FR3029034A1 - Dispositif de conversion d'energie electrique a caracteristiques ameliorees - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de conversion d'énergie électrique pour lequel on cherche à améliorer ses caractéristiques de sortie. Le dispositif (10) comprend un convertisseur principal (13) alimenté par un réseau d'entrée (11) et permet d'alimenter un réseau de sortie (12). Selon l'invention le dispositif comprend en outre un transformateur auxiliaire (15), des moyens de pilotage (16) du transformateur auxiliaire (15) et des moyens de mesure (22, 23) d'au moins un paramètre caractéristique du réseau de sortie (12), les moyens de mesure (22, 23) étant connectés aux moyens de pilotage (16), le transformateur auxiliaire (15) comprenant un bobinage auxiliaire d'entrée (17) et un bobinage auxiliaire de sortie (18), le bobinage auxiliaire d'entrée (17) pouvant être alimenté par un des réseaux d'entrée (11) ou de sortie (12), le bobinage auxiliaire de sortie (18) permettant l'alimentation du réseau de sortie (12) en complément du convertisseur principal (13) en fonction d'une caractéristique souhaitée pour le réseau de sortie (12).

Description

1 Dispositif de conversion d'énergie électrique à caractéristiques améliorées L'invention concerne un dispositif de conversion d'énergie électrique pour lequel on cherche à améliorer ses caractéristiques de sortie. Des dispositifs de conversion sont largement utilisés dans tout type d'industrie. Plus particulièrement dans le domaine aéronautique de nombreux dispositif de conversion sont embarqués à bord d'aéronefs. On trouve par exemple des dispositifs connectés aux générateurs principaux d'un aéronef. Ces dispositifs permettent d'adapter un format d'énergie électrique issue d'une source vers un autre format d'énergie acceptable pour une charge. Les charges et les sources peuvent être de différentes natures : elles peuvent fonctionner en courant alternatif ou en courant continu. Les dispositifs de conversion connectés à des sources alternatives utilisent pour la plupart un transformateur (ou auto-transformateur) de puissance permettant d'adapter les niveaux de tension et de courant entre l'entrée et la sortie du dispositif. Lorsque la charge est continue, les dispositifs de conversion comprennent pour la plupart des redresseurs permettant de réaliser le passage d'une source alternative vers une charge continue. Dans le domaine aéronautique, ce type de convertisseur est couramment appelé TRU pour son abréviation anglo-saxonne : « Transformer Rectifier Unit » lorsque l'étage d'entrée est composé d'un transformateur de puissance. Ils sont appelé ATRU pour son abréviation anglo-saxonne : « Auto-transformer Rectifier Unit » lorsque l'étage d'entrée est composé d'un autotransformateur de puissance. L'inconvénient majeur de ce type de dispositif de conversion est d'avoir une tension de sortie variable en fonction de nombreux paramètres, notamment en fonction de la consommation électrique sur le réseau de sortie et en fonction de fluctuations du réseau d'entrée, fluctuations d'amplitude et de fréquence. De plus, dans le cas d'un réseau d'entrée polyphasé, le contenu harmonique de la tension du réseau de sortie varie fortement en fonction du déséquilibre de tension d'entrée ainsi que de son contenu harmonique.

Pour pallier une partie des fluctuations du réseau d'entrée, on peut ajouter des filtres en sortie du (A)TRU. Les filtres peuvent être passifs. Ils sont généralement formés d'inductances, de condensateurs et de 3029034 2 résistances. Les filtres doivent être dimensionnés en fonction des fluctuations maximales possibles du réseau d'entrée. Ceci peut nécessiter une masse importante des filtres, notamment des inductances. Alternativement, les filtres peuvent être actifs mais ce type de filtre dégrade la fiabilité globale du 5 TRU ou de l'ATRU du fait de la présence de composants actifs. Pour s'adapter à la fluctuation de la consommation des charges utilisant l'énergie fournie par le TRU ou de l'ATRU, il est nécessaire d'adapter le dimensionnement du TRU ou de l'ATRU, et principalement du transformateur de puissance pour accepter la consommation maximale. Pour 10 le transformateur, le dimensionnement entraine une augmentation importante de sa masse. Dans le domaine aéronautique embarqué, la consommation électrique peut être très variable en fonction des phases de vol. Le dimensionnement du convertisseur peut n'être du qu'à des phases de vol très courtes.

15 L'invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un convertisseur dont la masse est globalement réduite tout en conservant une bonne fiabilité. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de conversion 20 d'énergie électrique comprenant un convertisseur principal alimenté par un réseau d'entrée et permettant d'alimenter un réseau de sortie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un transformateur auxiliaire, des moyens de pilotage du transformateur auxiliaire et des moyens de mesure d'au moins un paramètre caractéristique du réseau de sortie connectés aux moyens de 25 pilotage, le transformateur auxiliaire comprenant un bobinage auxiliaire d'entrée et un bobinage auxiliaire de sortie, le bobinage auxiliaire d'entrée pouvant être alimenté par un des réseaux d'entrée ou de sortie, le bobinage auxiliaire de sortie permettant l'alimentation du réseau de sortie en complément du convertisseur principal en fonction d'une caractéristique 30 souhaitée pour le réseau de sortie. Le pilotage du transformateur auxiliaire permet de corriger les fluctuations du réseau d'entrée et permet une adaptation temporaire du convertisseur à une consommation électrique momentanée plus importante.

3029034 3 La mise en oeuvre d'un transformateur auxiliaire permet aussi de conserver une bonne fiabilité de fonctionnement au dispositif. En effet, en cas de panne du transformateur auxiliaire ou de ses moyens de pilotage, le convertisseur principal peut poursuivre son opération. On obtient certes un 5 fonctionnement légèrement dégradé, soumis aux fluctuations du réseau d'entrée ou à des demandes d'énergie variable. Ce fonctionnement dégradé poursuit tout de même sa tâche principale d'alimenter les charges ou éventuellement uniquement certaines charges critiques utilisant le dispositif.

10 Le dispositif peut comprendre un ou plusieurs organes de coupure configuré pour court-circuiter le bobinage auxiliaire d'entrée. Le bobinage auxiliaire d'entrée peut être alimenté par le réseau d'entrée. Le dispositif comprend alors un convertisseur auxiliaire alternatif/alternatif disposé entre le réseau d'entrée et le bobinage auxiliaire 15 d'entrée. Le convertisseur auxiliaire alternatif/alternatif est piloté par les moyens de pilotage. Le convertisseur auxiliaire alternatif/alternatif est avantageusement réversible. Le bobinage auxiliaire d'entrée peut comprendre plusieurs enroulements. Le convertisseur comprend alors des interrupteurs permettant 20 d'alimenter chacun des enroulements de façon à faire varier par paliers un rapport entre le nombre de spires du bobinage auxiliaire de sortie et le nombre de spires alimentées du bobinage auxiliaire d'entrée. Le réseau d'entrée peut être un réseau poly phasé. Le transformateur auxiliaire est avantageusement de type à flux libre ou formé 25 d'autant de transformateurs monophasés que de phases du réseau d'entrée. Les moyens de pilotage sont alors configurés pour permettre la correction indépendante des tensions présentes sur les différentes phases du réseau d'entrée. Les moyens de mesure d'au moins un paramètre caractéristique 30 du réseau de sortie peuvent comprendre des moyens de mesure de la tension du réseau de sortie. Les moyens de mesure d'au moins un paramètre caractéristique du réseau de sortie peuvent comprendre des moyens de mesure de la tension du réseau d'entrée.

3029034 4 Le convertisseur principal peut être un redresseur. Le convertisseur principal peut alternativement être un transformateur dit transformateur principal comprenant un bobinage principal d'entrée alimenté par le réseau d'entrée et un bobinage principal de sortie permettant 5 d'alimenter le réseau de sortie. Le bobinage auxiliaire de sortie est connecté en série d'un des bobinages principaux. Le bobinage auxiliaire d'entrée peut être alimenté par le réseau de sortie. Le dispositif comprend un redresseur connecté en aval du transformateur principal et un convertisseur auxiliaire continu/alternatif 10 disposé entre le réseau de sortie et le bobinage auxiliaire d'entrée. Le convertisseur auxiliaire continu/alternatif est piloté par les moyens de pilotage. Le convertisseur auxiliaire continu/alternatif peut être réversible. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 15 apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : la figure 1 représente un exemple de dispositif de conversion conforme à l'invention ; les figures 2 et 3 représentent deux exemples de convertisseurs 20 auxiliaires reliant un transformateur auxiliaire à un réseau d'entrée ; la figure 4, 5, 6 et 7 représentent schématiquement plusieurs variantes du transformateur auxiliaire ; la figure 8 représente un autre exemple de dispositif de conversion conforme à l'invention ; 25 la figure 9 un exemple de dispositif de conversion conforme à l'invention dans lequel la correction se fait par paliers ; la figure 10 représente encore un autre exemple de dispositif de conversion conforme à l'invention. Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes 30 repères dans les différentes figures. La figure 1 représente un dispositif de conversion d'énergie électrique 10 permettant de convertir de l'énergie présente sur un réseau triphasé 11 vers un réseau continu 12. Le réseau triphasé 11 est représenté 35 par ses trois phases U, V, W et le réseau continu 12 est représenté par ses 3029034 5 deux bornes : positive + et négative - . Le dispositif 10 comprend un convertisseur principal formé ici par un transformateur principal 13 polyphasé alimenté par le réseau d'entrée 11 et alimentant le réseau de sortie 12. En aval du transformateur 13, le convertisseur comprend un redresseur 14 5 permettant de redresser la tension de sortie du transformateur principal 13 pour former la tension du réseau continu 12. L'invention peut être mise en oeuvre pour un dispositif 10 alimentant un réseau alternatif. Dans ce cas, on se passe du redresseur 14. Selon l'invention, le dispositif 10 comprend en outre un 10 transformateur auxiliaire 15, des moyens de pilotage 16 du transformateur auxiliaire 15 et des moyens de mesure d'au moins un paramètre caractéristique du réseau de sortie 12, moyens connectés aux moyens de pilotage 16. Le transformateur auxiliaire 15 comprend un bobinage auxiliaire d'entrée 17 et un bobinage auxiliaire de sortie 18. Le bobinage auxiliaire 15 d'entrée 17 est alimenté par le réseau d'entrée 11. Le bobinage auxiliaire de sortie 18 permet l'alimentation du réseau de sortie 12 en complément du transformateur principal 13. Le transformateur principal 13 comprend un bobinage principal d'entrée 19 alimenté par le réseau d'entrée 11 et un bobinage principal de 20 sortie 20 permettant d'alimenter le réseau de sortie 12. Le bobinage auxiliaire de sortie 18 est connecté en série d'un des bobinages principaux 19 ou 20. Dans l'exemple représenté, le bobinage auxiliaire de sortie 18 est connecté en série du bobinage principal d'entrée 19. Le choix de la position du bobinage auxiliaire de sortie 18 peut se faire en fonction de l'intensité 25 nominale du courant circulant dans les bobinages principaux 19 et 20. On choisit généralement le bobinage principal où le courant est le plus faible, cela permet de réduire la masse du bobinage secondaire de sortie 18. Les moyens de pilotage 16 peuvent être formés par un microcontrôleur ou un processeur, plus généralement un calculateur.

30 Le dispositif 10 peut comprendre en outre un ou plusieurs organes de coupure 21 permettant de connecter ou de déconnecter le bobinage auxiliaire d'entrée 17 du réseau d'entrée 11. L'organe de coupure 21 peut également permettre de courcircuiter le bobinage auxiliaire d'entrée 17. Les organes de coupure 21 peuvent par exemple comprendre des interrupteurs électroniques, des contacteurs ou des relais statiques.

3029034 6 Les moyens de mesure d'au moins un paramètre caractéristique du réseau de sortie 12 peuvent être directs, par exemple au moyen d'une mesure 22 de la tension entre les bornes positives et négatives du réseau de sortie 12. Les moyens de mesures peuvent être indirects par exemple au 5 moyen d'une mesure 23 de la tension présente aux bornes du bobinage d'entrée 19 du transformateur principal 13. Le transformateur auxiliaire 15 permet d'additionner et/ou avantageusement de soustraire une tension instantanée à la tension d'entrée, ou de sortie le cas échéant, dans le but d'obtenir une 10 caractéristique de tension de sortie voulue pour le réseau de sortie 12. Selon l'invention et de façon plus générale, le dispositif 10 comprend un dispositif 24 permettant de corriger la tension de sortie et comprenant le transformateur auxiliaire 15, un convertisseur 36, les moyens de pilotage 16, et les moyens de mesure 22, 23 d'un paramètre 15 caractéristique du réseau de sortie 12. De plus, le dispositif 24 peut comprendre les organes de coupure 21. Le transformateur principal 13 peut comprendre deux bobinages triphasés principaux de sortie 20a et 20b. Le bobinage 20a est raccordé en 20 étoile et le bobinage 20b en triangle afin de former deux réseaux triphasés 25a et 25b décalés temporellement de 30° électriques. Le redresseur 14 comprend deux ponts de diodes 26a et 26b recevant chacun un des réseaux triphasés, respectivement 25a et 25b. Les sorties des deux ponts de diodes 26a et 26b sont raccordées de façon à 25 former un signal entre une borne positive B+ et une borne négative B-. Une bobine médiatrice 27 permet d'obtenir entre les bornes B+ et B- la tension moyenne entre les deux ponts de diodes 26a et 26b. Aux bornes B+ et B-apparaît une tension continue dont la première harmonique a une fréquence de 12 fois le fondamental de la tension du réseau d'entrée 11.

30 Lorsque le système triphasé du réseau d'entrée 11 présente un déséquilibre de tension entre ses différentes phases, la première harmonique du réseau de sortie 12 passe à l'ordre 2 (deux fois la fréquence du fondamental de la tension du réseau d'entrée 11). L'ondulation de tension aux bornes B+ et B- du dispositif 10 est alors augmentée de manière 35 significative. De plus la faible fréquence de cette harmonique la rend difficile 3029034 7 à filtrer. En utilisant un filtre passif sa masse est d'autant plus importante que la fréquence à filtrer est basse. Le filtre passif est par exemple formé par une inductance 28 connectée en série avec la borne B+, une résistance 29 et un condensateur 30 connectés tous deux en série et placés entre la sortie de 5 l'inductance 28 et la borne B-. La présence du transformateur auxiliaire 15 permet notamment de réduire le déséquilibre de tension du réseau d'entrée 11 et donc de réduire la masse du filtre passif et principalement la masse de l'inductance 28 tout en conservant un taux d'ondulation inférieur à un maximum souhaité.

10 En amont des organes de coupure 21, le bobinage auxiliaire d'entrée 17 peut être alimenté au travers d'un dispositif de coupure 35 et d'un convertisseur 36 alternatif/alternatif avantageusement réversible afin de pouvoir additionner ou soustraire s'il est réversible de l'énergie au 15 transformateur principal 15. Les figures 2 et 3 représentent deux exemples de convertisseurs 36. D'autres types de convertisseurs peuvent bien entendu être mis en oeuvre sans sortir du cadre de l'invention. La figure 2 représente un convertisseur de type matriciel. Des 20 points de connexion a, b et c sont raccordés aux trois phases U, V, W du réseau d'entrée 11 par l'intermédiaire du dispositif de coupure 35 et des points de connexion A, B et C sont raccordés au bobinage auxiliaire d'entrée 17 par l'intermédiaire des organes de coupure 21. La figure 3 représente un convertisseur électronique comprenant 25 un redresseur 37 et un onduleur 38 pilotés. On retrouve dans le convertisseur électronique les points de connexion a, b, c et A, B, C raccordés comme pour l'exemple de la figure 2. Le convertisseur 36 est piloté par moyens de pilotage 16 afin de permettre l'addition ou la soustraction d'énergie à l'entrée du transformateur 30 principal 15. Autrement dit, le dispositif 10 permet de corriger les tensions du réseau triphasé 11 alimentant le transformateur principal 13. En effet les tensions vue par le transformateur principal 13 sont les tensions du réseau d'entrée 11 présentes sur les trois phases U-V-W additionnées chacune d'une valeur algébrique de la tension aux bornes du bobinage auxiliaire de 35 sortie 18. Les moyens de pilotage 16 pilotent le convertisseur 36 afin que le 3029034 8 transformateur auxiliaire 15 injecte un trio de tensions à l'entrée du transformateur principal 13 permettant ainsi de corriger ou de maintenir une tension de sortie aux bornes + et - du dispositif 10. Par exemple, le transformateur auxiliaire 15, les moyens de pilotage 16 et le convertisseur 36 5 peuvent être dimensionnés pour permettre une évolution de la tension de sortie du convertisseur de l'ordre de 10% de sa valeur nominale. Dans le domaine aéronautique, on trouve couramment des convertisseurs 10 alimentés par un réseau alternatif 115V 400 Hz et délivrant une tension continue nominale de 28V. L'invention peut être dimensionnée pour 10 permettre une augmentation de tension de sortie de par exemple de 3V. L'invention présente déjà un intérêt pour un convertisseur 36 non réversible, le transformateur auxiliaire 15 n'étant activé que pour augmenter la tension de sortie du dispositif 10 en cas de baisse mesurée par les moyens de pilotage 16. En mettant en oeuvre un convertisseur 36 réversible, la tension 15 de sortie du dispositif 10 peut être adaptée aussi bien à la hausse qu'à la baisse. Une baisse de tension de sortie est par exemple utile lorsque les charges raccordées au dispositif 10 consomment peu d'énergie. Lorsque le réseau d'entrée 11 est polyphasé, des variations de 20 tensions peuvent apparaitre entre les différentes phases du réseau d'entrée 11. Les moyens de pilotage 16 peuvent alors être configurés pour permettre la correction indépendante des tensions présentes sur les différentes phases du réseau d'entrée 11. La mesure de la tension 23 présente aux bornes du bobinage d'entrée 19 du transformateur principal 13 permet de détecter ces 25 variations. Cette mesure de tension est traitée par les moyens de pilotage 16 qui commandent le convertisseur 36 afin de minimiser le contenu harmonique de la tension de sortie du dispositif 10. La figure 4 représente schématiquement un transformateur 30 auxiliaire 40 de type à flux forcé. Plus précisément, le transformateur 40 comprend autant de noyaux que de phases, trois dans l'exemple représenté. Les flux magnétiques présents dans les trois noyaux se compensent tous les trois et sont donc liés. Il est difficile dans ce type de transformateur d'obtenir des tensions de sortie différentes sur les trois phases.

3029034 9 Les figures 5 et 6 représentent schématiquement des transformateurs auxiliaires, respectivement 41 et 42 de type à flux libre. Plus précisément, les transformateurs 41 et 42 comprennent plus de noyaux magnétiques que de phases. Les flux magnétiques de différentes phases 5 peuvent se refermer par les noyaux supplémentaires. On obtient ainsi une indépendance des différentes phases. Les transformateurs auxiliaires à flux forcé présentent néanmoins l'avantage d'une masse plus faible que celle des transformateurs à flux libre. La figure 7 représente schématiquement un transformateur de 10 type monophasé 43. Pour former le transformateur auxiliaire 15, on utilise autant de transformateurs monophasé 43 que de phases du réseau d'entrée 11, ce qui permet, comme pour les transformateurs 41 et 42, d'obtenir une indépendance des différentes phases. Les transformateurs 41 à 43 sont bien adaptés à la correction 15 indépendante des tensions présentes sur les différentes phases sur réseau d'entrée 11, correction pilotée par les moyens de pilotage 16. Ainsi, il devient possible d'alimenter le transformateur principal 13 avec une tension triphasée dont l'équilibre est corrigé par le transformateur auxiliaire 15. Ce qui permet de limiter l'apparition d'ondulations de tensions 20 aux bornes B+ et B- permettant ainsi de diminuer drastiquement la masse du filtrage passif disposé en aval du transformateur principal 13 tout en conservant un taux d'harmoniques acceptable, c'est-à-dire inférieur à un taux donné.

25 La figure 8 représente une variante de dispositif de conversion d'énergie électrique 50 dans lequel on retrouve la plupart des éléments du dispositif 10 : le transformateur principal 13, le redresseur 14, le transformateur auxiliaire 15 et ses bobinages 17 et 18, les moyens de pilotage 16, les organes de coupure 21 et le dispositif de coupure 35.

30 A la différence du dispositif 10, dans le dispositif 50, le bobinage auxiliaire d'entrée 17 ne reçoit pas son énergie du réseau d'entrée 11, mais du réseau de sortie 12. Le convertisseur 36 alternatif/alternatif est remplacé par un convertisseur 51 continu/alternatif. Ainsi le bobinage auxiliaire d'entrée 17 est alimenté par le réseau de sortie 12 au travers du dispositif de 35 coupure 35 et du convertisseur 51 continu/alternatif.

3029034 10 Cette variante permet de mieux atténuer les ondulations de tension présentes aux bornes B+ et B-. Les ondulations résiduelles sont atténuées par le filtre passif. Ces ondulations résiduelles étant réduites, on peut réduire la masse du filtre passif pour obtenir un même taux 5 d'ondulations. Comme pour la variante du dispositif 10, le dispositif 51 continu/alternatif est avantageusement réversible. Dans les deux variantes, les organes de coupure 21 permettent de 10 gérer des situations de pannes dans le dispositif 24 permettant de corriger la tension de sortie et comprenant l'un des convertisseurs 36 ou 51, les moyens de pilotage 16, les organes de coupure 21, le dispositif de coupure 35 et les moyens de mesure 22, 23 d'un paramètre caractéristique du réseau de sortie 12. A cet effet, les organes de coupure 21 sont configurés pour court-circuiter 15 les entrées du bobinage auxiliaire d'entrée 17. Les organes de coupure 21 sont avantageusement normalement fermés. Ainsi lorsque les moyens de pilotage 16 ne délivrent plus d'information de commande à destination des organes de coupure 21, ceux-ci se referment pour mettre en court circuit le bobinage auxiliaire d'entrée 17. La perte d'information de commande peut 20 être due à une perte d'alimentation des moyens de pilotage 16. En cas de fermeture des organes de coupure 21, le transformateur auxiliaire 15 se comporte électriquement, vu du transformateur principal 13, comme une faible résistance et une inductance de très faible valeur. Dans cet état, le dispositif 10 ou 50 se comporte quasiment comme un convertisseur sans 25 transformateur auxiliaire, ce qui permet d'assurer en grande partie de la fonction principale du dispositif 10 ou 50. Les organes de coupure 21 permettent également de protéger le convertisseur 36 ou 51 contre des surcharges pouvant intervenir en sortie du dispositif, respectivement 10 ou 50. Par exemple, lorsqu'un court-circuit 30 apparaît sur le réseau de sortie 12, les courants parcourant le transformateur 13 peuvent atteindre une valeur dix fois supérieure à la valeur des courants nominaux. Lors de ces transitoires l'ensemble de organes de coupure 21 est activé pour shunter ainsi les courants venant du bobinage auxiliaire 18 protégeant ainsi le convertisseur 36 ou 51.

3029034 11 Le dispositif de coupure 35 a pour fonction de protéger l'ensemble du dispositif 24 permettant de corriger la tension de sortie du réseau en cas de surcharge ou de défaillance des constituants du dispositif 24 lui même.

5 Les dispositifs 10 et 50 mettent en oeuvre des convertisseurs 36 et 51 permettant de corriger la tension de sortie de façon continue grâce au pilotage du convertisseur 36 ou 51 considéré. Néanmoins les convertisseurs 36 et 51 ont tendance à dégrader la fiabilité globale du dispositif 10 ou 50. La figure 9 décrit une variante de dispositif de conversion 10 d'énergie électrique 60 permettant d'améliorer la fiabilité de l'ensemble en acceptant de perdre la correction continue au profit d'une correction par paliers. On retrouve le transformateur principal 13, le redresseur 14, les organes de coupure 21 et le dispositif de coupure 35. Le dispositif 60 comprend un transformateur auxiliaire 61 qui diffère du transformateur 15 auxiliaire 15 par son bobinage auxiliaire d'entrée. Le transformateur auxiliaire 61 conserve le bobinage auxiliaire de sortie 18 connecté en série du bobinage principal d'entrée 19. Le transformateur auxiliaire 61 comprend un bobinage auxiliaire d'entrée 62 comprenant plusieurs enroulements connectés en série. Dans 20 l'exemple représenté, chaque phase du bobinage 62 comprend quatre enroulements 62-1, 62-2, 62-3 et 62-4. Le nombre d'enroulements peut bien entendu varier afin de modifier le nombre de paliers souhaités. Le dispositif 60 comprend des interrupteurs permettant d'alimenter chacun des enroulements 62-1, 62-2, 62-3 et 62-4 de façon à faire varier par 25 paliers un rapport entre le nombre de spires du bobinage auxiliaire de sortie 18 et le nombre de spires alimentées du bobinage auxiliaire d'entrée 62. Les interrupteurs peuvent être par exemple des contacteurs électromécaniques ou des interrupteurs électroniques de puissance tels que des thyristors ou des triacs, comme représentés sur la figure 9. Des triacs T1 permettent 30 d'alimenter les enroulements 62-1. De même, des triacs T2 permettent d'alimenter les enroulements 62-2, des triacs T3 permettent d'alimenter les enroulements 62-3 et des triacs T4 permettent d'alimenter les enroulements 62-4. Les triacs alimentent les enroulements correspondants par le réseau d'entrée 11 au travers du dispositif de coupure 35. Les triacs sont 35 commandés par les moyens de pilotage 16.

3029034 12 Dans l'exemple représenté, les enroulements 62-1, 62-2, 62-3 et 62-4 d'une même phase, sont tous raccordés en série. Un raccordement en parallèle est bien entendu possible. Un neutre est réalisé en raccordant les points communs des bobinages 62-2 et 62-3 des trois phases. L'alimentation 5 des enroulements 62-1 et 62-2 permet d'augmenter la tension d'entrée du bobinage principal d'entrée 19. En revanche, l'alimentation des enroulements 62-3 et 62-4 permet de réduire la tension d'entrée du bobinage principal d'entrée 19. En activant les triacs T2, les N2 spires des enroulements 62-2 10 sont alimentées par le réseau 11 faisant apparaître aux bornes des NS spires du bobinage auxiliaire de sortie 18 une tension d'un rapport NS/N2 qui s'additionne à la tension du réseau d'entrée 11 alimentant le dispositif 60. Le transformateur principal 13 est alors alimenté avec une tension égale à (1+NS/N2) fois la tension du réseau d'entrée 11.

15 En activant les triacs T1, les N1 spires des enroulements 61-1 et 62-2 sont alimentées par le réseau 11 faisant apparaître aux bornes des NS spires du bobinage auxiliaire de sortie 18 une tension d'un rapport NS/N1 qui s'additionne à la tension du réseau d'entrée 11 alimentant le convertisseur 60. Le transformateur principal 13 est alors alimenté avec une tension égale 20 à (1+NS/N1) fois la tension du réseau d'entrée 11. De même, l'activation des triacs T3 et T4 permet d'alimenter le transformateur principal 13 avec une tension égale à, respectivement (1NS/N3) ou (1-NS/N4) fois la tension du réseau d'entrée 11. De façon plus générale, les triacs T1, T2, T3 et T4 permettent 25 d'alimenter chacun des enroulements 62-1, 62-2, 62-3 et 62-4 de façon à faire varier par paliers un rapport entre le nombre de spires du bobinage auxiliaire de sortie 18 et le nombre de spires alimentées du bobinage auxiliaire d'entrée 62. Dans la variante de la figure 9, le transformateur auxiliaire 61 est 30 alimenté par le réseau d'entrée 11, il est bien entendu possible d'alimenter le transformateur auxiliaire 61 par le réseau de sortie comme représenté sur la figure 8. La figure 10 représente un autre exemple de dispositif de 35 conversion d'énergie électrique 70 dans lequel le convertisseur principal est 3029034 13 un redresseur 71. En pratique le redresseur 71 peut comprendre un pont de diode et des filtres comme pour le redresseur 14. Dans le dispositif 70, on retrouve le dispositif 24 permettant de corriger la tension de sortie et comprenant le transformateur auxiliaire 15, le convertisseur 36, les moyens 5 de pilotage 16, les moyens de mesure 22, 23 d'un paramètre caractéristique du réseau de sortie 12 et éventuellement les organes de coupure 21. Le redresseur 71 redresse directement le réseau d'entrée 11 après correction, en cas de besoin par le transformateur auxiliaire 15. Dans cette variante le transformateur principal 13 est absent. Le transformateur auxiliaire 15 est 10 alimenté par le réseau d'entrée 11, il est bien entendu possible d'alimenter le transformateur auxiliaire 15 par le réseau de sortie 12 comme représenté sur la figure 8. Le transformateur auxiliaire 15 peut être remplacé par le transformateur auxiliaire 61 et ses moyens de pilotage. 15

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de conversion d'énergie électrique (10, 50, 60) comprenant un convertisseur principal (13, 71) alimenté par un réseau d'entrée (11) et permettant d'alimenter un réseau de sortie (12), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un transformateur auxiliaire (15, 61), des 5 moyens de pilotage (16) du transformateur auxiliaire (15, 61) et des moyens de mesure (22, 23) d'au moins un paramètre caractéristique du réseau de sortie (12), les moyens de mesure (22, 23) étant connectés aux moyens de pilotage (16), le transformateur auxiliaire (15, 61) comprenant un bobinage auxiliaire d'entrée (17, 62) et un bobinage auxiliaire de sortie (18), le 10 bobinage auxiliaire d'entrée (17, 62) pouvant être alimenté par un des réseaux d'entrée (11) ou de sortie (12), le bobinage auxiliaire de sortie (18) permettant l'alimentation du réseau de sortie (12) en complément du convertisseur principal (13, 71) en fonction d'une caractéristique souhaitée pour le réseau de sortie (12). 15
2. 2. Convertisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un ou plusieurs organes de coupure (21) configuré pour court-circuiter le bobinage auxiliaire d'entrée (17, 62). 20
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bobinage auxiliaire d'entrée (17) est alimenté par le réseau d'entrée (11), en ce que le dispositif (10) comprend un convertisseur auxiliaire alternatif/alternatif (36) disposé entre le réseau d'entrée (11) et le bobinage auxiliaire d'entrée (17) et en ce que le convertisseur auxiliaire 25 alternatif/alternatif (36) est piloté par les moyens de pilotage (16).
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le convertisseur auxiliaire alternatif/alternatif (36) est réversible. 30
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bobinage auxiliaire d'entrée (62) comprend plusieurs enroulements (62-1, 62-2, 62-3, 62-4) et en ce que le convertisseur (60) comprend des interrupteurs (T1, T2, T3, T4) permettant d'alimenter chacun des enroulements (62-1, 62-2, 62-3, 62-4) de façon à faire varier par paliers 3029034 15 un rapport entre le nombre de spires du bobinage auxiliaire de sortie (18) et le nombre de spires alimentées du bobinage auxiliaire d'entrée (62).
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que le réseau d'entrée (11) est un réseau poly phasé, en ce que transformateur auxiliaire (15) est de type à flux libre (41, 42) ou formé d'autant de transformateurs monophasés (43) que de phases du réseau d'entrée (11) et en ce que les moyens de pilotage (16) sont configurés pour permettre la correction indépendante des tensions présentes sur les 10 différentes phases du réseau d'entrée (11).
7. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mesure (22, 23) d'au moins un paramètre caractéristique du réseau de sortie (12) comprennent des moyens 15 de mesure (22) de la tension du réseau de sortie (12).
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mesure (22, 23) d'au moins un paramètre caractéristique du réseau de sortie (12) comprennent des moyens 20 de mesure (22) de la tension du réseau d'entrée (11).
9. 9. Dispositif l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le convertisseur principal est un transformateur dit transformateur principal (13) comprenant un bobinage principal d'entrée (19) alimenté par le 25 réseau d'entrée (11) et un bobinage principal de sortie (20) permettant d'alimenter le réseau de sortie (12) et en ce que le bobinage auxiliaire de sortie (15) est connecté en série d'un des bobinages principaux (19, 20).
10. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le 30 bobinage auxiliaire d'entrée (17) est alimenté par le réseau de sortie (12), en ce que le dispositif (10) comprend un redresseur (14) connecté en aval du transformateur principal (13) et un convertisseur auxiliaire continu/alternatif (51) disposé entre le réseau de sortie (12) et le bobinage auxiliaire d'entrée (17) et en ce que le convertisseur auxiliaire continu/alternatif (51) est piloté 35 par les moyens de pilotage (16). 3029034 16
11. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le convertisseur auxiliaire continu/alternatif (51) est réversible.
12. 12. Dispositif l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le convertisseur principal est un redresseur (71).