<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de commande de. dispositifs électriques de connexion,de mesure ou d'indication.
L'alimentati'on de l'enroulement d'aimant d'un dispositif de connexion électro-magnétique, en passant par un redresseur séc connecté à une source de courant al- ternatif, est connue. Avec une. disposition de ce genre, on peut.donner à des dispositifs de connexion automatiques, par exemple à des relais, 'qui'doivent répondre à des chan- gements d'une grandeur,de courant alternatif, une sensi- bilité beaucoup plus grande qu'avec une excitation directe par 'du courant alternatif.
La présente invention a pour objet un procédé et .des dispositions pour .la mise en oeu- vre de ce procédé;.d'après l'invention des dispositifs de connexion, de mesure ou d'indication,,actionnés par du courant continu, doivent fonctioonner en dépendance des
<Desc/Clms Page number 2>
valeurs effectives de plusieurs grandeurs de courant al- ternatif indépendantes les unes des autres. Ce résultat @ s'obtient, d'après la présente invention, du fait qu'on obtient, par redressement des grandeurs de courant alter- natif, des tensions continues proportionnelles et qu'on se sert de la somme algébriqué des tensions redressées pour l'actionnement du dispositif de connexion, de mesu- re ou d'indication.
Suivant les besoins, la disposition peut être telle que la tension continue agissant sur le dispositif possède une grandeur qui est proportionnelle à la somme ou à la différence des valeurs effectives de deux ou plusieurs grandeurs de courant alternatif in- fluençant le dispositif. Les fluctuations du courant con- tinu pulsatoire peuvent être renduesinoffensives, soit en se servant d'un dispositif ne fonctionnant que sur courant continu, soit en disposant des moyens connus pour tamiser la composante de courant alternatif.
Le dessin ci-joint représente schématiquement des formes d'exécution de dispositions servant à la mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Dans la forme d'exécution de la fig. 1, des transformateurs de courant 2,4 et 6 sont attribués aux diverses phases d'un système triphasé 1, et leurs enrou- lements secondaires sont montés chacun en série avec un redresseur sec 3, 5 ou 7 et une résistance 9. La chute de tension aux résistances 9 montées en série sert à l'alimentation de l'enroulement d'aimant d'un relais de courant continu 8. Le courant continu parcourant l'en- roulement d'aimant du relais 8 est proportionnel à la somme algébrique des trois tensions qui sont engendrées aux résistances 9 par redressement des courants alter- natifs obtenus dans les diverses phases par transforma- tion.
Comme l'intensité de ce courant correspond à la valeur moyenne simple des courants de phases, le di.spo sitif électro-magnétique fonctionne de manière sûre même
<Desc/Clms Page number 3>
lorsque, par exemple par suite de court-circuit ou de . rupture de conducteur, 'certaines tensions ou certains , courants de phases manonent.
Au lieu de monter, ainsi qu'indiqué sur la fig.
1, les éléments de circuit. 2,3, 4,5 et 6,7 de maniè- re que les tensions des courants redressés s'additionnent, on pourrait évidemment les coupler aussi en parallèle.
¯Dans ce cas, on peut se passer des résistances 9. Le courant excitateur du relais 8 est alors proportionnel à la plus forte des intensités se produisant dans l'un des trois.transformateurs de courant. En conséquence une disposition de'ce genre est particulièrement appropriée par les dispositifs de protection contre courants exces- sifs qui exigeaient jusqu'ici un système de relais à plu- sieurs pôles.
, Dans l'exemple d'exécution de la f ig. 2, trois transformateurs de tension 12, 14 et 16 sont connectés à un système triphasé 11 de manière que chacun d'eux soit raccordé à la tension d'une autre phase. A chacun des transformateurs de tension on a attribué secondaire- ment un redresseur sec 13, 15 ou 17, et les trois élé- ments de circuit 12, 13; 14,15 et 16,17, formés par l'enroulement secondaire et le redresseur., sont montés en parallèle entre eux. Le dispositif de connexion électro- magnétique 18 est excité dans ce cas par un courant qui ,est proportionnel à la plus grande des tensions se produi- sant à l'un des transformateurs de tension 12,14, 16.
Dans ce cas aussi, on peut procéder à une modi 'fication en montant entre eux les éléments de circuit, non pas en parallèle, mais en série.
Il faudra alors que les transformateurs soient chargés, de manière semblable à la disposition 'décrite dans la fig. l, en passant par leur redresseur, chacun par une résistance, et les résistances devront être mon- tées en série entre elles et avec l'enroulement d'aimant
<Desc/Clms Page number 4>
du dispositif de connexion 18. On obtient de cette ma- nière aussi un courant excitateur correspondant à la va- leur moyenne des grandeurs de courant alternatif.
Dans l'exemple d'exécution représenté par la fig. 3, un transformateur de tension 23 ou 25 e'st con- à nectéchacun de deux réseaux de courant alternatif 21 et 22, indépendants l'un de l'autre. Les enroulements se- condaires de ces transformateurs de tension sont connec- tés par des redresseurs 24 ou 26 à des résistances 28, 29, et les tensions continues produites à ces résistances sont couplées en antagonisme. L'enroulement d'aimant du relais 27 est excité par la différence des tensions con- tinues couplées en antagonisme. Dans cette disposition, l'enroulement d'aimant est 'parcouru par un courant conti; nu, dont l'intensité-est proportionnelle à la différence des valeurs effectives des tensions dans les réseaux de courant alternatif 21 et 22.
Si le courant redressé qui alimente, l'enroule- ment d'aimant ne doit pas être proportionnel à la'diffé- rence de deux tensions, mais à la différence de deux in- tensités, il suffit de remplacer les- transformateurs de tension 23 et 25 par des transformateurs de courant correspondants.
Dans tous les montages on peut employer avanta- geusement, en plus du redressement mi-route représenté sur les fig. 1 à 3, tout autre ,couplage de redresseur connu,' par exemple un couplage pleine route.
Les deux grandeurs de courant alternatif qui influencent simultanément le dispositif n'ont pas nécessai- rement besoin d'appartenir à deux systèmes de courant al- ternatif différents. La fig. 4 montre un exemple d'exécu- tion dans lequel on compare avec une disposition d'après l'invention la tension et l'intensité d'un circuit alter- natif. Dans ce but un transformateur de tension 42 et un transformateur de courant 45 sont connectés à un
<Desc/Clms Page number 5>
réseau alternatif 41'.' Les enroulements secondaires de ces deux transformateurs forment avec des redresseurs 43, 44, 46 et 47, disposés en. couplage potentiométrique, des éléments de- circuit qui sont couplés sur des résistances 'de,charge 48 et 49 de la manière représentée sur le dessin.
La chute de tension des deux résistances 48,49, couplées en.antagonisme, forme la source de courant pour l'enroulement d'aimant d'un relais 52 qui est connecté aux résistances par un disjoncteur 50 et une, bobine de réactance 51. La loi suivant,laquelle le courant exci- tateur du relais 52 agit peut être exprimée par l'équa- tion : i = k . J - g . E, dans laquelle i désigne le courant excitateur de l'en- roulement d'aimant, J la source de courant et E la tension de la source de courant alternatif, tandis que k et g sont des facteurs de proportionnalité. La gran- deur de,ces facteurs dépend du rapport de transformation des transformateurs 42 et 45, ainsi que de la grandeur des résistances 48 et 49. Une disposition du genre décrit en dernier peut être employée par exemple dans des régulateurs pour compoundage ou'pour protection sélective.
En effet, 'si on a soin que l'interrupteur 50 'ne soit fermé qu'en cas de perturbation et qu'après fermeture de l'interrupteur 50, on assure, au moyen d'un calcul ap- proprié de la résistance inductive de la bobine de réac- tance 51, une augmentation de l'intensité dans cette bobine avec le temps.d'une manière exactement prédétermi- née (d'après une courbe exponentielle), il.faut que l'in- tensité d'excitation'de l'enroulement.d'aimant s'élève à la.grandeur à laquelle le relais fonctionne, d'autant plus rapidement que la tension E 'est plus petite, ou que l'intensité J est plus grande, Le relais 52 fonction- nera en conséquence dans le genre 'un relais à impédance.
On peut aussi modifier le! montage,ci-dessus
<Desc/Clms Page number 6>
décrit de manière que non pas la' valeur totale de la ten- sion redressée mai-s seulement sa partie dépendant de l'accroissement de l'intensité J suive une courbe expo- nentielle. Si on fait alors en sorte que le relais fonc- tionne au changement de direction de la tension continue, on obtient avec une précision suffisante pour une constan- te de temps suffisamment grande du circuit contenant l'enroulement d'aimant le rapport t = T . g E. k . J Ceci signifie que le temps après lequel le relais fonction- ne est proportionnel au quotient de la tension alternati- ve et de l'intensité alternative. c'est-à-dire à l'im- pédance de la ligne.
Dans la forme d'exécution des fig. 3 et 4, le dispositif'à commander est sous l'influence de la difé- rence de deux tensions continues obtenues chacune par re- dressement d'une tension alternative, et se manifestant à deux résistances parcourues par les courants redressés et couplées en antagonisme.
Si on se sert, dans les exemples d'exécution mentionnés en dernier, pour le redressement, des tensions alternatives de redresseurs (par exemple de redresseurs à l'oxyde de cuivre), qui se composent d'élé- ments individuels et dont la caractéristique de courant et de tension n'est pas rectiligne, il est difficile d'en arriver à ce que la disposition fonctionne toujours sans défaut, c'est-à-dire que'le dispositif à commander fonc- tionne exactement au moment dans lequel la compensation entre les grandeurs de courant alternatif à comparer en- tre elles est établie.
Dans ces dispositions du type men- tionné, dans lesquelles chacune des deux résistances est connectée en passant par un redresseur composé d'éléments équivalents,à un transformateur de courant ou de tension, on réussit toutefois, d'après une autre caractéristique
<Desc/Clms Page number 7>
de l'invention, à exclure toute possibilité d'erreur.
Dans ce'but il faut adapter dans chacun dés deux redres'- seurs le nombre des éléments de redresseur couplés en série .e.t le 'rapport de transformation du transformateur adjoint, de manière qu'aprés terminaison de la compen- sation la même tension alternative soit connectée à chaque élément redresseur, et il faut calculer en même temps les valeurs ohmiques des deux résistances de ma- nière qu'après compensation chaque élément redresseur soit par'couru par un courant continu de même intens ité .
Il n'est pas absolument.nécessaire de changer .le rapport' de transformation de l'un des deux transforma- teurs si ce, rapport ne suffit pas directement aux exigen- ces posées. En pareil cas, il suffit d'établir le rap- port de transformation total exact par disposition d'un' transformateur intermédiaire.
Dans la-disposition de la fig. 5, l'enroulement d'aimant du dispositif à influencer sé compose de deux parties 66 et 67, dont l'une se trouve dans le circuit secondaire d'un transformateur..de tension 62 et l'autre dans le circuit secondaire d'un transformateur-de cou- rant 64 appartenant au même système de courant alter- .natif. 63-et 65 désignent les redresseurs secs ad- joints aux deux transformateurs.
Les deux enroulements 66 et 67 sont disposés en¯forme de bobine croisée suivant un angle mutuel fixe, et tournent en commun entre'les pôles d'un aimant perma- nent (non représenté). La déviation de la bobine est
EMI7.1
alors ,proportionnelle à la grandeur elle déuerd </ P P ? En elle déPerù donc'de l'impédance du circuit alternatif et est
<Desc/Clms Page number 8>
indépendante de l'angle de déphasage entre le. courant et la tension. On peut utiliser ce rapport, soit pour dé- terminer en cas de court-cirduit le siège de l'avarie, soit pour déplacer au moyen d'un dispositif d'avance une butée pour un contact tournant à une vitesse prescrite, de la manière usuelle dans un type connu de relais à im- pédance.
La disposition de la fig. 5 peut aussi être combinée avec celle de la fig. 4, de manière que lors du passage sous une valeur limite déterminée de l'impédance, le dispositif 66, 67 ferme un contact qui de son côté provoque la fermeture'du 'conjoncteur 50 situé dans le .
' circuit excitateur du relais 52 (fig. 4).
Si on ne veut pas employer le quotient mais le produit des grandeurs E et J pour influencer un disposi- .tif de connexion de mesure ou d'indication, on les fait agir de manière connue 'sur un dispositif opérant d'après le principe de mesurage du débit. Le dispositif fonc- tionne alors comme un wattmètre; toutefois il ne montre pas comme le wattmètre le.débit effectif, mais le débit apparent du circuit alternatif correspondant au produit
E . J. L'application de cette idée aux compteurs de consommation apparente est. évidente.
L'invention n'est pas limitée à l'emploi de dispositifs électro-magnétiques de connexion, de mesure ou d'indication. On peut également employer dans le but indiqué des dispositifs d'autre type,' pour autant qu'on a soin d'exclure l'influence de la composante de courant alternatif du courant redressé.
Si tous les éléments individuels sont montés en série dans les deux redresseurs, les valeurs ohmiques des deux résistances intercalées devant les redresseurs doivent être entre elles dans le même rapport que le nom- bre des éléments individuels des redress rs correspon- dants.. Si des groupes d'éléments de redresseur sont
<Desc/Clms Page number 9>
couplés en parallèle, la résistance totale du redresseur diminue et il faut alors réduire de manière correspon- dante la 'valeur 'ohmique .de la résistance adjointe inter- calée en avant dans le circuit. 'Il est évident que le dispositif à commande,r doit toujours être connecté entre des points des deux résistances qui sont pourvus, après compensation, du même potentiel.
Dans la dernière forme d'exécution décrite le fonctionnement toujours exact du dispositif à commander est basé sur le fait'que dans le cas d'équilibre des tensions, les redresseurs opèrent dans chaque cas sur des points homologues de leurs caractéristiques de courant et de.tension. Si, les deux redresseurs sont exactement semblables 1'un ± l'autre, leurs caractéristiques le sont aussi et, dans ce cas, les deux points de travail ont exactement même position.