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REVENDICATIONS
l. Dispositif d'alimentation d'une machine électrique asynchrone polyphasée comportant un convertisseur statique de fréquence alimenté par une source de courant continu et comprenant une paire d'éléments de commutation attribuée à chaque phase pour engendrer dans le bobinage de la machine un courant alternatif quasi sinusoïdal, caractérisé par le fait qu'il comprend, sur chaque phase, entre chaque paire d'éléments de commutation et le point de branchement des enroulements de chaque phase de la machine asynchrone à alimenter, une impédance dont la valeur augmente au moins proportionnellement à la fréquence, le facteur de proportionalité étant tel que l'augmentation de l'impédance soit au moins aussi rapide que celle de la fréquence.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les impédances sont des selfs à air.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les impédances sont des selfs à fer.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les impédances des differents phases sont des selfs bobinées sur un même noyau.
5. Dispositif selon la revendication 1, pour une machine triphasée, caractérisé par le fait que les impédances sont des selfs bobinées sur un noyau de transformateur triphasé.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les impédances sont constituées par des circuits bouchons L
C dont les paramètres sont tels que leur impédance croît plus rapidement que la fréquence jusqu'à la fréquence de résonance du circuit.
La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation d'une machine électrique asynchrone polyphasée comportant un convertisseur statique de fréquence alimenté par une source de courant continu et comprenant une piare d'éléments de commutation attribuée à chaque phase pour engendrer dans le bobinage de la machine un courant alternatif quasi sinusoldal.
De tels dispositifs sont décrits par exemple dans les brevets suisses 394 364 et 464 344. La figure 1 représente très schématiquement une telle installation. Le convertisseur comprend trois paires d'éléments de commutation 1/2, 3/3, 5/6. Les points médians de chaque paire A, B et C sont reliés respectivement aux phases R, S et T d'un moteur asynchrone triphasé. Au point
A, par exemple, il se produit une variation de potentiel + U pendant 1800 et - U pendant 1800. lien est de même pour le point B, mais avec un déphasage de 1200 et pour le point C également avec un déphasage de 2400. La forme de la tension
UAB est représentée à la figure 2.
On voit que la tension d'alimentation du moteur contient des harmoniques dont la valeur peut être déterminée par un développement en série de Fourrier. On constate alors que les harmoniques multiples de trois sont nulles, de même que toutes les harmoniques d'ordre pair. Or, chaque harmonique de tension produit dans la machine asynchrone un courant de même ordre, c'est-à-dire de même fréquence, dont l'amplitude peut être calculée au moyen du schéma de remplacement bien connu de la machine. Pratiquement, le glissement pour une harmonique d'ordre v est proche de 1 si bien que les résistances RX et R2, dudit schéma de remplacement peuvent être négligées, R1 étant la résistance du circuit statorique, R.' étant la résistance du circuit rotorique ramenée au circuit statorique.
Il s'en suit que le courant d'ordre v est essentiellement déterminé par la self de fuite de la machine asynchrone.
La valeur efficace du courant statorique étant:
EMI1.1
c'est-à-dire I > I1, l'augmentation du courant efficace occasionne des pertes supplémentaires dans les bobinages, augmentées par l'effet pelliculaire connu.
A part les pertes, les harmoniques de courant en corrélation avec l'onde fondamentale du flux magnétique occasionnent des couples supplémentaires de nature pendulaire, c'est-à-dire des moments supplémentaires de nature pendulaire, c'est-à-dire des moments alternatifs dont la valeur moyenne est nulle, qui se superposent au couple normal. Comme les amplitudes des couples sont pratiquement indépendantes de la charge, l'instabilité qu'ils occasionnent est particulièrement marquée en marche à vide.
La présente invention a pour but d'éliminer ces instabilités en réduisant les couples parasites par atténuation des courants harmoniques. A cet effet, le dispositif selon l'invention comprend sur chaque phase, entre chaque paire d'éléments de commutation et le point de branchement des enroulements de chaque phase de la machine asynchrone à alimenter, une impédance dont la valeur augmente au moins proportionnellement à la fréquence, le facteur de proportionnalité étant tel que l'augmentation de l'impédance soit au moins aussi rapide que celle de la fréquence.
La figure 3 dus dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention et montre schématiquement le branchement de l'impédance pour l'une des phases.
L'impédance Z est branchée entre le point commun A de la paire d'éléments de commutation 1/2 et le bobinage de la phase R.
Cette impédance, respectivement ses paramètres, sont choisis de telle sorte que Z augmente au moins proportionnellement à la fréquence, le facteur de proportionnalité étant tel qu'elle augmente au moins aussi rapidement que la fréquence.
Comme les harmoniques sont d'ordre 5 et plus, il est sans autre possible de dimensionner Z de façon que le couple normal ne soit pratiquement pas modifié, tandis que les couples parasites subissent une atténuation propre à éliminer toute instabilité.
L'impédance Z peut être une simple self à air ou une self à fer.
L'impédance Z peut être également constituée par des selfs bobinées sur un même noyau en vue d'éliminer l'action sur le courant fondamental.
Les selfs peuvent être en outre bobinées sur le noyau d'un transformateur triphasé.
Selon une autre forme d'exécution, l'impédance Z est constituée par un circuit bouchon L C de telle façon que l'impédance croisse plus rapidement que la fréquence jusqu'à la fréquence de résonance, de telle sorte que les harmoniques basse fréquence les plus gênantes soient amorties.
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CLAIMS
l. Power supply device for a polyphase asynchronous electric machine comprising a static frequency converter supplied by a direct current source and comprising a pair of switching elements assigned to each phase to generate in the winding of the machine an almost sinusoidal alternating current , characterized in that it comprises, on each phase, between each pair of switching elements and the point of connection of the windings of each phase of the asynchronous machine to be supplied, an impedance whose value increases at least in proportion to the frequency, the proportionality factor being such that the increase in impedance is at least as rapid as that in frequency.
2. Device according to claim 1, characterized in that the impedances are air inductors.
3. Device according to claim 1, characterized in that the impedances are chokes with iron.
4. Device according to claim 1, characterized in that the impedances of the different phases are coils wound on the same core.
5. Device according to claim 1, for a three-phase machine, characterized in that the impedances are coils wound on a three-phase transformer core.
6. Device according to claim 1, characterized in that the impedances are constituted by plug circuits L
C whose parameters are such that their impedance increases faster than the frequency up to the resonance frequency of the circuit.
The subject of the present invention is a device for supplying a multi-phase asynchronous electric machine comprising a static frequency converter supplied by a direct current source and comprising a piare of switching elements assigned to each phase to generate in the winding of the machine an almost sinusoldal alternating current.
Such devices are described for example in Swiss patents 394,364 and 464,344. FIG. 1 very schematically represents such an installation. The converter includes three pairs of switching elements 1/2, 3/3, 5/6. The midpoints of each pair A, B and C are respectively connected to the phases R, S and T of a three-phase asynchronous motor. On point
A, for example, there is a variation in potential + U during 1800 and - U during 1800. link is the same for point B, but with a phase shift of 1200 and for point C also with a phase shift of 2400. The form of tension
UAB is shown in Figure 2.
We see that the supply voltage of the motor contains harmonics whose value can be determined by a development in Fourrier series. We then observe that the multiple harmonics of three are zero, as well as all the harmonics of even order. However, each voltage harmonic produces in the asynchronous machine a current of the same order, that is to say of the same frequency, the amplitude of which can be calculated by means of the well-known replacement scheme of the machine. In practice, the slip for a harmonic of order v is close to 1 so that the resistances RX and R2, of said replacement scheme can be neglected, R1 being the resistance of the stator circuit, R. ' being the resistance of the rotor circuit reduced to the stator circuit.
It follows that the current of order v is essentially determined by the leakage self of the asynchronous machine.
The rms value of the stator current being:
EMI1.1
that is to say I> I1, the increase in the effective current causes additional losses in the windings, increased by the known film effect.
Apart from the losses, the harmonics of current in correlation with the fundamental wave of the magnetic flux cause additional couples of pendular nature, that is to say additional moments of pendular nature, that is to say moments alternatives whose mean value is zero, which are superimposed on the normal torque. As the amplitudes of the couples are practically independent of the load, the instability they cause is particularly marked when idling.
The object of the present invention is to eliminate these instabilities by reducing the parasitic torques by attenuation of the harmonic currents. To this end, the device according to the invention comprises on each phase, between each pair of switching elements and the point of connection of the windings of each phase of the asynchronous machine to be supplied, an impedance whose value increases at least in proportion to frequency, the proportionality factor being such that the increase in impedance is at least as fast as that of frequency.
FIG. 3 of the appended drawing illustrates, by way of example, an embodiment of the invention and schematically shows the connection of the impedance for one of the phases.
Impedance Z is connected between the common point A of the pair of switching elements 1/2 and the winding of phase R.
This impedance, respectively its parameters, are chosen such that Z increases at least in proportion to the frequency, the proportionality factor being such that it increases at least as rapidly as the frequency.
As the harmonics are of order 5 and above, it is without other possibility to dimension Z so that the normal torque is practically not modified, while the parasitic couples undergo an attenuation capable of eliminating any instability.
Impedance Z can be a simple air choke or an iron choke.
Impedance Z can also be constituted by inductors wound on the same core in order to eliminate the action on the fundamental current.
The inductors can also be wound on the core of a three-phase transformer.
According to another embodiment, the impedance Z is constituted by a LC plug circuit in such a way that the impedance increases faster than the frequency up to the resonant frequency, so that the most low frequency harmonics troublesome are amortized.