FR2951836A1 - Semi-active/passive power factor correction device for rectifying power factor between power supply and e.g. capacitor, has interruptor whose closing is triggered when potential difference or current exceeds voltage or intensity threshold - Google Patents

Abstract

The device (1) has input terminals connected to a power supply (2), and output terminals connected to a load (3). An inductor or capacitor (71) in series with an automatic switching interruptor (80) i.e. autonomous static or electronic interruptor, is provided on a branch connecting the output terminals placed in parallel to the load and the power supply. Closing of the interruptor is triggerred when potential difference between electrodes of the switch exceeds a preset voltage threshold or when current traveling the electrodes exceeds a preset intensity threshold.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif de correction du facteur de puissance destiné au redressement du facteur de puissance entre une alimentation électrique et une charge. Elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif destiné au redressement du facteur de puissance entre une alimentation électrique du type réseau triphasé ou monophasé d'alimentation électrique et une charge du type inductive, telle qu'un appareil ou une machine à induction, ou du type capacitive, telle que des condensateurs en parallèle sur le réseau ou des capacités de câbles électriques. The present invention relates to a power factor correction device for rectifying the power factor between a power supply and a load. It relates more particularly to a device for the recovery of the power factor between a power supply type three-phase network or single-phase power supply and a load of the inductive type, such as a device or an induction machine, or type capacitive, such as capacitors in parallel on the network or capacitances of electric cables.

Les appareils et machines à induction, autrement dit générateurs de champs électromagnétiques, convertissent l'énergie électrique fournie par le réseau triphasé d'alimentation en énergie mécanique (travail) et en énergie calorifique (pertes). Cette énergie électrique, mesurée par des wattmètres en kWh, est généralement appelée « énergie active ». Induction apparatus and machines, in other words generators of electromagnetic fields, convert the electrical energy supplied by the three-phase supply network into mechanical energy (work) and heat energy (losses). This electrical energy, measured by wattmeters in kWh, is generally called "active energy".

Afin de réaliser cette conversion, des circuits magnétiques des appareils et machines à induction créent des champs électromagnétiques, et ces champs électromagnétiques sont associés à une autre forme d'énergie à fournir par le réseau triphasé d'alimentation appelée « énergie réactive ». En effet, deux fois par cycle du réseau triphasé d'alimentation, ces circuits magnétiques absorbent de l'énergie du réseau, à l'établissement des champs magnétiques, et restituent cette énergie au réseau, à l'extinction des champs magnétiques. Un phénomène similaire d'absorption/restitution se produit avec des éléments capacitifs en parallèle sur le réseau, telles que capacités des câbles ou des batteries de condensateurs, avec un stockage électrostatique de l'énergie. Les cycles de charge et de décharge des circuits capacitifs se font d'une manière identique à ceux des circuits inductifs décrits ci-dessus, mais le courant d'un circuit capacitif circule vers la source en complète opposition de phase avec celui d'un circuit inductif. Cette caractéristique est la base sur laquelle est établie la correction du facteur de puissance. Les courants réactifs présentent de nombreux inconvénients tels que causer des pertes dans le réseau de transport et de distribution de l'énergie et causer l'échauffement des conducteurs. En pratique les composantes réactives des courants des charges dans un réseau sont toujours inductives et, de plus, les impédances des réseaux de transport et de distribution sont à prédominance réactive de type inductif. La somme de tous ces courants inductifs circulant dans une réactance inductive engendre classiquement des conditions possibles pour la chute de tension, c'est à dire en opposition de phase complète avec le système de tensions. Pour éviter ces perte et chute de tension dans le réseau de transport, les distributeurs d'énergie électrique réduisent la valeur du courant réactif le plus possible. Les courants réactifs capacitifs produisent l'effet inverse sur les tensions : ils produisent des élévations de tension dans les réseaux de distribution. Tous les récepteurs ou charges fonctionnant en courant alternatif et qui comportent des circuits électromagnétiques ou des enroulements couplés magnétiquement, consomment plus ou moins des courants réactifs pour créer les flux magnétiques. Les plus communs de ces récepteurs sont les transformateurs (et les réactances), les moteurs et les lampes à décharge (avec ballasts magnétiques). In order to achieve this conversion, magnetic circuits of induction apparatus and machines create electromagnetic fields, and these electromagnetic fields are associated with another form of energy to be supplied by the three-phase supply network called "reactive energy". Indeed, twice per cycle of the three-phase supply network, these magnetic circuits absorb energy from the network, the establishment of magnetic fields, and restore this energy to the network, the extinction of magnetic fields. A similar phenomenon of absorption / rendering occurs with capacitive elements in parallel on the network, such as capacitances of the cables or capacitor banks, with electrostatic storage of energy. The charge and discharge cycles of the capacitive circuits are identical to those of the inductive circuits described above, but the current of a capacitive circuit flows towards the source in complete opposition of phase with that of a circuit inductive. This characteristic is the basis on which the power factor correction is established. Reactive currents have many disadvantages such as causing losses in the transmission and distribution network of energy and causing the heating of the conductors. In practice, the reactive components of the charge currents in a network are always inductive and, moreover, the impedances of the transmission and distribution networks are predominantly reactive of the inductive type. The sum of all these inductive currents flowing in an inductive reactance classically generates possible conditions for the voltage drop, that is to say in full phase opposition with the voltage system. To avoid this loss and voltage drop in the transmission system, electrical power distributors reduce the value of the reactive current as much as possible. Capacitive reactive currents produce the opposite effect on voltages: they produce voltage rises in the distribution networks. All receivers or loads operating in alternating current and which comprise electromagnetic circuits or magnetically coupled windings, consume more or less reactive currents to create the magnetic fluxes. The most common of these receivers are transformers (and reactors), motors and discharge lamps (with magnetic ballasts).

Pour les moteurs asynchrones et les transformateurs, la quantité d'énergie réactive Q consommée est sensiblement constante, de sortie que le ratio P/Q entre la quantité d'énergie active P et la quantité d'énergie réactive Q dépend uniquement de cette quantité d'énergie active P transformée. En conséquence, le ration P/Q peut aller de 20% à vide jusqu'à plus de 100% en pleine charge. Le facteur de puissance PF correspond au rapport entre la puissance active P (en kW) et la puissance apparente S (en kVA). Le facteur de puissance PF d'une charge qui peut être un seul récepteur, ou un ensemble de récepteurs (par exemple, une installation électrique complète), est ainsi donné par le rapport P/S soit des kW divisés par des kVA à un instant donné, soit: PF = PIS La plage des valeurs du facteur de puissance est fixée entre 0 et 1. Par exemple, si les courants et les tensions sont parfaitement sinusoïdaux, le facteur de puissance PF est égal au coscp. For asynchronous motors and transformers, the amount of reactive energy Q consumed is substantially constant, the output that the ratio P / Q between the amount of active energy P and the amount of reactive energy Q depends solely on this amount of energy. active energy P transformed. As a result, the P / Q ration can range from 20% empty to more than 100% full load. The power factor PF corresponds to the ratio between the active power P (in kW) and the apparent power S (in kVA). The power factor PF of a load that can be a single receiver, or a set of receivers (for example, a complete electrical installation), is thus given by the P / S ratio, ie kW divided by kVA at one instant. given, ie: PF = PIS The power factor value range is set between 0 and 1. For example, if the currents and voltages are perfectly sinusoidal, the power factor PF is equal to coscp.

Afin de limiter le transport du courant au strict minimum et de maximiser l'efficacité du transport d'énergie, il est classique d'employer des dispositifs de correction du facteur de puissance ou PFC pour « Power Factor Control », destinés au redressement du facteur de puissance entre l'alimentation électrique et la charge, que cette dernière soit inductive ou capacitive. In order to limit the current transport to a minimum and maximize the efficiency of power transmission, it is conventional to use power factor correction devices or PFCs for "Power Factor Control", for the recovery of the factor power between the power supply and the load, whether the load is inductive or capacitive.

Le redressement du facteur de puissance dans les installations électriques est généralement assuré par un ou plusieurs dispositifs distincts connectés en parallèle des installations ou charges. Un premier dispositif de correction du facteur de puissance consiste en un compensateur synchrone. Les compensateurs synchrones sont des machines synchrones surexcitées au niveau de l'inducteur de sorte à compenser la puissance réactive d'un réseau ou d'une partie de celui-ci. Un tel dispositif, particulièrement coûteux, est réservé aux fortes puissances installées. The power factor recovery in electrical installations is generally provided by one or more separate devices connected in parallel with the installations or loads. A first power factor correction device consists of a synchronous compensator. Synchronous compensators are synchronous machines overexcited at the inductor so as to compensate the reactive power of a network or a part thereof. Such a device, particularly expensive, is reserved for high power installed.

Un deuxième dispositif de correction du facteur de puissance, classiquement appelé PFC passif, consiste en un filtre passif LC. Les filtres passifs LC associent des éléments inductifs et capacitifs de sorte à compenser la puissance réactive d'un réseau ou d'une partie de celui-ci. Leurs inconvénients majeurs sont leur non-adaptabilité et leur dimensionnement en rapport à la puissance de l'installation. Un filtre passif LC forme en effet un système coûteux, encombrant et lourd car ils comportent généralement une bobine devant avoir une certaine valeur d'inductance sous une fréquence de 50 Hz. Le comportement dynamique des filtres passifs LC est en outre limité car son efficacité dépend de la charge. En règle générale, le facteur de puissance s'effondre au fur et à mesure que l'installation demande de la puissance car cela introduit de plus en plus de déphasage sur le courant, malgré la réduction d'intensité des harmoniques. Des équipements de régulation automatique par contacteur et batteries de condensateurs permettent éventuellement un ajustement continu aux besoins de l'installation. A second power factor correction device, conventionally called passive PFC, consists of a passive LC filter. LC passive filters combine inductive and capacitive elements to compensate for the reactive power of a network or a part of it. Their major drawbacks are their non-adaptability and their size in relation to the power of the installation. A passive filter LC forms an expensive system, cumbersome and heavy because they generally include a coil to have a certain value of inductance at a frequency of 50 Hz. The dynamic behavior of the passive filters LC is further limited because its effectiveness depends of the charge. In general, the power factor collapses as the installation requires power because it introduces more and more phase shift on the current, despite the harmonic intensity reduction. Automatic control equipment by contactor and capacitor banks allow a continuous adjustment to the needs of the installation.

U n troisième dispositif de correction du facteur de puissance, classiquement appelé PFC actif, est réalisé à partir de semi-conducteurs. Les PFC actifs sont généralement composés d'un onduleur associé à une charge réactive du type capacitive ou inductive. De puissance active nulle, les PFC actifs assurent une injection de courant dans les lignes du réseau capable de neutraliser la partie « réactive » de ce courant. Cependant, un PFC actif est un dispositif complexe et relativement coûteux car nécessitant au moins un microcontrôleur, microprocesseur, ou autre système du type DSP FPGA, etc. L'emploi de ces PFC actifs se limite généralement à des charges ou installations de puissances conséquentes. A third power factor correction device, conventionally called active PFC, is made from semiconductors. Active PFCs are generally composed of an inverter associated with a reactive load of the capacitive or inductive type. With active power zero, the active PFCs provide an injection of current into the lines of the network capable of neutralizing the "reactive" part of this current. However, an active PFC is a complex and relatively expensive device because it requires at least one microcontroller, microprocessor, or other system of the DSP FPGA type, etc. The use of these active PFCs is generally limited to loads or installations of significant powers.

Un quatrième dispositif de correction du facteur de puissance consiste en l'association d'un PFC actif et PFC passif ou filtre passif LC. Il s'agit alors d'un filtre hybride capable de corriger le facteur de puissance mais aussi de contrôler la pollution harmonique circulant sur le réseau. La présente invention a notamment pour but de résoudre en tout ou partie les inconvénients mentionnés ci-dessus, en proposant un dispositif de correction du facteur de puissance du type semi-actif ou semi-passif, c'est-à-dire se positionnant entre les dispositifs purement passifs (PFC passif) et les dispositifs purement actifs (PFC actif), qui associe de bonnes performances en terme de redressement du facteur de puissance à une simplicité de réalisation, un coût réduit et un dimensionnement des éléments passifs qui ne soit plus en puissance mais en énergie, ce qui laisserait alors plus de latitude sur le choix de ces éléments passifs. A cet effet, elle propose un dispositif de correction du facteur de puissance destiné au redressement du facteur de puissance entre une alimentation électrique et une charge, ledit dispositif comportant deux bornes d'entrée destinées à être connectées à l'alimentation électrique et deux bornes de sortie destinées à être connectées à la charge, remarquable en ce qu'il comporte, sur une première branche reliant les deux bornes de sortie afin d'être disposée en parallèle de la charge et de l'alimentation électrique, au moins un élément passif du type inductance ou condensateur en série avec un premier interrupteur à commutation automatique, du type interrupteur statique ou interrupteur électronique autonome, dont la fermeture est déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes dudit premier interrupteur passe par un seuil de tension prédéterminé ou lorsque le courant qui parcourt les électrodes dudit premier interrupteur passe par un seuil d'intensité prédéterminé. Le dispositif conforme à l'invention constitue une alternative avantageuse qui se positionne les dispositifs purement passifs (PFC passif) et les dispositifs purement actifs (PFC actif). Du fait de son architecture incorporant un élément passif à un interrupteur statique ou électronique autonome, ce dispositif présente les avantages suivants : simplicité de construction, coût réduit car limité à des éléments peu complexes, dimensionnement des éléments actifs indépendant de la puissance active transitée permettant ainsi un gain de place conséquent. Un tel dispositif est parfaitement adapté au marché domestique de 35 grande diffusion dont les normes électriques sont sur le point de devenir, pour des raisons environnementales, plus contraignantes en termes de qualité réseau pour des charges de puissance inférieure à 70 Watts. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, le dispositif comprend en outre, sur une seconde branche reliant une borne d'entrée et une borne de sortie afin d'être disposée en série avec l'alimentation électrique et la charge, un second interrupteur à commutation automatique, du type interrupteur statique ou interrupteur électronique autonome, dont la fermeture est déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes dudit second interrupteur passe par un seuil de tension prédéterminé ou lorsque le courant qui parcourt les électrodes dudit second interrupteur passe par un seuil d'intensité prédéterminé. Dans cette réalisation, le dispositif offre un fonctionnement particulièrement efficace pour redresser le facteur de puissance, tout en restant simple et peu coûteux. A fourth power factor correction device consists of the combination of an active PFC and passive PFC or passive LC filter. It is then a hybrid filter capable of correcting the power factor but also to control the harmonic pollution circulating on the network. The present invention is intended in particular to solve all or part of the disadvantages mentioned above, by proposing a device for correcting the power factor of the semi-active or semi-passive type, that is to say, positioning itself between purely passive devices (passive PFC) and purely active devices (active PFC), which combines good performance in terms of power factor recovery with simplicity of implementation, reduced cost and dimensioning of passive elements that is no longer in power but in energy, which would then leave more latitude on the choice of these passive elements. For this purpose, it proposes a power factor correction device for rectifying the power factor between a power supply and a load, said device comprising two input terminals intended to be connected to the power supply and two terminals of output intended to be connected to the load, remarkable in that it comprises, on a first branch connecting the two output terminals to be arranged in parallel with the load and the power supply, at least one passive element of the inductance type or capacitor in series with a first switch with automatic switching, of the static switch type or autonomous electronic switch, whose closing is triggered when the potential difference between the electrodes of said first switch goes through a predetermined voltage threshold or when the current which runs through the electrodes of said first switch passes through a threshold l of predetermined intensity. The device according to the invention is an advantageous alternative which is positioned purely passive devices (passive PFC) and purely active devices (active PFC). Because of its architecture incorporating a passive element with a static or electronic autonomous switch, this device has the following advantages: simplicity of construction, reduced cost because limited to elements not complex, dimensioning of the active elements independent of the active power transited thus allowing a consequent space saving. Such a device is perfectly suited to the large-scale domestic market whose electrical standards are about to become, for environmental reasons, more stringent in terms of network quality for loads of power below 70 Watts. In an advantageous embodiment of the invention, the device further comprises, on a second branch connecting an input terminal and an output terminal to be arranged in series with the power supply and the load, a second switch to automatic switching, of the static switch or autonomous electronic switch type, the closure of which is triggered when the potential difference between the electrodes of said second switch goes through a predetermined voltage threshold or when the current flowing through the electrodes of said second switch passes through a threshold of predetermined intensity. In this embodiment, the device offers a particularly efficient operation for straightening the power factor, while remaining simple and inexpensive.

Dans le domaine électronique, on connaît une vaste variété d'interrupteurs statiques ou d'interrupteurs électroniques autonomes parmi lesquelles l'homme du métier sait choisir la structure qui convient pour l'application et le but recherché. Par exemple, l'homme du métier peut choisir, de façon non limitative, parmi les interrupteurs statiques ou électroniques autonomes décrits dans les documents suivants : WO 2007/063194 Al, EP0534866A1, FR2680925A, FR2659810A1. Lorsque la charge est du type capacitif, l'élément passif est du type inductance et le premier interrupteur est conçu de manière à ce que sa fermeture soit déclenchée lorsque le courant qui parcourt les électrodes dudit premier interrupteur passe par un seuil d'intensité prédéterminé. Dans ce cas, le second interrupteur est conçu de manière à ce que sa fermeture soit déclenchée lorsque le courant qui parcourt les électrodes dudit second interrupteur passe par un seuil d'intensité prédéterminé. Lorsque la charge est du type inductif, l'élément passif est du type condensateur et le premier interrupteur est conçu de manière à ce que sa fermeture soit déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes dudit premier interrupteur passe par un seuil de tension prédéterminé. Dans ce cas, le second interrupteur est conçu de manière à ce que 35 sa fermeture soit déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes dudit second interrupteur passe par un seuil de tension prédéterminé. La présente invention concerne également les caractéristiques ci après : - la première branche est reliée directement aux deux bornes de sortie du dispositif ; - la première branche comporte seulement l'élément passif et le premier interrupteur ; - le second interrupteur est disposé sur la seconde branche entre la première 10 branche et l'une des bornes d'entrée du dispositif ; - la seconde branche comporte seulement le second interrupteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, de plusieurs exemples de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures 15 annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique de l'implantation d'un dispositif de correction du facteur de puissance entre une alimentation électrique et une charge ; - les figures 2a et 2b sont des vues schématiques d'un premier et 20 deuxième dispositif de correction du facteur de puissance conforme à l'invention ; - les figures 3a et 3b sont des vues schématiques d'un troisième et quatrième dispositif de correction du facteur de puissance conforme à l'invention ; 25 - les figures 4a et 4b illustrent schématiquement un premier circuit comprenant une alimentation électrique, le premier dispositif de correction du facteur de puissance dans deux configurations distinctes, et une charge inductive ; - les figures 5a et 5b illustrent schématiquement un second circuit 30 comprenant une alimentation électrique, le troisième dispositif de correction du facteur de puissance dans deux configurations distinctes, et une charge inductive ; - la figure 6 illustre trois graphes de variation, en fonction du temps, de la tension d'alimentation Vs, du courant consommé par la charge Is et de la 35 puissance active Ps dans les circuits illustrées aux figures 4 et 5 ; - la figure 7a illustre schématiquement un circuit comprenant une alimentation électrique et un moteur asynchrone branché directement sur l'alimentation ; - la figure 7b illustre trois graphes de variation, en fonction du temps, de la tension d'alimentation Vs et du courant d'entrée Imas du moteur asynchrone dans le circuit de la figure 7a ; - la figure 8a illustre schématiquement un circuit similaire à celui de la figure 7a muni d'un dispositif de correction du facteur de puissance entre l'alimentation électrique et le moteur asynchrone ; - la figure 8b illustre trois graphes de variation, en fonction du temps, de la tension d'alimentation Vs, du courant consommé Is, de la tension d'entrée Vmas du moteur asynchrone, du courant d'entrée Imas du moteur asynchrone, de la tension de consigne Vcmd des interrupteurs du dispositif de correction du facteur de puissance, et de la puissance instantanée délivrée Ps dans le circuit de la figure 8a. En référence à la figure 1, le dispositif de correction 1 du facteur de puissance conforme à l'invention est destiné au redressement du facteur de puissance entre une alimentation électrique 2 et une charge 3. Le dispositif de correction 1 est destiné à être monté en parallèle de la charge 3 dont le facteur de puissance doit être relevé, et pour ce faire le dispositif de correction 1 comporte deux bornes d'entrée 41, 42 destinées à être connectées à l'alimentation électrique 2 et deux bornes de sortie 51, 52 destinées à être connectées à la charge 3. En référence aux figures 2a à 3b, le dispositif de correction 1 25 comporte les seules trois branches suivantes : - une première branche 61 reliant les deux bornes de sortie 51, 52 entre elles, de sorte que cette première branche 61 est disposée en parallèle de la charge 3 et de l'alimentation électrique 2 ; - une seconde branche 62 reliant une borne d'entrée 41 et une borne de 30 sortie 51 afin d'être disposée en série avec l'alimentation électrique et la charge ; et - une troisième branche 63 reliant l'autre borne d'entrée 42 et l'autre borne de sortie 52 afin d'être disposée en série avec l'alimentation électrique et la charge. 35 La première branche 61 relie les seconde 62 et troisième 63 branche entre elles. In the electronic field, there is a wide variety of static switches or autonomous electronic switches among which the skilled person knows how to choose the appropriate structure for the application and the purpose. For example, one skilled in the art can choose, without limitation, among the static or electronic autonomous switches described in the following documents: WO 2007/063194 A1, EP0534866A1, FR2680925A, FR2659810A1. When the load is of the capacitive type, the passive element is of the inductance type and the first switch is designed so that its closing is triggered when the current flowing through the electrodes of said first switch passes through a predetermined intensity threshold. In this case, the second switch is designed so that its closing is triggered when the current flowing through the electrodes of said second switch passes through a predetermined intensity threshold. When the load is of the inductive type, the passive element is of the capacitor type and the first switch is designed so that its closing is triggered when the potential difference between the electrodes of said first switch passes through a predetermined voltage threshold. In this case, the second switch is designed so that its closing is triggered when the potential difference between the electrodes of said second switch goes through a predetermined voltage threshold. The present invention also relates to the following features: the first branch is connected directly to the two output terminals of the device; the first branch comprises only the passive element and the first switch; the second switch is disposed on the second branch between the first branch and one of the input terminals of the device; the second branch comprises only the second switch. Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the following detailed description of several examples of non-limiting implementation, with reference to the appended figures in which: FIG. 1 is a diagrammatic view implementing a power factor correction device between a power supply and a load; FIGS. 2a and 2b are diagrammatic views of a first and second power factor correction device according to the invention; FIGS. 3a and 3b are diagrammatic views of a third and fourth power factor correction device according to the invention; FIGS. 4a and 4b schematically illustrate a first circuit comprising a power supply, the first power factor correction device in two distinct configurations, and an inductive load; - Figures 5a and 5b schematically illustrate a second circuit 30 comprising a power supply, the third power factor correction device in two different configurations, and an inductive load; FIG. 6 illustrates three graphs of variation, as a function of time, of the supply voltage Vs, of the current consumed by the load Is and of the active power Ps in the circuits illustrated in FIGS. 4 and 5; - Figure 7a schematically illustrates a circuit comprising a power supply and an asynchronous motor connected directly to the power supply; FIG. 7b illustrates three graphs of variation, as a function of time, of the supply voltage Vs and of the input current Imas of the asynchronous motor in the circuit of FIG. 7a; - Figure 8a schematically illustrates a circuit similar to that of Figure 7a provided with a power factor correction device between the power supply and the asynchronous motor; FIG. 8b illustrates three graphs of variation, as a function of time, of the supply voltage Vs, of the consumed current Is, of the input voltage Vmas of the asynchronous motor, of the input current Imas of the asynchronous motor, of the reference voltage Vcmd of the switches of the power factor correction device, and the instantaneous power delivered Ps in the circuit of FIG. 8a. With reference to FIG. 1, the correction device 1 of the power factor according to the invention is intended for rectifying the power factor between a power supply 2 and a load 3. The correction device 1 is intended to be mounted in accordance with FIG. parallel of the load 3 whose power factor must be raised, and to do this the correction device 1 comprises two input terminals 41, 42 intended to be connected to the power supply 2 and two output terminals 51, 52 intended to be connected to the load 3. With reference to FIGS. 2a to 3b, the correction device 1 comprises only the following three branches: a first branch 61 connecting the two output terminals 51, 52 to each other, so that this first branch 61 is arranged in parallel with the load 3 and the power supply 2; a second branch 62 connecting an input terminal 41 and an output terminal 51 so as to be arranged in series with the power supply and the load; and - a third branch 63 connecting the other input terminal 42 and the other output terminal 52 so as to be arranged in series with the power supply and the load. The first branch 61 connects the second 62 and third 63 branches between them.

En référence aux figures 2a à 3b, le dispositif de correction 1 comporte sur la première branche 61 les seuls deux éléments suivants mis en série : - un élément passif du type condensateur (élément passif capacitif) 71 pour 5 les figures 2a et 3a, ou du type inductance (élément passif inductif) 72 pour les figures 2b et 3b ; et - un premier interrupteur 80 à commutation automatique, du type interrupteur statique ou interrupteur électronique autonome, dont la fermeture est déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes 81, 82 du 10 premier interrupteur 80 passe par un seuil de tension prédéterminé ou lorsque le courant qui parcourt les électrodes 81, 82 du premier interrupteur 80 passe par un seuil d'intensité prédéterminé. Ainsi, l'élément passif 71, 72 et le premier interrupteur 80 en série sont disposés en parallèle de la charge 3 et de l'alimentation électrique 2. 15 Dans les modes de réalisation des figures 2a et 2b, le dispositif de correction 1 ne comprend pas d'autres éléments, de sorte que la seconde branche 62 relie directement la borne d'entrée 41 à la borne de sortie 51 et la troisième branche 63 relie directement l'autre borne d'entrée 42 à l'autre borne de sortie 52. 20 Dans les modes de réalisation des figures 3a et 3b, le dispositif de correction 1 comprend en outre, sur la seconde branche 62, un second interrupteur 90 à commutation automatique, du type interrupteur statique ou interrupteur électronique autonome, dont la fermeture est déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes 91, 92 du second interrupteur 90 25 passe par un seuil de tension prédéterminé ou lorsque le courant qui parcourt les électrodes 91 92 du second interrupteur 90 passe par un seuil d'intensité prédéterminé. Le second interrupteur 90 est disposé sur la seconde branche 62 entre la première branche 61 et la borne d'entrée 41, autrement dit entre 30 l'alimentation électrique 2 et la jonction entre la première branche 61 et la seconde branche 62. La seconde branche 62 comporte seulement ce second interrupteur 90, tandis que la troisième branche 63 relie directement la borne d'entrée 42 à la borne de sortie 52. Pour le choix de l'élément passif équipant la première branche 61, 35 il convient d'identifier la nature de la charge 3 dont le facteur de puissance doit être relevé. En fonction de celle-ci, deux variantes principales de l'élément passif sont possibles : - dans le cas d'une charge inductive, consommatrice de puissance réactive, telle que les machines électromagnétiques (machine asynchrones, synchrones,...) ou les transformateurs, il convient d'utiliser dans la première branche (ou branche parallèle) un élément passif du type capacitif 71, ainsi qu'illustré sur les figures 2a et 3a ; - dans le cas d'une charge capacitive, fournissant de la puissance réactive, telle que des actionneurs piézoélectriques ou une charge due à la capacité intrinsèque de certains types de câbles, il convient d'utiliser dans la première branche (ou branche parallèle) un élément passif du type inductif 72, ainsi qu'illustré sur les figures 2b et 3b. Pour le choix du premier interrupteur 80, et le chas échéant du second interrupteur 90, il convient également d'identifier la nature de la charge 3 dont le facteur de puissance doit être relevé. En fonction de celle-ci, deux variantes principales de l'élément passif sont possibles : - dans le cas d'une charge inductive, il convient que le premier interrupteur 80, et le cas échéant le second interrupteur 90, soit conçu de manière à ce que sa fermeture soit déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes dudit premier interrupteur passe par un seuil de tension prédéterminé ; - dans le cas d'une charge capacitive, il convient que le premier interrupteur 80, et le cas échéant le second interrupteur 90, soit conçu de manière à ce que sa fermeture soit déclenchée lorsque le courant qui parcourt ses électrodes passe par un seuil d'intensité prédéterminé. Les figures 4a et 4b illustrent un circuit avec une alimentation électrique 2, une charge inductive 3, et un dispositif de correction 1 similaire à celui décrit en figure 2a et mis en parallèle avec l'alimentation électrique 2 et la charge inductive 3 ; le premier interrupteur 80 étant ouvert (ou bloqué) dans la figure 4a et fermé (ou passant) dans la figure 4b. Le fonctionnement du dispositif de correction 1 dans les figures 4a et 4b est décrit ci-après en référence notamment à la figure 6, avec une alimentation électrique 2 du type réseau monophasé fournissant une tension d'alimentation Vs sinusoïdale de fréquence 50 Hz, comme visible en figure 6 sur le graphe de variation de la tension d'alimentation Vs. With reference to FIGS. 2a to 3b, the correction device 1 comprises on the first branch 61 the only two following elements placed in series: a passive element of the capacitor type (capacitive passive element) 71 for FIGS. 2a and 3a, or inductance type (inductive passive element) 72 for FIGS. 2b and 3b; and a first switch 80 with automatic switching, of the static switch or independent electronic switch type, whose closure is triggered when the potential difference between the electrodes 81, 82 of the first switch 80 passes through a predetermined voltage threshold or when the Current flowing through the electrodes 81, 82 of the first switch 80 passes through a predetermined intensity threshold. Thus, the passive element 71, 72 and the first switch 80 in series are arranged in parallel with the load 3 and the power supply 2. In the embodiments of FIGS. 2a and 2b, the correction device 1 comprises no other elements, so that the second branch 62 directly connects the input terminal 41 to the output terminal 51 and the third branch 63 directly connects the other input terminal 42 to the other output terminal 52. In the embodiments of FIGS. 3a and 3b, the correction device 1 further comprises, on the second branch 62, a second switch 90 with automatic switching, of the static switch or autonomous electronic switch type, the closure of which is triggered when the potential difference between the electrodes 91, 92 of the second switch 90 passes through a predetermined voltage threshold or when the current flowing through the electrodes 91 92 of the second switch 90 passes by a predetermined intensity threshold. The second switch 90 is arranged on the second branch 62 between the first branch 61 and the input terminal 41, in other words between the power supply 2 and the junction between the first branch 61 and the second branch 62. The second branch 62 includes only this second switch 90, while the third branch 63 directly connects the input terminal 42 to the output terminal 52. For the choice of the passive element equipping the first branch 61, 35 it is necessary to identify the nature of the load 3 whose power factor must be recorded. Depending on the latter, two main variants of the passive element are possible: - in the case of an inductive load, which consumes reactive power, such as electromagnetic machines (asynchronous machines, synchronous machines, etc.) or transformers, it is appropriate to use in the first branch (or parallel branch) a passive element of the capacitive type 71, as illustrated in Figures 2a and 3a; - in the case of a capacitive load supplying reactive power, such as piezoelectric actuators or a load due to the intrinsic capacity of certain types of cables, it is appropriate to use in the first branch (or parallel branch) a passive element of the inductive type 72, as illustrated in Figures 2b and 3b. For the choice of the first switch 80, and the appropriate one of the second switch 90, it is also necessary to identify the nature of the load 3 whose power factor must be raised. Depending on the latter, two main variants of the passive element are possible: - in the case of an inductive load, the first switch 80, and if necessary the second switch 90, should be designed in such a way that its closure is triggered when the potential difference between the electrodes of said first switch goes through a predetermined voltage threshold; - In the case of a capacitive load, it is appropriate that the first switch 80, and if necessary the second switch 90 is designed so that its closure is triggered when the current flowing through its electrodes passes through a threshold of predetermined intensity. Figures 4a and 4b illustrate a circuit with a power supply 2, an inductive load 3, and a correction device 1 similar to that described in Figure 2a and in parallel with the power supply 2 and the inductive load 3; the first switch 80 being open (or blocked) in Figure 4a and closed (or passing) in Figure 4b. The operation of the correction device 1 in FIGS. 4a and 4b is described below with reference in particular to FIG. 6, with a power supply 2 of the single-phase network type supplying a sinusoidal supply voltage Vs of frequency 50 Hz, as visible in figure 6 on the graph of variation of the supply voltage Vs.

Sans dispositif de correction, le courant consommé Is par la charge inductive 3 est naturellement en quadrature de phase arrière avec la tension d'alimentation Vs fixée par le réseau 2. Avec le dispositif de correction 1 des figures 4a et 4b, le premier interrupteur 80 est du type fermé sur tous les maximums ou minimums de tension de sorte que la tension s'inverse naturellement au passage du dispositif de correction 1 et rapidement du fait du circuit oscillant L-C mis en jeu entre la charge inductive 3 et l'élément passif capacitif 71 et ceci durant une demi période d'oscillation. Without a correction device, the current consumed Is by the inductive load 3 is naturally in quadrature with the supply voltage Vs fixed by the network 2. With the correction device 1 of FIGS. 4a and 4b, the first switch 80 is of the closed type on all maximums or minimums of voltage so that the voltage is reversed naturally at the passage of the correction device 1 and quickly because of the oscillating circuit LC put into play between the inductive load 3 and the capacitive passive element 71 and this during a half oscillation period.

Comme visible en figure 6 sur la courbe de variation du courant consommé Is par la charge inductive 3, le courant consommé Is se retrouve en phase avec la tension d'alimentation Vs, après une première période temps TO prédéterminée, et ce pour une seconde période temps Ti donnée. Autrement dit, pendant la première période de temps TO, le courant consommé Is par la charge inductive 3 est en quadrature de phase arrière avec la tension d'alimentation Vs fixée par le réseau 2 jusqu'à ce que, pendant le deuxième période de temps Ti, le courant consommé Is soit en phase avec la tension d'alimentation Vs. Par conséquent, vue de l'alimentation électrique 2 ou source, l'ensemble charge 3 et dispositif de correction 1 apparaît avec un facteur de puissance unitaire (la puissance active Ps étant positive comme visible en figure 6) pendant la deuxième période de temps Ti, au cours de laquelle le dispositif de correction 1 effectue ainsi le redressement du facteur de puissance entre l'alimentation électrique 2 et la charge inductive 3. Le composant d'inversion, c'est-à-dire celui de la première branche 61 du dispositif de correction 1, est calibré en fonction du courant maximum admissible et donc en énergie et non plus en terme de puissance. Pour une charge capacitive, le fonctionnement est identique avec cette fois le premier interrupteur 80 qui sera du type fermé sur tous les maximums ou minimums de courant de sorte que la tension s'inverse naturellement au passage du dispositif de correction 1 et rapidement du fait du circuit oscillant L-C mis en jeu entre la charge capacitive et l'élément passif inductif 72 et ceci durant une demi période d'oscillation Les figures 5a et 5b illustrent un circuit avec une alimentation électrique 2, une charge inductive 3, et un dispositif de correction 1 similaire à celui décrit en figure 3a et mis en parallèle avec l'alimentation électrique 2 et la charge inductive 3 ; le premier interrupteur 80 étant ouvert (ou bloqué) et le second interrupteur 90 étant fermé (ou passant) dans la figure 5a, et le premier interrupteur 80 étant fermé (ou passant) et le second interrupteur 90 étant ouvert (ou bloqué) dans la figure 5b. As can be seen in FIG. 6 on the curve of variation of the current consumed by the inductive load 3, the consumed current Is is in phase with the supply voltage Vs, after a first predetermined time period TO, and this for a second period Ti time given. In other words, during the first period of time TO, the current consumed Is by the inductive load 3 is in quadrature back phase with the supply voltage Vs fixed by the network 2 until, during the second period of time Ti, the consumed current Is is in phase with the supply voltage Vs. Therefore, view of the power supply 2 or source, the set charge 3 and correction device 1 appears with a unit power factor (the power active Ps is positive as visible in Figure 6) during the second period of time Ti, during which the correction device 1 thus performs the power factor rectification between the power supply 2 and the inductive load 3. The component inversion, that is to say that of the first branch 61 of the correction device 1, is calibrated according to the maximum allowable current and therefore energy and no longer in terms of power. For a capacitive load, the operation is identical, this time with the first switch 80 which will be of the closed type on all the maximums or minimums of current so that the voltage is naturally reversed when the correction device 1 passes and quickly because of the oscillating circuit LC put into play between the capacitive load and the inductive passive element 72 and this during a half oscillation period FIGS. 5a and 5b illustrate a circuit with a power supply 2, an inductive load 3, and a correction device 1 similar to that described in Figure 3a and in parallel with the power supply 2 and the inductive load 3; the first switch 80 being open (or blocked) and the second switch 90 being closed (or passing) in Figure 5a, and the first switch 80 being closed (or passing) and the second switch 90 being open (or blocked) in the Figure 5b.

Le fonctionnement du dispositif de correction 1 dans les figures 5a et 5b est décrit ci-après en référence notamment à la figure 6, avec une alimentation électrique 2 du type réseau monophasé fournissant une tension d'alimentation Vs sinusoïdale de fréquence 50 Hz, comme visible en figure 6 sur le graphe de variation de la tension d'alimentation Vs. The operation of the correction device 1 in FIGS. 5a and 5b is described below with reference in particular to FIG. 6, with a power supply 2 of the single-phase network type supplying a sinusoidal supply voltage Vs of frequency 50 Hz, as visible in figure 6 on the graph of variation of the supply voltage Vs.

Sans dispositif de correction, le courant consommé par la charge inductive Is est naturellement en quadrature de phase arrière avec la tension d'alimentation Vs fixée par le réseau 2. Avec le dispositif de correction 1 des figures 5a et 5b, le fonctionnement est le suivant : - à l'état initial, autrement à t=0, le dispositif de correction 1 est inactif, le second interrupteur 90 fermé et le premier interrupteur 80 est ouvert, comme dans la figure 5a, de sorte que la charge inductive 3 est reliée directement au réseau d'alimentation 2, l'élément passif capacitif 71 ou condensateur étant initialement déchargée ; - lorsqu'un passage de la tension d'alimentation Vs par une valeur seuil sensiblement nulle est détecté, le premier interrupteur 80 est fermé, la charge inductive 3 qui a un courant maximal au même instant (quadrature de phases entre le courant consommé Is et la tension d'alimentation Vs) rentre en résonance avec l'élément passif capacitif 71 du dispositif de correction 1. Le second interrupteur 90 est alors ouvert (voir figure 5b) de sorte que l'ensemble dispositif de correction 1 et charge inductive 3 est isolé du réseau d'alimentation 3. Cet isolement temporaire est nécessaire pour pouvoir faire évoluer la tension sinusoïdalement aux bornes de la charge inductive 3, de sorte que la charge inductive 3 et l'élément passif capacitif 71 forme un circuit oscillant L-C qui résonne à sa fréquence propre. La tension aux bornes de l'élément passif capacitif 71 et le courant dans la charge inductive 3 oscillent ; - dès qu'un passage de la tension d'alimentation Vs par une valeur seuil sensiblement nulle est détecté, le second interrupteur 90 est fermé reconnectant ainsi l'ensemble dispositif de correction 1 et charge inductive 3 au réseau d'alimentation 2. Le premier interrupteur 80 est alors ouvert. Le courant dans la charge inductive 3 qui s'est alors inversé, peut circuler dans le réseau d'alimentation 2. L'élément passif capacitif 71 est de nouveau déchargé et le cycle peut recommencer. Concernant la valeur seuil de la tension d'alimentation Vs, la détection ne se fait pas rigoureusement sur une valeur nulle de la tension d'alimentation Vs, mais lorsque la tension aux bornes de l'élément passif capacitif 71 est égale à la tension d'alimentation Vs aux bornes du réseau 2. La fréquence de résonance étant très grande devant la fréquence du réseau 2, la tension n'a pas eu le temps d'évoluer significativement et peut donc être considérée comme toujours à la valeur nulle. Without correction device, the current consumed by the inductive load Is is naturally in quadrature back phase with the supply voltage Vs fixed by the network 2. With the correction device 1 of Figures 5a and 5b, the operation is as follows in the initial state, otherwise at t = 0, the correction device 1 is inactive, the second switch 90 closed and the first switch 80 is open, as in FIG. 5a, so that the inductive load 3 is connected directly to the supply network 2, the capacitive passive element 71 or capacitor being initially discharged; when a passage of the supply voltage Vs by a threshold value substantially zero is detected, the first switch 80 is closed, the inductive load 3 which has a maximum current at the same time (phase quadrature between the consumed current Is and the supply voltage Vs) resonates with the capacitive passive element 71 of the correction device 1. The second switch 90 is then open (see FIG. 5b) so that the set of correction device 1 and inductive load 3 is isolated from the supply network 3. This temporary isolation is necessary to be able to change the sinusoidal voltage across the inductive load 3, so that the inductive load 3 and the capacitive passive element 71 form an oscillating circuit LC which resonates with its own frequency. The voltage across the capacitive passive element 71 and the current in the inductive load 3 oscillate; - As soon as a passage of the supply voltage Vs by a substantially zero threshold value is detected, the second switch 90 is closed thereby reconnecting the set of correction device 1 and inductive load 3 to the supply network 2. The first switch 80 is then open. The current in the inductive load 3 which has then reversed, can flow in the supply network 2. The capacitive passive element 71 is discharged again and the cycle can start again. With regard to the threshold value of the supply voltage Vs, the detection is not rigorously performed on a zero value of the supply voltage Vs, but when the voltage across the capacitive passive element 71 is equal to the voltage d supply Vs at the terminals of the network 2. The resonance frequency being very large in front of the frequency of the network 2, the voltage has not had time to evolve significantly and can therefore be considered as always at the zero value.

Sur la figure 6, les formes d'ondes typiques sont représentées. Le courant Is vu par la source est modifié par l'action du dispositif de correction 1, celui-ci est inversé à chaque passage par une valeur seuil sensiblement nulle de la tension d'alimentation Vs du réseau 2, permettant ainsi de constater que le courant Is est en phase avec la tension d'alimentation Vs et donc que le facteur de puissance est amélioré. Dans le cas d'une charge capacitive 3, le fonctionnement est identique avec le dispositif de correction 1 qui fonctionne de la manière suivante lorsque la charge capacitive 3 est alimentée par une source de courant sinusoïdale : - à l'état initial, le second interrupteur 90 est constamment ouvert (à l'état passant), le courant dans l'élément passif inductif 72 d'inversion est nul et la charge inductive 3 est directement connectée au réseau 2. - à chaque passage par une valeur seuil sensiblement nulle du courant Is correspond un maximum de tension, le premier interrupteur 80 est fermé, ce qui provoque une résonnance entre la charge capacitive 3 et l'élément passif inductif 72 du dispositif de correction 1, de sorte que la tension aux bornes de la charge capacitive 3 et son courant oscillent dans le circuit L-C formé par l'ensemble élément passif inductif 72 et charge capacitive 3. - lorsqu'une annulation du courant Is d'oscillation est détectée, le premier interrupteur 80 est ouvert, correspondant à une inversion complète de la tension Vs de charge, l'élément passif inductif 72 revient à son état initial et le cycle peut alors recommencer. La description qui suit expose le principe de fonctionnement d'un dispositif de correction 1 conforme à l'invention avec une charge inductive 3 du type moteur asynchrone branchée sur le réseau 2, notamment pour une ventilation motorisée. Faiblement chargé, ce type de moteur asynchrone 3 possède un facteur de puissance relativement faible justifiant l'intérêt d'un dispositif de correction du facteur de puissance. La figure 7a illustre schématiquement une machine asynchrone directement alimentée par un réseau 2 monophasé. Cette machine asynchrone est modélisé comme l'association d'une branche statorique comportant la résistance équivalente des pertes fer 30 et l'inductance magnétisante 31, et d'une branche rotorique qui rend compte de la conversion électromécanique du moteur et qui est composée d'une inductance de fuite 32, d'une résistance rotorique 33 et d'une résistance de l'élément de conversion électromécanique 34. Les valeurs utilisées pour la simulation sont : V=220Veff en alimentation, Lp=300mH pour l'inductance magnétisante 31, Rf=l5kohms pour la résistance équivalente des pertes fer 30, Lf=10mH pour l'inductance de fuite 32, Rr=2ohms pour la résistance rotorique 33 et Rc=lohm pour la résistance de l'élément de conversion électromécanique 34. Le facteur de puissance est de 0.737 (=cos(pho,) pour une puissance apparente absorbée de 1 1 kVA (Pabs=8.1 kW). Les formes d'ondes en tension et en courant dans la machine asynchrone sont données sur la figure 7b, où l'on note que le courant consommé Imas par la machine asynchrone 3 est bien déphasé en arrière par rapport à la tension Vs. La figure 8a illustre schématiquement la machine asynchrone 3 de la figure 7a alimentée par le même réseau 2 monophasé via un dispositif de correction 1 similaire à celui de la figure 3a. In Figure 6, typical waveforms are shown. The current Is seen by the source is modified by the action of the correction device 1, it is inverted at each passage by a substantially zero threshold value of the supply voltage Vs of the network 2, thus making it possible to note that the Is current is in phase with the supply voltage Vs and therefore the power factor is improved. In the case of a capacitive load 3, the operation is identical with the correction device 1 which operates in the following manner when the capacitive load 3 is powered by a sinusoidal current source: in the initial state, the second switch 90 is constantly open (in the on state), the current in the passive inductive element 72 of inversion is zero and the inductive load 3 is directly connected to the network 2. - at each passage by a threshold value substantially zero current Is is a maximum voltage, the first switch 80 is closed, which causes a resonance between the capacitive load 3 and the inductive passive element 72 of the correction device 1, so that the voltage across the capacitive load 3 and its current oscillates in the LC circuit formed by the set inductive passive element 72 and capacitive load 3. - when a cancellation of the oscillating current Is is detected, the first interrupt 80 is open, corresponding to a complete reversal of the charge voltage Vs, the inductive passive element 72 returns to its initial state and the cycle can then begin again. The following description sets forth the principle of operation of a correction device 1 according to the invention with an inductive load 3 of the asynchronous motor type connected to the network 2, in particular for motorized ventilation. Low load, this type of asynchronous motor 3 has a relatively low power factor justifying the interest of a power factor correction device. FIG. 7a schematically illustrates an asynchronous machine directly powered by a single-phase network 2. This asynchronous machine is modeled as the association of a statoric branch comprising the equivalent resistance of the iron losses 30 and the magnetizing inductance 31, and of a rotor branch which accounts for the electromechanical conversion of the motor and which is composed of a leakage inductance 32, a rotor resistance 33 and a resistor of the electromechanical conversion element 34. The values used for the simulation are: V = 220Veff in power supply, Lp = 300mH for the magnetising inductor 31, Rf = 15kohms for the equivalent resistance of the losses iron 30, Lf = 10mH for the leakage inductance 32, Rr = 2ohms for the rotor resistance 33 and Rc = lohm for the resistance of the electromechanical conversion element 34. The power is 0.737 (= cos (pho,) for an apparent power input of 1 1 kVA (Pabs = 8.1 kW) .The waveforms in voltage and current in the asynchronous machine are given in Figure 7b, where we note q the current consumed Imas by the asynchronous machine 3 is well out of phase with respect to the voltage Vs. FIG. 8a schematically illustrates the asynchronous machine 3 of FIG. 7a fed by the same single-phase network 2 via a correction device 1 similar to FIG. that of Figure 3a.

Les premier 80 et deuxième 90 interrupteurs sont réalisés par l'association en antiparallèle de deux transistors bipolaires. L'utilisation de MOSFET ou d'IGBT serait tout à fait possible. Ces interrupteurs 80 et 90 sont commandés en opposition. L'état de repos du dispositif de correction 1 est assuré par la fermeture du premier interrupteur 80 et l'ouverture du second interrupteur 90. Sur chaque zéro de tension, l'ordre d'inversion est donné comme illustré sur la figure 8b avec le graphe de variation de la tension de consigne Vcmd, et dure le temps d'une inversion du courant. Cet ordre d'inversion provoque l'ouverture du second interrupteur 90 et la fermeture du premier interrupteur 80 ; la durée du temps d'inversion correspondant à une demi- période d'oscillation qui est fixée par le choix de l'élément capacitif 71 utilisée pour le dispositif de correction 1 : / inversion 2z.vjL.0 où finversion = fréquence d'inversion, C = valeur de capacité de 5 l'élément capacitif 71 et Lp = valeur d'inductance de l'inductance magnétisante 31. L'allure du courant Imas dans la machine asynchrone 3 illustre la remise en phase du courant avec la tension Vs d'alimentation du réseau 2. Le facteur de puissance passe de 0.74 à 0.99 avec le dispositif de correction 1. La 10 puissance instantanée délivrée Ps par le réseau 2 est alors strictement positive. La commande des interrupteurs 80 et 90 nécessite une électronique peu complexe et classique. Pour remarque, le réglage de la fréquence d'inversion est soumis à 15 deux tendances : - plus la fréquence d'inversion est grande devant la période de la tension Vs et plus l'inversion est rapide et les performances sont meilleures ; - plus la fréquence est moindre devant la période de la tension Vs et plus le temps d'inversion plus grand de sorte que les performances sont moindres, 20 mais plus l'injection d'harmoniques impaires est moindre. Le choix de ce l'élément capacitif 71 influe donc sur le coscp mais aussi sur le taux de pollution harmonique injecté sur le réseau 2. En outre, lorsque le réseau 2 impose sa tension, une augmentation de la puissance absorbée Ps par le moteur asynchrone 3 peut être observée.The first 80 and second 90 switches are made by the antiparallel combination of two bipolar transistors. The use of MOSFETs or IGBTs would be quite possible. These switches 80 and 90 are controlled in opposition. The state of rest of the correction device 1 is ensured by the closing of the first switch 80 and the opening of the second switch 90. On each voltage zero, the inversion order is given as illustrated in FIG. graph of variation of the setpoint voltage Vcmd, and lasts the time of a current reversal. This inversion order causes the opening of the second switch 90 and the closing of the first switch 80; the duration of the inversion time corresponding to a half-oscillation period which is fixed by the choice of the capacitive element 71 used for the correction device 1: / inversion 2z.vjL.0 where finversion = inversion frequency , C = capacity value of the capacitive element 71 and Lp = inductance value of the magnetising inductance 31. The shape of the current Imas in the asynchronous machine 3 illustrates the reshaping of the current with the voltage Vs d The power factor is increased from 0.74 to 0.99 with the correction device 1. The instantaneous power delivered by the network 2 Ps is then strictly positive. The control of the switches 80 and 90 requires a little complex and conventional electronics. For remark, the setting of the inversion frequency is subject to two tendencies: the higher the inversion frequency is in front of the period of the voltage Vs, and the faster the inversion and the better the performances; the lower the frequency is in front of the period of the voltage Vs and the larger the inversion time, so that the performances are less, but the more the injection of odd harmonics is less. The choice of this capacitive element 71 thus influences the coscp but also the harmonic pollution rate injected into the network 2. In addition, when the network 2 imposes its voltage, an increase in the power absorbed Ps by the asynchronous motor 3 can be observed.

25 Cette augmentation s'explique par le fait que la dynamique du courant est amplifiée par le processus d'inversion. La tension aux bornes de la machine asynchrone 3 est aussi perturbée. Elle fait apparaître des temps de surtension, comme visible en figure 8a, qui doivent être pris en compte dans le choix de la qualité d'isolement de la machine asynchrone 3.This increase is explained by the fact that the dynamics of the current is amplified by the inversion process. The voltage at the terminals of the asynchronous machine 3 is also disturbed. It reveals overvoltage times, as can be seen in FIG. 8a, which must be taken into account in the choice of the insulation quality of the asynchronous machine 3.

30 Le dispositif de correction 1 conforme à l'invention présente d'autres applications particulièrement intéressantes, telles que les suivantes : - redressement du facteur de puissance pour optimiser le transport et la distribution de l'énergie. Ce dispositif de correction 1 neutralise la puissance réactive de charge fortement réactive, sa simple conception permet de 35 l'intégrer directement dans le bornier des appareils branchés sur le réseau ; 1 - augmentation des capacités de conversion des charges alimentées. L'effet amplification du dispositif de correction 1 peut être avantageusement utilisé pour augmenter le pouvoir de conversion des dispositifs électromagnétiques tels que les alternateurs automobiles ou les moteurs à courants alternatifs (asynchrones/synchrones) ; - réduction des pertes dans les convertisseurs statiques. Du fait que la puissance réactive est diminuée, un effet secondaire est que l'échauffement des semi-conducteurs est fortement diminué, permettant ainsi de gagner en poids, compacité et performance pour des alimentations électroniques nécessaire à la commande d'actionneur, tel que des moteurs électromagnétiques et piézoélectriques. Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres améliorations et détails peuvent être apportés au dispositif selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où d'autres formes de réalisation des interrupteurs peuvent par exemple être réalisées.20 The correction device 1 according to the invention has other particularly interesting applications, such as the following: - power factor recovery to optimize the transport and distribution of energy. This correction device 1 neutralizes the reactive power of a highly reactive load, its simple design makes it possible to integrate it directly into the terminal block of the devices connected to the network; 1 - increase of the capacity of conversion of the charged charges. The amplification effect of the correction device 1 can be advantageously used to increase the conversion power of electromagnetic devices such as automobile alternators or AC motors (asynchronous / synchronous); - reduction of losses in static converters. Since the reactive power is decreased, a side effect is that the heating of the semiconductors is greatly reduced, thereby saving weight, compactness and performance for electronic power supplies required for actuator control, such as electromagnetic and piezoelectric motors. Of course the implementation example mentioned above is not limiting and other improvements and details can be made to the device according to the invention, without departing from the scope of the invention where other forms The embodiment of the switches may for example be made.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de correction du facteur de puissance destiné au redressement du facteur de puissance entre une alimentation électrique (2) et une charge (3), ledit dispositif (1) comportant deux bornes d'entrée (41, 42) destinées à être connectées à l'alimentation électrique (2) et deux bornes de sortie (51, 52) destinées à être connectées à la charge (3), caractérisé en ce qu'il comporte, sur une première branche (61) reliant les deux bornes de sortie (51, 52) afin d'être disposée en parallèle de la charge (3) et de l'alimentation électrique (2), au moins un élément passif du type inductance (72) ou condensateur (71) en série avec un premier interrupteur (80) à commutation automatique, du type interrupteur statique ou interrupteur électronique autonome, dont la fermeture est déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes (81, 82) dudit premier interrupteur (80) passe par un seuil de tension prédéterminé ou lorsque le courant qui parcourt les électrodes (81, 82) dudit premier interrupteur (80) passe par un seuil d'intensité prédéterminé. REVENDICATIONS1. Power factor correction device (1) for rectifying the power factor between a power supply (2) and a load (3), said device (1) having two input terminals (41, 42) intended to be connected to the power supply (2) and two output terminals (51, 52) intended to be connected to the load (3), characterized in that it comprises, on a first branch (61) connecting the two terminals of output (51, 52) in order to be arranged in parallel with the load (3) and the power supply (2), at least one passive element of the inductance (72) or capacitor (71) type in series with a first switch (80) with automatic switching, of the static switch type or autonomous electronic switch, whose closing is triggered when the potential difference between the electrodes (81, 82) of said first switch (80) goes through a predetermined voltage threshold or when the current that by short the electrodes (81, 82) of said first switch (80) passes through a predetermined intensity threshold. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, comprenant en outre, sur une seconde branche (62) reliant une borne d'entrée (41) et une borne de sortie (51) afin d'être disposée en série avec l'alimentation électrique (2) et la charge (3), un second interrupteur (90) à commutation automatique, du type interrupteur statique ou interrupteur électronique autonome, dont la fermeture est déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes (91, 92) dudit second interrupteur (90) passe par un seuil de tension prédéterminé ou lorsque le courant qui parcourt les électrodes (91, 92) dudit second interrupteur (90) passe par un seuil d'intensité prédéterminé. 2. Device (1) according to claim 1, further comprising, on a second leg (62) connecting an input terminal (41) and an output terminal (51) to be arranged in series with the power supply. electrical (2) and the load (3), a second switch (90) with automatic switching, static switch type or autonomous electronic switch, whose closure is triggered when the potential difference between the electrodes (91, 92) of said second switch (90) goes through a predetermined voltage threshold or when the current flowing through the electrodes (91, 92) of said second switch (90) passes through a predetermined intensity threshold. 3. Dispositif (1) selon les revendications 1 ou 2, dans lequel l'élément passif est du type inductance (72) et le premier interrupteur (80) est conçu de manière à ce que sa fermeture soit déclenchée lorsque le courant qui parcourt les électrodes (81, 82) dudit premier interrupteur (80) passe par un seuil d'intensité prédéterminé.35 3. Device (1) according to claims 1 or 2, wherein the passive element is of the inductor type (72) and the first switch (80) is designed so that its closure is triggered when the current flowing through the electrodes (81, 82) of said first switch (80) pass through a predetermined intensity threshold. 4. Dispositif (1) selon les revendications 2 et 3, dans lequel le second interrupteur (90) est conçu de manière à ce que sa fermeture soit déclenchée lorsque le courant qui parcourt les électrodes (91, 92) dudit second interrupteur (90) passe par un seuil d'intensité prédéterminé. 4. Device (1) according to claims 2 and 3, wherein the second switch (90) is designed so that its closure is triggered when the current flowing through the electrodes (91, 92) of said second switch (90) passes through a predetermined intensity threshold. 5. Dispositif (1) selon les revendications 1 ou 2, dans lequel l'élément passif est du type condensateur (71) et le premier interrupteur (80) est conçu de manière à ce que sa fermeture soit déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes (81, 82) dudit premier interrupteur (80) passe par un seuil de tension prédéterminé. 5. Device (1) according to claims 1 or 2, wherein the passive element is of the capacitor type (71) and the first switch (80) is designed so that its closure is triggered when the potential difference between the electrodes (81, 82) of said first switch (80) pass through a predetermined voltage threshold. 6. Dispositif (1) selon les revendications 2 et 5, dans lequel le second interrupteur (90) est conçu de manière à ce que sa fermeture soit déclenchée lorsque la différence de potentiel entre les électrodes (81, 82) dudit second interrupteur (90) passe par un seuil de tension prédéterminé. 6. Device (1) according to claims 2 and 5, wherein the second switch (90) is designed so that its closure is triggered when the potential difference between the electrodes (81, 82) of said second switch (90 ) goes through a predetermined voltage threshold. 7. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première branche (61) est reliée directement aux deux bornes de sortie (51, 52) du dispositif (1). 7. Device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first leg (61) is connected directly to the two output terminals (51, 52) of the device (1). 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première branche (61) comporte seulement l'élément passif (71, 72) et le premier interrupteur (80). 25 8. Device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first leg (61) comprises only the passive element (71, 72) and the first switch (80). 25 9. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, dans lequel le second interrupteur (90) est disposé sur la seconde branche (62) entre la première branche (61) et l'une des bornes d'entrée (41) du dispositif (1). 30 9. Device (1) according to any one of the preceding claims in combination with claim 2, wherein the second switch (90) is disposed on the second leg (62) between the first leg (61) and one of input terminals (41) of the device (1). 30 10. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, dans lequel la seconde branche (62) comporte seulement le second interrupteur (90).20 The device (1) according to any one of the preceding claims in combination with claim 2, wherein the second leg (62) comprises only the second switch (90).