FR2554653A1 - Changeur de frequence non limite, et circuit d'entrainement de moteur equipe d'un tel changeur - Google Patents

Abstract

A.CHANGEUR DE FREQUENCE NON LIMITE, ET CIRCUIT D'ENTRAINEMENT DE MOTEUR EQUIPE D'UN TEL CHANGEUR. B.CHANGEUR CARACTERISE EN CE QUE LE GENERATEUR 110 D'IMPULSIONS COMPREND UN PREMIER MOYEN POUR GENERER UN ENSEMBLE DE RAMPES DE TEMPS REPRESENTANT LES ANGLES ELECTRIQUES DES DIFFERENTES TENSIONS DE PHASE DE L'ALIMENTATION ALTERNATIVE D'ENTREE SINUSOIDALE ET UN SECOND MOYEN 111 POUR GENERER UNE RAMPE DE FREQUENCE DE REFERENCE DE PENTE CHOISIE, LES RAMPES DE TEMPS ET LA RAMPE DE REFERENCE AYANT LA MEME TENSION MAXIMALE PREDETERMINEE LORSQUE LE CHANGEUR UFC EST EN MODE SINUSOIDAL. C.L'INVENTION CONCERNE UN CHANGEUR DE FREQUENCE NON LIMITE, ET CIRCUIT D'ENTRAINEMENT DE MOTEUR EQUIPE D'UN TEL CHANGEUR.

Description

Changeur de fréquence non limité, et circuit d'entraine-

ment de moteur équipé d'un tel changeur ".

La présente invention concerne un changeur de fréquence, non limité, et de façon générale un changeur de fréquence, statique, ainsi que l'application d'un tel changeur par exemple un circuit d'entraînement d'un moteur à courant alternatif à vitesse réglable. De tels changeurs

sont en général appelés "changeurs (UFC)".

Le changeur de fréquence (UFC) et sa com-

mande de commutation statique, associés, pour la généra-

tion d'une onde alternative de tension et de fréquence contrôlés, sont décrits par exemple dans les brevets U.S 3 470 447 et 3 493 838 de L. Gyugyi. Ces brevets montrent comment les commutateurs de chaque convertisseur statique associé à une phase de sortie de la charge peuvent être commandés sélectivement et de façon cyclique pour être conducteurs pendant un intervalle de temps prédéterminé de façon à dériver et fournir en sortie un signal de puissance défini par un incrément commandé de la tension d'entrée lui-même entre deux intervalles de temps pour

diminuer la sortie; ce procédé se traduit par une ten-

sion de sortie alternative dont la fréquence dépend du taux de répétition des intervalles de temps de conduction et d'une amplitude mesurée par la période de temps de la conduction effective de chaque commutateur statique. Un

tel changeur de fréquence non limité est utilisé avanta-

geusement dans les circuits d'entraInement de courant alternatif de vitesse variable comme cela est expliqué par exemple aux pages 5-14 et 363-383 de "Static Power Frequency Changers" par L. Gyugyi et B. R. Pelly, publié par John Wiley & Sons, 1976. Sur ce plan, par exemple, Gyugyi et Pelly ont observé que le changeur UFC a une

caractéristique bilatérale propre entre la source d'ali-

mentation appliquée à son entrée et la charge à sa sor-

tie, ce qui permet de travailler sur quatre quadrants du

circuit d'entraînement du moteur sans nécessiter de cir-

cuits additionnels coûteux.

La technique des changeurs de fréquence, non limités, est devenue particulièrement intéressante avec le développement des commutateurs semiconducteurs actuels par exemple des transistors de puissance et les

composants GTO.

De façon générale, l'invention concerne un changeur de fréquence non limité (UFC) travaillant en

mode sinusoïdal pour convertir une tension d'entrée alter-

native, polyphasée, sinusoidale, d'une fréquence d'entrée

prédéterminée en une tension alternative de sortie, poly-

phasée, sinusoidale dont la fréquence de sortie soit com-

mandée, cet appareil comportant un générateur d'impul-

sions travaillant selon -ce mode sinusoidal pour générer

des impulsions de commande à un taux choisi pour déter-

miner la fréquence de sortie, le générateur d'impulsions comprenant un premier moyen pour générer un ensemble de rampes de temps représentant les angles électriques des différentes phases des tensions de l'alimentation d'entrée alternatives, sinusoïdales, ainsi qu'un second moyen pour

générer une rampe de référence de fréquence de pente choi-

sie, cette pente de fréquence coupant les rampes de temps successivement pour donner les impulsions de commande à une vitesse dépendant de la pente choisie, les rampes de temps et la rampe de référence ayant la même tension maximale prédéterminée lorsque le changeur UFC est en mode sinusoidal, et la rampe de référence ayant une tension

maximale contrôlée dépassant la tension maximale prédéter-

minée, le changeur UFC travaillant suivant un mode pour lequel la puissance alternative de sortie polyphasée est

de forme trapézoidale.

La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est un schéma-bloc d'un système de circuit d'entralinement de moteur à changeur UFC selon l'art antérieur correspondant aux brevets U.S

3 470 447 et 3 493 838.

- la figure 2 est un tableau montrant les courbes résultant de trois taux de répétition différents ainsi que l'espacement des trains d'impulsions de commande

Pl, P2 du système de la figure 1 pour la sortie de fré-

quence et de tension et pour la sortie de courant.

- la figure 3A montre les trois phases de

la figure 1 associées à la charge.

- la figure 3 montre les courbes de fonc-

tionnement du système des figures 1 et 3A sans exercer aucun contrôle sur les commutateurs des convertisseurs

pour régler l'amplitude de la tension de sortie.

- la figure 4 montre à titre de comparai-

son à l'aide de courbes, comment les trains d'impulsions

de commande P1 et P2 du système de la figure 1 définis-

sent des périodes commandées de conduction séparées entre

des périodes de réduction, commandées pour régler l'am-

plitude de la tension de sortie.

- la figure 5 est un tableau de courbes

comparant les trois phases du système UFC de la figure 1.

- la figure 6 montre la caractéristique

classique linéaire tension/fréquence d'un moteur à induc-

tion suivant un rapport constant tension/hertz.

- la figure 7 est un tableau de courbes montrant la génération des signaux P1, P2 de la figure 1 et la dérivation des signaux d'entraînement pour les

convertisseurs comme dans le système de la figure 1.

- les figures 8A et 8B représentent deux tableaux de courbes montrant la commande selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention pour changer la courbe de sortie et passer d'une enveloppe sinusoidale

(figure 8A) à une enveloppe trapézoidale (figure 8B).

- les figures 9 et 10 montrent par des courbes comment par la commande impulsionnelle on rend l'enveloppe trapézoidale de la figure 8B de plus en plus raide Jusqu'à un point correspondant à une onde de forme rectangulaire. - la figure 9 montre l'influence d'une

pente variable de la courbe de référence de fréquence.

- la figure 10 montre l'influence d'une

fréquence variable sur la courbe de sortie.

- la figure 11 est un schéma-bloc du sys-

tème de commande selon le mode de réalisation préféren-

tiel de l'invention.

- la figure 12 montre à titre d'exemple un générateur de courbes de temps en rampe, utilisable

dans le système de commande de la figure 11.

- la figure 13 est un tableau de courbes

montrant le fonctionnement du générateur de la figure 12.

- la figure 14 montre un générateur de

rampe de référence de fréquence utilisable dans le sys-

tème de commande de la figure 11.

- la figure 15 est un tableau de courbes

montrant le fonctionnement du générateur de la figure 14.

A titre d'illustration, l'invention sera décrite comme faisant partie d'un système d'entraînement

à courant alternatif. Il est clair toutefois -que le chan-

geur de fréquence non limité (changeur UFC) selon l'inven-

tion peut s'appliquer à un grand nombre d'autres usages

et applications industriels ou autres.

Dans un système d'entraînement à courant alternatif selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, on utilise un changeur de fréquence non limité (changeur UFC) pour donner une puissance de sortie à fréquence variable et à tension variable pour commander

la vitesse d'un moteur à induction à courant alternatif.

Tout en conservant la caractéristique tension par hertz du moteur à induction, on modifie la tension de sortie fondamentale essentiellement de façon proportionnelle à la fréquence de sortie. Cette variation de la tension de

sortie se réalise Jusqu'à présent par une simple techni-

que de changement de la largeur des impulsions. Cette solution de l'art antérieur s'est traduite pour la plage

des fréquences supérieures par une tension de sortie fon-

damentale ne dépassant Jamais au mieux et même restant

en-dessous, l'amplitude de la tension d'alimentation d'en-

trée. L'invention propose un nouveau moyen de commande de

la tension qui rend maximale la tension de sortie fonda-

mentale du circuit d'entralnement du moteur à grande vitesse. Cela se traduit par une amélioration notable de

la puissance que peut fournir le moteur à grande vitesse.

Le changeur de fréquence non limité (UFC)

décrit dans les brevets U.S 3 470 447 et 3 493 836 compor-

te un convertisseur de fréquence statique à commutation "artificielle" avec une tension de sortie variable; un tel changeur est bien connu dans la littérature et ce type de convertisseur selon l'art antérieur sera appelé

ci-après "changeur de type UFC".

Par comparaison à d'autres convertisseurs de puissance, statiques, le changeur UFC présente des

avantages importants qui le rendent particulièrement in-

téressant pour fournir une puissance électrique variable,

pour commander la vitesse de moteur à courant alternatif.

Les avantages sont les suivants: 1. Conversion de puissance sur un seul

étage avec passage bidirectionnel de l'énergie (c'est-

à-dire l'énergie peut soit aller à la charge ou en pro-

venir). Cela permet le freinage par récupération du moteur. 2. Une plage de fréquences de sortie, étendue, qui n'est pas limitée à la fréquence d'entrée

(fréquence de l'alimentation). Cela signifie que la fré-

quence de sortie, générée, peut être inférieure, supérieu-

re ou égale à la fréquence d'entrée.

3. Le spectre de fréquence de la courbe de sortie est indépendant de l'amplitude de la composante

fondamentale souhaitée. De plus, les fréquences des com-

posantes (harmoniques) "indésirables" dans la courbe de sortie sont éliminées dans une très large mesure de la fréquence fondamentale dans toute la plage des fréquences de sortie. Cette séparation des fréquences harmoniques

par rapport à la fréquence fondamentale augmente "naturel-

lement" (c'est-à-dire sans modifier le procédé d'obten-

tion de la courbe de tension de sortie) à mesure que la fréquence fondamentale de sortie diminue. Ainsi, les fréquences des courants harmoniques du moteur restent faibles quelles que soient les fréquences de sortie 'et

le moteur tourne à vitesse faible sans à-coup.

4. Les tensions de sortie d'un convertis-

seur triphasé sont naturellement équilibrées. Néanmoins

la commande séparée des trois tensions de sortie est pos-

sible. 5. Le retard propre (moteur à induction) du coefficient de puissance se traduit par un déplacement

en avance de phase (caractéristique capacitive) du coeffi-

cient de puissance avec un angle de phase égal, pour une alimentation alternative. C'est pourquoi, le déplacement du coefficient de puissance pour la sortie unitaire

(charge) est appliqué en retour sur l'alimentation alter-

native sans changement.

6. La commande est simple c'est-à-dire

que la fréquence et la tension de sortie peuvent se com-

mander comme dans les brevets GyuGyi et par deux trains d'impulsions décalés de façon appropriée, les deux ayant

la même fréquence paire.

Cependant contrairement à certains cir-

cuits d'entraînement de moteur à commande statique, le changeur de fréquence non limité a l'inconvénient que

selon le procédé de l'art antérieur de la commande de ten-

sion décrite dans les brevets-U.S rappelés ci-dessus,

l'amplitude de la tension de sortie fondamentale est tou-

jours légèrement inférieure à celle de la tension d'ali-

mentation d'entrée alternative. Or, il est souhaitable

pour des applications de circuits d'entraînement alterna-

tifs de pouvoir augmenter la puissance de sortie aux vi-

tcsscs de travail élevées sans détériorer les caractéris-

tiques du circuit d'entraînement aux faibles vitesses.

Le système de circuit d'entraînement de moteur à changeur de fréquence non limité (UFC) décrit dans les brevets U.S rappelés ci-dessus est représenté schématiquement à la figure 1. Ce système se compose de

trois circuits de puissance à convertisseurs bidirection-

nels, identiques CV1, CV2, CV3 alimentant les trois enrou-

lements de stator W1, W2, W3 d'un moteur à induction M, un circuit de logique de porte GL générant les signaux

électriques nécessaires à rendre conductrices ou à blo-

quer les unités de commutation bilatérales (A1, A2, B1,

B2, C1, C2) dans chacun des convertisseurs CV1, CV2, CV3.

Il est prévu un générateur d'onde de temps TWC qui four-

nit en sortie deux trains d'impulsions P1, P2 en réponse

à des signaux analogiques externes déterminant par l'in-

termédiaire d'un point de réglage SP, la fréquence de sor-

tie fo0 et la tension V0 appliquées au moteur. La relation entre les deux trains d'impulsions de commande P1, P2

-2554653

et la tension de sortie V0 du changeur UFC est représen-

tée par les courbes (a), (b), (c) de la figure 2. Comme

le montre la courbe (a), le train d'impulsions P1 déter-

mine la fréquence de sortie et selon la courbe (b), le train d'impulsions P2 détermine l'amplitude V0 de la ten- sion de sortie fondamentale. Les deux trains d'impulsions

sont coordonnés de façon que la tension de sortie V0 aug-

mente avec l'augmentation de la fréquence de sortie fO de façon à conserver un flux essentiellement constant dans l'entrefer du moteur. La figure 1 montre la commande par porte à l'aide du circuit logique de commande par porte

GL du circuit d'entraînement de porte de l'unité de commu-

tation A1 avec le convertisseur CV1 et l'unité de commuta-

tion A1 ayant un dispositif GT0 monté pour fonctionner de façon bilatérale. L'unité de commutation A1 illustre les

autres unités de commutation A2, B1, B2, C1 et C2.

La courbe (c) de la figure 2 montre qu'en-

tre deux impulsions consécutives P1, P2, un segment de l'une des courbes de tension d'entrée fournies par la source d'alimentation alternative d'entrée est relié à la sortie du convertisseur par les commutateurs bilatéraux à commande de porte (A1, A2, B1, B2... ou C2). Entre

deux impulsions successives P2 et P1, la sortie du conver-

tisseur est court-circuitée par les commutateurs bilaté-

raux. De tels "segments de tension" consécutifs sont déri-

vés de l'entrée et sont appliqués à la sortie en fonction

d'un schéma de conduction déterminé qui concerne six com-

mutateurs bilatéraux différents consécutifs tels que le commutateur A1 représenté- à l'exemple de la figure 1. De

tels "segments de tension" successifs constituent une ten- -

sion de sortie alternative V0 ayant essentiellement une

enveloppe sinusoidale comme cela est représenté pour dif-

férentes fréquences de sortie f0 = 1/3fI, f0 = fI et f0 = 5/3fi par la courbe (c) à la figure 2. La moyenne des "segments de tension" engendrée par la conduction du

commutateur bilatéral (1 A2, B1... C2) entre deux impul-

sions successives Pi, P2 (représentées à la figure 2 sous (a) et (b) respectivement) varie essentiellement de façon

sinusoïdale sur le cycle de sortie comme cela est repré-

senté par la ligne en pointillés sous la référence (c) à

la figure 2.

Le schéma de commutation dépend de l'inter-

valle de temps entre deux impulsions successives P1, P2 ainsi que de la fréquence de répétition de deux trains d'impulsions. Pour conserver constant le flux du moteur

dans l'entrefer, lorsque la fréquence f0 augmente (aug-

mentation de la fréquence de répétition de P1, P2) la tension V0 est augmentée automatiquement en écartant plus P1 et P2 l'un de l'autre de façon à augmenter la largeur de chaque "segment de tension". Cela est représenté à la figure 2 par les courbes (a), (b) et (c} pour les trois cas de fréquences de sortie: fo = 1/3fI; fo = f! et

fo = 5/3f1I fi étant la fréquence de la source d'alimenta-

tion alternative d'entrée alimentant les trois convertis-

seurs CV1, CV2, CV3.

La figure 3A montre le changeur UFC relié

aux trois phases de la charge.

Les principes de fonctionnement de base du changeur UFC se comprendront mieux en se reportant aux courbes représentées aux figures 3 et 4 pour l'une des trois sorties du changeur UFC. La courbe de tension de sortie de base V0 du changeur UFC, en négligeant pour le

moment la commande de l'amplitude de la composante fonda-

mentale peut être générée en permettant aux paires d'uni-

tés de commutation A1B2, A1C2, B1C2, B1A2, C1A2, C1B2 de conduire dans cet ordre pour une période de temps T déterminée de façon que chacune des tensions de ligne d'entrée soit reliée à son tour à la charge au cours de cette période de temps de pause. La séquence est répétée

à une fréquence de répétition prédéterminée. Comme repré-

S4653 1.0 senté à la figure 3, ce schéma de commutation répétitif s'étend sur une période de temps TP définie par les cadres de temps uniformes de conduction T référencés séparément par T1, T2, T3, T4, T5 et T6. Ce schéma de commutation donne une courbe de tension de sortie V0 ayant une composante fondamentale "souhaitée" V OF de fréquence

fO égale à la différence entre la fréquence d'alimenta-

tion alternative fIN et la fréquence de répétition fSW du schéma de commutation comme cela est expliqué dans

les brevets rappelés ci-dessus.

Bien que la figure 3 montre le fonctionne-

ment d'un système dans lequel pour chaque unité de commu-

tation bilatérale, l'intervalle de conduction (T) s'étend complètement entre deux points de commutation consécutifs NC, en général entre deux commutateurs statiques devenant conducteur suivant l'ordre (A1B2, A1C2, BLC2... CIB2), la figure 4 montre un système dans lequel la durée de conduction T est commandée, en général elle est réduite

par rapport à la durée maximale T Jusqu'à t1. Comme repré-

senté à la figure 4, cela est réalisé en court-circuitant les bornes de sortie c'est-à-dire la charge au cours d'un intervalle de temps complémentaire t2 = (T-t1). Cela se réalise à l'aide de la paire de commutateurs relies à

la même ligne d'entrée (A1A2, C1C2... B1B2). Cette com-

mande de largeur de t1 à l'intérieur de l'intervalle T permet la commande de la tension de sortie fondamentale comme cela a été expliqué dans l'un et l'autre des deux brevets mentionnés ci-dessus. Ce mode de commande est

caractérisé par un schéma de commutation répétitif s'éten-

dant sur toute la période TP qui est définie par six

cadres de temps T espacés uniformément, référencés T...

T6. Dans le cadre de temps Ti, les commutateurs de puis-

sance A1 et 82 sont conducteurs pour l'intervalle de temps t1. A la fin de l'intervalle tl, les commutateurs

35. A1 et A2 deviennent conducteurs pour la durée de l'inter-

valle t2 pour court-circuiter la charge et constituer ainsi un chemin pour le courant de-charge. Au cours du cadre de temps suivant T2, les commutateurs A1 et C2 deviennent conducteurs pour la durée de l'intervalle t1 de façon à appliquer un incrément de tension d'entrée VAC à la charge. A la fin de l'intervalle t1 du cadre de

temps T2, les commutateurs A1 et C2 s'ouvrent et les com-

mutateurs C1 et C2 deviennent conducteurs pour la durée de l'intervalle t2 du même cadre de temps de façon à

court-circuiter la charge. La partie restante de la sé-

quence du schéma de commutation découle clairement de l'examen de la figure 4. Il est également évident selon cette figure que le train d'impulsions P1 définit le cadre de temps T et ainsi la fréquence de sortie de la

tension de sortie fondamentale ou souhaitée VF de la cour-

be de temps de sortie V0 alors que le train d'impulsions P2 définit la longueur relative des intervalles t1 et t2

dans un cadre de temps T, donné en déterminant ainsi l'am-

plitude de la composante fondamentale VF.

Le schéma de commutation des trois phases d'un changeur UFC triphasé, complet, est représenté à la

figure 5.

En se reportant à la figure 6, la courbe

AB montre la caractéristique linéaire d'un circuit d'en-

traînement de moteur à fréquence variable, la tension appliquée au moteur à induction étant maintenue liée à la

fréquence suivant une relation constante.

Il est connu qu'un circuit d'entralinement

de moteur à fréquence variable travaille en général sui-

vant un rapport constant volt-hertz. Cette condition optimise le fonctionnement du moteur à courant alternatif alimenté en courant alternatif. Par ailleurs, le moteur à induction doit de préférence travailler avec un niveau de flux optimum; en général, la force d'aimentation est maintenue constante pendant que la fréquence varie. Comme L2 le flux d'aimentation est proportionnel à la tension et qu'il est inversement proportionnel à la fréquence, cette condition se réalise en changeant la tension de façon

proportionnelle à la fréquence.

De façon caractéristique dans le cas d'un moteur à courant alternatif alimenté par inverseurs comme celui du brevet U.S 4 080 554, les inverseurs ont une durée de conduction commandée pour l'énergie de courant continu alimentant le moteur à courant alternatif dans l'une ou l'autre direction; ce temps de conduction augmente pour un intervalle de temps donné lorsque la fréquence augmente; il en est de même de la tension de

sortie. Inversement, la tension diminue lorsque la fré-

quence diminue. C'est pourquoi en maintenant constante

la durée de conduction commandée, on respecte automati-

quement la condition de variation de la tension en fonc-

tion des variations de la fréquence. I1 n'en n'est pas

de même pour un changeur de fréquence non limité (UFC).

Comme indiqué aux pages 202 et 203 du document "Statie Power Frequency Changers" par L. Gyugyi et B. R. Pelly (John Wiley & Sons, 1976), l'amplitude maximale de la composante voulue fournie par le changeur UFC est:

V = S 3

311 Vi Vo max S 1 Dans cette relation, VI est l'amplitude de la tension d'entrée par rapport au neutre pour chacun des trois groupes d'impulsions et S est le nombre de groupes de trois impulsions appliquées en série dans chaque phase de sortie.

Pour un changeur UFC à six impulsions com-

me celui de la figure 1, la tension maximale est égale à

VO max = 3VI/X. On constate que cette limitation maxi-

mum de la tension de sortie du-changeur UFC, en général la tension appliquée au moteur à induction par le circuit d'entrainement provient du fait que l'enveloppe Vof de la tension de sortie V0 telle que représentée à la figure 3 ou par les courbes (a) de la figure 4 est essentiellement sinusoidale. Pour remédier à cette limitation, on a propo- sé de générer une courbe de sortie dont l'enveloppe se modifie en passant d'une forme de courbe sinusoidale à

celle d'une forme de courbe trapézoidale pour des fré-

quences de sortie élevées, adéquates et que cette forme

se rapproche de plus en plus d'une onde rectangulaire lors-

que la fréquence de sortie continue d'augmenter. De cette façon, il est possible d'augmenter la tension de sortie fondamentale Vof pour et au voisinage de la vitesse de

fonctionnement maximale du moteur, l'augmentation corres-

pondant à environ 15-20 pour cent; on augmente ainsi la puissance de sortie d'approximativement 30 à 40 pour cent sans rencontrer de difficulté notable provenant des

harmoniques supplémentaires.

* Pour augmenter la tension de sortie fon-

damentale au-dessus de celle que l'on peut obtenir selon

le procédé de commande de l'art antérieur, il est néces-

saire de modifier le cadre de temps de base T dans le

cycle de temps de la courbe de tension de sortie. Le pro-

cédé de commande proposé peut donner une courbe de sortie ayant une enveloppe sinusoidale ou trapézoidale de façon que le passage d'un type à l'autre se fasse en douceur,

progressivement et de façon réglable.

Avant d'examiner le nouveau procédé de commande concernant les signaux P1 et P2 des figures 1 à 4, on rappellera brièvement le procédé classique exposé dans les brevets U.S 3 470 447 et 3 493 938 de L Gyugyi et autres. Il est à remarquer que pour brancher une paire de lignes à la figure 1 sur la charge, il faut une unité de commutation ayant au moins deux commutateurs

bilatéraux BS. On voit ainsi que les unités de commuta-

tion respectives A1B2, B1A2, A1C2, CiA2, BiC2 et CiB2 lorsqu'elles sont actionnées séparément, peuvent donner

six structures différentes de circuit concernant les li-

gnes d'entrée et la charge, chacune des configurations de circuit concernant une paire de lignes d'entrée et la

charge en particulier l'un des deux modes inverses possi-

bles pour le branchement. Ainsi lorsque chacune des unités de commutation est branchée, elle fournit l'une des six configurations différentes de circuit entre les lignes

d'entrée et le circuit de sortie; chacune de ces confi-

gurations de circuit relie la charge et une paire de li-

gnes d'entrée. Pour les besoins de l'exposé, on suppose

que les commutateurs bilatéraux, séparés BS sont des com-

mutateurs parfaits c'est-à-dire qu'ils se ferment et s'ouvrent à un instant donné et lorsqu'ils sont fermés, le courant peut librement passer dans un sens ou dans

l'autre à chaque instant.

On suppose d'abord que le circuit de com-

mande CT de la figure 3A est prévu de façon que les unités de commutation A1B2, A1C2, B1C2, B1A2, CiA2, ClB2 soient rendues conductrices dans cet ordre pendant une période déterminée de temps T de façon que chacune des tensions de ligne d'entrée soit appliquée à son tour à la charge pendant le même intervalle de temps; cette séquence est

répétée suivant une fréquence de répétition R prédétermi-

née. Comme représenté à la figure 4, ce schéma de commu-

tation cyclique ou répétitif correspond à une période de

temps TP définie par six cadres de temps T uniformes suc-

cessifs référencés séparément par T1, T2, T3, T4, T5 et T6. Chacune des unités de commutation est conductrice pendant tout un cadre de temps T comme cela est indiqué par la courbe de commutation SW à la figure 4. Ce schéma de commutation donne une courbe de tension de sortie V0 ayant une fondamentale "désirée" VOF de fréquence f0 égale à la différence entre la fréquence fI du courant alternatif d'entrée et la fréquence de répétition fsw du schéma de commutation. Le système et le type de commande ci-dessus donnant cette tension de sortie en forme de courbe convient potentiellement à la commande de vitesse d'un moteur à courant alternatif et cela pour les raisons suivantes: il permet une plage étendue de fréquences de sortie; on peut obtenir les fréquences de part et d'autre de l'axe des fréquences; la transition par l'axe des

fréquences se fait sans incident; la fréquence de la com-

posante harmonique la plus faible est très largement sépa-

rée de la fréquence "fondamentale" et il n'y a pas de

composantes continues ou sous-harmoniques.

Bien que ce type de commande soit avanta- geux, il est très limité dans son champ d'applications car bien que la

commande de fréquence soit possible, on ne peut réaliser de commande de la tension de sortie

sauf en commandant la tension d'entrée. Ce type de com-

mande ne peut s'appliquer de façon économique à la comman-

de de vitesse d'un moteur à courant alternatif.

L'angle de conduction ou le temps de retard de chaque unité de commutation correspond à toute la durée (en supposant des commutateurs parfaits) de son cadre de temps correspondant T. Par exemple, il est clair selon la

figure 3 que pour le cadre de temps T1, l'unité de commu-

tation A1B2 applique la tension d'entrée A-B à la charge pour toute la durée du cadre de temps. Dans le cadre de temps suivant (T2), l'unité de commutation A1C2 devient

conductrice et applique la tension A-C à la charge pen-

dant toute la durée du cadre T2 et ainsi de suite.

Les commutateurs de chacun des convertis-

seurs CV1, CV2, CV3 sont entraînés suivant le mode de

commande de l'art antérieur suivant six courbes d'entrai-

nement DW représentées dans la partie inférieure de la figure 7 et référencées dans leur partie gauche par X1, Y1, Z1, Y2, Z2, X2; chacun des ensembles de courbes

d'entraInement associés à chaque convertisseur est déca-

lé de 120 par rapport aux courbes d'entraInement du con-

vertisseur suivant.

Par exemple si ces courbes d'entralinement

sont attribuées arbitrairement aux commutateurs du con-

vertisseur CV1 suivant la distribution indiquée à l'extré-

mité droite des courbes, alors les courbes d'entralinement du convertisseur CV2 seront les mêmes sauf qu'elles seront déplacées de 120 par rapport à celles du convertisseur CV1 et les courbes d'entraînement du convertisseur CV3 seront les mêmes sauf qu'elles seront décalées de 120 par rapport au x courbes d'entrainement du convertisseur CV2. Un circuit de commande commun donne le jeu DW de courbes d'entrainement et les répartit entre les trois

convertisseurs CV1, CV2 et CV3.

La fréquence de répétition des impulsions P'1' P2 des figures 1, 2 et 4 est assurée par un générateur de courbes de temps ayant une horloge dont la fréquence de sortie se règle en réponse du réglage de l'amplitude

d'une tension de référence appliquée par le point de régla-

ge SP de la figure 1. Ainsi toutes les courbes de la figure

7 ont la même base de temps relative. La sortie du généra-

teur se compose d'un train d'impulsions P0 de courte durée réparties uniformément et se produisant à intervalles de

temps réguliers. Les impulsions P0 sont fournies à un cir-

cuit qui introduit un retard de temps déterminé D1. Cela

se traduit par des impulsions de sortie P'1. Les impul-

sions P' sont retardées d'un autre retard D2 donnant les impulsions de sortie P1 qui sont encore plus retardées

par rapport aux impulsions P0.

Les impulsions P1 sont appliquées à un

circuit de retard variable donnant les impulsions de sor-

tie P2 retardées- de la durée T1 par rapport aux impulsions P1.' Ce retard est représenté par une fonction de rampe 1.7 de temps, réglable D3; le flanc arrière de sortie de cette fonction est différentié pour donner les impulsions P2' La possibilité de réglage de la courbe de temps est schématisée par deux réglages aléatoires représentés en pointillés en superposition de D3. L'impulsion I de la figure 10 est fournie par une bascule bistable flip-flop en fonction de l'impulsion retardée P2 ou, dans le cas o le réglage du temps de retard de la courbe de retard D3 est supérieur à l'intervalle entre les impulsions P1 et les impulsions P0 de remise à l'état initial, cette impulsion P1 est définie par l'impulsion PO' Ainsi, les impulsions P0 servent d'impulsions dites de "butées de

fin de course" et forment les limites des intervalles t1.

Comme le retard entre les impulsions P0 et P1 est rela-

tivement court, le temps maximum possible t1 devient alors pratiquement égal à la durée T. Dans ces conditions, la tension de sortie maximale possible en pratique est fournie par le changeur UFC comme dans le cas de la

figure 3. L'impulsion I est remise à zéro par les impul-

sions P1 (ces valeurs sont I et I).

Les impulsions P1 sont utilisées pour initialiser la conduction des unités de commutation de

transfert de puissance (A1, A2... C1, C2). Les impul-

sions P2 sont alors à la même fréquence mais sont déca-

lées de façon réglable d'un intervalle de temps choisi t1. Ces impulsions sont utilisées pour terminer le temps

de récupération de conduction de l'unité de commutation.

Ainsi, le train d'impulsions P1 détermine la fréquence

de sortie et le train d'impulsions P2 détermine la ten-

sion de sortie. En modifiant la position des impulsions P2par rapport à celle des impulsions P1, on modifie le rapport des intervalles de conduction ou des temps de récupération t1 par rapport au temps de récupération de conduction t2; cela modifie l'amplitude de la tension de sortie moyenne comme cela a été exposé dans les brevets

U.S rappelés ci-dessus.

Les impulsions P2 sont également trans-

mises par le relais D4 pour donner le train d'impulsions P'l 2Le train d'impulsions P'2 est retardé par rapport au train d'impulsions P2 d'une courte durée nécessaire à couper les unités de commutation de transfert de puis- sance. Les impulsions P'2 sont utilisées pour initialiser la conduction des unités de commutation dont le but est de créer un chemin de "court-circuit" interrompant le passage de l'énergie vers la charge. Un train d'impulsions P'1

fourni à la sortie du circuit de retard D1 précède légè-

rement les impulsions P1 et donne le temps pour initiali-

ser les unités de commutation de transfert de puissance suivantes. Ainsi, les impulsions P' sont utilisées pour

finir l'intervalle de conduction de "court-circuit" précé-

dent comme cela est représenté par le signal F. Ainsi un seul train d'impulsions avec une fréquence paire d'impulsions par seconde est utilisé pour initialiser l'intervalle t1 et un second train d'impulsions avec la même fréquence paire d'impulsions mais avec un décalage adéquat par rapport au premier train d'impulsions

est utilisé pour terminer la période de temps t et ini-

tialiser l'intervalle de temps t2.

Le signal I représente la période de'con-

duction pour fournir en sortie une "tranche" de la ten-

sion alternative de la source d'alimentation d'entrée. Le

signal F est utilisé pour le "court-circuitage". La distri-

bution et l'application des signaux de commande des "tran-

ches" et des "chemins de court-circuit" se fait avec l'assistance d'une fonction de compteur en anneau. Pour

réaliser cela de façon classique, on utilise les impul-

sions d'horloge P0 pour déclencher une bascule bistable flip-flop du type à déclencheur commun donnant deux trains

d'impulsions rectangulaires G et G. Les impulsions G che-

vauchent toujours les impulsions paires P1 alors que les

impulsions G chevauchent toujours les impulsions P1 im-

paires.-Les impulsions K1 et K2 s'obtiennent en appliquant les impulsions G et P1 ainsi que G et P1 respectivement à deux portes ET. Les impulsions K1 et K2 sont appliquées aux entrées de deux compteurs en anneau à trois étages respectifs. Les signaux de sortie d'un compteur en anneau sont les signaux 1X, 1Y et 1Z. Les signaux de sortie de l'autre compteur en anneau sont représentés par 2X, 2Y et 2Z. On obtient en sortie les courbes lX', lY', lZ', 2Z', 2Y' et 2X'. Il s'agit des courbes d'entrainement de base pour rendre conductrices les unités de commutation de transfert de puissance pendant les tranches correspondant aux intervalles de temps t1. Comme indiqué précédemment, les impulsions F définissent les intervalles t2 au cours desquels les unités de commutation de "court-circuit" sont conductrices. Ces impulsions sont réparties en six trains d'impulsions distincts 81-86 de façon cyclique. Les courbes DW représentent les signaux d'entrainement tels qu'ils sont fournis a partir de 1X', 1Y', 1Z', 2Y', 2Z' et 81-83 combinés après distribution sur les commutateurs statiques bilatéraux, distincts, dans le cas d'une phase

de sortie à savoir le convertisseur CV1. La relation en-

tre les signaux d'entralnement et les unités de commuta-

tion est la suivante: X1 pour A1; Y1 pour B1; Z1 pour

C1; Y2 pour B2; t2 pour C2 et X2 pour A2.

Pour décrire complètement le fonctionne-

ment et la commande du système d'entraînement d'un moteur

à induction a changeur UFC selon l'art antérieur, par rap-

port à la présente invention, on utilisera la description

des brevets U.S 3 479 447 et 3 493 838.

La commande classique d'un changeur de

fréquence non limité a été réalisée en utilisant des con-

vertisseurs triphasés du type pont, des commutateurs sta-

tiques bilatéraux et des circuits de distribution isolés

dans le changeur UFC de l'art antérieur selon les figu-

res 7, 15 et 17 des brevets U.S rappelés ci-dessus. Les conditions de fonction de base des circuits de commande du changeur UFC proposé et du changeur UFC selon l'art

antérieur sont identiques quant à la commande de la fré-

quence de sortie telle qu'elle est définie par une ten-

sion de référence externe, la commande de la tension de

sortie en fonction de la fréquence de sortie (une condi-

tion pour l'application à un circuit d'entraînement d'un moteur à courant alternatif) la commande de la période totale de conduction t1 de chaque cadre de temps de base

T pour obtenir l'amplitude requise de la composante fon-

damentale des courbes de tension de sortie et la généra-

tion des séquences de schéma de commutation UFC répétitif

à la figure 4.

L'invention concerne un nouveau procédé

de commande dans lequel on augmente la fréquence en-des-

sous d'une limite prédéterminée, on abandonne le mode de

commande classique et on utilise un second mode pour géné-

rer une enveloppe de forme trapézoïdale, cette forme tra-

pézoidale étadt le cas échéant choisie de plus en plus pour s'adapter à l'approche d'une enveloppe de forme rectangulaire.

Le principe fondamental du procédé de com-

mande proposé est représenté aux figures 8 et 8B. Selon ce procédé, le train d'impulsions P1 qui détermine la fréquence f de la tension de sortie V0 est dérivé de

l'intersection d'une rampe linéaire ou "courbe de réfé-

rence de fréquence" RO, par un jeu de rampes linéaires

dites "courbes de temps" RAB, RAC, RBC, RBA, RCA et RCB.

Les courbes de rampe de temps ont une fréquence de répéti-

tion égale à 2fI (fI est la fréquence d'alimentation d'en-

trée) et sont décalées l'une par rapport à l'autre de 60 électriques mesurée à la fréquence angulaire de I = 2' fI. La fréquence de la rampe de référence R0 est

une fréquence de répétition égale à 2f0 (f0 est la fré-

quence de sortie souhaitée).

Pour utiliser de telles rampes pour obte-

nir un train d'impulsions P1 qui, selon l'enseignement de l'art antérieur, a une fréquence de répétition paire, de façon générer une courbe de sortie UFC sinusoïdale, il suffit que la rampe de référence de fréquence et le maximum de la rampe de temps soient approximativement au

même niveau que cela est représenté à la figure 8A.

Selon la présente invention, on utilise

les rampes pour générer un train d'impulsions de fréquen-

ces différentes au cours du cycle de la courbe de sortie.

Pour le procédé de commande proposé à cet effet, on défi-

nit une relation de phase appropriée entre les courbes de temps de rampe et les courbes de tension d'alimentation d'entrée alternatives, correspondantes. De plus, on fait varier la rampe de fréquence de référence R0 de façon que son amplitude dépasse le maximum des courbes de temps de rampe comme cela est indiqué en pointillés aux figures 8B, 9 et 10. Selon le mode de réalisation préférentiel, les courbes de temps de rampe (RAB, RAC...) sont décalées par rapport au point de passage à zéro des courbes de tension d'alimentation d'entrée correspondantes (VAB, VAC.. .) de degrés électriques (cet angle est mesuré à la fréquence angulaire des courbes de tension d'entrée); ainsi RAB est

en retard par rapport à VAB; RAC est en retard par rap-

port à VAC; etc, d'un retard chaque fois égal à 60

degrés électriques comme cela est indiqué à la figure 8A.

En d'autres termes, les maxima des courbes de temps de rampe coincident avec l'instant du point de commutation

naturel entre les courbes consécutives VAB, VAC....

Comme représenté par la figure 8B, on peut générer une courbe de sortie ayant une enveloppe de forme trapézoidale en augmentant simplement le maximum

de la rampe de référence de fréquence R0 au-dessus du ni-

veau maximum des rampes de temps. Plus importants seront les maxima de la rampe de référence par rapport aux maxima des rampes de temps et plus cela augmentera la fréquence des impulsions P1 au cours de la période dans laquelle la rampe de référence R0 coupe une succession de rampes de temps (parties aa', bb', cd...). En effet entre de telles périodes, alors que la rampe de référence de fré- quence atteint une amplitude qui est supérieure au niveau maximum des courbes de rampe de temps, les impulsions P sont générées aux instants initiaux des rampes de temps, comme si la rampe de fréquence était "verrouillée" sur

une amplitude légèrement inférieure à ce niveau maximum.

C'est pourquoi, les impulsions P1 sont générées à une fréquence correspondant à des intervalles réguliers de degrés des points de commutation naturels des courbes de tension d'entrée (VAB, VBC...). Dans ce montage, la fréquence du train d'impulsions P1 varie entre une valeur maximale déterminée par la pente de la rampe de référence jusqu'à une valeur minimale qui est égale à six fois la

fréquence d'alimentation d'entrée.

La figure 9 montre le fait que pour une fréquence de sortie donnée (fo0 = fI), l'enveloppe de la courbe trapézoïdale de la tension de sortie est voisine d'une onde rectangulaire et en conséquence l'amplitude de la composante fondamentale augmente suivant la pente

de la rampe de fréquence de référence alors que sa fré-

quence de répétition (prise d'un maximum à l'autre) reste

la même.

Il apparait que le système de commande selon l'invention pour un circuit d'entralnement d'un moteur, de type UFC donne une commande de tension et de fréquence analogue à celle de l'art antérieur dans la mesure o la fréquence de sortie est inférieure à une

valeur choisie. La tension de sortie fondamentale aug-

mente approximativement proportionnellement à la fréquen-

ce de sortie jusqu'à une valeur maximale comme cela est

réalisable avec le changeur UFC de l'art antérieur c'est-

à-dire l'obtention d'une courbe de tension de sortie avec

une enveloppe sinusoidale. Au-dessus de la fréquence choi-

sie, la composante fondamentale de la tension de sortie peut être augmentée en formant une courbe de tension de sortie ayant une enveloppe trapézoidale. Cette dernière

se rapproche de plus en plus 'd'une forme de courbe rectan-

gulaire lorsque la fréquence de sortie se rapproche de sa

valeur de fonctionnement maximale.

La manière de réaliser cette commande est représentée par les courbes de la figure 10. Les courbes de la figure 10 montrent que jusqu'à l'instant ti, la tension de sortie est commandée proportionnellement à la fréquence de sortie suivant la technique de variation de la largeur des impulsions décrite dans les brevets U.S rappelés ci-dessus à savoir jusqu'à ce que la fréquence de sortie atteigne une valeur choisie par exemple fO = fI. Au-dessus de cette fréquence c'est-à-dire après l'instant ti, la composante fondamentale de la courbe de

tension de sortie est augmentée par le procédé selon l'in-

vention c'est-à-dire en changeant la pente de la rampe de fréquence de référence R0 de façon à générer une courbe de

sortie ayant une enveloppe trapézoïdale.

Une réalisation possible du système de commande proposé, est représentée par le schéma-bloc de la figure 11. Selon cette figure, on dérive sur la ligne 108 un ensemble de courbes de rampe de temps RAB, RAC, RBC, RBA, RCA, RCB à partir du générateur 110 qui reçoit trois tensions d'alimentation d'entrée VAB, VAC, VCA (lignes 101, 102, 103). Les rampes sont comparées à la rampe de

fréquence de référence RO de la ligne 109 par un généra-

teur de rampe de fréquence de référence 111. La rampe RO0 a une fréquence et une amplitude variables. La rampe de fréquence de référence RO0 de la ligne 109 est comparée aux rampes de temps par le comparateur 120 de façon à générer un signal de sortie sur la ligne 112 lors de l'arrivée critique de deux rampes instantanées fournies en sortie

sur les lignes 108 et 109 et qui se coupent l'une l'autre.

Cet événement est détecté sur la ligne 112 et le signal est appliqué à un circuit de différentiation 121. Par la ligne 114, la diode de redressement D1, le signal est en- voyé sous la forme d'un train d'impulsions P1 qui eomme

cela découle des brevets U.S mentionnés ci-dessus comman-

de la fréquence de sortie du convertisseur UFC. Un second train d'impulsions P2 commande la tension de sortie du changeur UFC dérivée sur la ligne 117 d'un circuit de retard réglable 125 en fonction du train d'impulsions P

de la ligne 115. Cela est également décrit dans les bre-

vets U.S mentionnés ci-dessus.

La figure 12 montre une réalisation possi-

ble du générateur de courbes de rampe de temps 110. Son fonctionnement est représenté par les courbes (a)... (g)

de la figure 13.

La figure 12 montre le circuit pour géné-

rer les courbes de rampe de temps (RAB, RBA, pour les

polarités opposées) sur les lignes 139, 140 respectives.

La tension de phase VCA (courbe (a)de la figure 13) déri-

vée sur la ligne 103 est modifiée par le limiteur 131 en une courbe rectangulaire représentée par la courbe (b) de la figure 13. Par la ligne 132, un amplificateur à gain

unitaire AMP2 fournit à la ligne 136 la tension de pola-

rité opposée. L'intégrateur INT1 génère par la ligne 132 sur la ligne 135, le signal en dents de scie de la courbe (c) qui apparaît également sur la ligne 137 alors que l'amplificateur à gain unitaire AMP1 fournit en sortie

sur la ligne 138, la tension de polarité opposée repré-

sentée par la courbe (d) à la figure 13. Des commutateurs analogiques SW1, SW2 choisissent une polarité des signaux arrivant sur les lignes 138 et 137 respectives du fait du signal de commande de la ligne 132 par la ligne 134 sur SW1 pour une polarité et le signal de commande de la ligne 136 et de l'amplificateur AMP2 pour SW2, pour l'autre polarité. Ainsi, la courbe (c) est fournie en sortie sur la ligne 140 par SW2 alors que la courbe (d) est fournie en sortie sur la ligne 139 SW1 pour les rampes prévues -RBA et RAB. Les mêmes explications peuvent être faites pour l'obtention des rampes -RBC et -RCB en relation avec VAB ainsi que pour l'obtention des rampes -RCA et -RAC pour la tension VBC. Toutes les rampes sont fournies en entrée à un amplificateur-additionneur SA qui génère la succession des rampes RBc, RBA, RCA... représentées par

les courbes (g) à la figure 13., sur la ligne 108.

La ligne 132 et la ligne 136 dérivent par l'intermédiaire des lignes 106 et 107 respectivement les tensions +A et -A appliquées au générateur de courbes de

rampe de référence (figures 11 et 14).

La figure 14 montre en détail une réalisa-

tion possible d'un générateur de courbes de fréquence de référence 111. Le générateur peut travailler soit en mode sinusoidal (comme à la figure 8A) ou en mode trapézoidal (figure 8B). Les lignes 106 et 107 sont reliées à l'entrée d'un redresseur RCT donnant ainsi une tension +E A sur la ligne 151 pour les deux polarités. Le signal de tension est appliqué en entrée à un amplificateur à gain unitaire AMP5 donnant en sortie (ligne 152, jonction 32) le signal -EA. A la tension -EA, on ajoute la tension -E de la ligne 166 et un rhéostat RH1 est interposé entre la ligne 153 de la jonction 32 de façon que la ligne 166 donne sur la ligne 105 une tension choisie -(EA+kE), relation dans laquelle k peut varier entre zéro (mode sinusoidal) et une valeur allant jusqu'à k=l (mode trapézoidal). A partir de la ligne 105, un signal -(EA+kE) est appliqué par un amplificateur-inverseur AMP3 donnant la polarité opposée

sur la ligne 161.

La ligne 161 est appliquée à un autre amplificateur-inverseur AMP4 sur la ligne 162; de la

ligne 161, le signal passe à la ligne 167 par l'intermé-

diaire d'un rhéostat RH2. Un intégrateur INT2 mis en oeu-

vre soit par la ligne 162, soit par la ligne 167 (suivant la polarité instantanée) donne à la sortie (Jonction 37) une courbe (a) analogue à un signal de rampe si k0=O (mode

sinusoidal) ou une courbe (d) si 0< k <1 (mode trapézoïdal).

L'entrée de remise à l'état initial de l'intégrateur

répond sur la ligne 164 au changement de polarité du com-

parateur CMP qui compare le signal de la jonction 36 et de la jonction 34 maintenant ainsi la valeur maximale

requise + EA de la courbe (a) ou + (EA+kE) des courbes (d).

Le caractère rectangulaire est réglé par le rhéostat RH1

et la fréquence de la rampe est fixée par le rhéostat RH2.

Pour une polarité, la tension -EA est appliquée par la jonction 32 à la ligne 154 et de là à la

diode de verrouillage D2; pour l'autre polarité (en pas-

sant par l'amplificateur à gain unitaire AMP6) la tension de verrouillage + EA est appliquée par les lignes 155 et

156 à la diode de verrouillage D3. Il en résulte que cha-

que fois que la tension à la jonction 34 est appliquée

par la ligne 158 à la jonction 33 du coté opposé des dio-

des de verrouillage D2, D3, elle tend à dépasser EA cdomme cela est représenté par les courbes (d) de la figure 15 et la rampe est verrouillée sur le niveau EA comme cela est représenté par les courbes (f) . Cela correspond à la tension utilisée pour couper les courbes de temps. Ainsi, à partir de la jonction 33, les rampes tronquées sont appliquées à l'amplificateur à gain unitaire AMP7 et les signaux sont sortis sur la ligne 109 (figure 11) pour

obtenir le train d'impulsions P1 des figures 8A et 8B.

En changeant la valeur de k, et la fréquence, on peut com-

mander le mode trapézoidal comme cela est représenté aux

figures 9 et 10.

Il apparaît que pour une courbe de tension de sortie avec une enveloppe sinuzoidale que l'amplitude de la rampe de référence et celle des rampes de temps sont maintenues approximativement égales. Cela est réalisé en dérivant la rampe de référence à partir d'une tension continue EA égale à la valeur maximale des courbes de rampe de temps (le réglage du caractère rectangulaire est

nul). Pour les courbes de tension de sortie ayant une en-

veloppe trapézoidale, la tension continue réglable kE (05 k l) est additionnée à la tension EA, ce qui augmente

l'amplitude de la rampe du générateur au-dessus des ram-

pes de temps. Pour avoir l'intersection avec les rampes

de temps, on verrouille l'amplitude de la rampe de réfé-

rence, réelle avec deux diodes D2, D3 sur les niveaux de

tension EA et -EA.

Il est à remarquer que pour générer un ensemble de trois courbes de tension de sortie, identiques,

avec une enveloppe trapézoidale par un changeur UFC tri-

phasé, il faut trois rampes de référence de fréquence R0

déphasées de 120 degrés électriques. Ces rampes de réfé-

rence sont alors comparées à un ensemble commun de courbes de rampe de temps lorsqu'on génère le train d'impulsions P1, requis, pour chacun des trois circuits de puissance UFC, chacun assurant l'alimentation de l'une des trois

phases du moteur. Les trois rampes de fréquence de réfé-

rence peuvent être fournies par trois circuits identiques

comme celui de la figure 14. Toutefois, les trois cir-

cuits doivent être synchronisés l'un sur l'autre pour ob-

tenir le déphasage voulu de 120 . Cela est réalisé par des signaux de porte adéquats appliqués par des lignes telles que la ligne 163 à l'entrée de synchronisation des intégrateurs susceptibles d'être remise à zéro (INT2) pour démarrer les trois circuits-générateurs de rampe

dans l'ordre et avec le déphasage voulus.

IDENTIFICATION DES REFERENCES NUMERIQUES UTILISEES DANS

*LES DESSINS:

LEGENDE REFERENCE FIGURE

GENERATEUR DE LA COURBE DE LA RAMPE

DE TEMPS 110 il

GENERATEUR DE LA COURBE DE LA RAMPE

DE REFERENCE 111 1l COMPARATEUR 120 il CIRCUIT DIFFERENTIATEUR 121 il CIRCUIT DE RETARD REGLABLE 125 il

LIMITEUR 131 12

Claims (3)

REVENDICATIONS

1 ) Changeur de fréquence non limité (UFC)

susceptible de travailler en mode sinuzoldal pour conver-

tir une tension alternative d'entrée polyphasée sinuzol-

dale d'une fréquence prédéterminée en une tension alter- native de sortie polyphasée sinuzoidale de fréquence réglable, utilisant un générateur d'impulsions travaillant

en mode sinuzoldal pour générer des impulsions de com-

mande à la fréquence choisie déterminant la fréquence de sortie, changeur caractérisé en ce que le générateur (o10) d'impulsions comprend un premier moyen pour générer un

ensemble de rampes de temps représentant les angles élec-

triques des différentes tensions de phase de l'alimenta-

tion alternative d'entrée, sinuzoidale et un second moyen (111) pour générer une rampe de fréquence de référence de pente choisie, cette rampe de référence coupant les rampes de

tension successivement pour donner les impulsions de com-

mande à une fréquence dépendant de la pente choisie, les rampes de temps et la rampe de référence ayant la même tension maximale prédéterminée lorsque le changeur (UFC) est en mode sinuzoldal et la rampe de référence ayant une tension maximale réglée dépassant la tension maximale prédéterminée, le changeur (UFC) travaillant

dans un mode pour lequel la tension alternative polypha-

sée de sortie est de forme trapézoidale.

2 ) Changeur (UFC) selon la revendication

1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour augmen-

ter la tension maximale de la rampe de référence au-delà

de la tension maximale prédéterminée par rapport à l'ali-

mentation alternative lorsqu'on atteint une fréquence prédéterminée. ) Changeur (UFC) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour modifier la pente de la rampe de référence en mode sinuzoldal et

en mode trapézoïdal.

) Changeur (UFC) selon la revendication

3, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de verrouil-

lage travaillant sur la rampe de référence lorsqu'elle dépasse la tension maximale prédéterminée, les impulsions de commande étant générées à une fréquence déterminée par l'arrivée des points de commutation naturelle successifs

des tensions de phase d'entrée lorsque la courbe de réfé-

rence dépasse la tension maximale prédéterminée de façon

à maintenir la tension maximale pour l'alimentation alter-

native de sortie.

) Changeur (UFC) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rampe de référence est réglée

quant à sa fréquence et à son maximum.