CH636225A5 - Dispositif de deconnexion d'un onduleur. - Google Patents

Description

La présente invention concerne un dispositif de décon- impulsions de commande sont directement dérivées de l'ondu-

nexion d'un onduleur, comprenant un contact mécanique inséré *euri .

dans chaque phase du circuit de sortie de l'onduleur, et une , L.e ^Positif selon 1 invention, peut assurer en plus de la commande d'ouverture de l'ensemble des contacts dudit circuit îonctlon de ^rupteur, la fonction de contacteur, notamment en cas de panne de l'onduleur. ss Pour une commutation d un onduleur a un autre. A cet effet, le

Dans une installation, on est généralement amené à coupler contact mobile commandé par l'actionneur électro-dynamique plusieurs onduleurs en parallèle pour satisfaire au besoin de ™nt fermer un circuit electnque a la suite de alimentation du fiabilité et/ou du niveau de puissance et dans un tel couplage il bobinage. Le même dispositif peut ainsi etre applique a diffé-

convient de respecter différents critères. Les critères classiques rentes installations, plus particulièrement d alimentation conti-

de mise en fréquence, mise en phase, mise en amplitude, répar- 60 nue d ordinateurs, assurer m^e h°rs Clraiit d un ondu-

tition des courants et analogues peuvent être aisément satisfaits *eur défaillant, soit la mise en circuit d une source de secours avec des onduleurs; mais le critère de continuité de service pose avec déconnexion de la source défaillante.

certains problèmes. En effet, lorsqu'un des onduleurs couplés en D'autres avantages et particularités ressortiront de la desparallèle sur un jeu de barres tombe en défaut, il se présente vis- cription qui va suivre de différentes formes d'exécution de l'in-à-vis du jeu de barres comme une source de très faible force 65 vention, données à titre d'exemples et représentées aux dessins contre électro-motrice et peut engendrer des courants d'é- annexés, dans lesquels:

change très importants. Les courants d'échange peuvent dégra- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un der la tension du jeu de barres en produisant un régime dynami- dispositif de déconnexion selon l'invention;

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la figure 2 montre le schéma de couplage en parallèle de par tout moyen approprié, bien connu des spécialistes, une im-trois onduleurs équipés d'un dispositif selon la fig. 1 ; pulsion de déblocage du thyristor associé 46. De la manière la figure 3 est une vue analogue à celle de la fig. 2, montrant susmentionnée, le disrupteur 10 isole l'onduleur 20 par ouver-le schéma d'un dispositif de commutation de la source; ture ultra-rapide des contacts 12 et par coupure du courant en la figure 4 illustre schématiquement une alimentation d'un 5 un temps inférieur à 3,5 millisecondes. Le disrupteur 10 reste ordinateur à partir de trois onduleurs; ouvert et le jeu de barres 58 est protégé.

la figure 5 illustre une alimentation par un réseau de se- La refermeture du disrupteur 10 est commandée par une cours. impulsion de déblocage du thyristor 52 émise manuellement ou

Sur la figure 1, un disrupteur 10 comporte un pont de con- automatiquement par l'onduleur 20 après disparition du défaut, tact 12 susceptible de coopérer avec une paire de contacts fixes 10 L'ensemble est simple et l'isolation galvanique accroît la sécu-14,16, insérés dans le circuit 18 de sortie d'un onduleur 20. rité de fonctionnement.

Seule l'une des phases du circuit 18 est représentée, mais il est Les disrupteur 10 comporte avantageusement une deuxième clair que le disrupteur 10 comporte trois ensembles de contacts paire de contacts fixes 60,62 représentés en trait discontinu sur 12,14,16 logés dans un boîtier 22, les trois contacts mobiles 12, la figure 1. Les contacts 60,62 sont disposés du côté opposé aux étant solidarisés pour s'ouvrir et se fermer simultanément. Un 15 contacts fixes 14,16 par rapport au pont de contact 12, de ressort 24 sollicite les ponts de contact 12 en position de ferme- manière à coopérer avec ce dernier pour fermer un circuit 64 ture et une tige d'actionnement 26 relie les ponts de contact 12 à lors d'un actionnement rapide d'ouverture des contacts 12,14, un disque conducteur 28, par exemple en cuivre ou en alumi- 16 du disrupteur 10. Ce dernier assure dans ce cas la fonction de nium, accolé, en position de fermeture du disrupteur 10, repré- contacteur à fermeture rapide des contacts 12,60,62, et peut sentée sur la fig. 1, à la face frontale d'un bobinage 30. La tige 20 être utilisé comme inverseur rapide.

26 se prolonge au-delà du disque 28 pour coopérer avec un Les fonctions disrupteur, contacteur et inverseur rapide dispositif de verrouillage unidirectionnel 32, à rouleaux de coin- s'appliquent bien aux différents systèmes à onduleurs et les fi-cement 34, logés dans un évidement conique 36. Le dispositif de gures 3 à 5 illustrent à titre d'exemples trois utilisations du verrouillage 32 est agencé pour autoriser un libre coulissement dispositif selon l'invention.

de la tige 26 dans la direction d'ouverture des contacts 12,14, 25 La figure 3 montre l'alimentation de l'unité centrale 66 et 16, et pour s'opposer par coincement des rouleaux 34 dans la des périphériques 68 d'un ordinateur respectivement par des partie restreinte de l'évidement 36 à un coulissement en sens onduleurs 20a et 20b. En fonctionnement normal, l'onduleur inverse de la tige 26. 20a alimente par l'intermédiaire d'un disrupteur 10a, équipé

Un percuteur 38 solidaire d'un disque conducteur 40 est d'un contact inverseur 12a, l'unité centrale 66, tandis que les susceptible de repousser les rouleaux 34 à rencontre de ressorts 30 périphériques 68 sont alimentés par l'onduleur 20b par l'inter-de rappel 42 vers la partie évasée de l'évidement 36 pour déver- médiaire d'un disrupteur 10b équipé d'un contact inverseur 12b. rouiller la tige 26. Les contacts inverseurs 12a, 12b, sont reliés par des connexions

Le disque 40 est disposé en regard d'un bobinage 44. L'en- croisées 70 et les deux onduleurs 20a, 20b, sont synchronisés semble de verrouillage 32 et de commande à bobinage 30,44 est entre eux en permanence. En cas de panne d'un onduleur, par assemblé en un bloc formant un actionneur électrodynamique. 35 exemple de l'onduleur 20a, le disrupteur 10a inverse le contact

Le bobinage 30 est relié par un circuit d'alimentation com- 12a pour isoler l'onduleur en défaut 20a et commuter l'unité prenant un thyristor 46 à une batterie de condensateurs 48, centrale 66 sur l'onduleur 20b qui alimente seul l'ordinateur,

tandis que le bobinage 44 est alimenté d'une manière analogue La figure 4 montre une alimentation d'un ordinateur par par une batterie de condensateurs 50 par l'intermédiaire d'un trois onduleurs 20c, 20d, 20e, la puissance nécessaire aux péri-thyristor 52. 40 phériques 68 étant beaucoup plus importante que celle néces-

Un disrupteur 10 de ce genre est décrit dans le brevet suisse saire à l'unité centrale 66. L'unité centrale 66 est alimentée en No 600 534, auquel on se reportera pour de plus amples détails, fonctionnement normal par l'onduleur 20c et les périphériques Les battéries de condensateurs 48,50 sont chargées par des 68 par les onduleurs 20d et 20e couplés en parallèle en redon-

chargeurs non représentés et lors d'un amorçage du thyristor 46 dance un sur deux. L'onduleur 20c est synchrone et en phase et d'une décharge de la battérie de condensateurs 48 dans le 45 avec les onduleurs 20d et 20e une connexion comportant un bobinage 30, le disque 28 est répuisé par effet électrodynamique disrupteur 10c agencé en contacteur relie l'unité centrale 66 au en position d'ouverture des contacts 12,14,16. L'équipage mo- jeu de barres 72 des onduleurs 20d et 20e.

bile 12,26,28 est retenu et verrouillé dans cette position par le En cas de panne de l'onduleur 20c, le disrupteur ou contac-

dispositif de verrouillage 32. Un amorçage du thyristor 52 pro- teur 10c se ferme rapidement pour commuter l'unité centrale 66 voque d'une manière analogue la répulsion du disque 40 et la 50 sur le jeu de barres 72 et assurer l'alimentation de l'ordinateur percussion des rouleaux 34 pour libérer la tige 26 et autoriser la par les onduleurs 20d et 20e.

fermeture des contacts 12,14,16 sous l'action du ressort 24. Les La figure 5 illustre un montage de secours d'un onduleur par gâchettes des thyristors 46,52 sont reliées par des conducteurs un réseau de secours. En fonctionnement normal l'onduleur 20b 54,56 à une commande électronique incorporée à l'onduleur 20 alimente l'utilisation et est synchronisé au réseau. En cas de et le boîtier 22 peut comporter des chambres de coupure, sché- 55 panne de l'onduleur, un disrupteur lOf agencé en contacteur à matisées sur la figure par des tôles de désionisation 59. fermeture ultra-rapide se ferme pour alimenter l'utilisation par

La figure 2 illustre un couplage en parallèle de trois ondu- le réseau de secours.

leurs 20,20', 20" sur un même jeu de barres 58 par l'intermé- Les installations sont notablement simplifiées par la combi-

diaire de trois disrupteurs 10,10', 10", chacun associé â l'un des naison de l'onduleur et du disrupteur rapide.

onduleurs 20,20', 20". 60 L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux formes

En fonctionnement normal, les contacts 12,12', 12" sont d'exécution plus particulièrement décrites, mais elle s'étend à fermés et les trois onduleurs 20,20', 20" alimentent en parai- toute variante restant dans le cadre des équivalences, notam-lèle le jeu de barres 58. Si l'un des onduleurs, par exemple ment à une mise en commun des condensateurs ou le remplace-

l'onduleur 20, tombe en défaut, cet onduleur en défaut 20 émet ment des thyristors par des dispositifs équivalents.

2 feuilles dessins

Claims (5)

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   REVENDICATIONS que important ou en provoquant la mise en défaut des autres

   1. Dispositif de déconnexion d'un onduleur (20)* compre- onduleurs. Pour éviter cet inconvénient, il convient d'isoler très nant un contact mécanique (12,14,16) inséré dans chaque rapidement l'onduleur en défaut, avant même que le moindre phase du circuit de sortie de l'onduleur, et une commande d'où- courant d'échange ne prenne naissance.

   verture (10) de l'ensemble des contacts (12,14,16) dudit circuit 5 La protection d'un jeu de barres onduleurs est totale lorsque en cas de panne de l'onduleur, caractérisé en ce que la com- le temps d'isolement de l'onduleur en défaut est inférieur à

   mande d'ouverture comporte: environ 5 millisecondes. Les discontacteurs statiques à commu-

   - un condensateur (48) d'accumulation d'énergie élec- tation forcée, qui sont fréquemment utilisés pour isoler un on-trique, duleur en défaut, répondent largement à ce temps de réponse et

   - un actionneur électrodynamique (28,30) de transforma- io leur degré de rapidité est même surabondant, mais ils présentent tion de ladite énergie électrique en une impulsion mécanique l'inconvénient d'un coût élevé et d'une fiabilité limitée, aucune par décharge du condensateur (48) dans un bobinage (30) dis- coupure galvanique n'isolant l'onduleur en défaut.

   posé en regard d'un disque (28) conducteur mobile relié méca- D'autres dispositifs connus agissent sur la branche série du niquement audit ensemble de contacts (12), pour déplacer ces filtre alternatif pour en accroître l'impédance et limiter les cou-

   derniers en position d'ouverture lors de ladite décharge du con- 15 rants d'échange, mais ils présentent l'inconvénient d'imposer au densateur, filtre alternatif des valeurs qui le rendent peu performant en

   - et un accrochage (32) de maintien en position d'ouverture régime dynamique.

   desdits contacts mécaniques (12,14,16), et en ce que l'amor- La présente invention a pour but de remédier à ces inconvé-

   çage d'un interrupteur statique (46) inséré dans le circuit de nients et de permettre la réalisation d'un dispositif de couplage décharge du condensateur (48) est commandé par une com- 20 permettant une isolation galvanique de l'onduleur en défaut par mande électronique en cas de panne de l'onduleur pour amorcer des moyens simples et fiables.

   ledit interrupteur statique (46) et provoquer l'ouverture rapide Le dispositif de connexion selon l'invention est caractérisé

   dudit ensemble de contacts mécaniques. ^ ^ en ce que la commande d'ouverture comporte:
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que _ un condensateur d'accumulation d'énergie électrique, '»dite commande électronique est incorporée audit onduleur 25 _ un actionneur électrodynamique de transformation de la-

   @0)* .... . , dite énergie électrique en une impulsion mécanique par dé-
3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un charge du condensateur dans un bobinage disposé en regard dispositif de déverrouillage (40,44) dudit accrochage (32) ayant d'un disque conducteur mobile relié mécaniquement audit en-un deuxième actionneur électrodynamique à disque conducteur semble de œntactSy pour dépiacer ces derniers en position d'ou-(40) disposé en regard d'un bobinage (44) alimenté par un con- 30 verture lors de Iadite décharge du condensateur,

   densateur (50). -et un accrochage de maintien en position d'ouverture des-

   . dispositif selon 1 une des revendications 1,2 ou 3, carac- ^ dits contacts mécaniques, et en ce que l'amorçage d'un interrup-térisé par un deuxième contact mécanique (12,60,62), associé à teur statique inséré dans le circuit de décharge du condensateur chacun desdits contacts mécaniques (12,14,16), lesdits contacts est commandé par une commande électronique en cas de panne mécaniques étant commandés par le même actionneur électro- 35 ^ pondujeur p0ur amorcer ledit interrupteur statique et provo-dynamique, de manière que 1 un des contacts soit fermé lorsque quer l'ouverture rapide dudit ensemble de contacts mécaniques. 1 autre est ouvert et inversement. _ _ L'ensemble constitue un disrupteur à effet Thomson à com-
4. 5. Utilisation du dispositif selon la revendication 4, dans une mande électronique, qui réalise l'isolation de l'onduleur en déinstallation d alimentation, caractérisée en ce que lesdits faut en un temps inférieur à 3,5 millisecondes, suffisant à la deuxièmes contacts mécaniques (12,60,62) sont insérés dans le 40 protection totale du jeu de barres. La commande électronique circuit de sortie d une source d alimentation synchronisée à 1 on- est compatible avec l'onduleur et est avantageusement incorpo-duleur (20a, 20b, 20c) en permanence, la commande desdits rée à ce dernier. La fiabilité de ce dispositif est très supérieure à contacts mécaniques (12,14,16; 12,60,62) provoquant la celle d'un discontacteur statique et sa réalisation est très simple, commutation de l'onduleur à la source d'alimentation.
5. 6. Utilisation selon la revendication 5, caractérisée en ce que 45 Selon ime forme d exécution de 1 invention, la refermeture la source d'alimentation est un onduleur (20b, 20d, 20e) couplé du œntact mécanique est réalisée par un ressort libéré par effet en parallèle pour l'alimentation d'une charge. Thomson plus particulièrement par le déverrouillage de l'équipage mobile du disrupteur, par effet Thomson. L'ouverture et la fermeture du disrupteur sont alors commandées par l'amorçage

   50 de thyristors ou d'interrupteurs statiques analogues, dont les