FR3015803A1 - Dispositif d'alimentation d'une charge applicative alternative ou continue depuis un reseau d'alimentation electrique alternatif - Google Patents

Dispositif d'alimentation d'une charge applicative alternative ou continue depuis un reseau d'alimentation electrique alternatif Download PDF

Info

Publication number
FR3015803A1
FR3015803A1 FR1363331A FR1363331A FR3015803A1 FR 3015803 A1 FR3015803 A1 FR 3015803A1 FR 1363331 A FR1363331 A FR 1363331A FR 1363331 A FR1363331 A FR 1363331A FR 3015803 A1 FR3015803 A1 FR 3015803A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
input
application
output
converters
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1363331A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3015803B1 (fr
Inventor
Cedric Balpe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Transmission Systems SAS
Original Assignee
Hispano Suiza SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hispano Suiza SA filed Critical Hispano Suiza SA
Priority to FR1363331A priority Critical patent/FR3015803B1/fr
Priority to PCT/FR2014/053421 priority patent/WO2015092293A1/fr
Publication of FR3015803A1 publication Critical patent/FR3015803A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3015803B1 publication Critical patent/FR3015803B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H02M1/126—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output using passive filters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/008—Plural converter units for generating at two or more independent and non-parallel outputs, e.g. systems with plural point of load switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

Dispositif d'alimentation d'une charge (25) comportant : un autotransformateur (21) présentant en sortie N (entier ≥ 2) triplets de phases distinctes, N redresseurs (22) chacun relié en entrée à un triplet de phases et présentant en sortie une paire de bornes polarisées (+, -), un étage convertisseur applicatif à entrée continue et sortie alternative ou continue (24, 24') relié en entrée aux redresseurs (22) par l'intermédiaire d'un étage de filtrage (23) et destiné à être relié en sortie à la charge (25). L'étage convertisseur applicatif (24, 24') comporte N convertisseurs applicatifs à entrée continue et sortie alternative ou continue (24.1, 24.1') et l'étage de filtrage (23) comporte N circuits de filtrage (23.1), chacun des convertisseurs applicatifs (24.1, 24.1') étant relié en entrée à un des circuits de filtrage (23.1), ce circuit de filtrage (23.1) étant directement relié en entrée à la paire de bornes polarisées (+, -) d'un des redresseurs (22), chacun des convertisseurs applicatifs (24.1, 24.1') étant destiné à être relié en sortie à ladite charge (25).

Description

DISPOSITIF D'ALIMENTATION D'UNE CHARGE APPLICATIVE ALTERNATIVE OU CONTINUE DEPUIS UN RESEAU D'ALIMENTATION ELECTRIQUE ALTERNATIF DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention est relative à un dispositif d'alimentation d'une charge applicative alternative ou continue depuis un réseau d'alimentation électrique alternatif incluant en cascade un étage convertisseur AC/DC à autotransformateur et un étage convertisseur applicatif à entrée continue et sortie soit continue, soit alternative en fonction de la nature de la charge applicative. Ces dispositifs d'alimentation permettent d'alimenter la charge applicative avec des formes d'ondes indépendantes des caractéristiques du réseau d'alimentation électrique alternatif (amplitude, fréquence,.....). ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans ce type de dispositif d'alimentation, le recours à des convertisseurs AC/DC à autotransformateur est bien connu en aéronautique pour limiter les courants harmoniques, pour réduire la masse et le volume embarqués. On utilise couramment des autotransformateurs 12 pulsations ou des autotransformateurs 18 pulsations. Les figures 1A à 1D illustrent schématiquement différentes versions connues de dispositifs d'alimentation d'une charge applicative alternative incluant en cascade un étage convertisseur AC/DC à autotransformateur et un étage convertisseur applicatif DC/AC destinés à être embarqués dans un véhicule tel un aéronef. Dans les applications aéronautiques, on cherche à optimiser, les pertes électriques, la masse et le volume de tels dispositifs d'alimentation. Sur les figures 1A, 1B, 1D l'étage convertisseur applicatif AC/DC comporte un autotransformateur à 12 pulsations et sur la figure 1C l'étage convertisseur AC/DC comporte un autotransformateur à 18 pulsations.
La figure 1A illustre un étage convertisseur applicatif AC/DC qui comporte un autotransformateur à redressement dodécaphasé 1 (12 pulsations) comportant trois enroulements primaires agencés en triangle et des enroulements secondaires connectés de manière à former deux réseaux électriques internes triphasés de sortie respectivement en avance et en retard sur le réseau électrique d'alimentation alternatif de l'aéronef 2 auquel il doit être connecté côté primaire. Il est donc destiné à être relié en entrée, côté de ses enroulements primaires, au réseau d'alimentation électrique alternatif 2, ce réseau d'alimentation pouvant être un réseau d'alimentation triphasé à fréquence variable. Les extrémités de chaque bobinage secondaire sont reliées aux entrées d'un pont redresseur à diodes 3a, 3b. Les enroulements secondaires et primaires ne sont pas représentés. Chacun des ponts redresseur à diodes 3a, 3b présente en sortie une borne positive + et une borne négative -. L'autotransformateur 12 pulsations 1 permet un déphasage de 30° entre les deux réseaux électriques internes appliqués en entrée des deux ponts redresseur 3a, 3b. Les sorties de même polarité des ponts redresseur à diodes 3a, 3b sont reliées aux deux bornes d'entrée de deux inductances d'interphase 5, 6. Les inductances d'interphase 5, 6 comportent deux enroulements en série 5a, 5b et 6a, 6b. Les inductances d'interphase sont utilisées pour limiter les courants de circulation entre les ponts redresseurs et pour réduire les harmoniques de courant au primaire de l'autotransformateur. Les tensions continues en sortie des ponts redresseurs à diodes 3a, 3b sont mises en parallèle par les inductances d'interphase 5, 6. Les sorties des deux inductances d'interphase 5, 6 sont connectées en entrée d'un étage de filtrage 7 formé de deux inductances de lissage 8a, 8b et d'un dispositif de stockage d'énergie 9. Classiquement le dispositif de stockage d'énergie 9 est un condensateur. Les deux inductances de lissage 8a, 8b et le dispositif de stockage d'énergie 9 sont montés en série, le dispositif de stockage d'énergie 9 étant entre les deux inductances de lissage 8a, 8b. L'entrée de l'étage convertisseur applicatif DC/AC 10 est branchée aux bornes du dispositif de stockage d'énergie 9. La sortie de l'étage convertisseur applicatif DC/AC 10 est reliée à une charge applicative 11, qui dans l'exemple décrit est représentée comme une machine électrique tournante, telle une machine synchrone à aimants permanents, à induit triphasé. Elle est schématisée par trois enroulements câblés en étoile. Une telle machine peut, par exemple, entraîner une pompe hydraulique couplée à des commandes de vol. Il est bien entendu que la charge applicative pourrait être d'un autre type de machine tournante ou d'un autre type de charge applicative : résistance de chauffage, résistance de dégivrage, résistance d'antigivrage... L'étage convertisseur applicatif DC/AC 10 alimentant la charge applicative 11 comporte un seul convertisseur applicatif DC/AC à trois bras 10a, 10b, 10c montés en parallèle aux bornes du dispositif de stockage d'énergie 9. Chaque bras 10a, 10b, 10c comporte deux dispositifs de commutation 13 montés en série et ayant un point milieu et possède deux niveaux de tension. Chaque enroulement de la charge applicative 11 est relié à un point milieu (neutre machine). Chaque dispositif de commutation 13 comporte un commutateur électronique de puissance commandable tel un transistor de puissance IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) associé avec une diode montée en antiparallèle. D'autres structures de bras de convertisseurs existent. Ils peuvent être agencés dans un montage connu de type « clampé par neutre » ou NPC (pour neutral point clamped). On parle alors de bras multi-niveaux car le potentiel de sortie appliqué à la charge peut prendre un nombre entier impair supérieur à deux de valeurs, par exemple 3, 5, 7, 9....... Au lieu des transistors IGBT, d'autres commutateurs électroniques de puissance tels des transistors MOSFET ou autres sont envisageables. Le convertisseur applicatif DC/AC 10 inclut bien sûr un circuit de commande des dispositifs de commutation 13, il n'est pas représenté. Les demandes de brevet FR 2 880 739 et FR 2 842 962 décrivent des dispositifs d'alimentation similaires à celle illustrée sur la figure 1A. Bien que donnant satisfaction au point de vue pertes, ce dispositif d'alimentation est pénalisé en masse/volume par les composants magnétiques qui la composent. Au point de vue masse et volume, la liste suivante énumère les principaux contributeurs à la masse du dispositif d'alimentation : autotransformateur, inductance d'interphase, inductance de lissage. Le dispositif d'alimentation de la figure 1B comporte le même autotransformateur à redressement dodécaphasé 1, les mêmes ponts redresseurs 3, 4 à diodes, le même étage convertisseur applicatif DC/AC 10 que sur la figure 1A. La différence se situe au niveau des inductances d'interphase et de l'étage de filtrage. Les inductances d'interphase et les inductances de lissage de l'étage de filtrage ont été mutualisées tandis que l'étage de filtrage ne comporte plus que le dispositif de stockage d'énergie. Cette configuration est de même type que celle décrite dans la demande de brevet FR 2 864 372. Les inductances d'interphase mutualisées avec les inductances de lissage sont dénommées 5' et 6' et leurs enroulements 5a', 5b', 6a', 6b'. Pour intégrer une inductance de lissage dans une inductance d'interphase, on exploite les inductances de fuite des inductances d'interphase. Par rapport à la structure de la figure 1A, on a réduit un peu la masse et le volume des composants magnétiques en intégrant les inductances de lissage dans les inductances d'interphase. Sur la figure 1C, le dispositif d'alimentation comporte un autotransformateur 1 classique à redressement 18 pulsations avec des enroulements primaires agencés en étoile et des enroulements secondaires connectés de manière à créer deux réseaux électriques internes triphasés de sortie respectivement en avance et en retard sur le réseau électrique d'alimentation alternatif de l'aéronef auquel il doit être connecté côté primaire. Ces deux réseaux électriques internes triphasés vont être associés au réseau électrique alternatif de l'aéronef pour former trois réseaux électriques. Les extrémités de chaque enroulement d'un secondaire sont reliées en entrée d'un pont redresseur à diodes 3a, 3b, 3c à trois bras montés en parallèle et deux diodes par bras. Les entrées d'un pont redresseur à diodes 3a, 3b, 3c se font au point commun entre deux diodes d'un même bras. L'autotransformateur 1 permet donc de fournir trois réseaux électriques, généralement décalés respectivement de -20°, 0°, +20° par rapport au réseau électrique d'alimentation alternatif de l'aéronef, pour alimenter les trois ponts redresseur à diodes 3a, 3b, 3c. Les sorties de même polarité des ponts redresseurs à diodes 3a, 3b, 3c sont reliées aux deux bornes d'entrée de deux inductances d'interphase 5, 6. Les inductances d'interphase 5, 6 comportent trois enroulements en étoile 5a, 5b, 5c et 6a, 6b, 6c. Comme illustré sur la figure 1A, les sorties des inductances d'interphase 5, 6 sont connectées en entrée d'un étage de filtrage 7 avec deux inductances de lissage 8a, 8b et un dispositif de stockage d'énergie 9. L'entrée de l'étage convertisseur applicatif DC/AC 10 est branchée aux bornes du dispositif de stockage d'énergie 9. La sortie de l'étage convertisseur applicatif DC/AC 10 est reliée à la charge applicative 11 comme sur la figure 1A. Au point de vue masse et encombrement les composants magnétiques sont toujours très pénalisants. Sur la figure 1D, on retrouve un étage convertisseur DC/AC qui comporte un autotransformateur à redressement dodécaphasé 1 (12 pulsations), deux ponts redresseurs 3a, 3b à diodes, deux inductances d'interphase 5, 6 agencés comme sur la figure 1A. La différence de montage se situe au niveau de l'étage de filtrage 7 qui comporte deux inductances de lissage 8a, 8b et deux dispositifs de stockage d'énergie 9a, 9b. Chaque inductance de lissage 8a, 8b a une extrémité reliée à une sortie de l'une des inductances d'interphase 5, 6 et une autre extrémité reliée à une borne de chacun des dispositifs de stockage d'énergie 9a, 9b. Les deux dispositifs de stockage d'énergie 9a, 9b sont ainsi montés en parallèle. L'étage convertisseur applicatif DC/AC 10 alimentant la charge applicative 11 comporte maintenant deux convertisseurs applicatifs DC/AC 10.1, 10.2, chacun d'entre eux ayant trois bras montés en parallèle aux bornes d'un seul des dispositifs de stockage d'énergie 9a ou 9b. La charge applicative 11 qui est ici triphasée ne peut être branchée directement en sortie des deux convertisseurs applicatifs DC/AC 10.1, 10.2 à cause d'un risque de mauvais équilibrage du courant dans la charge applicative. Chaque phase de la charge applicative 11 est interconnectée aux sorties respectives des convertisseurs applicatifs DC/AC 10.1, 10.2 par l'intermédiaire d'une inductance d'interphase 12.1, 12.2, 12.3 à deux entrées et une sortie pour équilibrer les courants dans les deux convertisseurs applicatifs DC/AC 10.1, 10.2. Chacune des inductances d'interphase 12.1, 12.2, 12.3 comporte deux enroulements en série ayant un point milieu. Les enroulements de l'inductance d'interphase 12.1 sont référencées 12.1a, 12.1b. Les enroulements de l'inductance d'interphase 12.2 sont référencées 12.2a, 12.2b. Les enroulements de l'inductance d'interphase 12.3 sont référencées 12.3a, 12.3b. La sortie des inductances d'interphase 12.1, 12.2, 12.3 se fait au point milieu. Les entrées correspondent aux extrémités libres des deux enroulements 12.1a et 12.1b ou 12.2a et 12.2b ou 12.3a ou 12.3b. Une entrée d'une des inductances d'interphase 12.1, 12.2, 12.3 est reliée à une sortie correspondant à une phase de l'un des convertisseurs applicatifs DC/AC 10.1 et l'autre entrée est reliée à une sortie correspondant à la même phase de l'autre convertisseur applicatif DC/AC 10.2. La charge applicative 11 est branchée en entrée aux trois sorties des inductances d'interphase 12.1, 12.2, 12.39. La mise en parallèle des convertisseurs applicatifs DC/AC alimentant la charge applicative 11 est intéressante pour la réduction des pertes. Mais puisqu'il est nécessaire d'introduire des inductances d'interface 12.1, 12.2, 12.3 entre les convertisseurs applicatifs DC/AC 10.1, 10.2 et la charge applicative 11 en plus de celles qui sont en amont de l'étage de filtrage, la masse et le volume ont été augmentés ce qui va à l'encontre des gains initiaux issus de la réduction des pertes et de la masse indirecte associée visés dans les applications aéronautiques. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a justement comme but de proposer une dispositif d'alimentation d'une charge applicative en courant alternatif ou continu qui comporte un étage de redressement à autotransformateur et un étage convertisseur applicatif à entrée continue et sortie continue ou alternative, destiné à alimenter la charge applicative et qui est optimisée en termes de pertes, de masse et de volume tout en ayant une bonne fiabilité. La sortie de l'étage convertisseur applicatif à entrée continue est adaptée au type de charge applicative. Dans la suite de la description, on emploiera simplement l'appellation « étage convertisseur applicatif à entrée continue ». On précisera la nature de la sortie de l'étage convertisseur applicatif seulement si nécessaire. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif d'alimentation d'une charge applicative en courant alternatif ou continu qui est utilisable notamment avec des charges applicatives dont les configurations sont variées. Pour y parvenir, la présente invention propose de se passer des inductances d'interphase situées entre l'autotransformateur et l'étage convertisseur applicatif à entrée continue destiné à alimenter la charge applicative, ce qui permet de réduire significativement masse et volume du dispositif d'alimentation. Le rôle des inductances d'interphase est de contribuer à équilibrer la puissance entre les deux ponts redresseurs et de limiter le courant de circulation qui apparait entre les deux ponts redresseurs. En effet ce courant doit être limité pour que les performances du dispositif d'alimentation vis-à-vis du réseau électrique en amont soient respectées. Enfin, elles contribuent au filtrage des perturbations venant de l'étage convertisseur applicatif à entrée continue. Pour y parvenir, la présente invention concerne un dispositif d'alimentation d'une charge applicative comportant : un autotransformateur présentant en sortie N (N entier supérieur ou égal à deux) triplets de phases distinctes, N redresseurs chacun relié en entrée à un triplet de phases de l'autotransformateur et présentant en sortie une paire de bornes polarisées, un étage convertisseur applicatif à entrée continue et sortie continue ou alternative, relié en entrée aux N redresseurs par l'intermédiaire d'un étage de filtrage et destiné à être relié en sortie à la charge applicative. Selon l'invention, l'étage convertisseur applicatif à entrée continue comporte N convertisseurs applicatifs à entrée continue et l'étage de filtrage comporte N circuits de filtrage, chacun des N convertisseurs applicatifs à entrée continue étant relié en entrée à un des N circuits de filtrage, ce circuit de filtrage étant directement relié en entrée à la paire de bornes polarisées d'un des N redresseurs, chacun des N convertisseurs applicatifs à entrée continue étant destiné à être relié en sortie à ladite charge applicative. Chaque circuit de filtrage comporte de préférence deux inductances de lissage de mode différentiel et un dispositif de stockage d'énergie, chaque inductance étant montée d'un côté à une des bornes polarisée de la paire de bornes polarisées et de l'autre à une extrémité du dispositif de stockage d'énergie. Chaque convertisseur applicatif à entrée continue et sortie alternative comporte de préférence M (M entier supérieur ou égal à un) bras montés en parallèle aux bornes du dispositif de stockage d'énergie, chaque bras comportant deux dispositifs de commutation commandés montés en série et ayant un point commun, les points communs des M bras formant M sorties du convertisseur applicatif à entrée continue. Chaque dispositif de commutation chacun un commutateur électronique de puissance commandable associé avec une diode montée en anti-parallèle donnant aux bras deux niveaux de tension.
Le dispositif d'alimentation est dépourvu d'inductance d'interphase entre les N redresseurs et l'étage convertisseur applicatif à entrée continue et sortie alternative ou continue grâce à la segmentation de l'étage convertisseur applicatif à entrée continue et sortie alternative ou continue en N convertisseurs applicatifs à entrée continue. Selon la nature de la charge applicative que doit alimenter le dispositif d'alimentation, ce dernier peut comporter M inductances d'interphase à deux enroulements connectées d'un côté aux M sorties des N convertisseurs applicatifs à entrée continue et de l'autre, destinées à être connectées à la charge applicative. L'autotransformateur est un autotransformateur à 6xN pulsations, le choix de N dépendant des performances imposées en termes de qualité de réjection harmonique sur le réseau électrique, auquel l'autotransformateur est destiné à être connecté. Les N redresseurs peuvent être des redresseurs en pont à six diodes. La présente invention concerne également une chaîne d'alimentation comportant un dispositif d'alimentation ainsi caractérisé et une charge applicative branchée en sortie des N convertisseurs applicatifs à entrée continue. La charge applicative comporte N éléments de charge applicative, chacun d'entre eux étant branché en en sortie de l'un des N convertisseurs applicatifs à entrée continue. La charge applicative peut être choisie parmi une pluralité de types : résistances, éléments inductifs, machines tournantes à courant alternatif telles que des machines synchrones à aimants permanents, machines tournantes à courant continu telles que des machines asynchrones, des machines à réluctance variable etc...... La chaîne peut comporter N convertisseurs applicatifs à entrée continue et sortie alternative (DC/AC) à M bras et M sorties et comme charge applicative une machine synchrone à aimants permanents avec un stator ayant bobinage à M phases connectées en étoile, M inductances d'interphase étant insérées entre les M sorties et les M phases du stator. Dans un autre mode de réalisation, la chaîne peut comporter N convertisseurs applicatifs à entrée continue et sortie alternative (DC/AC) à M bras et M sorties et comme charge applicative une machine synchrone à aimants permanents avec un stator à N bobinages, chacun à M phases connectées en étoile. Dans encore un autre mode de réalisation, la chaîne peut comporter N convertisseurs applicatifs à entrée continue et sortie alternative (DC/AC) à M bras et M sorties et comme charge applicative une machine synchrone à aimants permanents avec un stator à N enroulements connectés en étoile ouverte. La présente invention concerne également un véhicule comportant une chaîne d'alimentation ainsi caractérisée. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : Les figures 1A, 1B, 1C ET 1D représentent des variantes de dispositif d'alimentation à autotransformateur de l'art antérieur ; La figure 2 est un schéma de principe d'un dispositif d'alimentation, d'une chaîne d'alimentation et d'un véhicule équipé de la chaîne, objets de l'invention ; Les figures 3A à 3F illustrent différentes variantes de chaînes d'alimentation objets de l'invention. Les différentes variantes décrites doivent être comprises comme n'étant pas forcément exclusives les unes des autres. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures décrites ci-après portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On va maintenant se référer à la figure 2 qui montre un schéma de principe d'un dispositif d'alimentation en courant d'une charge applicative continue ou alternative, d'une chaîne d'alimentation et d'un véhicule comprenant la chaîne, objets de l'invention. Le dispositif d'alimentation comporte, en cascade, un autotransformateur 21 présentant en sortie N (N entier supérieur ou égal à deux) triplets de phases distinctes. Il est destiné à être relié en entrée à un réseau d'alimentation alternatif 20. En sortie, il alimente N ponts redresseurs 22, chacun relié en entrée à un triplet de phases de l'autotransformateur 21 et présentant en sortie une paire de bornes polarisées +, -. Les ponts redresseurs 22 sont similaires. Dans la cascade, se trouve ensuite en aval, un étage convertisseur applicatif à entrée continue 24 destiné à fournir en sortie un courant alternatif ou continu pour alimenter la charge applicative 25. Cela signifie que l'étage convertisseur applicatif à entrée continue englobe les étages convertisseurs DC/DC et DC/AC. Sa sortie est à adapter à la charge applicative 25. Cet étage convertisseur applicatif à entrée continue est relié en entrée aux N ponts redresseurs 22 et est donc destiné à être relié en sortie à la charge applicative 25. L'étage convertisseur applicatif à entrée continue comporte N convertisseurs applicatifs à entrée continue et sortie alternative ou continue 24.1, chacun d'entre eux étant relié en entrée à une paire de bornes polarisées +, - par l'intermédiaire d'un étage de filtrage 23. L'étage de filtrage 23 comporte N circuits de filtrage 23.1 et chacun d'entre eux est directement relié en entrée à une paire de bornes polarisées +, - de l'un des ponts redresseurs 22. Tous les convertisseurs applicatifs à entrée continue et sortie alternative ou continue 24.1 sont destinés à être reliés en sortie à une même charge applicative 25 respectivement alternative ou continue. Cette charge applicative 25 est représentée comme plusieurs impédances, sa structure est dépendante de la configuration de l'étage convertisseur applicatif à entrée continue. Elle peut être de type résistive ou inductive ou être une machine tournante à courant alternatif ou à courant continu. Elle peut être formée, par exemple, de plusieurs impédances montées en étoile ou en triangle, par exemple. Dans le cas d'une charge de type machine tournante, les phases de la machine se modélisent par une impédance et une force électromotrice. Par rapport à l'art antérieur, les inductances d'interphase ont été supprimées, ce qui permet de réduire significativement la masse et le volume du dispositif d'alimentation objet de l'invention. On a ainsi employé, à partir de l'autotransformateur 21, N branches indépendantes et similaires, chacune comportant une cascade avec N ponts redresseurs 22, N circuits de filtrage 23.1 et N convertisseurs applicatifs à entrée continue 24.1. Si les N ponts redresseurs 22 ne sont plus reliés entre eux en sortie, et s'ils fournissent le même courant continu, alors les courants de circulation entre les ponts redresseurs 22 disparaissent puisqu'ils ne sont plus reliés en sortie. De plus, l'étage de filtrage 23 permet d'assurer un filtrage suffisant des perturbations venant de l'étage convertisseur applicatif à entrée continue 24. Selon la nature de la charge applicative 25, il peut être nécessaire de connecter plusieurs inductances d'interphase entre la charge applicative 25 et l'étage convertisseur applicatif à entrée continue 24. Ces inductances d'interphase ont bien sûr une masse et un volume que l'on doit prendre en compte, mais par rapport à la configuration de la figure 1D comprenant deux jeux d'inductances d'interphase, on a quand même réduit la masse et le volume, puisque les inductances d'interphase entre les N ponts redresseurs et l'étage convertisseur à entrée continue sont supprimées. La chaîne d'alimentation inclut la charge applicative et le dispositif d'alimentation. La référence V désigne un véhicule qui comporte une telle chaîne d'alimentation. On va maintenant s'intéresser à plusieurs modes de réalisation de dispositifs d'alimentation objet de l'invention ainsi qu'à plusieurs chaînes d'alimentation qui incluent une charge applicative reliée à une de ces dispositifs d'alimentation. Sur la figure 3A, l'autotransformateur 21 a été représenté comme celui de la figure 1A, avec trois enroulements primaires agencés en triangle et six enroulements secondaires connectés pour former deux réseaux électriques internes triphasés de sortie, respectivement en avance et en retard sur le réseau d'alimentation électrique auquel il est destiné à être branché.
Bien entendu ces agencements d'enroulements ne sont pas exclusifs, d'autres sont envisageables. Comme sur la figure 1A, il y a en aval de l'autotransformateur 21 deux ponts redresseurs à diodes 22a, 22b. Ce qui signifie que dans ce mode de réalisation N=2. Chaque pont redresseur 22a, 22b comporte 6 diodes et présente en sortie une paire de bornes polarisées +, -. L'étage de filtrage 23 comporte N circuits de filtrage 23a, 23b chacun d'entre eux comporte deux inductances de lissage L1, L2 et un dispositif de stockage d'énergie C. Chaque inductance de lissage L1, L2 d'un circuit de filtrage 23a ou 23b est montée entre une borne polarisée différente d'un même pont redresseur 22a ou 22b et une extrémité du dispositif de stockage d'énergie C du même circuit de filtrage 23a ou 23b. Les deux inductances de lissage L1, L2 sont des inductances de mode différentiel. Les points représentés à l'une de leurs extrémités sont des marques de polarité, ils désignent une même polarité. Le dispositif de stockage d'énergie C peut être un condensateur à courant continu. L'étage convertisseur applicatif à entrée continue 24 est dans ce mode de réalisation un étage convertisseur applicatif à entrée continue et sortie alternative (DC/AC). Il comporte N convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b, chacun d'entre eux étant relié en entrée aux bornes du dispositif de stockage d'énergie C d'un des circuits de filtrage 23a, 23b. Dans cet exemple, chaque convertisseur applicatif DC/AC 24a, 24b comporte M bras 240 montés en parallèle entre eux. M est un entier supérieur ou égal à un. Dans ce cas, M=3. Les N convertisseurs applicatifs DC/AC sont alors des convertisseurs applicatifs DC/AC triphasés. Les bras 240 sont montés en parallèle avec le dispositif de stockage d'énergie C. Chaque bras 240 comporte deux dispositifs de commutation 13 montés en série et ayant un point commun A. Les points communs A définissent les sorties des convertisseurs applicatifs DC/AC. Chaque bras 240 possède deux niveaux de tension. Chaque dispositif de commutation 13 comporte un commutateur électronique de puissance commandable tel un transistor de puissance IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) associé avec une diode montée en antiparallèle. D'autres structures de bras de convertisseurs existent et auraient pu être utilisées notamment celle de type NPC comme on l'a décrit au début au sujet de la figure 1A. Au lieu des transistors de puissance IGBT, on peut utiliser des transistors MOSFET ou tous autres commutateurs électroniques de puissance appropriés. Les figures ne sont bien entendu pas limitatives. Lorsque M est égal à un, la charge est alors monophasée et une de ses deux bornes est connectée au point commun A et l'autre à un point milieu entre le condensateur C et le bras. Les entrées des convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b correspondent aux extrémités des bras 240 montés en parallèle. Le dispositif d'alimentation et donc la chaîne d'alimentation sont dépourvus d'inductance d'interphase entre les ponts redresseurs à diodes 22a, 22b et l'étage convertisseur applicatif DC/AC 24. Dans le mode de réalisation de la figure 3A, la charge applicative 25 comporte un seul bobinage à M enroulements ou phases. Ici M=3. Elle est représentée comme une machine tournante et plus particulièrement une machine synchrone à aimants permanents (MSAP) traditionnelle avec un stator ayant M enroulements dans une connexion étoile avec un neutre. Il faut alors placer M inductances d'interphase 26.1, 26.2, 26.3 entre la charge applicative 25 et l'étage convertisseur applicatif DC/AC 24 de manière à équilibrer les courants qui l'alimentent en provenance des N convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b. Dans cet exemple, chaque inductance d'interphase 26.1, 26.2, 26.3 comporte deux entrées et une sortie. Elle est formée de deux enroulements dont deux extrémités sont reliées ensemble et constituent la sortie de l'inductance d'interphase, et dont les deux autres extrémités constituent les deux entrées. Les enroulements de l'inductance d'interphase 26.1 sont référencées 26.1a, 26.1b. Les enroulements de l'inductance d'interphase 26.2 sont référencées 26.2a, 26.2b. Les enroulements de l'inductance d'interphase 26.3 sont référencées 26.3a, 26.3b. Les deux entrées sont reliées chacune à un point commun A d'un bras 240 d'un convertisseur applicatif DC/AC 24a, 24b. Les deux bras 240 sont homologues dans les deux convertisseurs applicatifs DC/AC, ils correspondent à la même phase. L'avantage de ce mode de réalisation est qu'il permet d'utiliser une machine synchrone à aimants permanents tout à fait conventionnelle.
Sur la figure 3B, qui représente une chaîne d'alimentation objet de l'invention, le dispositif d'alimentation est comparable à celui illustré à la figure 3A mais est cette fois totalement dépourvu d'inductance d'interphase. La charge applicative 25 a été représentée comme une machine synchrone à aimants permanents à N éléments de charge applicative 25a, 25b, chacun connecté en sortie de l'un des N convertisseurs applicatifs DC/AC. Chaque élément de charge applicative 25a, 25b est un bobinage à M enroulements ou phases. Elle possède un stator bobiné avec N bobinages 25a, 25b indépendants, chacun à M phases. Dans chacun des N bobinages, les M enroulements sont montés en étoile avec un neutre. Dans cet exemple M=3 et N =2. Il s'agit d'un montage double étoile. Chaque convertisseur applicatif DC/AC 24a, 24b est relié en sortie à une demi-charge applicative, c'est-à-dire à un des bobinages triphasés 25a, 25b. Les bobinages 25a, 25b de la charge applicative n'ont pas de lien électrique. Puisque dans cet exemple M = 3 et N = 2, chaque bobinage 25a, 25b comporte trois enroulements, respectivement 25a1, 25a2, 25a3 et 25b1, 25b2, 25b3. Chaque bobinage 25a, 25b coopère avec l'un des convertisseurs applicatifs DC/AC 24a ou 24b. Les trois enroulements 25a1, 25a2, 25a3 et 25b1, 25b2, 25b3 ont une extrémité commune. Chacune des extrémités de chacun des trois enroulements 25a1, 25a2, 25a3 et 25b1, 25b2, 25b3 d'un même bobinage 25a, 25b est reliée à un point commun A distinct d'un même convertisseur applicatif DC/AC 24a, 24b. Ce mode de réalisation du dispositif d'alimentation objet de l'invention est totalement dépourvu d'inductance d'interphase, ce qui permet de réduire très significativement la masse et le volume par rapport aux configurations des figures 1A, 1B, 1D. Chacune des N branches indépendantes évoquées plus haut inclut maintenant un bobinage de la charge applicative 25. Sur la figure 3C, le dispositif d'alimentation représentée comporte un autotransformateur 21, N ponts redresseurs à diodes 22a, 22b et un étage de filtrage 23 agencés comme sur la figure 3A. L'étage convertisseur applicatif DC/AC 24 comporte N convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b, les convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b comportent M bras 240 montés en parallèle. Les bras 240 sont montés en parallèle avec le dispositif de stockage d'énergie C et sont comparables à ceux des figures 3A et 3B.
Dans ce nouvel exemple N=2 et M=2. Les convertisseurs applicatifs DC/AC sont monophasés. Quant à la charge applicative 25, il s'agit d'une machine synchrone à aimants permanents à N bobinages ayant chacun un enroulement ou phase. Dans cet exemple, il s'agit d'une machine synchrone à aimants permanents biphasée. Elle est formée de N éléments de charge applicative 25.1, 25.2 ou bobinages, chacun connecté en sortie de l'un des N convertisseurs applicatifs DC/AC. Elle possède un stator bobiné avec N bobinages formés chacun d'enroulement, les enroulements sont indépendants 25.1, 25.2. Dans ce mode de réalisation M=2. Ce montage de l'ensemble des N bobinages peut être qualifié de montage en étoile ouverte bien que généralement un montage en étoile comporte au moins trois phases et pas deux. Chaque enroulement 25.1, 25.2 coopère avec un des convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b. Chaque enroulement 25.1, 25.2 est monté entre les deux points communs du convertisseur DC/AC 24a, 24b avec lequel il coopère. Chaque convertisseur applicatif DC/AC 24a, 24b est donc relié en sortie à une demi-charge applicative et ces demi-charge applicatives sont indépendantes électriquement. Ce mode de réalisation du dispositif d'alimentation objet de l'invention est également totalement dépourvu d'inductance d'interphase. Un autre avantage est que le circuit est simple et les convertisseurs applicatifs DC/AC ont moins de composants que dans l'exemple de la figure 3B et sont donc moins coûteux. Sur la figure 3D, l'autotransformateur 21 est un autotransformateur classique à 18 pulsations qui peut comporter un primaire monté en triangle comme illustré sur la figure 1C et des enroulements secondaires connectés de manière à créer deux réseaux électriques internes triphasés de sortie respectivement en avance et en retard sur le réseau électrique d'alimentation alternatif de l'aéronef auquel il doit être connecté côté primaire. Ces deux réseaux électriques internes triphasés vont être associés au réseau électrique alternatif de l'aéronef pour former trois réseaux électriques. Les extrémités de chaque enroulement d'un secondaire sont reliées en entrée d'un pont redresseur à diodes 22a, 22b, 22c à N (N=3) bras montés en parallèle et deux diodes par bras. Les entrées d'un pont redresseur à diodes 22a, 22b, 22c se font au point commun entre deux diodes d'un même bras. L'autotransformateur 21 permet donc de fournir trois réseaux électriques, généralement décalés respectivement de -20°, 0°, +20° par rapport au réseau électrique d'alimentation alternatif de l'aéronef, pour alimenter les trois ponts redresseur à diodes 22a, 22b, 22c. L'étage de filtrage 23 est branché en sortie des ponts redresseurs à diodes. Il comporte N circuits de filtrage 23a, 23b, 23c, chacun d'entre eux comporte deux inductances de lissage L1, L2 et un dispositif de stockage d'énergie C. Chaque inductance de lissage L1, L2 d'un circuit de filtrage 23a, 23b ou 23c est montée entre une borne polarisée différente d'un même pont redresseur 22a, 23b ou 23c et une extrémité du dispositif de stockage d'énergie C du même circuit de filtrage 23a, 23b ou 23c. L'étage convertisseur applicatif DC/AC 24 comporte N convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b, 24c chacun d'entre eux étant relié en entrée aux bornes du dispositif de stockage d'énergie C d'un des circuits de filtrage 23a, 23b, 23c. Dans cet exemple, chaque convertisseur applicatif DC/AC 24a, 24b, 24c comporte M (M=3) bras 240 montés en parallèle. Ce sont des convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b, 24c triphasés. Les bras 240 sont montés en parallèle avec le dispositif de stockage d'énergie C. Ils sont similaires à ceux représentés sur la figure 3A avec un point commun A entre les deux dispositifs de commutation 13. Les points communs A constituent les sorties des convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b, 24c. Les entrées des convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b, 24c correspondent aux extrémités des bras 240 montés en parallèle. Le dispositif d'alimentation et donc la chaîne d'alimentation sont dépourvus d'inductance d'interphase entre les ponts redresseurs à diodes 22a, 22b, 22c et l'étage convertisseur applicatif DC/AC 24. Dans ce mode de réalisation de la figure 3D, la charge applicative 25 comporte N éléments de charge applicative 25a, 25b, 25c, chacun relié en sortie de l'un des convertisseurs AC/DC. Ces éléments de charge applicative sont des bobinages. Elle a été représentée comme une machine synchrone à aimants permanents à N bobinages en étoile. Il s'agit d'un montage triple étoile puisque N=3. Elle possède un stator bobiné avec N bobinages 25a, 25b, 25c. Chaque bobinage 25a, 25b, 25c comporte M enroulements (25a1, 25a2, 25a3), (25b1, 25b2, 25b3), (25c1, 25c2, 25c3) ou phases montés en étoile avec neutre. Puisque dans cet exemple, M=3 et N=3, le stator bobiné comporte 3 bobinages triphasés. Chaque convertisseur applicatif DC/AC 24a, 24b, 24c est relié en sortie à un tiers de charge applicative 25, c'est-à-dire à un des enroulements triphasés 25a, 25b ou 25c. Ce mode de réalisation du dispositif d'alimentation objet de l'invention est totalement dépourvu d'inductance d'interphase. Un avantage de ce montage est que si une des branches est défaillante, le dispositif d'alimentation peut continuer à fonctionner avec les deux autres branches. Sur la figure 3E, l'autotransformateur 21 est un autotransformateur classique à 18 pulsations qui peut comporter un primaire en triangle et des enroulements secondaires connectés de manière à créer deux réseaux électriques internes triphasés de sortie respectivement en avance et en retard sur le réseau électrique d'alimentation alternatif de l'aéronef auquel il doit être connecté côté primaire, comme illustré sur la figure 1C. Ces deux réseaux électriques internes triphasés vont être associés au réseau électrique alternatif de l'aéronef pour former forment trois réseaux électriques. On retrouve des ponts redresseurs à diodes 22a, 22b, 22c et un étage de filtrage 23 agencés comme sur la figure 3D. La différence avec le montage de la figure 3D se situe à partir de l'étage convertisseur applicatif DC/AC 24. L'étage convertisseur applicatif DC/AC 24 comporte N (N=3) convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b, 24c chacun d'entre eux étant relié en entrée aux bornes du dispositif de stockage d'énergie C d'un des circuits de filtrage 23a, 23b, 23c. Dans cet exemple, chaque convertisseur applicatif DC/AC 24a, 24b, 24c comporte M (M=2) bras 240 montés en parallèle. Ce sont des convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b, 24c monophasés. Les bras 240 sont montés en parallèle avec le dispositif de stockage d'énergie C. Ils sont similaires à ceux représentés sur la figure 3C avec un point commun A entre les deux dispositifs de commutation commandés 13. Les points communs constituent les sorties des convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b, 24c. Les entrées des convertisseurs applicatifs DC/AC 24a, 24b, 24c correspondent aux extrémités des bras 240 montés en parallèle. Maintenant la charge applicative 25 a été représentée comme une machine synchrone à aimants permanents à N phases indépendantes sans neutre. Elle possède N éléments de charge applicative, chacun étant un bobinage formé d'un seul enroulement ou phase, puisque ici M=2.
Il s'agit d'un montage triphasé puisque N=3. Son stator possède trois bobinages comprenant chacun un enroulement 25a, 25b, 25c, les enroulements sont électriquement indépendants et chaque convertisseur applicatif DC/AC 24a, 24b est relié en sortie à un tiers de charge applicative 25, c'est-à-dire à un des enroulements 25a, 25b ou 25c. Ce montage des N bobinages avec chacun un enroulement 25a, 25b, 25c peut être qualifié de montage en étoile ouverte. Sur la figure 3F, on a représenté un dispositif d'alimentation avec un autotransformateur 21, N ponts redresseurs à diodes 22a, 22b et un étage de filtrage 23 agencés comme sur la figure 3A. L'étage convertisseur applicatif 24' est maintenant un étage convertisseur applicatif DC/DC (hacheur). Il comporte N convertisseurs applicatifs DC/AC 24.1'. Ici N=2. Dans le mode de réalisation représenté, il s'agit de convertisseurs abaisseurs (buck en anglais). Il est bien entendu que d'autres convertisseurs pourraient être utilisés, comme des convertisseurs élévateurs (boost en anglais), des convertisseurs isolés ou non isolés, des convertisseurs linéaires, des convertisseurs à découpage ... Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3F, chaque convertisseur applicatif DC/DC 24.1' comporte un commutateur électronique de puissance commandable S' et une diode D' dans un montage série connectés en parallèle avec le dispositif de stockage d'énergie C'. Une inductance L' est connectée d'un côté au point commun A' entre le commutateur électronique de puissance S' et la diode D' et de l'autre à un dispositif de stockage d'énergie C'. L'ensemble série formé par l'inductance L' et le dispositif de stockage d'énergie C' est monté aux bornes de la diode D'. L'ensemble série formé par l'inductance L' et le dispositif de stockage d'énergie C' est facultatif. La sortie de chaque convertisseur applicatif DC/DC 24.1' se ferait alors aux bornes de la diode D'. La charge applicative 25' est dans cet exemple résistive, elle comporte deux éléments résistifs 25.1' connectés chacun aux bornes de l'un des dispositifs de stockage d'énergie C'. Chacun des éléments résistifs aurait pu être remplacé par une machine à courant continu. Chaque élément de charge applicative 25.1' est, dans cet exemple non limitatif, un élément résistif. Le dispositif d'alimentation et donc la chaîne d'alimentation sont totalement dépourvus d'inductance d'interphase.
Les modes de réalisation avec autotransformateur à 18 pulsations permettent de fonctionner avec de meilleures performances de qualité de réjection d'harmoniques sur le réseau électrique que les modes de réalisation avec un autotransformateur à 12 pulsations. D'autres modes de réalisation peuvent inclure des autotransformateurs à encore plus de pulsations. Le nombre de pulsations de l'autotransformateur est de 6xN. Dans les configurations de la chaîne d'alimentation sans inductances d'interphase, la charge applicative peut se décomposer en N éléments de charge applicative. La puissance totale consommée dans la charge applicative se répartira dans les N éléments de charge applicative, et chaque élément de charge applicative consommera 1/N de la puissance totale quelle que soit sa nature. Bien que plusieurs modes de réalisation de la présente invention aient été représentés et décrits de façon détaillée, on comprendra que différents changements et modifications puissent être apportés sans sortir du cadre de l'invention. Notamment, à chaque fois que la charge applicative a été représentée dans une configuration étoile, elle aurait très bien pu être configurée en triangle.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS1 - Dispositif d'alimentation d'une charge applicative (25) comportant : un autotransformateur (21) présentant en sortie N (N entier supérieur ou égal à deux) triplets de phases distinctes, N redresseurs (22) chacun relié en entrée à un triplet de phases de l'autotransformateur (21) et présentant en sortie une paire de bornes polarisées (+, -), un étage convertisseur applicatif à entrée continue et sortie alternative ou continue (24, 24') relié en entrée aux N redresseurs (22) par l'intermédiaire d'un étage de filtrage (23) et destiné à être relié en sortie à la charge applicative (25), caractérisée en ce que l'étage convertisseur applicatif à entrée continue (24, 24') comporte N convertisseurs applicatifs à entrée continue (24.1, 24.1') et l'étage de filtrage (23) comporte N circuits de filtrage (23.1), chacun des N convertisseurs applicatifs à entrée continue (24.1, 24.1') étant relié en entrée à un des N circuits de filtrage (23.1), ce circuit de filtrage (23.1) étant directement relié en entrée à la paire de bornes polarisées (+, -) d'un des N redresseurs (22), chacun des N convertisseurs applicatifs à entrée continue (24.1, 24.1') étant destiné à être relié en sortie à ladite charge applicative (25').
  2. 2 - Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, dans lequel chaque circuit de filtrage (23.1) comporte deux inductances de lissage (L1, L2) de mode différentiel et un dispositif de stockage d'énergie (C), chaque inductance de lissage (L1, L2) étant montée d'un côté à une des bornes polarisée de la paire de bornes polarisées (+, -) et de l'autre à une extrémité du dispositif de stockage d'énergie (C).
  3. 3 - Dispositif d'alimentation selon la revendication 2, dans lequel chaque convertisseur applicatif à entrée continue et sortie alternative (24.1, 24.1') comporte M (M entier supérieur ou égal à un) bras (240) montés en parallèle aux bornes du dispositif de stockage d'énergie (C), chaque bras (240) comportant deux dispositifs de commutation (13) commandés montés en série et ayant un point commun (A), les points communs (A) des M bras(240) formant M sorties du convertisseur applicatif à entrée continue et sortie alternative (24.1), les dispositifs de commutation comportant chacun un commutateur électronique de puissance commandable associé avec une diode montée en anti-parallèle donnant aux bras deux niveaux de tension.
  4. 4. Dispositif d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est dépourvu d'inductance d'interphase entre les N redresseurs (22) et l'étage convertisseur applicatif à entrée continue et sortie alternative ou continue (24, 24').
  5. 5. Dispositif d'alimentation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel M inductances d'interphase (26.1, 26.2, 26.3) à deux enroulements (26.1a, 26.1b ; 26.2a, 26.2b ; 26.3a, 26.3b) sont connectées d'un côté aux M sorties des N convertisseurs applicatifs à entrée continue (24.a, 24.b) et de l'autre sont destinées à être connectées à la charge applicative (25).
  6. 6. Dispositif d'alimentation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'autotransformateur (21) est un autotransformateur à 6xN pulsations.
  7. 7. Dispositif d'alimentation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les N redresseurs (22a, 22b) sont des redresseurs à six diodes.
  8. 8. Chaîne d'alimentation comportant un dispositif d'alimentation selon l'une des revendications précédentes et une charge applicative (25) branchée en sortie des N convertisseurs applicatifs à entrée continue (24a, 24b).
  9. 9. Chaîne d'alimentation selon la revendication 8, dans laquelle la charge applicative comprend N éléments de charge applicative, chacun d'entre eux étant branché en sortie de l'un des N convertisseurs applicatifs à entrée continue.
  10. 10. Chaîne d'alimentation selon l'une des revendications 8 ou 9, dans laquelle la charge applicative (25) est choisie parmi une pluralité de types : résistances, inductances, machines électriques tournantes à courant continu ou alternatif.
  11. 11. Chaîne d'alimentation selon l'une des revendications 8 à 10, comportant N convertisseurs applicatifs à entrée continue et sortie alternative (24a, 24b) à M bras (240) à et M sorties (A) et comme charge applicative (25) une machine synchrone à aimants permanents avec un stator ayant un bobinage à M phases connectées en étoile, M inductances d'interphase (26.1, 26.2, 26.3) étant insérées entre les M sorties et les M phases du stator.
  12. 12. Chaîne d'alimentation selon l'une des revendications 8 à 10, comportant N convertisseurs applicatifs à entrée continue et sortie alternative (DC/AC) (24a, 24b) à M bras (240) et M sorties (A) et comme charge applicative (25) une machine synchrone à aimants permanents avec un stator à N bobinages (25a, 25b) chacun à M phases (25a1, 25a2, 25a3 ; 25b1, 25b2, 25b3) connectées en étoile.
  13. 13. Chaîne d'alimentation selon l'une des revendications 8 à 10, comportant N convertisseurs applicatifs à entrée continue et sortie alternative (DC/AC) (24a, 24b, 24c) à M bras (240) et M sorties (A) et comme charge applicative (25) une machine synchrone à aimants permanents avec un stator possédant N enroulements (25a, 25b, 25c) connectés en étoile ouverte.
  14. 14. Véhicule (V) comportant une chaîne d'alimentation selon l'une des revendications 8 à 13.
FR1363331A 2013-12-20 2013-12-20 Dispositif d'alimentation d'une charge applicative alternative ou continue depuis un reseau d'alimentation electrique alternatif Active FR3015803B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1363331A FR3015803B1 (fr) 2013-12-20 2013-12-20 Dispositif d'alimentation d'une charge applicative alternative ou continue depuis un reseau d'alimentation electrique alternatif
PCT/FR2014/053421 WO2015092293A1 (fr) 2013-12-20 2014-12-18 Chaîne d'alimentation incluant un dispositif d'alimentation d'une charge applicative alternative ou continue depuis un reseau d'alimentation electrique alternatif

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1363331A FR3015803B1 (fr) 2013-12-20 2013-12-20 Dispositif d'alimentation d'une charge applicative alternative ou continue depuis un reseau d'alimentation electrique alternatif

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3015803A1 true FR3015803A1 (fr) 2015-06-26
FR3015803B1 FR3015803B1 (fr) 2017-03-17

Family

ID=50976700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1363331A Active FR3015803B1 (fr) 2013-12-20 2013-12-20 Dispositif d'alimentation d'une charge applicative alternative ou continue depuis un reseau d'alimentation electrique alternatif

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3015803B1 (fr)
WO (1) WO2015092293A1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002089285A1 (fr) * 2001-04-27 2002-11-07 Honeywell International Inc. Systeme de rectification a 18-impulsions et a autotransformateur monte en y
US20050077887A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-14 Bulent Sarlioglu Rectification system for improving power quality of electrical power systems
US20100176755A1 (en) * 2009-01-15 2010-07-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power conversion system and method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2842962B1 (fr) 2002-07-26 2004-12-03 Technofan Interface d'alimentation d'une charge depuis un reseau d'alimentation electrique
US6950322B2 (en) * 2003-04-10 2005-09-27 Rsm Electron Power, Inc. Regulated AC to DC converter for aerospace applications
FR2864372A1 (fr) 2003-12-19 2005-06-24 Hispano Suiza Sa Convertisseur 12 alternances comportant une self de filtrage integre au redresseur
FR2880739B1 (fr) 2005-01-07 2009-04-24 Technofan Sa Etage de redressement d'un courant triphase.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002089285A1 (fr) * 2001-04-27 2002-11-07 Honeywell International Inc. Systeme de rectification a 18-impulsions et a autotransformateur monte en y
US20050077887A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-14 Bulent Sarlioglu Rectification system for improving power quality of electrical power systems
US20100176755A1 (en) * 2009-01-15 2010-07-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power conversion system and method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015092293A1 (fr) 2015-06-25
FR3015803B1 (fr) 2017-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2367705B1 (fr) Procede et dispositif electrique combine d'alimentation et de charge a moyens de compensation
EP3605818B1 (fr) Convertisseur de tension continu-continu a resonance
EP2368319A2 (fr) Dispositif à machine électrique polyphasée et machine électrique associée
EP2400636A1 (fr) Moteur électrique à courant alternatif pouvant être branché dans le circuit de charge de batteries
EP1974450A1 (fr) Autotransformateur a dephasage de 20°
EP3605820B1 (fr) Convertisseur de tension continu-continu a resonance
EP2289161A1 (fr) Circuit redresseur a forte puissance notamment pour électrolyse de l'aluminium
EP3363111A1 (fr) Convertisseur dc/dc isole
EP3807985B1 (fr) Convertisseur ac-dc
EP2822800B1 (fr) Procede de decharge d'au moins un condensateur d'un circuit electrique
FR3015803A1 (fr) Dispositif d'alimentation d'une charge applicative alternative ou continue depuis un reseau d'alimentation electrique alternatif
EP3381115B1 (fr) Convertisseur alternatif/continu à structure imbriquée
WO2012084389A2 (fr) Convertisseur de puissance équipé en sortie d'un dispositif de filtrage
FR3047852B1 (fr) Convertisseur de tension pour aeronef
EP1974451B1 (fr) Dispositif de redressement d'une tension alternative triphasée
FR2977083A1 (fr) Architecture de batterie avec transmission magnetique de puissance et equilibrage en tension
FR3042079A1 (fr) Redresseur a au moins une cellule, convertisseur alternatif/continu comportant un tel redresseur et utilisations d'un tel redresseur
EP2677644B1 (fr) Système de conversion d'énergie électrique comportant deux transformateurs électriques à deux enroulements secondaires, et chaîne d'entraînement comprenant un tel système de conversion
FR3014611A1 (fr) Dispositif de charge pour vehicule electrique avec une chaine de traction a machine a reluctance commutee
WO2023208873A1 (fr) Convertisseur a decoupage
EP4203287A1 (fr) Système de conversion d'énergie électrique avec ensemble(s) piézoélectrique(s) et transformateur électrique
FR3007908A1 (fr) Dispositif de conversion d'energie electrique multifonction
WO2018219905A1 (fr) Convertisseur continu-continu pour vehicule electrique ou hybride

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

CD Change of name or company name

Owner name: HISPANO SUIZA, FR

Effective date: 20170725

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11