FR2572859A1

FR2572859A1 - Thyristor-based invertor containing a fault protection circuit

Info

Publication number: FR2572859A1
Application number: FR8416866A
Authority: FR
Inventors: Jacques Nuns
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1984-11-06
Filing date: 1984-11-06
Publication date: 1986-05-09

Abstract

The thyristor-based invertor comprising a DC source 10 with filtering capacitor 22, a bridge of asymmetrical thyristors with low reverse voltage, with each of which is connected in anti-parallel mode a diode, and a thyristor-control circuit. It includes a circuit for protection in the event of a fault comprising: in parallel with a main thyristor 24 traversed by the current of the bridge, a setup consisting of a secondary thyristor 28 in series with a self inductor 30 and a storage capacitor 32; a protection circuit 34 enabling a blow-out voltage to be established and maintained across the terminals of the storage capacitor under normal operation; and a circuit 36 for fault detection and for triggering the secondary thyristor in the event of a fault.

Description

Onduleur à thvristors comportant un circuit de Drotection contre les défauts
L'invention concerne les onduleurs à thyristors permettant de fournir. à partir d'une source électrique continue ou à frequence industrielle, de l'énergie électrique à fréquence élevée, utilisable notamment pour alimenter des installations de chauffage par induction.Thyristor UPS with Drotection circuit against faults
The invention relates to thyristor inverters for providing. from a continuous or industrial frequency power source, high frequency electrical energy, which can be used in particular for supplying induction heating installations.

A l'heure actuelle, on utilise surtout des onduleurs dits "à montage parallèle". comportant un pont de thyristors alimenté à partir d'une source à fréquence industrielle par un ensemble redresseur-inductance de lissage. L'inducteur est placé dans la diagonale du pont, en parallèle avec une batterie de condensateurs de compensation d'énergie réactive. At present, we mainly use so-called "parallel-mount" inverters. comprising a thyristor bridge fed from an industrial frequency source by a rectifier-inductance smoothing unit. The inductor is placed in the diagonal of the bridge, in parallel with a battery of reactive energy compensation capacitors.

Ce montage permet de profiter de la tenue des thyristors classiques à des tensions inverses relativement élevées. Mais il ne permet guére de dépasser une fréquence de 10 kHz, du fait que ces thyristors exigent un temps de repos d'au moins 15 microsecondes et qu'il faut évacuer la puissance thermique due aux pertes de commutation. This arrangement makes it possible to take advantage of the resistance of conventional thyristors to relatively high reverse voltages. But it does not allow to exceed a frequency of 10 kHz, because thyristors require a rest time of at least 15 microseconds and must evacuate the thermal power due to switching losses.

Pour surmonter cette limitation, on a proposé d'utiliser des thyristors asymétriques qui n'exigent qu'un temps de repos très court, habituellement 5 à 7 microsecondes, ce qui permet d'atteindre des fréquences jusqu'à environ 25 kHz. Mais, du fait de la valeur très faible de la tension inverse admissible, le montage "parallèle" est plus complexe que le montage "série" du genre illustré en Figure 1. L'onduleur de la Figure 1 comporte encore un redresseur 10 et une inductance de lissage 12 fournissant une tension continue.L'inducteur
14 et les condensateurs 16 de compensation de puissance réactive sont placés en série dans la diagonale du pont
17 : le circuit oscillant n série 14. 16 voit, à ses bornes, des créneaux de tension, Chaque thyristor 18 placé dans un bras du pont doit, pour n être pas soumis à une tension inverse appréciable, être monté en antiparallèle avec une diode rapide 20. L onduleur comporte encore un circuit de commande (non représenté car il peut être classique) attaquant les gâchettes des thyristors 18.To overcome this limitation, it has been proposed to use asymmetrical thyristors that require only a very short rest period, usually 5 to 7 microseconds, which makes it possible to reach frequencies up to about 25 kHz. However, because of the very low value of the admissible inverse voltage, the "parallel" assembly is more complex than the "series" assembly of the type illustrated in FIG. 1. The inverter of FIG. 1 further comprises a rectifier 10 and a Smoothing inductor 12 providing a DC voltage.
14 and reactive power compensation capacitors 16 are placed in series in the diagonal of the bridge
17: the oscillation circuit n series 14. 16 sees, at its terminals, voltage slots, each thyristor 18 placed in a bridge arm must, to be not subjected to appreciable reverse voltage, be mounted in antiparallel with a diode 20. The inverter further comprises a control circuit (not shown because it can be conventional) attacking the triggers thyristors 18.

Un montage du genre illustré en Figure 1 ne présenterait que peu d'intérêt avec des thyristors 18 classiques. En effet, le courant est pratiquement le même dans les thyristors 18 et dans le circuit oscillant série 14. 16. Par contre, ce montage devient intéressant avec des thyristors asymétriques qui ont une tension inverse aux bornes presque nulle lorsqu'ils ne sont pas passants, de sorte que leurs pertes de commutation sont réduites. An assembly of the kind illustrated in FIG. 1 would have little value with conventional thyristors. In fact, the current is practically the same in the thyristors 18 and in the series 14 oscillating circuit. On the other hand, this arrangement becomes interesting with asymmetric thyristors which have an inverse voltage at almost zero terminals when they are not on. , so that their switching losses are reduced.

En dépit de cet intérêt, les onduleurs série ne sont guère utilisés. La raison en est notamment que les conséquences d'un défaut de commutation, quelle qu'en soit la cause (court-circuit sur l'inducteur 14 ou sur les condensateurs 16, échauffement anormal des thyristors 18. parasitage du circuit électronique de commande,...) sont beaucoup plus graves que pour un onduleur parallèle. En effet, la batterie de condensateurs de filtrage 22 placée sur l'alimentation du pont de thyristors constitue une réserve d'énergie suffisante pour détruire les thyristors 18 en cas de défaut. Les moyens de protection classiques ne sont pas satisfaisants : la protection par fusibles rapides est aléatoire et onéreuse en cas de défauts fréquents.L'enclenchement simultané des deux bras du pont pour diviser le courant de défaut ne constitue qu'un palliatif, même lorsqu'il est combiné à l'enclenchement d'un thyristor de mise en court-circuit du condensateur 22. On a donc pratiquement renoncé à l'utilisation d onduleurs série pour des ensembles fournissant des puissances appréciables, en dépit de la simplicité de conduite et de démarrage de ces onduleurs. Despite this interest, serial inverters are hardly used. The reason is in particular that the consequences of a switching fault, whatever the cause (short circuit on the inductor 14 or on the capacitors 16, abnormal heating of the thyristors 18. interference of the electronic control circuit, ...) are much more serious than for a parallel UPS. Indeed, the filter capacitor bank 22 placed on the power supply of the thyristor bridge constitutes a reserve of energy sufficient to destroy the thyristors 18 in the event of a fault. The conventional protection means are unsatisfactory: the protection by fast fuses is random and expensive in the event of frequent faults. The simultaneous engagement of the two arms of the bridge to divide the fault current is only a palliative, even when it is combined with the engagement of a short-circuit thyristor of the capacitor 22. It has therefore practically given up the use of series inverters for sets providing appreciable power, despite the simplicity of driving and start of these inverters.

L'invention vise à fournir un onduleur à thyristors répondant mieux que ceux antérieurement çonnus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu il est capable de fonctionner à fréquence élevée et assure une protection satisfaisante meme en cas de défauts répétés. The invention aims to provide a thyristor inverter better than those previously known to the requirements of the practice, in particular in that it is capable of operating at high frequency and provides satisfactory protection even in case of repeated defects.

tout en étant relativement peu onéreux, ce qui représente des impératifs a priori contradictoires puisque le fonctionnement à fréquence élevée conduit à adopter des thyristors asymétriques qui imposent à leur tour un montage série vulnérable aux défauts. Pour écarter cette difficulté, il a fallu apprécier que la vulnérabilité aux défauts pouvait être écartée en associant au pont onduleur de thyristors, non plus un disjoncteur classique fonctionnant par création d'une tension antagoniste, mais un montage, en lui-même connu, permettant de superposer. au courant à interrompre. un courant de sens inverse fourni par une capacité de stockage.while being relatively inexpensive, which represents a priori contradictory requirements since the high frequency operation leads to adopting asymmetric thyristors which in turn impose a serial assembly vulnerable to defects. To overcome this difficulty, it was necessary to appreciate that the vulnerability to faults could be avoided by associating the inverter bridge of thyristors, no longer a conventional circuit breaker operating by creating an antagonistic voltage, but a mounting, in itself known, allowing to overlay. aware to interrupt. a reverse direction current provided by a storage capacity.

Dans ce but, l'invention propose notamment un onduleur à thyristors comprenant une source de courant continu å inductance de lissage et condensateur de filtrage, un pont de thyristors asymétriques à faible tension inverse, sur chacun desquels est montée en antiparallèle une diode, et un circuit de commande des thyristors, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de protection en cas de défaut comprenant. en parallèle avec un thyristor principal parcouru par le courant du pont, un montage constitué par un thyristor secondaire en série avec une self et un condensateur de stockage un circuit de charge permettant d'établir et de maintenir une tension de soufflage aux bornes du condensateur de stockage en fonctionnement normal ; et un circuit de détection de défaut et d'enclenchement du thyristor secondaire en cas de défaut,
Comme on le verra plus loin, cette disposition permet de provoquer une commutation forcée du thyristor parcouru par le courant de pont. L'intervention du circuit de protection réduit l'amplitude de l'impulsion de courant qui traverse les thyristors du pont en cas de défaut et la rend non répétitive.For this purpose, the invention proposes, in particular, a thyristor inverter comprising a DC source with a smoothing inductance and a filtering capacitor, a bridge of asymmetric low-voltage reverse thyristors, each of which is mounted in antiparallel with a diode, and a control circuit of the thyristors, characterized in that it comprises a protection circuit in the event of a fault comprising. in parallel with a main thyristor traversed by the current of the bridge, an assembly consisting of a secondary thyristor in series with a self and a storage capacitor a charging circuit for establishing and maintaining a blowing voltage across the capacitor of storage in normal operation; and a circuit for detecting and activating the secondary thyristor in the event of a fault,
As will be seen below, this arrangement makes it possible to cause a forced commutation of the thyristor traversed by the bridge current. The intervention of the protection circuit reduces the amplitude of the current pulse which passes through the thyristors of the bridge in the event of a fault and makes it non-repetitive.

Le circuit de protection peut par ailleurs fonctionner à cadence élevée : son temps de récuperation est en effet celui nécessaire à la recharge du condensateur de stockage qui ne dépasse pas quelques secondes. The protection circuit can also operate at a high rate: its recovery time is indeed that required to recharge the storage capacitor that does not exceed a few seconds.

On voit donc que l'on fait remplir, au circuit de protection, un rôle original du fait de son inclusion dans l'onduleur série à thyristors asymétriques. It can therefore be seen that an original role is made to the protection circuit because of its inclusion in the asymmetric thyristor series inverter.

Dans un premier mode d'exécution de l'invention, le thyristor principal et le montage série constituent un ensemble ajouté au pont. Cette solution permet de re- équiper facilement des onduleurs existants. En contrepartie, ce mode d'exécution présente l'inconvénient de solliciter le thyristor principal qui est traversé par le courant de chaque diagonale du pont onduleur et, de plus, travaille à une fréquence double de celle des thyristors du pont. Une solution plus avantageuse consiste à utiliser un des thyristors de chacune des branches du pont comme thyristor principal. Dans ce cas, le circuit de détection sera généralement monté pour être sensible au courant fourni par la source. In a first embodiment of the invention, the main thyristor and the series assembly form an assembly added to the bridge. This solution makes it easy to fit existing inverters. In return, this embodiment has the disadvantage of soliciting the main thyristor which is crossed by the current of each diagonal of the inverter bridge and, in addition, works at a frequency twice that of the thyristors of the bridge. A more advantageous solution consists in using one of the thyristors of each of the branches of the bridge as the main thyristor. In this case, the detection circuit will generally be mounted to be sensitive to the current supplied by the source.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers d'exécution donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent. dans lesquels
- la Figure 1, déjà mentionnée, est un schéma de principe d'un onduleur série" de type connu,
- la Figure 2 est un schéma de principe d'un onduleur comportant un circuit de protection suivant un premier mode d exécution de l'invention,
- la Figure 3 montre la variation, en fonction du temps. des courants et tensions en divers points du schéma de la Figure 2, lorsque survient un défaut,
- la Figure 4 est un schéma simplifié d'un circuit de détection de courant de défaut et d'enclenchement du thyristor secondaire du circuit de la Figure 2,
- la Figure 5 est un schéma de principe d'un shunt coaxial utilisable dans le circuit de la Figure 2,
- la Figure 6, similaire à la Figure 2, montre une variante de réalisation,
- la Figure 6A est un synoptique de commande de l'onduleur de la Figure 6,
- les Figures 7 et 8 montrent respectivement un circuit de détection et un circuit de commande des thyristors utilisables dans le montage de la Figure 6.The invention will be better understood on reading the following description of particular embodiments given as non-limiting examples. The description refers to the accompanying drawings. wherein
FIG. 1, already mentioned, is a block diagram of a series inverter of known type,
FIG. 2 is a block diagram of an inverter comprising a protection circuit according to a first embodiment of the invention,
- Figure 3 shows the variation, as a function of time. currents and voltages at various points in the diagram of Figure 2, when a fault occurs,
FIG. 4 is a simplified diagram of a circuit for detecting fault current and for switching on the secondary thyristor of the circuit of FIG. 2,
FIG. 5 is a schematic diagram of a coaxial shunt that can be used in the circuit of FIG. 2,
- Figure 6, similar to Figure 2, shows an alternative embodiment,
FIG. 6A is a control block diagram of the inverter of FIG. 6,
FIGS. 7 and 8 respectively show a detection circuit and a control circuit for the thyristors that can be used in the assembly of FIG. 6.

On décrira tout d'abord le principe de fonctionnement d'un circuit de protection 23 suivant l'inven- tion en faisant référence à la Figure 2 où sont repré sentés le redresseur 10 muni de son transformateur d'alimentation à partir d'un réseau triphasé et le pont de thyristors 17, qui peut avoir la constitution déjà montrée en Figure 1. Chacun des bras du pont 17 est équivalent à un circuit constitué par le montage en série d'une résistance et d'une inductance, alimentées par une tension fournie par la source 10. The principle of operation of a protection circuit 23 according to the invention will firstly be described with reference to FIG. 2, which shows the rectifier 10 provided with its power transformer from a network. three-phase and the thyristor bridge 17, which may have the constitution already shown in FIG. 1. Each of the arms of the bridge 17 is equivalent to a circuit constituted by the series connection of a resistor and an inductor, powered by a voltage provided by source 10.

Le circuit de protection 23 comporte un thyristor principal 24 muni d'un circuit de commande (non représenté) prévu pour enclencher ce thyristor 24 en même temps que les thyristors 18 du pont onduleur 17. Le circuit doit être prévu pour interrompre l'enclenchement du thyristor 24 et des thyristors 18 en cas de défaut. The protection circuit 23 comprises a main thyristor 24 provided with a control circuit (not shown) provided for switching on this thyristor 24 together with the thyristors 18 of the inverter bridge 17. The circuit must be designed to interrupt the engagement of the thyristor 24 and thyristors 18 in case of default.

Une diode rapide 26 est montée en anti-parallèle sur le thyristor principal 24 : elle remplit un rôle similaire à celui des diodes 20 pour les thyristors 18.A fast diode 26 is mounted in antiparallel on the main thyristor 24: it fulfills a role similar to that of the diodes 20 for the thyristors 18.

Un circuit qu'on peut qualifier de "circuit de soufflage" est-placé en parallèle avec la diode 26 et le thyristor 24. Ce circuit de soufflage comprend un thyristor secondaire ou thyristor de soufflage 28, une inductance 30 de valeur L et un condensateur 32 de capacité C. Un circuit de charge 34 est prévu pour établir aux bornes du condensateur 32, lors du fonctionnement normal, une tension continue Vc. A circuit that can be described as a "blowing circuit" is placed in parallel with the diode 26 and the thyristor 24. This blowing circuit comprises a secondary thyristor or blowing thyristor 28, an inductance 30 of value L and a capacitor 32 capacitance C. A charging circuit 34 is provided to establish across the capacitor 32, during normal operation, a DC voltage Vc.

Enfin, un circuit de détection et d'enclenchement 36 est prévu pour enclencher le thyristor secondaire 28 lorsque le courant qui traverse le condensateur 22 dépasse une valeur déterminée. Dans le cas montré en
Figure 2, le circuit 36 est sensible à la difference de potentiel aux bornes d un shunt coaxial 38 qui mesure le courant traversant le condensateur 22.Finally, a detection and engagement circuit 36 is provided to turn on the secondary thyristor 28 when the current flowing through the capacitor 22 exceeds a predetermined value. In the case shown in
2, the circuit 36 is sensitive to the potential difference across a coaxial shunt 38 which measures the current flowing through the capacitor 22.

Le fonctionnement du circuit de protection qui vient d'être décrit est le suivant
Aussi longtemps que l'onduleur fonctionne de façon normale, le courant qui traverse les branches du pont 17 traverse également le thyristor principal 24.The operation of the protection circuit which has just been described is as follows
As long as the inverter is operating normally, the current flowing through the branches of the bridge 17 also passes through the main thyristor 24.

Si un défaut survient à un instant to (Figure 3) l'intensité du courant de défaut Id augmente (première et quatrième lignes de la Figure 3). A l'instant t1, cette intensité atteint une valeur limite Imax pour laquelle le circuit 36 enclenche le thyristor 28. Ce dernier s'amorce à l'instant t2. If a fault occurs at a time to (Figure 3) the current of the fault current Id increases (first and fourth lines of Figure 3). At time t1, this intensity reaches a limit value Imax for which the circuit 36 engages the thyristor 28. The latter starts at time t2.

Le condensateur 32, préalablement chargé sous la tension Vc, se décharge alors dans le circuit constitué par l impédance 30 de valeur L, le thyristor secondaire 28 et le thyristor principal 24. En effet, l'impédance de ce circuit est négligeable devant celle du circuit comprenant le pont 17 et la source 10. La diode 26, étant polarisée en inverse, n'est pas passante. The capacitor 32, previously charged under the voltage Vc, then discharges into the circuit constituted by the impedance 30 of value L, the secondary thyristor 28 and the main thyristor 24. In fact, the impedance of this circuit is negligible compared with that of the circuit comprising the bridge 17 and the source 10. The diode 26, being polarized in reverse, is not busy.

Le courant de soufflage Is s'établit alors suivant une loi du genre montré en Figure 3. Si en effet on néglige la résistance du circuit constitué par le thyristor secondaire 28, le thyristor principal 24 et l'in- ductance 30. on peut écrire la tension U (26. 24i aux bornes de la diode 26 et du thyristor 24 sous la forme

ce qui conduit à
Is = Io.sin wt où w = (LC > 1,2
La pente initiale de la courbe représentative de
Is est approximativement égale à Vc/L.The blowing current Is is then established according to a law of the type shown in FIG. 3. If indeed the resistance of the circuit formed by the secondary thyristor 28, the main thyristor 24 and the inductance 30 is neglected. the voltage U (26. 24i across the diode 26 and the thyristor 24 in the form

Which leads to
Is = Io.sin wt where w = (LC> 1,2
The initial slope of the representative curve of
Is is approximately equal to Vc / L.

On voit que le courant I 24 qui traverse le thyristor principal 24 commence à décroître à l'instant t2. We see that the current I 24 which passes through the main thyristor 24 begins to decrease at time t2.

A un instant ultérieur t3. l'lntensité du courant Is atteint la même valeur que le courant de défaut, Le courant dans le thyristor principal s'annule et s'interrompt. L'impulsion de courant Is passe alors par la diode 26 et une tension inverse est appliquée aux bornes du thyristor principal 24. Le courant de défaut Id augmente toujours. Mais il est dévié par le circuit 30, 32, 28 et il tend à recharger en inverse le condensateur 32.At a later time t3. The intensity of the current Is reaches the same value as the fault current. The current in the main thyristor is canceled and stopped. The current pulse Is then passes through the diode 26 and a reverse voltage is applied across the main thyristor 24. The fault current Id always increases. But it is deflected by the circuit 30, 32, 28 and tends to recharge the capacitor 32 in reverse.

A l'instant t4 enfin, le courant s'annule dans la diode 26. La tension redevient positive aux bornes du thyristor principal 24. Mais, à condition que le temps t4-t3 soit supérieur au temps de recouvrement du thyristor principal 24. ce dernier reste non passant et le courant de faut Id. toujours dévié par le circuit de soufflage. commence à décroitre, pendant que la tension aux bornes du transistor principal recommence à croitre (5ème ligne sur la Figure 3). A l'instant t5 le courant de défaut Id s'annule : le circuit de protection a alors rempli sa fonction. Finally, at time t4, the current is zero in the diode 26. The voltage becomes positive again across the main thyristor 24. But, provided that the time t4-t3 is greater than the recovery time of the main thyristor 24. last remains non-passing and the current Id. always deviated by the blowing circuit. begins to decrease, while the voltage across the main transistor starts to increase (5th line in Figure 3). At time t5 the fault current Id is canceled: the protection circuit has then fulfilled its function.

Dès que la tension U 26. 24 aux bornes du thyristor principal 24 est revenue à sa valeur maximale. As soon as the voltage U 26. 24 across the main thyristor 24 has returned to its maximum value.

le courant de défaut étant nul, le condensateur 32 est rechargé en inverse. Pour que le circuit de protection puisse fonctionner de nouveau, il faut que la source auxiliaire 34 ait le temps de recharger le condensateur 32 à sa valeur initiale. En règle générale. on prévoira le circuit 34 de façon que cette durée soit de 1 à 2 secondes.the fault current being zero, capacitor 32 is reloaded in reverse. In order for the protection circuit to be able to operate again, the auxiliary source 34 must have the time to recharge the capacitor 32 to its initial value. Generally. the circuit 34 will be provided so that this duration is from 1 to 2 seconds.

Le circuit 36 peut avoir la con-stitution générale montrée en Figure 4. La tension prélevée aux bornes du shunt 38 attaque, par l'intermédiaire d'un amplificateur opérationnel bouclé 40, un circuit logique 42. Le signal de sortie de ce dernier est porté à un niveau suffisant par un amplificateur Darlington 44 et attaque, par l'intermédiaire d'un transformateur 46, la gâchette du thyristor secondaire 28. The circuit 36 may have the general configuration shown in FIG. 4. The voltage taken across the shunt 38 drives, via a looped operational amplifier 40, a logic circuit 42. The output signal of the latter is raised to a sufficient level by a Darlington amplifier 44 and drives, via a transformer 46, the trigger of the secondary thyristor 28.

Le shunt 38 est avantageusement du type coaxial, qui a l'avantage de fournir, sur un câble coaxial de sortie 48. une tension qui est une image fidèle du courant de défaut qui entre et sort par des connexions 50. The shunt 38 is advantageously of the coaxial type, which has the advantage of providing, on a coaxial output cable 48, a voltage which is a faithful image of the fault current which enters and leaves via connections 50.

La partie de mesure du shunt se compose de deux cylindres coaxiaux, le cylindre externe étant par exemple en cuivre et le cylindre interne en "INCONEL", Un tel shunt est peu sensible aux perturbations et permet la mesure de courants ayant des composantes alternative et continue importantes. Il peut cependant être remplacé par d'autres capteurs capables de mesurer des courants continus et alternatifs de fréquence élevée (par exemple capteurs de la société LEM de Genèse). The measuring part of the shunt consists of two coaxial cylinders, the outer cylinder being for example made of copper and the inner cylinder in "INCONEL". Such a shunt is not very sensitive to disturbances and allows the measurement of currents having AC and DC components. important. However, it can be replaced by other sensors capable of measuring high-frequency continuous and alternating currents (for example sensors from Genesis LEM).

Le circuit 36 peut être constitué par une carte de circuits imprimés, une seconde carte étant consacrée à la commande du thyristor principal 24 et couplée à une carte-de commande des thyristors 18 du pont onduleur. The circuit 36 may be constituted by a printed circuit board, a second board being dedicated to the control of the main thyristor 24 and coupled to a control-board of the thyristors 18 of the inverter bridge.

A titre d'exemple, on peut indiquer qu'un montage du type montré en Figure 2 a été utilisé pour pro téger un onduleur dont chaque bras en court-circuit à la suite d'un défaut de commutation d'un thyristor 18 est équivalent à une charge inductive de 7 uH alimentée par un condensateur 22 de 44 000 pF. Le circuit de soufflage comportait un condensateur 32 de 500 uF chargé sous 160
V et une self à inductance 30 de 0,6 uH : le courant de défaut maximum provoqué par une charge initiale de 90 V du condensateur 22 est alors réduit à une intensité maximale de 800 A et complètement annulé au bout de 110us. By way of example, it can be stated that an assembly of the type shown in FIG. 2 has been used to protect an inverter whose each arm shorted as a result of a switching fault of a thyristor 18 is equivalent. at an inductive load of 7 μH fed by a capacitor 22 of 44,000 pF. The blowing circuit had a capacitor 32 of 500 μF loaded at 160
V and an inductance reactor 0.6 uH: the maximum fault current caused by an initial load of 90 V capacitor 22 is then reduced to a maximum intensity of 800 A and completely canceled after 110us.

La surtention provoquée par l'annulation du courant dans l inductance de lissage 12 recharge le condensateur 22 sous une tension de 140 V, supérieure à sa tension initiale. Le thyristor 24 était protégé contre cette surtension par un.circuit RC série 54, 56.The overcurrent caused by the cancellation of the current in the smoothing inductor 12 recharges the capacitor 22 under a voltage of 140 V, greater than its initial voltage. The thyristor 24 was protected against this overvoltage by a series RC circuit 54, 56.

Comme on l'a indiqué plus haut, la solution qui vient d'etre décrite a l'inconvénient de faire travailler le thyristor principal à fréquence double de. celle des thyristors 18 du pont onduleur et avec la même intensité de courant, Une solution plus économique consiste à utiliser un thyristor dans chaque branche du pont onduleur comme thyristor principal. Le montage peut alors être celui indiqué en Figure 6 où les éléments correspondant à ceux déjà représentés en Figures 1 et 2 portent le meme numéro de référence. As indicated above, the solution that has just been described has the disadvantage of making the dual frequency main thyristor work. that of the thyristors 18 of the inverter bridge and with the same intensity of current, A more economical solution is to use a thyristor in each branch of the inverter bridge as the main thyristor. The assembly can then be that shown in FIG. 6 where the elements corresponding to those already shown in FIGS. 1 and 2 bear the same reference number.

Chaque bras comporte alors un circuit de protection propre sur chaque thyristor 18 qui remplit le rôle du thyristor principal 24 du circuit de la Figure 2. Les deux condensateurs sont chargés par la même source 34 à travers des diodes respectives 58. Le circuit de détection du courant -de défaut et d'enclenchement des thyris tors secondaires 28 et le circuit de commande des thyristors 18 peuvent alors avoir les constitutions mon trées respectivement en Figures 7 et 8 et être associés comme indiqué sur la Figure 6A. Each arm then has a clean protection circuit on each thyristor 18 which fulfills the role of the main thyristor 24 of the circuit of FIG. 2. The two capacitors are charged by the same source 34 through respective diodes 58. The fault current and latching current of the secondary thyris tors 28 and the control circuit of the thyristors 18 can then have the constitutions shown respectively in Figures 7 and 8 and be associated as shown in Figure 6A.

Le fonctionnement du circuit de la Figure 8 pour inhiber les thyristors 18 en cas de défaut est provoqué par celui du circuit de détection de la Figure 7. Un contact manuel 60 permet d'effectuer la remise à zéro du circuit après fonctionnement. The operation of the circuit of FIG. 8 to inhibit the thyristors 18 in the event of a fault is caused by that of the detection circuit of FIG. 7. A manual contact 60 makes it possible to reset the circuit after operation.

Claims

A thyristor inverter comprising a DC source (10) with a filter capacitor (22).

2. Inverter according to claim 1. charac terized in that the main thyristor and the series assembly form an assembly added to the bridge, in series with the latter.

a bridge of low-voltage asymmetric thyristors (18) on each of which is mounted anti-parallel a diode (20). and a control circuit of the thyristors, characterized in that it comprises a protection circuit in the event of a fault comprising: in parallel with a main thyristor (24 or 18) traversed by the current of the bridge, an assembly consisting of a secondary thyristor (28) in series with a choke (30) and a storage capacitor (32), a protection circuit (34) for establishing and maintaining a blowing voltage across the storage capacitor in nprmal operation; and a circuit (36) for detecting a fault and for switching on the secondary thyristor in the event of a fault,

3. Inverter according to claim 2. characterized in that the protection circuit comprises a series RC assembly (54, 56) in parallel with the main thyristor.

Inverter according to Claim 2 or 3, characterized in that the detection circuit (36) is provided for measuring the current in the filter capacitor (22).

5. Inverter according to claim 1, characterized in that one of the thyristors of each branch of the bridge constitutes the main thyristor, all the storage capacitors (32) being fed by a same charging circuit (34).