FR2904738A1 - Resistors`average supply power controlling method, involves starting and terminating wave train by closing switches for preset delays with respect to zero crossing of voltage at terminals of transformer that is saturated at end of train - Google Patents

Resistors`average supply power controlling method, involves starting and terminating wave train by closing switches for preset delays with respect to zero crossing of voltage at terminals of transformer that is saturated at end of train Download PDF

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Abstract

The method involves starting a wave train by closing switches (I1, I2) for preset delays with respect to zero crossing of voltage at main terminals (P1-P3) of a transformer. The train is terminated by opening the switches for a moment of zero crossing of current in the switches. The transformer saturates at the end of the train from an instant of an interval, in which the switch (I2) is opened and the switch (I1) is closed. The delays are respectively comprised between 65 and 90 degrees and between 20 and 55 degrees with an angular deviation between the closing of the switches of 60 degrees.

Description

L'invention a trait à la commande en courant alternatif triphasé de la puissance moyenne d'alimentation par ondes entières d'une charge à travers un transformateur. The invention relates to three-phase AC control of the average full-wattage power of a load across a transformer.

Une telle charge est par exemple formée par des éléments chauffants mis en œuvre dans un processus industriel tel que la fabrication et le traitement du verre par la technique dite de float glass .Such a charge is for example formed by heating elements implemented in an industrial process such as the manufacture and processing of glass by the so-called float glass technique.

On sait qu'il est possible de réaliser une telle commande avec un gradateur triphasé à interposer entre la source de courant et les enroulements primaires du transformateur. On sait également qu'un tel gradateur est prévu soit pour commander un transformateur dont l'état magnétique est proche de zéro en début de train d'ondes (pas de rémanence de l'induction ou simple induction résiduelle : voir par exemple la demande de brevet français 2 089 138), soit pour commander un transformateur dont l'état magnétique en début de train d'ondes est sensiblement égal à son état à la fin du train d'ondes précédent (induction rémanente, voir par exemple la demande de brevet français 2 646 297).It is known that it is possible to achieve such a control with a three-phase dimmer interposed between the current source and the primary windings of the transformer. It is also known that such a dimmer is provided either to control a transformer whose magnetic state is close to zero at the beginning of the wave train (no remanence of the induction or simple residual induction: see for example the demand for French patent 2,089,138), either to control a transformer whose magnetic state at the beginning of the wave train is substantially equal to its state at the end of the preceding wave train (non-volatile induction, see for example the patent application French 2,646,297).

Dans chacun de ces deux types de gradateurs, il est possible de n'utiliser que deux interrupteurs à travers chacun desquels l'une des bornes des enroulements primaires du transformateur est reliée à la borne de phase associée, la troisième borne des enroulements primaires étant reliée directement à la borne de phase associée.In each of these two types of dimmers, it is possible to use only two switches through each of which one of the terminals of the primary windings of the transformer is connected to the associated phase terminal, the third terminal of the primary windings being connected. directly to the associated phase terminal.

Chaque train d'ondes débute par la fermeture d'un premier desdits interrupteurs puis du second interrupteur et, de même, chaque train d'ondes se termine par l'ouverture du premier interrupteur puis du second interrupteur, l'ouverture se produisant bien entendu pour chaque interrupteur au moment d'un passage par zéro du courant qui le traverse puisqu'il s'agit d'interrupteurs à thyristors.Each wave train begins by closing a first of said switches and the second switch and, similarly, each wave train ends with the opening of the first switch and the second switch, the opening occurring of course for each switch at the time of a zero crossing of the current flowing through it since these are thyristor switches.

Afin de minimiser le régime transitoire associé à l'apparition d'un train d'ondes, dans les gradateurs prévus pour commander un transformateur à induction non rémanente, les premier et second interrupteurs sont chacun fermés avec un retard d'environ 90° par rapport au passage par zéro de la tension à ses bornes (extremum de tension et valeur nulle de flux magnétique, en régime établi)Dans les gradateurs prévus pour commander un transformateur à induction rémanente, les premier et second interrupteurs sont chacun fermés au moment du passage par zéro de la tension à ses bornes (zéro de tension et extremum de flux magnétique, en régime établi). On évite donc les fronts raides de tension et de courant qui existent avec les transformateurs à induction non rémanente.In order to minimize the transient regime associated with the appearance of a wave train, in the dimmers provided for controlling a non-remanent induction transformer, the first and second switches are each closed with a delay of about 90 ° relative to each other. the zero crossing of the voltage at its terminals (voltage extremum and zero value of magnetic flux, in steady state) In the dimmers provided for controlling a non-volatile induction transformer, the first and second switches are each closed at the time of the zero crossing of the voltage at its terminals (voltage zero and magnetic flux extremum, in steady state). This avoids the steep edges of voltage and current that exist with non-volatile induction transformers.

Afin d'éviter les phénomènes de saturation susceptibles d'apparaître en début et en fin de trains d'ondes, le circuit magnétique des transformateurs utilisés est surdimensionné par rapport à un transformateur alimenté de façon constante, le surdimensionnement étant relativement modéré pour un transformateur à induction non rémanente et relativement important pour un transformateur à induction rémanente. Bien que les transformateurs à induction rémanente soient du type conventionnel, et donc économique, à circuit magnétique à tôles imbriquées ; et que les transformateurs à induction non rémanente soient des transformateurs spéciaux, et donc relativement onéreux, à circuit magnétique à entrefer, il est plus économique d'employer ce dernier type de transformateur.In order to avoid the phenomena of saturation likely to appear at the beginning and at the end of the wave trains, the magnetic circuit of the transformers used is oversized compared to a transformer supplied with constant, the oversizing being relatively moderate for a transformer to non-remanent induction and relatively important for a remanent induction transformer. Although the inductive remanufacturing transformers are of the conventional type, and therefore economical, magnetic circuit with nested sheets; and that non-volatile induction transformers are special transformers, and therefore relatively expensive, magnetic circuit gap, it is more economical to use the latter type of transformer.

S'agissant du temps de repos entre deux trains d'ondes, les transformateurs à induction non rémanente imposent en pratique un temps relativement long pour assurer le retour à un état magnétique proche de zéro (au moins dix périodes du réseau, soit 200 ms à 50 Hz). Les transformateurs à induction rémanente permettent une modulation dix fois plus rapide car le temps de repos entre deux trains d'ondes successifs peut être particulièrement court, ce qui est favorable à la réduction des fluctuations d'énergie de part et d'autre de la valeur moyenne. L'invention vise à permettre d'obtenir à la fois des performances semblables ou meilleures que celles offertes sur le plan électrique par les transformateurs à induction rémanente et des performances semblables ou meilleures que celles offertes sur le plan économique par les transformateurs à induction non rémanente. Elle propose à cet effet un procédé de commande de la puissance moyenne d'alimentation par ondes entières d'une charge, à travers un transformateur dont chaque borne de connexion des enroulements primaires est reliée à une borne de connexion pour un pôle de phase respectif d'une source decourant alternatif triphasé, l'une desdites bornes du transformateur étant reliée à la borne de phase associée directement tandis que les deux autres bornes sont reliées chacune à la borne de phase associée à travers un interrupteur respectif, lequel procédé comporte, en régime établi : - l'étape de débuter chaque train d'ondes par la fermeture d'un premier desdits interrupteurs puis du second interrupteur avec pour chacun un retard prédéterminé par rapport au passage par zéro de la tension à ses bornes ; etWith regard to the rest time between two wave trains, the non-remanent induction transformers in practice require a relatively long time to ensure the return to a magnetic state close to zero (at least ten periods of the network, ie 200 ms at 50 Hz). The inductive remanufacturing transformers allow a modulation ten times faster because the rest time between two successive wave trains can be particularly short, which is favorable to the reduction of energy fluctuations on both sides of the value. average. The object of the invention is to provide both similar or better performance than that afforded electrically by remanent induction transformers and similar or better performance than economically available by non-remanent induction transformers. . To this end, it proposes a method for controlling the average power supply of a charge, by means of a transformer, of which each connection terminal of the primary windings is connected to a connection terminal for a respective phase pole. a source of three-phase alternating current, one of said transformer terminals being connected to the associated phase terminal directly while the other two terminals are each connected to the associated phase terminal through a respective switch, which process comprises, in steady state: the step of starting each wave train by closing a first of said switches and the second switch with each a predetermined delay with respect to the zero crossing of the voltage at its terminals; and

- l'étape de terminer chaque train d'ondes par l'ouverture du premier interrupteur puis du second interrupteur, pour chacun au moment d'un passage par zéro du courant qui le traverse ; caractérisé en ce que :the step of terminating each wave train by the opening of the first switch and then the second switch, for each at the time of a zero crossing of the current flowing through it; characterized in that

- ledit transformateur sature à la fin de chaque train d'ondes à partir d'un instant compris dans l'intervalle où ledit premier interrupteur est ouvert et ledit second interrupteur est fermé ; et - ledit retard prédéterminé pour ledit premier interrupteur est compris entre 65° et 90° tandis que ledit retard prédéterminé pour le second interrupteur est compris entre 20° et 55° avec l'écart angulaire entre la fermeture du second interrupteur et la fermeture du premier interrupteur qui est au plus égal à 60°.said transformer saturates at the end of each wave train from a time comprised in the interval where said first switch is open and said second switch is closed; and - said predetermined delay for said first switch is between 65 ° and 90 ° while said predetermined delay for the second switch is between 20 ° and 55 ° with the angular difference between the closing of the second switch and the closing of the first switch that is at most equal to 60 °.

Alors que l'on cherche traditionnellement à dimensionner le circuit magnétique du transformateur pour éviter toute saturation, l'invention propose au contraire de faire saturer le transformateur pendant une période où il s'avère que cette saturation peut être supportée sans danger, en raison de ce que, comme expliqué plus en détail ultérieurement, le transformateur est alors dans une période à alimentation diphasée. Les valeurs mises en œuvre pour les retards à la fermeture des interrupteurs par rapport au passage par zéro de la tension à leurs bornes permettent de gérer au mieux au début du train d'ondes les effets de la saturation qui s'est produite à la fin du train d'ondes précédent.While it is traditionally sought to dimension the magnetic circuit of the transformer to avoid saturation, the invention proposes instead to saturate the transformer for a period where it turns out that saturation can be safely supported, because of what, as explained in more detail later, the transformer is then in a two-phase power supply period. The values used for the delays at the closing of the switches with respect to the zero crossing of the voltage at their terminals make it possible to better manage at the beginning of the wave train the effects of the saturation that occurred at the end. of the previous wave train.

Il en résulte qu'il est possible d'employer un transformateur sans aucun surdimensionnement par rapport à un transformateur alimenté de façon constante, et donc un transformateur particulièrement économique.As a result, it is possible to employ a transformer without any over-dimensioning with respect to a constant-fed transformer, and therefore a particularly economical transformer.

Selon des caractéristiques préférées, qui peuvent ou non être mises en œuvre suivant les circonstances, ledit transformateur sature au début de chaquetrain d'ondes à partir d'un instant compris dans l'intervalle où ledit premier interrupteur est fermé et ledit second interrupteur est ouvert.According to preferred features, which may or may not be implemented depending on the circumstances, said transformer saturates at the beginning of each wave train from an instant in the interval where said first switch is closed and said second switch is open.

De même que pour la saturation se produisant en fin de train d'ondes, une telle saturation se produit à partir d'un instant compris dans une période d'alimentation diphasée du transformateur, et rend donc possible que cette saturation soit sans danger.As for the saturation occurring at the end of the wave train, such saturation occurs from a time included in a two-phase power supply period of the transformer, and thus makes it possible for this saturation to be safe.

Dans un premier mode de réalisation, qui est aujourd'hui le mode préféré de réalisation, ledit transformateur comporte un circuit magnétique à tôles imbriquées. II s'agit ainsi d'un transformateur à induction rémanente.In a first embodiment, which is today the preferred embodiment, said transformer comprises a magnetic circuit with interleaved plates. It is thus a remanent induction transformer.

Selon un autre mode de réalisation, ledit transformateur comporte un circuit magnétique à entrefer.According to another embodiment, said transformer comprises a magnetic circuit with air gap.

Il s'agit alors d'un transformateur à induction non rémanente.It is then a non-remanent induction transformer.

Dans un mode de réalisation préféré, que le transformateur soit à induction rémanente ou non rémanente, les enroulements primaires dudit transformateur sont disposés en triangle.In a preferred embodiment, whether the transformer is remanent or non-remanent induction, the primary windings of said transformer are arranged in a triangle.

De préférence, vu les excellents résultats obtenus pour ces plages de valeurs, ledit transformateur comporte un circuit magnétique dont les valeurs de flux initiales en début de trains d'ondes sont les suivantes, φ crête étant la valeur maximale du flux dans un enroulement du transformateur en régime établi :Preferably, given the excellent results obtained for these ranges of values, said transformer comprises a magnetic circuit whose initial flux values at the beginning of wave trains are as follows, where φ peak is the maximum value of the flux in a winding of the transformer. in steady state:

- dans le premier enroulement disposé entre la borne reliée au premier interrupteur et la borne directement reliée à une borne de phase : entre 0 et 0,2 φ crête ;in the first winding arranged between the terminal connected to the first switch and the terminal directly connected to a phase terminal: between 0 and 0.2 φ peak;

- dans le deuxième enroulement disposé entre la borne directement reliée à la borne de phase et la borne reliée au second interrupteur : entre 0,6 φ crête et φ crête, le flux étant de même signe que dans le premier enroulement ; etin the second winding arranged between the terminal directly connected to the phase terminal and the terminal connected to the second switch: between 0.6 φ peak and φ peak, the flow being of the same sign as in the first winding; and

- dans le troisième enroulement disposé entre les deux bornes respectivement reliées au premier interrupteur et au second interrupteur : entre 0,6 φ crête et φ crête, le flux étant de signe opposé à celui du premier enroulement.L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple préféré de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ceux-ci : la figure 1 est un schéma d'un circuit comportant une charge prévue pour être alimentée en courant alternatif triphasé, un transformateur auquel est reliée cette charge et un gradateur pour commander la puissance moyenne d'alimentation de ce transformateur, et donc de cette charge, à partir d'une source de courant alternatif triphasé ; la figure 2 est un schéma montrant de manière simplifiée le circuit formé par les enroulements primaires de ce transformateur et leur liaison à la source de courant alternatif triphasé ; et les figures 3 à 5 sont des chronogrammes montrant, avec une échelle de temps commune, portée en abscisse, comment varie la tension et le flux dans chacun des enroulements primaires du transformateur ainsi que le courant dans chacune des phases de la source d'alimentation, la figure 3 montrant la tension entre bornes P2 et P3, le flux dans l'enroulement situé entre ces bornes et le courant dans la phase à laquelle est reliée la borne V2, la figure 4 montrant la tension entre les bornes P3 et P1 , le flux dans l'enroulement situé entre ces bornes et le courant dans la phase reliée à la borne V1 ; et la figure 5 montrant la tension entre les bornes P1 et P2, le flux dans l'enroulement situé entre ces bornes et le courant dans la phase reliée à la borne V3.in the third winding arranged between the two terminals respectively connected to the first switch and to the second switch: between 0.6 φ peak and φ peak, the flow being of opposite sign to that of the first winding. The disclosure of the invention will now be continued by the detailed description of a preferred embodiment, given below by way of illustration and not limitation, with reference to the accompanying drawings. On these: FIG. 1 is a diagram of a circuit comprising a load intended to be supplied with three-phase alternating current, a transformer to which this load is connected and a dimmer for controlling the average power supply of this transformer, and therefore of this charge, from a three-phase alternating current source; Figure 2 is a diagram showing in a simplified manner the circuit formed by the primary windings of this transformer and their connection to the three-phase AC source; and FIGS. 3 to 5 are timing diagrams showing, with a common time scale, plotted on the abscissa, how the voltage and flux in each of the primary windings of the transformer and the current in each of the phases of the power source vary. FIG. 3 showing the voltage between terminals P2 and P3, the flux in the winding located between these terminals and the current in the phase to which terminal V2 is connected, FIG. 4 showing the voltage between terminals P3 and P1, the flux in the winding located between these terminals and the current in the phase connected to the terminal V1; and FIG. 5 showing the voltage between the terminals P1 and P2, the flux in the winding located between these terminals and the current in the phase connected to the terminal V3.

Le circuit illustré sur la figure 1 comporte un transformateur triphasé T3 présentant trois bornes secondaires S1 , S2 et S3 et trois bornes primaires P1 , P2 et P3. Les enroulements du secondaire du transformateur T3 sont disposés en étoile, les trois enroulements étant raccordés d'un côté à un même point de connexion central tandis que de l'autre côté ils sont reliés respectivement à la borne S1 , à la borne S2 et à la borne S3.The circuit illustrated in FIG. 1 comprises a three-phase transformer T3 having three secondary terminals S1, S2 and S3 and three primary terminals P1, P2 and P3. The windings of the secondary of the transformer T3 are arranged in a star, the three windings being connected on one side to the same central connection point while on the other side they are respectively connected to the terminal S1, to the terminal S2 and to the terminal S3.

Le secondaire du transformateur T3 est relié à une charge formée par trois résistances R14, R15 et R16 disposées en étoile, l'un des côtés des résistances R14, R15 et R16 étant relié à un point de connexion central tandis que l'autre côté de ces résistances est relié respectivement à la borne S1 , à la borneThe secondary of the transformer T3 is connected to a load formed by three resistors R14, R15 and R16 arranged in a star, one side of the resistors R14, R15 and R16 being connected to a central connection point while the other side of these resistors are respectively connected to the terminal S1, to the terminal

S2 et à la borne S3.Les enroulements primaires du transformateur T3 sont disposés en triangle, un premier enroulement étant disposé entre les bornes P2 et P3, un deuxième enroulement entre les bornes P3 et P1 et un troisième enroulement entre les bornes P1 et P2. En pratique, les résistances R14, R15 et R16 sont par exemple des éléments chauffants mis en œuvre dans un processus industriel tel que la fabrication et le traitement du verre par la technique dite de float glass .S2 and at terminal S3. The primary windings of the transformer T3 are arranged in a triangle, a first winding being disposed between the terminals P2 and P3, a second winding between the terminals P3 and P1 and a third winding between the terminals P1 and P2. In practice, the resistors R14, R15 and R16 are, for example, heating elements used in an industrial process such as the manufacture and processing of glass by the so-called float glass technique.

Le transformateur T3 permet d'appliquer aux résistances R14, R15 et R16 une énergie électrique ayant les caractéristiques de tension et d'intensité requises, qui diffèrent de celles fournies par les réseaux classiques de distribution d'énergie électrique.The transformer T3 makes it possible to apply to the resistors R14, R15 and R16 an electrical energy having the required voltage and intensity characteristics, which differ from those provided by the conventional networks of electric power distribution.

Dans l'exemple illustré, le réseau qu'il est prévu d'utiliser comme source de courant alternatif triphasé présente une tension efficace entre phases de 380 V et une fréquence de 50 Hz. Le transformateur T3 est de type conventionnel, avec un circuit magnétique à tôles imbriquées et sans entrefer. Un tel transformateur est à démagnétisation relativement lente, c'est-à-dire que l'induction dans le circuit magnétique se maintient pendant une durée relativement élevée lorsque le primaire du transformateur cesse d'être alimenté (induction rémanente). Le gradateur raccordé aux bornes primaires P1 , P2 et P3 du transformateur T3 est prévu pour commander la puissance moyenne d'alimentation, en faisant se succéder des trains d'ondes entières et des temps de repos entre ces trains d'ondes, la puissance moyenne étant fixée par le rapport entre la durée des trains d'ondes et la durée des temps de repos. Le circuit magnétique du transformateur T3, vu ses caractéristiques précisées ci-dessus, conserve sa magnétisation pendant les temps de repos, de sorte que sa magnétisation en début de train d'ondes est sensiblement égale à sa magnétisation à la fin du train d'ondes précédent.In the example illustrated, the network which is intended to be used as a three-phase AC source has a phase-to-phase voltage of 380 V and a frequency of 50 Hz. The transformer T3 is of conventional type, with a magnetic circuit with nested sheets and without gap. Such a transformer is relatively slow demagnetizing, that is to say that the induction in the magnetic circuit is maintained for a relatively long time when the primary of the transformer ceases to be powered (residual induction). The dimmer connected to the primary terminals P1, P2 and P3 of the transformer T3 is designed to control the average power supply, by making complete wave trains and rest times between these wave trains, the average power being fixed by the ratio between the duration of the trains of waves and the duration of the rest periods. The magnetic circuit of the transformer T3, given its characteristics specified above, retains its magnetization during the rest periods, so that its magnetization at the beginning of the wave train is substantially equal to its magnetization at the end of the train of waves previous.

Pour sa connexion à une source de courant alternatif triphasé du type susmentionné, le gradateur auquel sont connectées les bornes P1 , P2 et P3 présente trois bornes de raccordement V1 , V2 et V3, chacune destinée à être raccordée à un pôle de phase de cette source, la borne V1 étant prévue pour être raccordée à un premier pôle de phase, la borne V2 à un deuxième pôle de phasequi suit immédiatement le premier pôle de phase et la borne V3 au troisième pôle de phase, qui suit immédiatement le deuxième pôle de phase.For its connection to a three-phase alternating current source of the aforementioned type, the dimmer to which the terminals P1, P2 and P3 are connected has three connection terminals V1, V2 and V3, each intended to be connected to a phase pole of this source. , terminal V1 being provided to be connected to a first phase pole, terminal V2 to a second phase pole which immediately follows the first phase pole and terminal V3 to the third phase pole, which immediately follows the second phase pole.

Sur la liaison entre les bornes P1 et V1 est interposé un interrupteur bidirectionnel 11. De même, sur la liaison entre les bornes P2 et V2 est interposé un interrupteur bidirectionnel 12. La liaison entre les bornes P3 et V3 est directe.On the link between the terminals P1 and V1 is interposed a bidirectional switch 11. Similarly, on the link between the terminals P2 and V2 is interposed a bidirectional switch 12. The connection between the terminals P3 and V3 is direct.

Les interrupteurs 11 et 12 sont chacun formés par une paire de thyristors montés tête-bêche, respectivement SCR1 et SCR1 ' pour l'interrupteur 11 et SCR2 et SCR2' pour l'interrupteur 12.The switches 11 and 12 are each formed by a pair of thyristors mounted head to tail, respectively SCR1 and SCR1 'for the switch 11 and SCR2 and SCR2' for the switch 12.

Pour provoquer la fermeture de l'un ou l'autre des interrupteurs 11 et 12, les gâchettes de ses deux thyristors sont attaquées par les mêmes impulsions, de sorte que l'un ou l'autre de ces thyristors devient conducteur, suivant le sens de circulation de courant.To cause the closing of one or the other of the switches 11 and 12, the triggers of its two thyristors are attacked by the same pulses, so that one or the other of these thyristors becomes conductive, following the direction current flow.

Le signal COMMANDE DE TENSION est à l'état logique haut lorsqu'il faut appliquer un train d'ondes de tension aux bornes P1 , P2 et P3 et est sinon (temps de repos) à l'état logique bas.The VOLTAGE CONTROL signal is in the high logic state when it is necessary to apply a voltage wave train to the terminals P1, P2 and P3 and is otherwise (idle time) in the logic low state.

Le signal COMMANDE DE TENSION a une valeur moyenne qui représente le taux de travail du système à ondes entière ; il est en outre synchronisé sur le réseau de façon notamment à respecter l'alternance du signe des tensions appliqué au transformateur à chaque début de train d'ondes (afin de maintenir une tension moyenne nulle) ainsi qu'à définir une durée convenable des intervalles de conduction et de non conduction du gradateur.The VOLTAGE CONTROL signal has a mean value which represents the working rate of the whole-wave system; it is also synchronized on the network so as in particular to respect the alternation of the sign of the voltages applied to the transformer at each beginning of the wave train (in order to maintain a zero average voltage) and to define a suitable duration of the intervals of conduction and non-conduction of the dimmer.

Le gradateur illustré sur la figure 1 permet, en régime établi :The dimmer illustrated in FIG. 1 allows, in steady state:

- lors du passage du signal COMMANDE DE TENSION de l'état bas à l'état haut, de débuter un train d'ondes par la fermeture de l'interrupteur 12 puis de l'interrupteur H avec respectivement un retard α (figure 3) et un retard βduring the passage of the VOLTAGE CONTROL signal from the low state to the high state, starting a wave train by closing the switch 12 and then the switch H with a delay α respectively (FIG. 3) and a delay β

(figure 4) par rapport aux passages par zéro respectifs de la tension aux bornes de ces interrupteurs, puis de maintenir les interrupteurs 11 et 12 à l'état fermé tant que le signal COMMANDE DE TENSION reste à l'état haut ; et(FIG. 4) relative to the respective zero crossings of the voltage at the terminals of these switches, and then keeping the switches 11 and 12 in the closed state as long as the VOLTAGE CONTROL signal remains high; and

- lors du passage du signal COMMANDE DE TENSION de l'état haut à l'état bas, de laisser l'interrupteur 12 à l'état bloqué qu'il prend lors du passage par zéro du courant qui le traverse puis de laisser l'interrupteur 11 à l'état bloqué qu'il prend lors du passage par zéro du courant qui le traverse.On va maintenant expliquer comment se déroule un train d'ondes, à l'appui des figures 3 à 5.when switching the VOLTAGE CONTROL signal from the high state to the low state, leaving the switch 12 in the off state that it takes during the zero crossing of the current flowing through it and then leaving the switch 11 in the off state it takes during the zero crossing of the current flowing through it. We will now explain how a wave train unfolds, in support of Figures 3 to 5.

Sur la figure 3, la courbe U23 représente la différence de tension entre les bornes P2 et P3, la courbe φ 23 représente le flux dans l'enroulement situé entre les bornes P2 et P3 et la courbe i2 représente le courant dans la phase reliée à la borne V2.In FIG. 3, the curve U23 represents the voltage difference between the terminals P2 and P3, the curve φ 23 represents the flux in the winding located between the terminals P2 and P3 and the curve i2 represents the current in the phase connected to the V2 terminal.

Sur la figure 4, la courbe U31 représente la différence de tension entre les bornes P3 et P1 , la courbe φ 31 représente le flux dans l'enroulement situé entre les bornes P3 et P1 et la courbe il représente le courant dans la phase connectée à la borne V1.In FIG. 4, the curve U31 represents the difference in voltage between the terminals P3 and P1, the curve φ 31 represents the flux in the winding located between the terminals P3 and P1 and the curve represents the current in the phase connected to the V1 terminal.

Enfin, sur la figure 5, la courbe U12 représente la tension entre les bornes P1 et P2, la courbe φ 12 représente le flux dans l'enroulement situé entre les bornes P1 et P2 et la courbe i3 représente le courant dans la phase connectée à la borne V3. Sur chacune des figures 3 à 5, l'origine des temps (instant 0) correspond au passage aux bornes de l'interrupteur 12 du zéro de tension qui suit le passage du signal COMMANDE DE TENSION de l'état bas à l'état haut.Finally, in FIG. 5, the curve U12 represents the voltage between the terminals P1 and P2, the curve φ 12 represents the flux in the winding located between the terminals P1 and P2 and the curve i3 represents the current in the phase connected to the V3 terminal. In each of FIGS. 3 to 5, the origin of the times (time 0) corresponds to the passage across the switch 12 of the voltage zero which follows the passage of the VOLTAGE CONTROL signal from the low state to the high state. .

L'instant tO correspond à la fermeture de l'interrupteur 12, l'instant t1 correspond à la fermeture de l'interrupteur 11 , l'instant t2 correspond à l'ouverture de l'interrupteur 12 et l'instant t3 correspond à l'ouverture de l'interrupteur 11.The instant t0 corresponds to the closing of the switch 12, the instant t1 corresponds to the closing of the switch 11, the instant t2 corresponds to the opening of the switch 12 and the instant t3 corresponds to the opening of the switch 11.

Dans l'exemple illustré, les valeurs des flux initiaux (instant 0) ont été choisies conformément à des résultats expérimentaux dans le cas d'un temps de repos entre trains d'ondes égal à deux périodes du réseau (40 ms). Ils sont les suivants, φ crête (φ c sur les figures 3 à 5) étant la valeur maximale du flux dans un enroulement du transformateur en régime établi : flux dans l'enroulement situé entre les bornes P2 et P3 (courbe φ 23) : 0,1 φ crête ; flux dans l'enroulement situé entre les bornes P3 et P1 (courbe φ 31 ) : 0,75 φ crête ; et - flux entre les bornes P1 et P2 (courbe φ 12) : - 0,85 φ crête.In the illustrated example, the values of the initial flows (time 0) were chosen in accordance with experimental results in the case of a rest period between wave trains equal to two periods of the network (40 ms). They are as follows, φ peak (φ c in FIGS. 3 to 5) being the maximum value of the flux in a winding of the transformer in steady state: flux in the winding located between the terminals P2 and P3 (curve φ 23): 0.1 φ peak; flux in the winding located between the terminals P3 and P1 (curve φ 31): 0.75 φ peak; and - flux between terminals P1 and P2 (curve φ 12): - 0.85 φ peak.

L'angle α est ici de 82° (tO = 4,56 ms) et l'angle β de 30° (t1 en retard de 1 ,67 ms par rapport au passage aux bornes de l'interrupteur 11 par le zéro detension qui suit l'instant 0, soit t1 = 6,67 ms puisque ce zéro de tension est à 90° de l'instant 0).The angle α is here 82 ° (t0 = 4.56 ms) and the angle β 30 ° (t1 delay of 1.67 ms with respect to the passage across the switch 11 by the zero of voltage that follows the moment 0, ie t1 = 6.67 ms since this voltage zero is at 90 ° from the instant 0).

On notera qu'à l'instant 0, les bornes V2 et V3 sont au même potentiel tandis qu'au zéro de tension aux bornes de l'interrupteur 11 qui suit l'instant 0, les bornes V2 et V3 sont à des potentiels égals en module et opposés en signe, la borne V1 étant alors au potentiel de référence.It will be noted that at time 0, the terminals V2 and V3 are at the same potential whereas at the zero voltage across the switch 11 following the instant 0, the terminals V2 and V3 are at equal potentials. in modulus and opposite in sign, the terminal V1 then being at the reference potential.

Entre les instants 0 et tO, les interrupteurs H et 12 sont ouverts et par conséquent la tension aux bornes des enroulements primaires du transformateurBetween times 0 and 10, the switches H and 12 are open and therefore the voltage across the primary windings of the transformer

T3 est nulle et aucun courant ne circule. La tension aux bornes de l'interrupteur 12 est alors la même qu'entre les bornes V2 et V3. C'est ainsi que l'instant 0 correspond à un zéro de tension entre les bornes V2 et V3.T3 is zero and no current flows. The voltage across the switch 12 is then the same as between the terminals V2 and V3. Thus, the instant 0 corresponds to a voltage zero between the terminals V2 and V3.

Sur la figure 3, la ligne en trait interrompu L1 montre comment évolue la tension entre les bornes V2 et V3 entre les instants 0 et tO. A l'instant tO, la tension entre les bornes P2 et P3 rejoint, par un front raide, la tension entre les bornes V2 et V3.In FIG. 3, the dashed line L1 shows how the voltage between the terminals V2 and V3 changes between the instants 0 and t0. At time t0, the voltage between the terminals P2 and P3 joins, by a steep edge, the voltage between the terminals V2 and V3.

Pendant toute la période où l'interrupteur 12 est fermé (période située entre les instants tO et t2), la tension entre les bornes P2 et P3 correspond à la tension entre les bornes V2 et V3. Tant que l'interrupteur 11 reste ouvert (jusqu'à l'instant t1), du fait que les enroulements primaires du transformateur T3 ainsi que les résistances de charge R14, R15 et R16 sont équilibrés, la tension entre les bornes V2 et P1 est égale à la tension entre les bornes P1 et V3. C'est ainsi qu'aux bornes de l'interrupteur H , le zéro de tension qui suit l'instant 0 se produit lorsque la borne V1 est au potentiel de référence (neutre) et les bornes V2 et V3 sont à des potentiels égals en module et opposés en signe, ce qui se produit à 90° après l'instant 0.During the entire period when the switch 12 is closed (period between the times t0 and t2), the voltage between the terminals P2 and P3 corresponds to the voltage between the terminals V2 and V3. As long as the switch 11 remains open (until time t1), because the primary windings of the transformer T3 and the load resistors R14, R15 and R16 are balanced, the voltage between the terminals V2 and P1 is equal to the voltage between terminals P1 and V3. Thus, at the terminals of the switch H, the voltage zero which follows the instant 0 occurs when the terminal V1 is at the reference potential (neutral) and the terminals V2 and V3 are at equal potentials in modulus and opposite in sign, which occurs at 90 ° after the moment 0.

Après la fermeture de l'interrupteur 12 (instant tO), et tant que l'interrupteur 11 reste ouvert (jusqu'à l'instant t1 ), les enroulements primaires du transformateur T3 forment entre les bornes V2 et V3 deux impédances en série dont l'une est constituée par l'enroulement situé entre les bornes P2 et P3 et l'autre par l'association en série de l'enroulement situé entre les bornes P2 et P1 et de l'enroulement situé entre les bornes P1 et P3. Ces enroulements primairessont alors soumis à la seule tension entre les bornes V2 et V3 (alimentation diphasée du transformateur T3).After the closing of the switch 12 (instant t0), and as long as the switch 11 remains open (until time t1), the primary windings of the transformer T3 form between the terminals V2 and V3 two series impedances of which one is constituted by the winding located between the terminals P2 and P3 and the other by the series association of the winding located between the terminals P2 and P1 and the winding located between the terminals P1 and P3. These primary windings are then subjected to the only voltage between the terminals V2 and V3 (two-phase supply of the transformer T3).

La tension entre les bornes P2 et P3 (courbe U23) est alors égale en module et opposée en signe à la somme de la tension entre les bornes P3 et P1 (courbe U31 ) et de la tension entre les bornes P1 et P2 (courbe U12).The voltage between terminals P2 and P3 (curve U23) is then equal in modulus and opposite in sign to the sum of the voltage between terminals P3 and P1 (curve U31) and of the voltage between terminals P1 and P2 (curve U12 ).

Ainsi, chacune des tensions entre les bornes P3 et P1 (courbe U31 ) et entre les bornes P1 et P2 (courbe U12) présente à l'instant tO un front raide, de signe opposé à celui de la tension entre les bornes P2 et P3 (courbe U23).Thus, each of the voltages between the terminals P3 and P1 (curve U31) and between the terminals P1 and P2 (curve U12) has at the instant t0 a steep edge, of opposite sign to that of the voltage between the terminals P2 and P3. (curve U23).

Ensuite, jusqu'à l'instant t1 , la tension entre les bornes P3 et P1 (courbe U31 ) et la tension entre les bornes P1 et P2 (courbe U12) présente une évolution normalement semblable et opposée à l'évolution de la tension entre les bornes P2 et P3 (courbe U23).Then, up to the moment t1, the voltage between the terminals P3 and P1 (curve U31) and the voltage between the terminals P1 and P2 (curve U12) presents a normally similar evolution and opposite to the evolution of the voltage between terminals P2 and P3 (curve U23).

En réalité, en raison d'un phénomène de saturation de l'enroulement situé entre les bornes P3 et P1 à partir de l'instant t4 (on voit sur la figure 4 que la courbe φ31 prend alors des valeurs supérieures à φ crête), l'évolution de la tension entre les bornes P3 et P1 (courbe U31 ) et de la tension entre les bornes P1 et P2 (courbe U12) est différente, ainsi qu'expliqué en détail ultérieurement. Sur les figures 4 et 5, les lignes en trait interrompu L2 et L3 montrent respectivement comment auraient évoluées ces tensions sans ce phénomène de saturation.In reality, because of a phenomenon of saturation of the winding located between the terminals P3 and P1 from the moment t4 (it is seen in Figure 4 that the curve φ31 then takes values greater than φ peak), the evolution of the voltage between terminals P3 and P1 (curve U31) and the voltage between terminals P1 and P2 (curve U12) is different, as explained in detail later. In FIGS. 4 and 5, the dashed lines L2 and L3 respectively show how these voltages would have evolved without this saturation phenomenon.

A l'instant t1 , la tension entre les bornes P3 et P1 (courbe U31 ) rejoint, par un front raide, la tension entre les bornes V3 et V1 et, de même, la tension entre les bornes P1 et P2 (courbe U12) rejoint, par un front raide, la tension entre les bornes V1 et V2. Les trois enroulements primaires du transformateur T3 sont alors soumis directement, et ceci jusqu'à l'instant t2, aux tensions entre phases de la source de courant alternatif triphasé.At time t1, the voltage between terminals P3 and P1 (curve U31) joins, by a steep edge, the voltage between terminals V3 and V1 and, likewise, the voltage between terminals P1 and P2 (curve U12) joined, by a steep edge, the voltage between terminals V1 and V2. The three primary windings of the transformer T3 are then subjected directly, and this until time t2, to the phase voltages of the three-phase AC source.

Du fait de l'ouverture de l'interrupteur 12 à l'instant t2, et tant que l'interrupteur 11 reste fermé (jusqu'à l'instant t3), les enroulements primaires du transformateur T3 forment entre les bornes V3 et V1 deux impédances en série dont l'une est constituée par l'enroulement situé entre les bornes P3 et P1 et l'autre par l'association en série de l'enroulement situé entre les bornes P3 et P2 et de l'enroulement situé entre les bornes P2 et P1. Ces enroulements sont alorssoumis à la seule tension entre les bornes V3 et V1 (alimentation diphasée du transformateur T3).Due to the opening of the switch 12 at time t2, and as long as the switch 11 remains closed (until time t3), the primary windings of the transformer T3 form between the terminals V3 and V1 two series impedances, one of which consists of the winding between the terminals P3 and P1 and the other of the series winding between the terminals P3 and P2 and the winding between the terminals P2 and P1. These windings are then subjected to the only voltage between terminals V3 and V1 (two-phase supply of transformer T3).

Le courant il dans la phase connectée à la borne V1 est alors égal en module et opposé en signe au courant i3 dans la phase connectée à la borne V3. La tension entre les bornes P3 et P1 (courbe U31) est alors égale en module et opposé en signe à la somme de la tension entre les bornes P1 et P2 (courbe U12) et de la tension entre les bornes P2 et P3 (courbe U23).The current il in the phase connected to the terminal V1 is then equal in modulus and opposite in sign to the current i3 in the phase connected to the terminal V3. The voltage between terminals P3 and P1 (curve U31) is then equal in modulus and opposite in sign to the sum of the voltage between terminals P1 and P2 (curve U12) and of the voltage between terminals P2 and P3 (curve U23 ).

Ainsi, entre les instants t2 et t3, la tension entre les bornes P1 et P2 (courbe U12) et la tension entre les bornes P2 et P3 (courbe U23) présente une évolution normalement semblable et opposée à l'évolution de la tension entre les bornes P3 et P1 (courbe U31 ).Thus, between instants t2 and t3, the voltage between terminals P1 and P2 (curve U12) and the voltage between terminals P2 and P3 (curve U23) has a normally similar evolution opposite the evolution of the voltage between terminals P3 and P1 (curve U31).

En réalité, en raison d'un phénomène de saturation de l'enroulement situé entre les bornes P1 et P2 à partir de l'instant t5 (on voit sur la figure 5 que la courbe φ12 prend alors des valeurs supérieures à φcrête), l'évolution de la tension entre les bornes P1 et P2 (courbe U12) et de la tension entre les bornes P2 et P3 (courbe U23) est différente, ainsi qu'expliqué en détail ultérieurement. Sur les figures 3 et 5, les lignes en trait interrompu L4 et L5 montrent respectivement comment auraient évoluées ces tensions sans ce phénomène de saturation.In reality, because of a saturation phenomenon of the winding located between terminals P1 and P2 from time t5 (it is seen in FIG. 5 that the curve φ12 then takes values greater than φcrest), The evolution of the voltage between terminals P1 and P2 (curve U12) and the voltage between terminals P2 and P3 (curve U23) is different, as explained in detail later. In FIGS. 3 and 5, the lines in broken lines L4 and L5 respectively show how these voltages would have evolved without this saturation phenomenon.

Dans ce qui précède, on a décrit l'évolution des tensions dans les enroulements primaires du transformateur T3. Les flux s'en déduisent par intégration en fonction du temps, compte tenu bien entendu des valeurs de flux initiaux.In the foregoing, the evolution of the voltages in the primary windings of the transformer T3 has been described. The fluxes are deduced by integration as a function of time, given of course the initial flow values.

On va maintenant décrire comment évoluent les courants dans les trois phases de la source de courant alternatif à laquelle sont connectées les bornes V1 , V2 et V3.We will now describe how the currents evolve in the three phases of the AC source to which the terminals V1, V2 and V3 are connected.

Jusqu'à l'instant tO et après l'instant t3, tous les courants sont nuls. Entre les instants tO et t1 , le courant il dans la phase connectée à la borne V1 est nul tandis que le courant i2 dans la phase connectée à la borne V2 est égal en module et opposé en signe au courant i3 dans la phase connectée à la borne V3.Until time t0 and after time t3, all currents are zero. Between the times t0 and t1, the current il in the phase connected to the terminal V1 is zero while the current i2 in the phase connected to the terminal V2 is equal in modulus and opposite in sign to the current i3 in the phase connected to the terminal V3.

Ainsi, chacun des courants i2 et i3 présente un front raide à l'instant tO puis, jusqu'à l'instant t1 , une évolution normalement semblable à l'évolution suivie par la tension entre les bornes P2 et P3 (courbe U23).En réalité, en raison du phénomène de saturation de l'enroulement situé entre les bornes P3 et P1 à partir de l'instant t4, l'évolution des courants i2 et i3 est différente, ainsi qu'expliqué en détail ultérieurement.Thus, each of currents i2 and i3 has a steep edge at time t0 and then, until time t1, an evolution normally similar to the evolution followed by the voltage between terminals P2 and P3 (curve U23). In fact, because of the phenomenon of saturation of the winding located between terminals P3 and P1 from time t4, the evolution of currents i2 and i3 is different, as explained in detail later.

A l'instant t1 , chacun des courants il , i2 et i3 rejoint, par un front raide, les valeurs correspondant à l'alimentation triphasée des enroulements primaires du transformateur.At time t1, each of the currents it, i2 and i3 joins, by a steep edge, the values corresponding to the three-phase supply of the primary windings of the transformer.

L'instant t2 est celui où s'annule pour la première fois le courant i2 après le passage du signal COMMANDE DE TENSION de l'état haut à l'état bas, cette annulation de courant provoquant l'extinction de celui des deux thyristors de l'interrupteur 12 qui était conducteur, soit l'ouverture de l'interrupteurThe moment t2 is the one where the current i2 cancels for the first time after the passage of the signal VOLTAGE CONTROL from the high state to the low state, this current cancellation causing the extinction of that of the two thyristors of the switch 12 which was conductive, ie the opening of the switch

12, le courant i2 restant donc nul après l'instant t2.12, the current i2 remaining zero after the time t2.

Entre les instants t2 et t3, le courant il dans la phase connectée à la borne V1 est égal en module et opposé en signe au courant i3 dans la phase connectée à la borne V3. Ainsi, chacun des courants il et i3 présente un front raide à l'instant t2 puis, jusqu'à l'instant t3, une évolution normalement semblable à l'évolution suivie par la tension entre les bornes P3 et P1 (courbe U31 ).Between instants t2 and t3, current il in the phase connected to terminal V1 is equal in modulus and opposite in sign to current i3 in the phase connected to terminal V3. Thus, each of the currents i1 and i3 has a steep edge at time t2 and then, until time t3, an evolution normally similar to the evolution followed by the voltage between terminals P3 and P1 (curve U31).

En réalité, en raison du phénomène de saturation de l'enroulement situé entre les bornes P1 et P2 à partir de l'instant t5, l'évolution des courants il et i3 est différente.In fact, because of the phenomenon of saturation of the winding located between the terminals P1 and P2 from time t5, the evolution of the currents I1 and I3 is different.

On va maintenant expliquer les différences d'évolution des courants et des tensions en raison des phénomènes de saturation se produisant respectivement, en début de train d'ondes, à partir de l'instant t4 et, en fin de train d'ondes, à partir de l'instant t5. La saturation de l'enroulement situé entre les bornes P3 et P1 à partir de l'instant t4 s'accompagne d'une chute de la tension entre ces bornes (courbe U31) et d'un accroissement égal de la tension entre les bornes P1 et P2 (courbe U12), cette chute et cet accroissement de tension se répercutant sur le courant i3 et sur le courant i2. La saturation de l'enroulement situé entre les bornes P1 et P2 à partir de l'instant t5 s'accompagne d'une chute de tension entre ces bornes (courbe U12) et d'un accroissement égal de la tension entre les bornes P2 et P3 (courbeU23), cette chute et cet accroissement de tension se répercutant sur le courant i3 et sur le courant il .We will now explain the differences in the evolution of currents and voltages because of saturation phenomena occurring respectively at the beginning of the wave train, from time t4 and, at the end of the train of waves, to from the moment t5. The saturation of the winding located between terminals P3 and P1 from time t4 is accompanied by a drop in the voltage between these terminals (curve U31) and an equal increase in the voltage between terminals P1 and P2 (curve U12), this drop and this increase in voltage having repercussions on the current i3 and on the current i2. The saturation of the winding located between terminals P1 and P2 from time t5 is accompanied by a voltage drop between these terminals (curve U12) and an equal increase in the voltage between terminals P2 and P3 (curve U23), this fall and this increase in voltage reverberating on the current i3 and on the current il.

On notera que ces deux phénomènes de saturation se produisent chacun alors que les enroulements primaires du transformateur T3 sont dans une configuration d'alimentation diphasée avec l'enroulement qui sature disposé en série avec un autre enroulement.Note that these two saturation phenomena occur each while the primary windings of the transformer T3 are in a two-phase power configuration with the winding which saturates arranged in series with another winding.

Il en résulte que dans l'enroulement qui sature, alors que le courant magnétisant croît, le courant de charge décroît puisque la somme du courant magnétisant et du courant de charge est égale au courant dans l'enroulement non saturé situé en série.As a result, in the saturating winding, as the magnetizing current increases, the charging current decreases since the sum of the magnetizing current and the charging current is equal to the current in the unsaturated winding in series.

La croissance du courant magnétisant est ainsi limitée à la valeur du courant dans l'enroulement disposé en série puisque, si cette valeur est atteinte, le courant de charge dans l'enroulement saturé devient nul ainsi que la tension à ses bornes et le flux cesse de croître. Le niveau de saturation ainsi atteint est modéré puisque lié au courant magnétisant.The growth of the magnetizing current is thus limited to the value of the current in the winding arranged in series since, if this value is reached, the charging current in the saturated winding becomes zero as well as the voltage at its terminals and the flow ceases to grow. The saturation level thus reached is moderate since it is linked to the magnetizing current.

Il faut d'ailleurs souligner que le courant total qui circule dans l'ensemble des deux enroulements concernés par cette saturation diphasée, n'excède pas la valeur du courant normal dans un enroulement du transformateur en fonctionnement diphasé.It must also be emphasized that the total current flowing in all of the two windings concerned by this two-phase saturation does not exceed the value of the normal current in a winding of the transformer in two-phase operation.

Le transformateur est donc ainsi protégé de toute surcharge au cours de cette saturation.The transformer is thus protected from any overload during this saturation.

Ce fonctionnement à saturation protégée a pour effet de positionner le flux du transformateur à l'intérieur de son domaine linéaire, en tolérant des dépassements d'amplitudes limités qui ne se traduisent par aucune surcharge pour le transformateur ou pour le gradateur.This protected saturation operation has the effect of positioning the flux of the transformer within its linear domain, tolerating limited amplitude overshoots which do not result in any overload for the transformer or for the dimmer.

On notera que, comme indiqué ci-dessus, le signal COMMANDE DEIt will be noted that, as indicated above, the signal CONTROL OF

TENSION est synchronisé sur le réseau de façon à respecter l'alternance du signe des tensions appliquées au transformateur à chaque début de train d'ondes. En conséquence, dans le train d'ondes qui suit celui illustré sur les figures 3 à 5, les signes des différentes valeurs représentées sont tous inversés.VOLTAGE is synchronized on the network so as to respect the alternation of the sign of the voltages applied to the transformer at the beginning of the wave train. Consequently, in the wave train following that illustrated in FIGS. 3 to 5, the signs of the various values represented are all reversed.

On notera encore, à propos des figures 3 à 5, que certaines portions des courbes illustrées présentent une allure s'éloignant un peu des courbesréelles, afin de bien faire comprendre les phénomènes en jeu. Par exemple, les parties anguleuses illustrées à l'instant t5 sont en réalité arrondies puisque la saturation apparaît progressivement, sans discontinuité de la dérivée.It will also be noted, with reference to FIGS. 3 to 5, that certain portions of the curves illustrated have a look that moves away a little from the curves In fact, the angular portions illustrated at time t5 are actually rounded since the saturation appears progressively, without discontinuity of the derivative.

On va maintenant décrire en détail le gradateur illustré sur la figure 1. Les gâchettes de ses thyristors sont attaquées, aux instants appropriés, par la sortie de transformateurs d'impulsions T1 pour H et T2 pour 12 qui sont commandés par un circuit logique comportant : quatre comparateurs U1 , U2, U3 et U4 ;The dimmer shown in FIG. 1 will now be described in detail. The triggers of its thyristors are driven, at appropriate times, by the output of pulse transformers T1 for H and T2 for 12 which are controlled by a logic circuit comprising: four comparators U1, U2, U3 and U4;

- quatre portes NI U6, U7, U14 et U15 ; - trois portes OU U5, U23 et U24 ;- four doors NI U6, U7, U14 and U15; - three doors OR U5, U23 and U24;

- cinq inverseurs U8, U9, U10, U28 et U29 ;five inverters U8, U9, U10, U28 and U29;

- sept portes ET U11 , U12, U13, U16, U22, U26 et U27 ; etseven AND gates U11, U12, U13, U16, U22, U26 and U27; and

- six monostables U17, U18, U19, U20, U21 et U25.six monostable U17, U18, U19, U20, U21 and U25.

Un ensemble de trois résistances R1 , R2 et R3 est disposé en étoile pour former un neutre artificiel, qui est mis localement à la terre : un côté des résistances R1 , R2 et R3 est relié à un point de connexion central lui-même relié à la terre (pôle de neutre artificiel, formant une référence de tension) tandis que l'autre côté de ces résistances est relié respectivement à la borne V1 , à la borne V2 et à la borne V3. L'entrée négative des comparateurs U1 , U2, U3 et U4 est reliée respectivement à l'une des bornes de l'interrupteur 12 à travers une résistance R7, à l'autre borne de l'interrupteur 12 à travers une résistance R6, à l'une des bornes de l'interrupteur H à travers une résistance R5 et à l'autre borne de l'interrupteur 11 à travers une résistance R4. L'entrée positive des comparateurs U1 et U2 est reliée à l'une des bornes d'une résistance R8 tandis que l'entrée positive des comparateurs U3 et U4 est reliée à l'une des bornes d'une résistance R9, les autres bornes des résistances R8 et R9 étant reliées à une borne -P, à laquelle est appliqué une tension de polarisation de faible valeur négative par rapport au neutre artificiel défini, comme expliqué ci-dessus, par les résistances R1 , R2 et R3.A set of three resistors R1, R2 and R3 is arranged in a star to form an artificial neutral, which is locally grounded: one side of the resistors R1, R2 and R3 is connected to a central connection point itself connected to the ground (artificial neutral pole, forming a voltage reference) while the other side of these resistors is respectively connected to the terminal V1, the terminal V2 and the terminal V3. The negative input of the comparators U1, U2, U3 and U4 is respectively connected to one of the terminals of the switch 12 through a resistor R7, to the other terminal of the switch 12 through a resistor R6, one of the terminals of the switch H through a resistor R5 and the other terminal of the switch 11 through a resistor R4. The positive input of the comparators U1 and U2 is connected to one of the terminals of a resistor R8 while the positive input of the comparators U3 and U4 is connected to one of the terminals of a resistor R9, the other terminals resistors R8 and R9 being connected to a terminal -P, to which is applied a bias voltage of low negative value relative to the artificial neutral defined, as explained above, by the resistors R1, R2 and R3.

Entre la borne négative et la borne positive des comparateurs U1 , U2, U3 et U4 est disposé respectivement une résistance R10, une résistance R11 , une résistance R12 et une résistance R13.Les entrées de la porte NI U6 sont reliées respectivement à la sortie du comparateur U1 et à la sortie du comparateur U2. Les entrées de la porte NI U7 sont reliées respectivement à la sortie du comparateur U3 et à la sortie du comparateur U4. Ainsi, lorsque la tension n'est pas nulle aux bornes de l'interrupteur 12Between the negative terminal and the positive terminal of the comparators U1, U2, U3 and U4 is respectively a resistor R10, a resistor R11, a resistor R12 and a resistor R13. The inputs of the NOR gate U6 are respectively connected to the output of the comparator U1 and the output of the comparator U2. The inputs of the NOR gate U7 are respectively connected to the output of the comparator U3 and to the output of the comparator U4. Thus, when the voltage is not zero across the switch 12

(interrupteur ouvert en l'absence de zéro de tension), la sortie de la porte U6 est à l'état bas ; lorsque la tension aux bornes de l'interrupteur 12 est nulle ou à peu près (interrupteur conducteur ou zéro de tension), la sortie de la porte U6 est à l'état haut ; et la sortie de la porte U7 est à l'état bas et à l'état haut dans les mêmes conditions, mais pour l'interrupteur H .(switch open in the absence of zero voltage), the output of the door U6 is in the low state; when the voltage across the switch 12 is zero or more (conductive switch or zero voltage), the output of the door U6 is high; and the output of the gate U7 is low and high under the same conditions, but for the switch H.

Le reste du circuit illustré sur la figure 1 permet, à partir des signaux disponibles à la sortie des portes U6 et U7 et du signal COMMANDE DE TENSION , de piloter la fermeture et l'ouverture des interrupteurs 11 et 12 ainsi qu'expliqué ci-dessus. On notera que les valeurs des angles α et β sont fixées respectivement par le monostable U19 et par le monostable U21.The remainder of the circuit illustrated in FIG. 1 makes it possible, from the signals available at the output of the doors U6 and U7 and from the VOLTAGE CONTROL signal, to control the closing and opening of the switches 11 and 12 as explained below. above. It will be noted that the values of the angles α and β are set respectively by the monostable U19 and the monostable U21.

En régime établi, c'est-à-dire après que le transformateur T3 ait atteint son état magnétique stationnaire, le processus de commande se déroule de la façon suivante : - lorsque le signal COMMANDE DE TENSION passe de l'état logique bas à l'état logique haut et commande de ce fait un début de train d'ondes, typiquement à un moment où l'interrupteur 12 est ouvert en l'absence d'un zéro de tension (sortie de la porte U6 à l'état bas), la sortie de la porte ET U11 , aux entrées de laquelle sont appliqués respectivement le signal COMMANDE DE TENSION et, grâce à l'inverseur U8, l'inverse du signal présent à la sortie de la porte U6, passe à l'état haut et, en conséquence, la sortie du monostable U18, dont l'entrée est reliée à la sortie de la porte U11 , passe à l'état haut pour une durée de T/4, T étant la période du réseau (ici, 20 ms) ;In steady state mode, that is after the transformer T3 has reached its stationary magnetic state, the control process proceeds as follows: - when the VOLTAGE CONTROL signal goes from the low logic state to the high logic state and thereby controls a start of the wave train, typically at a time when the switch 12 is open in the absence of a voltage zero (output of the gate U6 in the low state) , the output of the AND gate U11, whose inputs are respectively applied the VOLTAGE CONTROL signal and, thanks to the inverter U8, the inverse of the signal present at the output of the gate U6, goes high and, consequently, the output of the monostable U18, the input of which is connected to the output of the gate U11, goes high for a duration of T / 4, T being the period of the network (here, 20 ms );

- lorsque le signal en sortie de la porte U6 passe ensuite à l'état haut (zéro de tension aux bornes de l'interrupteur 12), la sortie de la porte U12, dont les entrées sont reliées respectivement à la sortie de la porte U6 et à la sortie du monostable U18, passe à l'état haut et enclenche le monostable U19, lequel provoque le retard α (ici 82°, soit 4,56 ms) pour commander la fermeture del'interrupteur 12, à travers la porte U23, dont l'une des entrées est reliée à la sortie du monostable U19, la porte U26, dont l'une des entrée est reliée à la sortie de la porte U23 et l'autre entrée à la sortie de l'inverseur U28 qui est alors à l'état haut, et le monostable U17 qui délivre une impulsion de durée γ , ici d'environ 200 μs, et le transformateur d'impulsion T2 ;when the signal at the output of the gate U6 then goes high (zero voltage across the switch 12), the output of the gate U12, the inputs of which are respectively connected to the output of the gate U6 and at the output of the monostable U18, goes high and switches on the monostable U19, which causes the delay α (here 82 °, ie 4.56 ms) to control the closing of the switch 12, through the door U23, one of whose inputs is connected to the output of the monostable U19, the door U26, one of which is connected to the output of the door U23 and the other input at the output of the inverter U28 which is then in the high state, and the monostable U17 which delivers a pulse of duration γ, in this case about 200 μs, and the pulse transformer T2;

- lorsque les bornes de l'interrupteur 11 passent ensuite par un zéro de tension, la sortie de la porte U7 passe à l'état haut, ce qui provoque la fermeture de l'interrupteur 11 avec un retard β (ici 30°, soit 1 ,67ms) fixé par le monostable U21 , les portes U13, U24 et U27, le monostable U20 et le transformateur d'impulsion T1 jouant le même rôle respectivement que la porte U12, la porte U23, la porte U26, le monostable U17 et le transformateur d'impulsion T2 ; ensuite, tant que le signal COMMANDE DE TENSION reste à l'état haut, à chaque fois que se produit l'extinction de l'un des interrupteurs 11 et 12 en raison du passage par zéro du courant qui le traverse, la sortie de la porte U6 ou de la porte U7 passe à l'état bas, de sorte que la sortie de la porte NI U14 ou U15, reliée à l'une des entrées de la porte U23 ou U24, passe à l'état haut (voir ciaprès), ce qui provoque le réallumage immédiat de l'interrupteur 11 ou de l'interrupteur 12, de même qu'en début de train d'ondes ; en effet, chacune des portes NI U14 et U15 a une de ses entrées qui est reliée à la sortie de l'inverseur U9, dont l'entrée est reliée à la sortie de la porte OU U5 dont les entrées sont reliées à la sortie respectivement de porte U6 et de la porte U7, de sorte que tant que la sortie de l'une des portes U6 et U7 est à l'état haut, la sortie de l'inverseur U9 est à l'état bas, et du fait que l'autre entrée des portes U14 et U15 est reliée respectivement à la sortie de la porte U6 et à la sortie de la porte U7, la sortie de la porte U14 ou U15 passe à l'état haut lorsque la sortie de l'une des portes U6 et U7 passe à l'état bas alors que la sortie de l'autre de ces portes reste à l'état haut ;when the terminals of the switch 11 then pass through a voltage zero, the output of the gate U7 goes high, which causes the switch 11 to close with a delay β (here 30 °, ie 1, 67 ms) fixed by the monostable U21, the doors U13, U24 and U27, the monostable U20 and the pulse transformer T1 playing the same role respectively as the door U12, the door U23, the door U26, the monostable U17 and pulse transformer T2; then, as long as the VOLTAGE CONTROL signal remains high, whenever the extinction of one of the switches 11 and 12 occurs due to the zero crossing of the current flowing through it, the output of the door U6 or door U7 goes low, so that the output of the door U14 U14 or U15, connected to one of the inputs of the door U23 or U24, goes high (see below ), which causes the immediate reignition of the switch 11 or the switch 12, as well as at the beginning of the wave train; in fact, each of the NOR gates U14 and U15 has one of its inputs which is connected to the output of the inverter U9, the input of which is connected to the output of the OR gate U5 whose inputs are connected to the output respectively U6 door and U7 door, so that as the output of one of the doors U6 and U7 is high, the output of the inverter U9 is low, and the fact that the other input of the doors U14 and U15 is respectively connected to the output of the door U6 and the output of the door U7, the output of the door U14 or U15 goes high when the output of one of the doors U6 and U7 go low while the output of the other of these doors remains high;

- lorsque le signal COMMANDE DE TENSION passe de l'état logique haut à l'état logique bas et commande de ce fait de la fin d'un train d'ondes, la porte ET U16, dont l'une des entrées est reliée à la sortie de la porte U5 et l'autre entrée est reliée à la sortie de l'inverseur U10 en entrée duquel est appliqué le signal COMMANDE DE TENSION , passe à l'état haut ; la porte ET U22 dont l'une des entrée est reliée à la sortie de la porte U16 et l'autre entrée estreliée à la sortie de l'inverseur U29 dont l'entrée est reliée à la sortie de la porte U6, passe à l'état haut lorsque l'interrupteur 12 passe par un zéro du courant qui le traverse, et enclenche donc le monostable U25 dont la sortie passe à l'état haut pour une durée de T/3, de sorte que la sortie des portes U26 et U27 passe à l'état bas, l'une des entrées de ces portes étant reliée à la sortie de l'inverseur U28 dont l'entrée est reliée à la sortie du monostable U25 ; de sorte que l'interrupteur 12 ne se réallume pas après ce zéro du courant qui le traverse et que l'interrupteur 11 ne se réallume pas lorsque ses bornes passent ensuite par un zéro du courant qui le traverse. Dans une variante non représentée, le circuit du gradateur commandant le transformateur T3 est différent, la portion illustrée sur la figure 1 entre les portes U6 et U7 et les transformateurs d'impulsions T1 et T2 étant par exemple remplacé par un microcontrôleur programmé de façon adéquate.when the signal VOLTAGE CONTROL goes from the high logic state to the logic low state and thereby controls the end of a wave train, the AND gate U16, one of whose inputs is connected to the output of the gate U5 and the other input is connected to the output of the inverter U10 input of which is applied the signal VOLTAGE CONTROL, goes high; the AND gate U22 one of whose input is connected to the output of the door U16 and the other input is connected to the output of the inverter U29 whose input is connected to the output of the door U6, goes high when the switch 12 passes through a zero of the current flowing through it, and thus triggers the monostable U25 whose output goes high for a duration of T / 3, so that the output of the doors U26 and U27 goes low, one of the inputs of these doors being connected to the output of the inverter U28 whose input is connected to the output of monostable U25; so that the switch 12 does not turn on again after this zero of the current flowing through it and that the switch 11 does not turn back on when its terminals then pass through a zero of the current flowing through it. In a variant not shown, the dimmer circuit controlling the transformer T3 is different, the portion illustrated in Figure 1 between the U6 and U7 doors and pulse transformers T1 and T2 being for example replaced by a microcontroller adequately programmed .

Dans une autre variante non représentée, les enroulements primaires du transformateur T3 ne sont pas disposés en triangle, mais en étoile. On notera que des enroulements primaires ainsi disposés bénéficient également du fonctionnement à saturation protégée décrit ci-dessus, puisque dans les périodes de fonctionnement diphasé en début et en fin de train d'ondes, deux des enroulements sont en série (le troisième enroulement est en l'air). Dans d'autres variantes non représentées, les valeurs numériques décrites ci-dessus sont différentes, notamment pour les valeurs de tension et de fréquence du réseau d'alimentation, qui présente par exemple une tension efficace entre phases de 200V et une fréquence de 60Hz ; les valeurs de flux initiaux (instant 0) sont différentes, en restant comprises entre 0 et 0,2 φ crête pour l'un des enroulements, et comprises entre 0,6 φ crête et φ crête dans les autres enroulements, dans lesquels les flux sont de signes opposés ; et/ou les angles α et β sont différents, en restant compris entre 65° et 90° pour α, entre 20° et 55° pour β, avec l'écart angulaire entre la fermeture du second interrupteur tel que 11 et la fermeture du premier interrupteur tel 12 qui est au plus égal à 60°. Dans encore d'autres variantes non représentées, le circuit magnétique du transformateur n'est pas à induction rémanente, mais simplement à induction résiduelle, avec bien entendu dans ce cas de temps de repos entre trains d'ondes très courts afin de s'approcher de l'hypothèse selon laquelle la magnétisation dutransformateur en début de trains d'ondes est sensiblement égale à sa magnétisation à la fin du train d'ondes précédent ; et/ou aucune période de saturation ne se produit au début des trains d'ondes.In another variant not shown, the primary windings of the transformer T3 are not arranged in a triangle, but in a star. It will be noted that primary windings thus arranged also benefit from the protected saturation operation described above, since in the periods of two-phase operation at the beginning and at the end of the wave train, two of the windings are in series (the third winding is in the air). In other variants not shown, the numerical values described above are different, in particular for the voltage and frequency values of the supply network, which has for example a phase-to-phase voltage of 200V and a frequency of 60Hz; the initial flux values (time 0) are different, remaining between 0 and 0.2 φ peak for one of the windings, and between 0.6 φ peak and φ peak in the other windings, in which the flows are of opposite signs; and / or the angles α and β are different, remaining between 65 ° and 90 ° for α, between 20 ° and 55 ° for β, with the angular difference between the closing of the second switch such as 11 and the closing of the first switch 12 which is at most equal to 60 °. In still other variants not shown, the magnetic circuit of the transformer is not remanent induction, but simply residual induction, with of course in this case of rest time between very short wave trains to approach hypothesis that the magnetization of the transformer at the beginning of the wave trains is substantially equal to its magnetization at the end of the preceding wave train; and / or no saturation period occurs at the beginning of the wave trains.

De nombreuses autres variantes sont possibles en fonction des circonstances, et l'on rappelle à cet égard que l'invention ne se limite pas aux exemples décrits et représentés.Many other variants are possible depending on the circumstances, and it is recalled in this regard that the invention is not limited to the examples described and shown.

Claims (2)

REVENDICATIONS 1. Procédé de commande de la puissance moyenne d'alimentation par ondes entières d'une charge (R14, R15, R16), à travers un transformateur (T3) dont chaque borne de connexion des enroulements primaires (P1 , P2, P3) est reliée à une borne de connexion (V1 , V2, V3) pour un pôle de phase respectif d'une source de courant alternatif triphasé, l'une desdites bornes (P3) du transformateur (T3) étant reliée à la borne de phase associée (V3) directement tandis que les deux autres bornes (P1 , P2) sont reliées chacune à la borne de phase associée (V1 , V2) à travers un interrupteur respectif (11 , 12), lequel procédé comporte, en régime établi :1. A method for controlling the average power supply of a charge (R14, R15, R16) over a transformer (T3) in which each connection terminal of the primary windings (P1, P2, P3) is connected to a connection terminal (V1, V2, V3) for a respective phase pole of a three-phase AC source, one of said terminals (P3) of the transformer (T3) being connected to the associated phase terminal ( V3) directly while the two other terminals (P1, P2) are each connected to the associated phase terminal (V1, V2) through a respective switch (11, 12), which method comprises, in steady state: - l'étape de débuter chaque train d'ondes par la fermeture d'un premier (12) desdits interrupteurs puis du second interrupteur (11 ) avec pour chacun un retard prédéterminé (α , β ) par rapport au passage par zéro de la tension à ses bornes ; etthe step of starting each wave train by closing a first one (12) of said switches and then the second one (11) each with a predetermined delay (α, β) with respect to the zero crossing of the voltage at its terminals; and - l'étape de terminer chaque train d'ondes par l'ouverture du premier interrupteur (12) puis du second interrupteur (11), pour chacun au moment d'un passage par zéro du courant qui le traverse ; caractérisé en ce que : - ledit transformateur (T3) sature à la fin de chaque train d'ondes à partir d'un instant (t5) compris dans l'intervalle (t2 - 13) où ledit premier interrupteur (12) est ouvert et ledit second interrupteur (11) est fermé ; et- The step of terminating each wave train by opening the first switch (12) and the second switch (11) for each at the time of a zero crossing of the current flowing through; characterized in that: - said transformer (T3) saturates at the end of each wave train from a moment (t5) included in the interval (t2 - 13) where said first switch (12) is open and said second switch (11) is closed; and - ledit retard prédéterminé (α) pour ledit premier interrupteur (12) est compris entre 65° et 90° tandis que ledit retard prédéterminé (β) pour le second interrupteur (11 ) est compris entre 20° et 55° avec l'écart angulaire entre la fermeture du second interrupteur (11 ) et la fermeture du premier interrupteur (12) qui est au plus égal à 60°.said predetermined delay (α) for said first switch (12) is between 65 ° and 90 ° while said predetermined delay (β) for the second switch (11) is between 20 ° and 55 ° with the angular difference between the closing of the second switch (11) and the closing of the first switch (12) which is at most equal to 60 °. 2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit transformateur (T3) sature au début de chaque train d'ondes à partir d'un instant (t4) compris dans l'intervalle (tO - 11 ) où ledit premier interrupteur (12) est fermé et ledit second interrupteur (11 ) est ouvert.3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit transformateur (T3) comporte un circuit magnétique à tôles imbriquées.2. Method according to claim 1, characterized in that said transformer (T3) saturates at the beginning of each wave train from a moment (t4) included in the interval (tO-11) where said first switch ( 12) is closed and said second switch (11) is open. 3. Method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that said transformer (T3) comprises a magnetic circuit plates interleaved. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit transformateur (T3) comporte un circuit magnétique à entrefer.4. Method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that said transformer (T3) comprises a magnetic circuit with air gap. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les enroulements primaires dudit transformateur (T3) sont disposés en triangle. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit transformateur comporte un circuit magnétique dont les valeurs de flux initiales en début de trains d'ondes sont les suivantes, φ crête (φ c) étant la valeur maximale du flux dans un enroulement du transformateur en régime établi :5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the primary windings of said transformer (T3) are arranged in a triangle. 6. Method according to claim 5, characterized in that said transformer comprises a magnetic circuit whose initial flux values at the beginning of wave trains are as follows, φ peak (φ c) being the maximum value of the flux in a winding. Transformer in steady state: - dans le premier enroulement disposé entre la borne (P2) reliée au premier interrupteur (12) et la borne (P3) directement reliée à une borne de phasein the first winding arranged between the terminal (P2) connected to the first switch (12) and the terminal (P3) directly connected to a phase terminal (V3) : entre 0 et 0,2 φ crête ;(V3): between 0 and 0.2 φ peak; - dans le deuxième enroulement disposé entre la borne (P3) directement reliée à la borne de phase (V3) et la borne (P1 ) reliée au second interrupteur (11 ) : entre 0,6 φ crête et φ crête, le flux étant de même signe que dans le premier enroulement ; etin the second winding arranged between the terminal directly connected to the phase terminal and the terminal connected to the second switch: between 0.6 same sign as in the first winding; and - dans le troisième enroulement disposé entre les deux bornes (P1 , P2) respectivement reliées au premier interrupteur (I2) et au second interrupteur (11 ) : entre 0,6 φ crête et φ crête, le flux étant de signe opposé à celui du premier enroulement.in the third winding arranged between the two terminals (P1, P2) respectively connected to the first switch (I2) and to the second switch (11): between 0.6 φ peak and φ peak, the flow being of opposite sign to that of the first winding.
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