FR2527023A1 - Procede et circuit de declenchement de thyristors - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN CIRCUIT POUR DECLENCHER DES THYRISTORS 274, 276 UTILISES DANS DES ALIMENTATIONS ELECTRIQUES A HAUTE TENSION, TELLES QUE L'ALIMENTATION ELECTRIQUE D'UN PRECIPITATEUR ELECTROSTATIQUE, A DES TEMPS PRECIS PAR RAPPORT AU FRANCHISSEMENT DU ZERO PAR UN SIGNAL ELECTRIQUE. LE CIRCUIT COMPORTE UN FILTRE PASSE-BAS 84, 94 QUI ELIMINE LES PARASITES DU SIGNAL ET LE DEPHASE DE 180, DES COMPARATEURS 112, 114 QUI PRODUISENT UNE IMPULSION LORS DU FRANCHISSEMENT DU ZERO PAR LE SIGNAL FILTRE DEPHASE, UN GENERATEUR DE TENSION DE BALAYAGE 136 QUI PRODUIT UNE TENSION DE BALAYAGE LORSQU'IL RECOIT L'IMPULSION, UN COMPARATEUR 144 QUI COMPARE LA TENSION DE BALAYAGE A UN SIGNAL DE TENSION DE COMMANDE ET PRODUIT UN SIGNAL DE DECLENCHEMENT LORSQU'IL DETECTE UNE CORRESPONDANCE ENTRE EUX ET UN CIRCUIT 200-258 QUI FONCTIONNE EN REPONSE AU SIGNAL DE CONDITIONNEMENT POUR DECLENCHER LES THYRISTORS.

Description

La présente invention se rapporte à des circuits électro-

niques et elle a trait plus particulièrement à des circuits de commande de phase pour des alimentations électriques à thyristors. Les circuits d'alimentation électriques à tension va- riable utilisent fréquemment des redresseurs au silicium

commandés et des triacs qui sont déclenchés à des temps choi-

sis au cours d'un cycle d'un signal électrique, L'énergie transmise par l'intermédiaire du redresseur au silicium ou du triac dépend de la partie du cycle d'alimentation électri

cue qui est transmise par l'intermédiaire du dispositif.

L'instant du déclenchement du dispositif est typiquement ba-

sé sur le franchissement du zéro comme point de référence.

Par conséquent, la précision de la commande de tension est en grande partie dépendante de la détermination de l'instant du franchissement du zéro Cependant, les signaux électriques

comportent fréquemment des perturbations parasites impor-

tantes et ces perturbations peuvent empêcher une détermina-

tion correcte du franchissement du zéro Les parasites peuvent provoquer un déclenchement prématuré ou au contraire

tardif, ce qui a pour effet que la tension produite par l'a-

limentation électrique est supérieure ou inférieure à la ten-

sion voulue On peut filtrer le signal électrique pour élimi-

ner les parasites haute fréquence mais le processus de fil-

trage introduit une erreur de phase importante qui peut con-

tribuer à accroître la difficulté de la détermination de

l'instant exact du franchissement du zéro.

Compte-tenu des problèmes de parasitage et de dépha-

sage rencontrés pour le déclenchement des composants de puis-

sance du type redresseurs au silicium commandés et de la né-

cessité de produire des tensions précises, en particulier dans les applications aux hautes tensions, on aurait besoin de pouvoir déterminer de manière précise et cohérente, pour un circuit d'alimentation électrique -, le franchissement du

zéro d'un signal électrique qui peut être fortement parasité.

La présente invention a ainsi pour objet une alimenta-

tion électrique qui utilise un détecteur de franchissement

du zéro pour déclencher un élément de puissance du type thy-

ristor, tel qu'un redresseur au silicium commandé Une appli-

cation particulière de la présente invention est l'alimenta-

tion électrique d'un précipitateur électrostatique qui né-

cessite la fourniture d'une haute tension commandée avec précision.

Le mode de réalisation particulier de la présente in-

vention comprend un circuit pour déclencher un thyristor en fonction du franchissement du zéro par un signal électrique, ce circuit comprenant un filtre passe-bas qui est connecté pour recevoir le signal électrique et pour transmettre le signal électrique, le filtre provoquant un déphasage de 1800 et produisant un signal électrique filtré Un circuit est connecté pour recevoir le signal électrique filtré et pour engendrer une impulsion lors du franchissement du zéro par

le signal électrique Un générateur de forme d'onde est con-

necté pour recevoir l'impulsion et pour produire un signal

de tension de balayage lors de la réception de chaque impul-

sion Un circuit comparateur est connecté pour recevoir un

signal de commande d'amplitude variable et le signal de ten-

sion de balayage et pour engendrer un signal de conditionne-

ment lors de la détection d'une correspondance entre le si-

gnal de commande et le signal de tension de balayage Il est prévu un autre circuit qui fonctionne en réponse au signal

de conditionnement et sert à déclencher le thyristor.

Par conséquent, l'un des buts de la présente invention est de réaliser un circuit d'alimentation électrique qui soit capable de déterminer avec précision le franchissement

du zéro par un signal électrique alternatif malgré la pré-

sence de parasites.

Un autre but de l'invention est de réaliser un nouveau circuit d'alimentation électrique bon marché susceptible d'être utilisé pour déclencher des redresseurs au silicium commandés dans une alimentation électrique à haute tension

capable d'assurer le fonctionnement d'un appareil précipita-

teur électrostatique.

On comprendra mieux la présente invention et les avan-

tages qu'elle offre à la lecture de la description qui va

suivre considérée à la lumière des dessins annexés dans les-

quels:

la Fig 1 est un schéma-bloc d'un appareil précipitz-

teur électrostatique qui utilise la présente invention;

la Fig 2 est un graphique qui représente les caracté-

ristiques électriques d'un précipitateur électrostatique; la Fig 3 est un graphique qui repésente l'émission de

poussière relative en fonction de la tension et de l'inten-

sité appliquées à un précipitateur électrostatique; la Fig 4 est une représentation schématique du circuit d'alimentation électrique et de l'appareil précipitateur de la présente invention; et la Fig 5 est une représentation schématique d'un filtre passe-bas passif qui peut être utilisé à la place

du filtre passe-bas actif représenté sur la Fig 4.

Sur la Fig 1 à laquelle on se référera maintenant, on

a représenté un schéma-bloc d'un appareil précipitateur élec-

trostatique qui représente en particulier les éléments fonc-

tionnels qui constituent l'alimentationélectrique du pré-

cipitateur On a désigné l'appareil dans son ensemble par la référence générale 10 Un circuit de commande de tension automatique (CTA) 12 reçoit un signal électrique alternatif

classique et sert à régler l'amplitude du signal électrique.

Ce signal électrique régulé est transmis par une ligne 14 à

un circuit 16 de commande de redresseurs au silicium com-

mandés Ce circuit de commande a été représenté de manière détaillée sur la Fig 4 Un signal électrique haché est transmis par le circuit 16,par l'intermédiaire d'une ligne 18,à un ensemble transformateur-redresseur 20 L'ensemble 20 élève la tension du signal électrique à une valeur comprise dans l'intervalle de 40 à 50 k V puis redresse ce signal à haute tension Le signal à haute tension en courant continu

ainsi produit est transmis par une ligne 22 à un précipita-

teur 24 Le précipitateur 24 sert à éliminer la matière par-

ticulaire de courants gazeux tels que, par exemple les gaz

de cheminée des centrales électriques à combustible fossile.

Le signal à haute tension en courant continu est également transmis à un circuit diviseur de tension 26 qui produit un signal de commande qui est transmis en retour par une ligne 28 au circuit CTA 12 Ce signal de réaction sert à commander le circuit CTA et à assurer la régulation du signal de com-

mande transmis par la ligne 14.

Le précipitateur 24 peut être, par exemple, un disposi-

tif fabriqué par la société Lodge-Cottrell Les caractéris-

tiques électriques et d'émission de poussière d'un précipi-

tateur typique ont été représentées sur les Fig 2 et 3 Le graphique de la Fig 2 montre la relation qui existe entre

la tension primaire, à savoir la tension appliquée à l'en-

semble transformateur-redresseur 20 et la tension d'élec-

trode correspondante du précipitateur 24,-représentée par

une courbe 34 La relation entre la tension primaire et l'in-

tensité totale appliquée au précipitateur a été représentée par une courbe 36 en traits interrompus Une ligne verticale 38 indique la condition nécessaire pour obtenir le plus haut

rendement du précipitateur On notera que la tension d'élec-

trode doit être maintenue à l'intérieur d'un intervalle rela-

tivement étroit pour maintenir le fonctionnement du précipi-

tateur à un rendement maximal.

Sur la Fig 3 à laquelle on se référera maintenant,on a tracé une courbe 38 A qui représente l'émission de poussière

relative par rapport à l'intensité d'électrode totale On no-

tera que l'émission de poussière est réduite en fonction de la tension d'électrode et que le rendement optimal nécessite que la tension d'électrode soit maintenue de manière précise

à une valeur de pointe.

Compte-tenu des informations représentées sur les Fig.

2 et 3, on peut constater que les performances d'un précipi-

tateur électrostatique dépendent de la commande précise de

la tension d'électrode du précipitateur Dans les alimenta-

tions électricues à redresseurs au silicium commandés ty-

piques, la tension est déterminée par l'intervalle de temps qui s'écoule entre le franchissement du zéro par le signal

électrique et le signal de déclenchement appliqué aux redres-

seurs à silicium commandés La plupart des signaux électri-

ques sont susceptibles d'être parasités et il est souvent

difficile d'effectuer une détermination précise du franchis-

sement du zéro L'erreur provoquée par une détermination -n-

exacte du franchissement du zéro peut modifier fortement la tension résultante produite par l'alimentation électrique à redresseurs au silicium commandés ce qui, à son tour, peut

dégrader fortement les performances du précipitateur électro-

statique. Sur la Fig 4 à laquelle on se référera maintenant, on

a représenté un schéma électrique d'un circuit d'alimenta-

tion électrique pour déclencher des redresseurs au silicium commandés à des intervalles de temps précis par rapport au franchissement du zéro par un signal électrique malgré la présence de parasites superposés au signal électrique Le circuit de la Fig 4 comporte une alimentation électrique

pour produire des tensions d'alimentation positive et néga-

tive destinées à être utilisées par les autres éléments du circuit Un signalélectrique alternatif, typiquement de 50 à 60 Hz et 120 V est appliqué à l'enroulement primaire

d'un transformateur 44 Les bornes de l'enroulement secon-

daire du transformateur 44 sont connectées à un redresseur

double alternance 46 L'enroulement secondaire du transforma-

teur 44 comporte une prise centrale connectée à la terre Le

redresseur 46 comprend des diodes 48, 50, 52 et 54 La ca-

thode de la diode 48 et l'anode de la diode 50 sont connec-

tées à une première borne de l'enroulement secondaire du transformateur 44 et à la borne de la cathode de la diode

54 ainsi que la borne de l'anode de la diode 52 sont connec-

tées à l'autre borne de l'enroulement secondaire Les ca-

thodes des diodes 50 et 52 sont connectées à un noeud 56 et les anodes des diodes 48 et 54 sont connectées à un noeud 58 Un condensateur de filtrage 64 est connecté entre le noeud 56 et la terre Un condensateur de filtrage 66 est connecté entre le noeud 58 et la terre Une résistance 68 est connectée entre le noeud 56 et un noeud 70 Une tension

d'alimentation désignée V+ est produite au noeud 70 Une ré-

sistance 72 est connectée entre le noeud 58 et un noeud 74.

Une tension d'alimentation désignée V est produite au noeud 74. Comme représenté sur la Fig 4 à laquelle on continuera de se référer, le signal électrique régulé fourni par le cir-

cuit CTA 12 représenté sur la Fig 1 est appliqué à l'enrou-

lement primaire d'un transformateur 80 La première borne de l'enroulement secondaire du transformateur 80 est connectée à une résistance 82 laquelle est, à son tour, connectée à

l'entrée inverseuse d'un amplificateur opérationnel 84.

L'enroulement secondaire du transformateur 80 comporte une

prise centrale connectée à la terre.

Une résistance 86 est connectée entre l'entrée non in-

verseuse de l'amplificateur 84 et la terre Un condensateur 88 est connecté entre la sortie et l'entrée inverseuse de

l'amplificateur 84 Une résistance 90 est montée en paral-

lèle avec le condensateur 88 L'amplificateur opérationnel

84,en combinaison avec le circuit qui lui est associé,fonc-

tionne en filtre passe-bas qui sert à réduire considérable-

ment l'amplitude des parasites dont la fréquence est supé-

rieure à celle du signal électrique L'amplificateur opéra-

tionnel provoque, en outre, un déphasage essentiellement de

900 du signal électrique qui le traverse.

Une résistance 92 est connectée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel 84 et l'entrée inverseuse d'un

amplificateur opérationnel 94 Une résistance 96 est connec-

tée entre 1 ' entrée non inverseuse de l'amplificateur 94 et la terre Un condensateur 98 est connecté entre la sortie et l'entrée inverseuse de l'amplificateur 94 Une résistance

100 est connectée en parallèle avec le condensateur 98.

L'aimplificateur 94,en combinaison avec les éléments qui lui

sent associés,fonctionne en filtre passe-bas qui sert à ré-

duire plus complètement l'amplitude des parasites dont la

fréquence est supérieure à celle du signal électrique.

L'amplificateur opérationnel 94 provoque également un dé-

phasage d'approximativement 900 du signalélectrique qui le traverse. Une résistance 106 est connectée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel 94 et l'entrée non inverseuse d'un amplificateur opérationnel 108 Un condensateur 110 est connecté entre la terre et l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 108 La sortie et l'entrée inverseuse de l'amplificateur 108 sont connectées ensemble Le circuit RC qui comprend la résistance 106 et le condensateur 110 est

utilisé pour effectuer un petit ajustement de phase du si-

gnal électrique qui traverse les amplificateurs opération-

nels 84 et 94 de façon que le déphasage du signal électrique

à la sortie de l'amplificateur 94 soit très proche de 1800.

L'amplificateur 108 fonctionne comme un étage séparateur pour

le circuit RC qui comprend la résistance 106 et le condensa-

teur 110.

Les amplificateurs opérationnels 84 et 94,avec les cir-

cuits qui leur sont associés, ainsi que le circuit RC 106, , forment, en combinaison un filtre passe-bas qui sert à produire un déphasage de 1800 entre le signal produit par le transformateur 80 et le signal filtré produit à la sortie

de l'amplificateur 108.

Le signal électrique filtré est appliqué à l'entrée d'un circuit qui produit une impulsion qui est centrée sur

le franchissement du zéro par le signal électrique filtré.

Le signal de sortie de l'amplificateur 108 est appliqué à l'entrée inverseuse d'un comparateur 112 et à l'entrée non

inverseuse d'un comparateur 114 Les sorties des compara-

teurs 112 et 114 sont connectées à un point commun Une ré-

sistance 116 Jest connectée entre les sorties des compara-.

teurs 112 et 114 et le noeud V+ 70.

Deux résistances montées en série 116 et 118 sont con-

nectées entre le noeud V+ 70 et la terre La jonction de ces

résistances est connectée à l'entrée non inverseuse du com-

parateur 112 Deux résistances série 120 et 124 sont connec-

tées entre le noeud V-74 et la terre La jonction de ces ré-

sistances est connectée à l'entrée inverseuse du comparateur 114.

Les impédances des résistances 116 et 118 formant divi-

seur de tension et des résistances 120 et 124 formant divi-

seur de tension sont choisies telles qu'une impulsion est engendrée à la sortie des comparateurs 112 et 114, le front

avant de l'impulsion se produisant approximativement 100 Mi-

crosecondes avant le franchissement du zéro par le signal éiectrique à la sortie de l'amplificateur 108 et le front arrière de l'impulsion se produisant approximativement 100 microsecondes après le franchissement du zéro par le signal

électrique L'impulsion ainsi engendrée à la sortie des com-

parateurs 112 et 114 est transmise par l'intermédiaire d'une

résistance 130 à la borne de la base d'un transistor PNP 132.

Une résistance 134 est connectée entre la borne du collec-

teur du transistor 132 et l'entrée inverseuse d'un amplifica-

teur opérationnel 136 La borne de l'émetteur du transistor

132 est connectée à la sortie dé l'amplificateur 136 Un con-

densateur 138 est connecté entre la sortie et l'entrée inver-

seuse de l'amplificateur 136 Une résistance 140 est connec-

tée entre le noeud V 74 et l'entrée inverseuse de l'ampli-

ficateur 136 Une résistance 142 est connectée entre l'en-

trée non inverseuse de l'amplificateur 136 et la terre.

L'amplificateur opérationnel 136, en combinaison avec le circuit qui lui est associé, sert de générateur de forme

d'onde pour produire un signal de tension en rampe à sa sor-

tie Le signal de tension en rampe est un type particulier de signal de tension de balayage qui peut être produit pour la mise en oeuvre de la présente invention Le transistor 132 est rendu conducteur par l'impulsion produite par les

comparateurs 112 et 114 de manière à décharger le condensa-

teur 138 La décharge du condensateur 138 sert à commencer un nouveau cycle de génération du signal en rampe par suite de l'action de l'amplificateur 136 Le signal de tension en rampe produit par l'amplificateur 136 est appliqué à la

borne d'entrée non inverseuse d'un comparateur 144 Une ré-

sistance 146 est connectée entre le noeud V+ 70 et la sortie du comparateur 144 La sortie du comparateur 144 est appelée

noeud 150.

Un signal de tension de commande est appliqué au cir-

2 527023

cuit d'alimentation électrique de la Fig 4 pour régler la tension fournie au précipitateur Le signal de commande est transmis par l'intermédiaire d'une résistance 156, à la

borne de l'entrée non inverseuse d'un amplificateur opéra-

tionnel 158 Un condensateur 160 est connecté entre l'entrée

non inverseuse de l'amplificateur 158 et la terre La résis-

tance 156 et le condensateur 160 servent à filtrer les para-

sites du signal de commande qui les traverse La sortie et l'entrée inverseuse de l'amplificateur 158 sont connectées ensemble L'amplificateur 158 sert d'étage séparateur pour donner au signal de commande une forte impédance d'entrée et

également pour l'isoler du reste du circuit.

Le signal de commande produit à la sortie de l'amplifi-

cateur est transmis par une résistance 161 à l'entrée inver-

seuse d'un amplificateur opérationnel 162 Une résistance

164 est connectée entre l'entrée non inverseuse de l'amplifi-

cateur 162 et la terre Une résistance 166 est connectée entre la borne de l'entrée inverseuse de l'amplificateur 162

et une-borne de courant V connectée au noeud 74 Une résis-

tance 168 est connectée entre la sortie et l'entrée inver-

seuse de l'amplificateur 162 L'amplificateur opérationnel 162,en combinaison avec le circuit qui lui est associé, sert d'inverseur et de décaleur de niveau pour fournir l'amplitude désirée du signal de commande à la sortie de l'amplificateur

162 Cette sortie est connectée à l'entrée inverseuse du com-

parateur 144 Lcrsgue ce signal de tension de cormande est au niveau

zéro, la tension de sortie de l'amplificateur est à sa va-

leur maximale Lorsque le signal de tension de commande est à sa valeur minimale, le signal de sortie de l'amplificateur

162 est zéro.

Le comparateur 144 reçoit ainsi le signal en rampe ou tension de balayage de l'amplificateur 136 et le signal de commande de l'amplificateur 162 Lorsque les amplitudes de ces deux signaux sont égales, un signal de conditionnement

est engendré au noeud 150 et ce signal est utilisé par l'in-

termédiaire de circuits supplémentaires pour déclencher les

redresseurs au silicium commandés de l'alimentation électri-

que On peut modifier l'amplitude du signal de tension de commande pour modifier le retard entre le franchissement du

zéro par le signal Mectriqie et le début du signal de dé-

clenchement des redresseurs au silicium commandés Cette cpé-

ration sert à ajuster la tension qui est appliquée au préci- pitateur. Comme représenté sur la Fig 4-à laquelle on continuera de se référer, des signaux de mise en phase sont produits pour empêcher le déclenchement des redresseurs au silicium commandés lorsqu'ils sont inversement polarisés Une première borne de l'enroulement secondaire du transformateur 80 est

connectée à une résistance 174 laquelle est, à son tour, con-

nectée à la borne de la base d'un transistor NPN 176 Une diode 178 a sa borne d'anode mise à la terre et sa borne de

cathode connectée à la borne de la base du transistor 176.

Une résistance 180 est connectée entre la borne du collecteur du transistor 176 et une borne V+ connectée au noeud 70 La

borne du collecteur du transistor 176 est également connec-

tée aux deux bornes d'entrée d'une porte NI 182 La borne de

l'émetteur du transistor 176 est connectée à la terre Le si-

gnal de sortie de la porte 182 est un signal de phase A pour

empêcher le déclenchement d'un redresseur au silicium comman-

dé,comme on le décrira ci-dessous.

La seconde borne de l'enroulement secondaire du transfor-

mateur 80 est connectée à une résistance 184 laquelle est à son tour connectée à la borne de la base d'un transistor NPN 186 La borne de l'émetteur du transistor 186 est mise à la terre Une diode 188 a sa borne d'anode mise à la terre et

sa borne de cathode connectée à la borne de la base du tran-

sistor 186 Une résistance 190 est connectée entre la borne du collecteur du transistor 186 et une borne de courant V+ connectée au noeud 70 La borne du collecteur du transistor est également connectée aux deux entrées d'une porte NI 192

qui produit un signal de phase B pour empêcher le déclenche-

ment d'un redresseur au silicium commandé inversement pola-

risé, comme décrit ci-dessous.

Une porte NI 200 a ses entrées connectées ensemble Un

condensateur 202 est connecté entre ces entrées et la terre.

Une résistance 204 est connectée entre la sortie de la porte

et ses entrées La porte 200, en combinaison avec le cir-

cuit associé, constitue un multivibrateur astable qui pro duit un train d'impulsions à une fréquence qui est supérieure à la fréquence du signal électrique fourni au circuit Le train d'impulsions produit par la porte 200 est appliqué à

* la première entrée d'une porte NI 206 Le signal de condi-

tionnement produit au noeud 150 est appliqué à la seconde entrée de la porte 206 Ainsi, le train d'impulsions produit par la porte 200 est transmis par la porte NI 206 lorsque le

signal de conditionnement produit au noeud 150 est à l'état ac-

tif Ce train d'impulsions transmis périodiquement est appli-

qué par une ligne 208 aux deux entrées d'une porte NI 210

qui fonctionne en inverseur.

Le signal de sortie de la porte 210 est appliqué aux premières entrées de portes NI 212 et 214 Le signal de phase

A produit par la porte 182 constitue le second signal d'en-

trée de la porte 212 Le signal de phase B produit par la

porte 192 constitue le second signal d'entrée de la porte 214.

Le signal de sortie de la porte 212 est appliqué aux deux entrées d'une porte NI 216 qui sert d'inverseur Le signal de sortie de la porte 214 est appliqué aux deux entrées d'une porte NI 218 Le signal de sortie de la porte 212 est également appliqué à chacune des entrées d'inverseurs 220, 222 et 224 Les sorties de ces inverseurs sont connectées en commun Le signal de sortie de la porte 216 est appliqué aux

entrées d'inverseurs 226, 228 et 230 Les sorties de ces in-

verseurs sont connectées en commun Un condensateur 232 est connecté entre les sorties des inverseurs 220, 222 et 224

et une première borne de l'enroulement primaire d'un trans-

formateur 234 La seconde borne de l'enroulement primaire du transformateur 234 est connectée aux sorties des inverseurs 226, 228 et 230 Une résistance 236 est connectée entre les

bornes de l'enroulement secondaire du transformateur 234.

Chacune des portes NI représentées sur la Fig 4 est un

circuit du type bascule de Schmidt.

La sortie de la porte 218 est connectée aux entrées d'inverseurs 242, 244 et 246 Les sorties de ces inverseurs

sont connectées ensemble L'entrée de la porte 218 est con-

nectee auxentréesd'inverseurs 248,250,252 Les sorties de ces

inverseurs sont connectées en commun.

Un condensateur 254 est connecté entre les sorties-des inverseurs 242, 244 et 246 et une première borne de l'enrou- lement primaire d'un transformateur 256 La seconde borne de l'enroulement primaire du transformateur 256 est connectée

aux sorties des inverseurs 248, 250 et 252.

Une résistance 258 est connectée entre les bornes de

l'enroulement secondaire du transformateur 256.

Un signalélectrique alternatif est appliqué entre les

bornes 268 et 270 pour fournir l'énergie au précipitateur -

Dans un mode de réalisation, ce signal électrique est de

480 V, 60 Hz Ce signal électrique est en phase avec le si-

gnal de courant fourni au transformateur 80 Une fusible 272

est monté en série dans la ligne provenant de la source d'ali-

ryantationpour limiter l'intensité maximale Un redresseur au

silicium commandé 274 a sa borne d'anode connectée au fu-

sible 272,sa borne de porte,ou électrode de commande,connec-

tée à la première borne de l'enroulement secondaire du trans-

formateur 234 et sa borne de cathode connectée à la seconde borne de l'enroulement secondaire du transformateur 234 Un

redresseur au silicium commandé 276 a sa borne d'anode con-

nectée à la borne de cathode du redresseur au silicium com-

mandé 274, sa borne de porte,ou électrode de commandeconnec-

tée à la première borne de l'enroulement secondaire du trans-

formateur 256 et sa borne de cathode connectée à la seconde

borne de l'enroulement secondaire du transformateur 256.

Un varistor à métal-oxyde 278 est connecté en parallèle avec les redresseurs au silicium commandés 274 et 276 pour

limiter la tension de crête instantanée aux bornes des re-

dresseurs à une valeur inférieure à leurtension de blocage minimale La combinaison en série d'une résistance 280 et d'un condensateur 282 est connectée en parallèle avec le varistor pour limiter le rythme de variation maximal de la tension aux bornes des redresseurs au silicium commandés 274

et 276.

Une inductance 288 est connectée entre la jonction de la cathode du redresseur au silicium commandé 274 et de

l'anode du redresseur au silicium commandé 276 et la pre-

mière borne de l'enroulement primaire d'un transformateur 290 La seconde borne de l'enroulement primaire du transfor-

mateur 290 est connectée au noeud 270 L'enroulement secon-

daire du transformateur 290 est connecté à des noeuds 292 et 294 qui sont, à leur tour, connectés à un redresseur

double alternance 296.

Le redresseur 296 comprend des diodes 297, 299, 302 et 304 Le noeud 292est connecté à la cathode de la diode 297 et à l'anode de la diode 299 Le noeud 294 est connecté à

l'anode de la diode 302 et à la cathode de la diode 304.

Une borne d'alimentation électrique 298 du précipitateur

24 est connectée aux bornes d'anode des diodes 297 et 304.

Une borne d'alimentation électrique 300 du précipitateur 24 est connectée aux bornes des cathodes des diodes 300 et 302. Deux résistances série 301 et 303 sont connectées entre

les bornes d'alimentation électrique 298 et 300 Les résis-

tances 301 et 303 correspondent au diviseur de tension 26.

La jonction des résistances 301 et 303 est connectée au cir-

cuit CTA 12 représenté sur la Fig 1 et fournit un signal de tension de réaction pour réguler le signal de sortie du

circuit CTA 12.

Sur la Fig 5 à laquelle on se référera maintenant, on a représenté un filtre passe-bas 310 à deux sections On peut utiliser le filtre 310 à la place du filtre passe-bas actif qui comprend les amplificateurs opérationnels 84 et

94 représentés sur la Fig 4 Le filtre 310 comporte une ré-

sistance série 312 et un condensateur 314 en parallèle Le

condensateur 314 est connecté entre une borne de la résis-

tance 312 et la terre Une résistance série 316 est connec-

tée entre la jonction de la résistance 312 et du condensateur 314 et la première borne d'un condensateur 318 La seconde borne du condensateur 318 est connectée à la terre Le filtre passe-bas 310 est construit de façon à produire un déphasage essentiellement de 1800 de la même manière que le filtre

passe-bas représenté sur la Fig 4.

On décrira maintenant le fonctionnement du circuit et de l'appareil de la présente invention en se référant à la Fig 4 Un signal électrique alternatif parasité est trant -

mis par le trasnformateur 80 aux amplificateurs opération-

nels 84 et 94 qui fonctionnent essentiellement comme un

filtre passe-bas qui réduit fortement les perturbations pa-

rasites de plus haute fréquence Ce circuit de filtrage est

conçu pour provoquer un déphasage de 1800 L'ajustement fi-

nal du déphasage est produit par le circuit RC qui comprend la résistance 106 et le condensateur 110 La protection de cette combinaison RC contre les interactions est assurée par l'amplificateur opérationnel 108 Ainsi, il est produit à la sortie de l'amplificateur 108 un signal de sortie filtré

déphasé de 1800 par rapport au signal électrique d'entrée.

Ces signaux franchissent le zéro en coïncidence.

La combinaison formée par les comparateurs 112 et 114

et les circuits qui leur sont associés forme un circuit gé-

nérateur d'impulsions Les fronts avant et arrière des im-

pulsions sont déterminées par les tendances des résistances 116, 118, 120 et 124 Un niveau continu fixe est appliqué à l'entrée non inverseuse du comparateur 112 et à l'entrée non inverseuse du comparateur 114 Ces valeurs de niveau continu sont légèrement décalées par rapport aux amplitudes du signal électrique au point de franchissement du zéro Ces comparateurs remplissent une fonction OU Ils

engendrent une impulsion dont le front avant est, de préfé-

rence, situé approximativement 100 microsecondes avant le franchissement du zéro et dont le front arrière est situé approximativement 100 microsecondes après le franchissement du zéro L'impulsion est, de préférence, centrée sur le point de franchissement du zéro du signal électrique

L'amplificateur opérationnel 136 fonctionne, en combi-

naison avec le condensateur 138,comme un générateur de si-

gnal en rampe en chargeant le condensateur 138 Le signal en rampe est remis à zéro chaque fois que le transistor 132 est rendu conducteur par l'impulsion produite à la sortie des

comparateurs 112 et 114 L'amplitude du signal en rampe pro-

duit par l'amplificateur 136 est ainsi proportionnelle à la

période de temps qui suit le franchissement du zéro.

Le signal de tension de commande qui sert à commander la tension appliquée au précipitateur 24 est appliqué à

l'amplificateur opérationnel 158 Cet amplificateur fonc-

tionne comme un étage séparateur Le signal de commande est ensuite appliqué à un amplificateur opérationnel 162 qui fonctionne en inverseur et décaleur de niveau Le signal de

commande inversé est alors appliqué à une entrée du compa-

rateur 144 qui reçoit également le signal en rampe de l'am-

plificateur 136 Le comparateur 144 engendre un signal de conditionnement lorsque le signal de commande inversé et le signal en rampe ont la même amplitude Ainsi, le signal de conditionnement passe à l'état actif après une période de retard qui suit le franchissement du zéro, ce retard étant

déterir 4 par l'amplitude du signal de tension de commande.

La porte NI 200 et le circuit qui lui est associé fonc-

tionnent en oscillateur pour produire un train d'impulsions

qui sert à provoquer de multiples déclenchements des re-

dresseurs au silicium commandés pendant chaque cycle du si-

gnal électrique les impulsions sont transmises par la porte NI 206 lorsque le signal de conditionnement du comparateur

144 lui est appliqué.

La porte NI 210 fonctionne en inverseur.

Des signaux de suppression de phase, désignés phase A et phase B, sont produits à la sortie des portes NI 182 et 192 Ces signaux de phase servent à empêcher l'application des impulsions de déclenchement aux redresseurs au silicium

commandés lorsque ces derniers sont dans le mode de blocage.

Les signaux de phase A et B sont appliqués aux entrées des

portes NI 212 et 214 et servent à bloquer le train d'impul-

sions lorsque les impulsions de déclenchement ne doivent

pas être appliquées aux redresseurs au silicium commandés.

Les portes NI 216 et 218 fonctionnent en inverseurs.

Les inverseurs 220-230 et 242-252 sont agencés en groupes de trois pour fournir une plus grande intensité du courant d'attaque Les groupes d'inverseurs 220-224 et 226-230 sont pilotés dans un montage symétrique Les condensateurs 232 et 254 servent de condensateurs d'arrêt des composantes continues Les deux groupes d'inverseurs 242-246 et 248-252

fonctionnent également comme des circuits d'attaque symé-

triques. Les signaux qui servent à déclencher les redresseurs au

silicium commandés 274 et 276 sont engendrés par les enrodie-

ments secondaires des transformateurs 234 et 256 Un train d'irmpulsions déclenché périodiquement est appliqué à chacun

de ces redresseurs au silicium commandés pour le rendre con-

ducteur pendant la partie voulue d'un cycle électrique

Le signal électrique transmis par le redresseur au sili-

cium commandé est filtré par l'inductance 288 et appliqué

à l'enroulement primaire du transformateur élévateur de ten-

sion 290 Un signal de sortie à haute tension de l'ordre de k V à 50 k V est produit par l'enroulement secondaire du transformateur 290 Ce signal à haute tension est redressé en double alternance par le redresseur 296 pour produire un signal en courant continu à haute tension qui est appliqué

aux bornes des électrodes du précipitateur 24.

Le signal en courant continu appliqué au précipitateur

24 est contrôlé par les résistances 301 et 303 formant divi-

seur de tension pour produire un signal de commande qui est

appliqué en retour au circuit CTA 12.

En résumé, la présente invention propose un circuit d'alimentation électrique approprié pour fournir un signal en courant continu à haute tension qui peut être choisi de manière précise, ce circuit étant particulièrement approprié

pour alimenter un précipitateur électrostatique.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 Un circuit pour déclencher un thyristor en fonction du franchissement du zéro par un signal électrique) ce circuit étant caractérisé en ce qu'il comporte: un filtre passe-bzs ( 82-110; 310) connecté pour recevoir le signal électrique et le transmettre à un circuit aval, ce filtre provoquant un déphasage prédéterminé et produisant un signal électricue filtré; des moyens ( 112, 114) connectés pour recevoir le signal électrique filtré et engendrer une impulsion lors de franchissement du zéro par le signal électrique filtré; un générateur de forme d'onde ( 132138) connecté pour recevoir

cette impulsion et pour produire un signal de tension de ba-

layage à la suite de la réception de ladite impulsion; un circuit comparateur ( 144) connecté pour recevoir un signal

de commande et le signal de tension de balayage pour engen-

drer un signal de conditionnement lors de la détection d'une correspondance entre le signal de commande et le signal de tension de balayage; et des moyens ( 200-258) fonctionnant en

réponse au signal de conditionnement pour déclencher le thy-

ristor ( 274, 276).

2 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déphasage prédéterminé provoqué par le filtre passe-bas

( 82-110; 310) est un déphasage de 1800.

3 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre passebas comporte deux sections actives ( 82-90

et 94-100) connectées en série et provoquant chacune un dé-

phasage de 900 du signal électrique.

4 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre passebas ( 310) comprend des première et seconde sections RC passives ( 312, 314 et 316, 318) en série dont chacune

provoque un déphasage de 9 Q O du signal électrique.

Un circuit pour déclencher un thyristor en fonction du franchissement du zéro par un signal électrique, ce circuit étant caractérisé en ce qu'il comprend: un filtre passe-bas ( 82-110; 310) connecté pour recevoir le signal électrique et produire un signalélectrique filtré; des moyens ( 112, 114) connectés pour recevoir le signal-électrique filtré et pour produire une impulsion lors du franchissement du zéro par le signal électrique filtré; un générateur de forme d'onde

( 132-138) connecté pour recevoir l'impulsion et pour engen-

drer un signal de tension en rampe lors de la réception dçi l'impulsion; un circuit comparateur ( 144) connecté pour recevoir un signal de commande et le signal de tension en rampe afin d'engendrer un signal de conditionnement à la suite de la détection d'une correspondance entre l'amplitude du signal de commande et celle du signal de tension en rampe; et des moyens ( 200-258) pour déclencher le thyristor ( 274,

276) lors de la réception du signal de conditionnement.

6 Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que le filtre passebas produit un déphasage de 1800 du signal

électrique qui le traverse.

7 Un circuit pour déclencher plusieurs redresseurs au si-

licium commandés ( 274, 276) en fonction du franchissement du zéro par un signal électrique caractérisé en ce qu'il comprend: un filtre passe-bas ( 82 -110; 310) connecté pour

recevoir le signalèlectrique et produire un signal électri-

que filtré; des moyens ( 112, 114) connectés pour recevoir le signal électrique filtré et pour produire une impulsion

lors du franchissement du zéro par le signalélectrique fil-

tré; un générateur de forme d'onde ( 132-138) connecté pour recevoir l'impulsion et pour engendrer un signal de tension en rampe lors de la réception de l'impulsion; un circuit

comparateur ( 144) connecté pour recevoir un signal de com-

mande et le signal de tension en rampe afin d'engendrer un signal de conditionnement à la suite de la détection d'une correspondance entre le signal de commande et le signal de tension en rampe; des moyens ( 182, 192) pour engendrer un signal de commande de phase pour chacun des redresseurs au silicium commandés, chacun des signaux de commande de phase étant dans un état actif lorsque le redresseur au silicium

commandé correspondant est inversement polarisé, un oscil-

lateur ( 200-204) pour engendrer un train d'impulsions à une fréquence supérieure à la fréquence du signal électrique; des moyens ( 206-214) connectés pour recevoir le signal de conditionnement, les signaux de commande de phase et le train d'impulsions afin d'engendrer, à partir de ces signaux, un signal de déclenchement pour chacun desdits redresseurs

au silicium commandés lors de l'apparition simultanée du ni-

gnal de conditionnement et d'une impulsion du train d'impul- sions en l'absence de l'état actif du signal de commande de phase pour le redresseur au silicium commandé correspondant; et des moyens pour appliquer les signaux de déclenchement

respectifs aux redresseurs au silicium commandés.

8 Un circuit d'alimentation électrique pour un précipita-

teur électrostatique ( 24), caractérisé en ce qu'il comprend:

un redresseur double alternance ( 296) dont les bornes de sor-

tie ( 298, 300) sont connectées aux bornes d'alimentation élec-

trique du précipitateur ( 24); un transformateur ( 290) dont les bornes de sortie < 292,294) sont connectées aux bornes d'entrée du redresseur double alternance;un thyristor ( 274 ou 276) connecté aux bornes d'entrée du transformateur; un

filtre passe-bas ( 82-110; 310) connecté pour recevoir un si-

gnal électrique et pour transmettre ce signal électrique à un circuit aval avec un déphasage prédéterminé de façon à produire un signal électrique filtré; des moyens ( 112, 114) connectés pour recevoir le signal électrique: filtré afin d'engendrer une impulsion lors du franchissement du zéro par le signal électrique filtré; un générateur de tension ( 132-138) pour produire un signal de tension de balayage lors de la réception de l'impulsion; un circuit comparateur ( 144) connecté pour recevoir un signal de commande et le signal de tension de balayage afin de produire un signal de déclenchement lors de la détection d'une correspondance

entre le signal de commande et le signal de tension de ba-

layage; et des moyens ( 200-258) pour déclencher le thyristor lors de la réception du signal de déclenchement pour fournir

de l'énergie électrique au précipitateur.

9 Circuit d'alimentation électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le déphasage prédéterminé provoqué par le filtre passe-bas ( 82110; 310) est un déphasage de . Procédé pour déclencher un thyristor en fonction du franchissement du zéro par un signal électrique, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: à envoyer le signal Electrique à travers un filtre passe-bas ( 82-110; 310) povr provoquer un déphasage prédéterminé du signal électrique et

produire un signal électrique filtré; à engendrer une impul-

sion lors du franchissement du zéro par le signal électrique

filtré;à engendrer un signal de tension de balayage en ré-

ponse à la génération de ladite impulsion; à comparer un

signal de commande au signal de tension de balayage pour pro-

duire un signal de conditionnement lors de la détection d'une correspondance entre le signal de commande et le signal de tension de balayage; et à déclencher le thyristor en réponse

au signal de conditionnement.

11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce

que le déphasage prédéterminé est un déphasage de 180 .

12 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape consistant à envoyer le signalélectrique à

travers un filtre passe-bas consiste à faire passer le si-

gnal en série à travers des première et seconde sections de filtrage ( 8290, 94-100; 312, 314, 316, 318) dont chacune

provoque un déphasage de 900.

13 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'impulsion est centrée sur le franchissement du point

zéro.

14 Un procédé pour déclencher plusieurs redresseurs au silicium commandés ( 274, 276) en fonction du franchissement

du zéro par un signal 6 lectrique, ce procédé étant caracté-

risé en ce qu'il consiste: à envoyer le signal électrique à travers un filtre passe-bas ( 82-110; 310) pour produire un signal électrique filtré déphasé de 1800; à engendrer une impulsion lors du franchissement du zéro par le signal

électrique filtré;à engendrer un signal de tension de ba-

layage en réponse à la génération de ladite impulsion; à recevoir un signal de commande ayant une amplitude variable

pour réglerla puissance transmisepar l'intermédiaire des re-

dresseurs au silicium commandés; à comparer le signal de commande au signal de tension de balayage pour produire un

signal de conditionnement lors de la détection d'une corres-

pondance entre le signal de commande et le signal de tension de balayage; à engendrer un signal de commande de phase pcur chacun des redresseurs au silicium commandés, chacun des si- gnaux de commande de phase étant à l'état actif lorsque le redresseur au silicium commandé correspondant est inversement polarisé; à engendrer un train d'impulsions dont la fréquence

est supérieure à celle du signal électrique; et à trans-

mettre ce train d'impulsions aux redressseurs au silicium commandés en fonction du signal de conditionnement et des signaux de commande de phase pour déclencher les redresseurs

au silicium commandés.

Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce

que l'étape de génération d'une impulsion consiste à engen-

drer une impulsion centrée sur le franchissement du point zéro. 16 Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'étape de génération d'un signal de tension de balayage

consiste à engendrer un signal de tension en rampe de pré-

cision. 17 Un procédé pour engendrer un signal électrique continu à haute tension afin de faire fonctionner un précipitateur électrostatique, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: à envoyer un signal électrique à travers un filtre passe-bas pour éliminer les parasites et déphaser le signal

électrique de 180 , produisant de ce fait un signal électri-

que filtré; à engendrer une impulsion lors du franchisse-

ment du zéro par le signal électrique filtré; à engendrer

un signal de tension de balayage en réponse à ladite im-

pulsion; à recevoir un signal de commande pour commander l'amplitude du signal électrique à haute tension; à comparer le signal de tension de balayage au signal de commande pour engendrer un signal de conditionnement lors de la détection

d'une correspondance entre le signal de commande et le si-

gnal de tension de balayage; à engendrer un train d'impul-

sions dont lafréquence est supérieure à celle du signal de électrique; a transmettre le train d'impulsions pour déclencher un

redresseur, en réponse au signal de conditionnerment de façon à trans-

mettre un second signal électrique, par 1 'intermédiaire du redresseur au silicium comandé; à transmettre le second signal électrique du redresseur au silicium commandé par l'intermédiaire d'un

transformateur élévateur ( 290) pour produire un signalélec-

trique alternatif à haute tension; et à redresser le signal électrique alternatif à haute tension pour produire le signal électrique continu à haute tension qui est appliqué aux

bornes d'entrée du précipitateur.