'est-à-dire par exemple lorsque l'in-

terrupteur KI est fermé, le condensateur 8 se décharge par l'intermédiaire de la bobine 9 et de deux transistors de

l'onduleur, à savoir dans le présent exemple les transis-

tors Tl et T 4 Ce courant de décharge est limité au moins par la bobine 9 dans sa vitesse de montée, puis détecté par les résistances 10 et 13 et interrompu O Bien que pour cet onduleur 3 au moins trois transistors sont toujours mis en circuit simultanément durant chaque demi-onde de la tension de sortie composée de l'ondulèur, il suffit chaque fois

d'en mettre hors circuit un seul qui véhicule le courant to-

tal Si avant le court-circuit (KI fermé) le courant passe par exemple a) par les transistors Tl, T 4 et T 5 ou b) par les transistors Tl, T 4 et T 6, alors il suffit dans le cas a) de mettre hors circuit (bloquer) le transistor T 4 et dans le cas b) le transistor T 1 l Dans le cas b) le transistor T 6

pourrait cependant avoir été mis en circuit juste immédiate- ment avant que le court-circuit se produise En raison du temps de mise en

circuit minimal prévu, qui est d'environ quinze microsecondes, le transistor T 6 maintiendrait donc ce court-circuit durant ce temps Le retard maximal de mise hors circuit par la voie o se trouvent les organes 30, 31,

33, 34, 27, 28 et 29 n'est toutefois que de dix microsecon-

des Le transistor 1 pourrait éventuellement, en étant blo-

qué par cette voie, interrompre le court-circuit déjà aupa-

ravant C'est pourquoi il est avantageux d'amener le signal de blocage de l'échelon à valeur de seuil 30 non seulement aux transistors inférieurs T 2, T 4 et T 6 mais également aux transistors supérieurs Tl, T 3 et T 5 de l'onduleur monté en pont.

Etant donné que les bobines 17 à 19 coopèrent tou-

jours avec les bobines de déparasitage 14 à 16 ou la bobine 9 formant limiteur de courant, les bobines 17 à 19 peuvent

être supprimées à condition que le dimensionnement des bobi-

nes 9 et 14 à 16 soit accru en conséquence, Ainsi l'induc-

tance des bobines 9 et 14 à 16 serait de l'ordre de 200 à

300 yja H si les bobines 17 à 19 n'étaient pas prévues.

D'autre part, en raison de la mise hors circuit au-

tomatique de courte durée, les bobines ont besoin d'être dimensionnées seulement pour un courant de saturation plus faible que dans le cas o des courants de court-circuit ou de défaut à la terre seraient limités exclusivement par des bobines Les bobines n'ont besoin de limiter la montée du

courant que pendant un court laps de temps s'écoulant jus-

qu'à ce que la voie du courant de surintensité soit inter-

rompue (environ 10 microsecondes) Autrement dit, jusqu'à ce qu'une coupure se soit produite par l'intermédiaire d'une quelconque surveillance du courant les bobines ne doivent pas passer à l'état de saturation puisqu'elles n'agissent alors plus comme limiteurs Sans surveillance du courant le dimensionnement des bobines devrait être très important pour éviter que le courant n 'atteigne une très haute valeur Dans le présent cas elles sont cependant appelées à retarder tout accroissement dangereux du courant seulement jusqu'à ce

qu'une mise hors circuit se soit produite.

Les deux dispositifs de retard 34 et 35 ont pour râle, après une mise hors circuit due à un défaut, de remettre

l'onduleur 3 et le hacheur 4 automatiquement en circuit.

Lorsque les transistors de l'onduleur se trouvent bloqués il

n'existe plus de surintensité, le basculeur monostable 31 dé-

livre au terme de la durée de son signal de blocage (environ microsecondes) un signal de remise en circuit, et au bout d'environ 0,5 seconde le basculeur monostable 34 délivre

également un signal de mise en circuit de sorte que l'ondu-

leur est remis en circuit Si par la suite il ne se produit aucune surintensité (due par exemple à un court-circuit) le

hacheur 4 est remis en circuit par l'intermédiaire du dispo-

sitif de retard 35 au bout d'une durée supplémentaire d'envi-

ron 0,2 seconde Si le défaut persiste la tension résiduelle du condensateur de filtrage 8 est suffisamment élevées après la mise hors circuit du hacheur 4, pour provoquer un courant

de court-circuit d'une intensité suffisante pour que l'en-

semble de l'onduleur 3 soit à nouveau mis hors circuit O Ce processus se répète jusqu'à ce que la tension à travers le condensateur de filtrage se trouve suffisamment réduite pour

que le courant produit lors de la mise en circuit dé l'ondu-

leur 3 ne provoque plus de mise hors circuit L'onduleur reste alors en circuit et au bout d'environ 0,2 seconde le

hacheur 4 est à nouveau amené à fonctionner Puis le conden-

sateur de filtrage 8 est à nouveau chargé par l'intermédiai-

re de la bobine de filtrage 7 Aussitôt que la tension à

travers le condensateur de filtrage 8 suffit à nouveau à pro-

duire un courant de court-circuit,7 l'onduleur 3 et le hacheur

4 sont à nouveau mis hors circuit Ce processus peut se ré-

péter à plusieurs reprises.

Sans le retard de la remise en circuit du hacheur 4, celui-ci chargerait la bobine de filtrage 7 lors de chaque mise hors circuit de l'onduleur due à un court-circuit La bobine de filtrage 7 devrait alors être déchargée chaque

fois à nouveau Cette décharge répétée de la bobine de fil-

trage entraînerait une tension accrue à travers le condensa-

teur de filtrage,puisque l'énergie amenée à partir de la bo-

bine de filtrage 7 est supérieure à l'énergie consommée par le courtcircuit Après plusieurs mises hors circuit, les composants semiconducteurs de l'onduleur seraient mis en

danger par une surtension.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 Dispositif d'alimentation en courant pour un ap-

pareil utilisant du courant alternatif, comprenant un ondu-

leur présentant des transistors et des diodes à fonctionne-

ment libre montés en pont, un redresseur alimenté par le

secteur, un vibreur-interrupteur ou hacheur à transistor en-

tre le redresseur et l'onduleur, un circuit de filtrage mon-

té en aval du hacheur et comportant une bobine de filtrage et un condensateur de filtrage 9 un circuit de commande de base pour chaque transistor du hacheur et de l'onduleur, une résistance de mesure de courant pour le courant du hacheur, une résistance de mesure de courant dans le fil de retour pour le courant de l'onduleur, un générateur d'impulsions,

un distributeur d'impulsions amenant les impulsions du géné-

rateur d'impulsions aux circuits de commande de base pour

l'onduleur et un régulateur amenant des impulsions de comman-

de au circuit de commande de base du hacheur en fonction d'une grandeur de fonctionnement de l'onduleur, un signal de blocage pouvant être amené aux circuits de commande de base

du hacheur et de l'onduleur en fonction d'un signal de mesu-

re de surintensité prélevé sur la résistance de mesure de courant concernée, caractérisé en ce que les impulsions de commande pour les transistors (Tl à T 7) du hacheur et de

l'onduleur sont amenées au circuit de commande de base cor-

respondant ( 24, 29) par l'intermédiaire d'un coupleur opto-

électronique respectif ( 22, 28) et en ce qu'entre les cou-

pleurs optoélectroniques ( 22, 28) et les circuits de comman-

de de base ( 24, 29) pour le hacheur et pour les transistors (T 2, T 4, T 6) de londuleur ( 3) reliés au fil de retour pour le courant de l'onduleur se trouve respectivement une porte ( 23, 32) à laquelle peut être amené en cas de surintensité

le signal de blocage correspondant.

2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de mesure du courant de l'onduleur est

amené à un échelon à valeur de seuil ( 30) oui en cas de sur-

intensité produit le signal de blocage et amène celui-ci Dar l'intermédiaire d'un premier basculeur monostable ( 31) aux portes ( 32) des transistors (T 2, T 4, T 6) de l'onduleur reliés

au fil de retour pour le courant de l'onduleur.

3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal de blocage peut être amené à partir de

la sortie du premier basculeur monostable ( 31) par l'inter-

médiaire d'un coupleur optoélectronique ( 33) à un second bas-

culeur monostable ( 34) par lequel le signal de blocage est prolongé et amené à une entrée de blocage du distributeur d'impulsions ( 27) ainsi qu'à une porte ( 21) transmettant les impulsions de commande du régulateur ( 20) 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un dispositif de retard ( 35) de mise en circuit est prévu entre le second basculeur monostable ( 34) et la porte ( 21) transmettant les impulsions de commande du régulateur

( 20).

Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que dans des circuits qui

risquent d'être sujets à des surintensités est prévue respec-

tivement une bobine ( 9, 14 à 19) formant limiteur de courant.

6 Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce que dans chaque fil de sortie de l'onduleur ( 3) se trouve respectivement une bobine ( 17 à

19) formant limiteur de courant.

7 Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, caractérisé en ce que des bobines de déparasi-

tage ( 14 à 16) sont montées dans les fils d'alimentation du redresseur ( 2) et une bobine ( 9) formant limiteur de courant

est montée en série avec le condensateur de filtrage ( 8).

8 Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 7, caractérisé en ce qu' est montéeen série avec

le condensateur de filtrage ( 8) une résistance ( 10) de mesu-

re de courant qui est reliée au fil de retour pour le cou-

rant de l'onduleur ( 3) et dont la chute de tension est ame-

née en tant que signal de mesure de courant additionnel à

l'échelon à valeur de seuil ( 30).

9 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bobine ( 9) formant limiteur de courant montée en série avec le condensateur de filtrage ( 8) est shuntée

par un montage en série formé d'une diode ( 11) et d'une ré-

sistance ohmique ( 12),l'anode de la diode ( 11) étant située

du côté du fil d'alimentation de l'onduleur ( 3).