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" Installation de protection pour postes de commutation au cours de l'opération de fermeture, principalement pour transformateurs à contacts ".
Il est connu de monter les installations de commutation à contacts mobiles ou des distances de décharge avec une bobine de self, dont le noyau magnétique, hautement saturé pour la valeur de courant nominal, provoque par,sa désaturation dans 'le voisinage du passage par le courant zéro une pause prolongée de courant faible, pendant laquelle l'interruption de courant sc produit dans des conditions plus faciles.
on peut faciliter d'une manière analogue également la fermeture du circuit au- ' moyen de bobines de self de commutation ( bobines de self d'en-
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clenchement ), la bobine de self d'enclench3Dsnt étant comman- dée, par exemple, par pré-aimantation, de façon telle qu'au moment de l'enclenchement elle soit à l'état non sature ou saturé dans le sens contraire à celui du courant qu'on attend,
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de sorte qu+elle produit après fermeture du circuit d'abord. une pause de courant faible, qui retarde l'accroissement du courant, jusqu'au moment où elle se trouve saturée par le cou
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rant ou que l'aimantation soit inversée depuis l'état de stu- -ration initial îusqu'à la saturation de sens inverse.
Les trans-1 formateurs à contacts, pour la transformation du courant alternatif en courant continu et inversement, ou d'un courant alternatif dtune fréquence donnée en un.courant alternatif d'une autre fréquence, offrent pour de telles installations de pro- tection un domaine d'application particulièrement intéressant.
Mais des dispositifs de protection de ce genre peuvent également être appliqués avantageusement en combinaison avec des @ installations de commutation de toutes sortes, devant servir à effectuer - en une succession régulière ou irrégulière - des commutations séparées.
La direction ,et l'importance du courant'qui varie 'par de-
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grés c'est-à-dire les valeurs de .courant-pendant" la pause de courant faible, peuvent, comme on le sait, âtre influencées par prê-aimantai0n de la bobine de self de comautation. En supposant doilo,q3ie la bobine de self d'enclenchement se .trouve pr6-aimantêe justement pendant 'It,op,4rat'ion de'fermeture,'on' ' peut encoré faciliter dans due 'larges limites céte dern3.ère Mais on a pu constater è'les'm0yns conxius"u.scutà présent' ne permettaient pas toujours d'éviter le transport de matière au cours de l'op'êratio ,de fermeture clu4e'fàqon suffisan-te du f point de vue pratique pour assurer une marche prolongée sans
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dérangements.
D'après des recherches récentes, ceci doit 5tre attribué au fait qu'il peut se produire éventuellement au moment de la fermeture du circuit une montée brusque du courant,
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qui ne saurait être évitée avec la commande connue jusqu'à nr ê.- sent de la bobine de-self d'enclenchementau moyen d'une préaimantation stabilisée, même en augmentant le courant de préaimantation.
On a reconnu qu'il fallait en attribuer la raison,
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ainsi qu'on le verra plus bas, au fait que la caractéristioue dynamique d'aimantation de la bobine de self d'enclenchement dans le cas de grandes vitesses d'inversion de l'aimantation avait une allure à boucle beaucoup plus large que dans le cas de la caractéristique statique. pour réduire la variation brusque de courant mentionnée plus haut, on applique conformément à la présente invontion un des moyens ci-dessous :
a) Le noyau magnétique est préparé à partir d'un matériau, dont la force coercitive Hc dépend de telle manière de la va-
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leur inverse à celle de la è¯11T.6e d'inversion de l'aimantation ±t que le tronçon+ Hc' , trouvé sur l'axe des ordonnées en prolongeant en ligne droite la partie supérieure, au moins sen-
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siblement droite, de la courbe He = f ( 1 ) comporte moins de deux fois et demie la distance ± , quiA0rrspond la force coercitive pour l'inversion d'nimantation statique ( 1 = 0 );
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b) L'épaisseur de la bande de tôle dont se- crnpose 1P noyau de l' A.iTi1.'" nt , clJm.:pre-n:::'Y1t des couches 4 bAnde supanosées à plat, est Diva petite que 0,5 mm; c;
-a coupe tra.T1sve..':J81e du noyau de l'armant et plus grande. que ce? n'est nécessaire pour 1.' obtention d'une pause de courant faible de i,1 z;S, et ceci dans le cas des t<.u=40ns inversion de '''aimantation maximum qui peuvent so 'oroduir n cours de service ; d) L'allure de la courbe du courant de ion comprend un tronçon qui monte rapidement, etl'instant de cette montée rapide du courant est relié, au moyen d'un dispositif de
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synchronisation, de façon telle à l'instant de lq t'err.lCtl.1re du circuit que lt¯rf.uence 0 18 pré-aimantation sur l'allure de l'inversion de l'aimc..ntation de la bobine de self d'enclenchement se trouve être déterminante à cet instant-là, jr.
.ncialement dans un sens tel que la montée rapid? du courant âe nréaimanta.tion co1ncide avec l'instant de la fermeture du circuit ou le précède au maximum d'une durée telle que la partie de la nausc de courant faible qui suit la fermeture du circuit com-
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porte au minimum 0, U5 x .
L'invention scra précisée à l'aide des dessins. La figure 1 montre titre d'exemple le schéma fondamental des COJ J1exions d'un redresseur à contacts JOur courant triphasé. Les figures , 3, 5 et 8 cor(rorennent des diagra:zro.es destinés à expliquer les différents phénomènes, et les figures 4, 6, 7 et 9 repré- sentent schématiquement différentes formes de réalisation suivant l'invention.
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Le transformateur à contacts connu, suivant la figure 1, sert à transporter l'énergie depuis un réseau de courant tri- -lhas6 39 vers un réseau de courant continu 40. Ses dispositifs à contact 41 à 46, qui se composent, par exemple, chacun de
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deux contacts fixes 26 et 27 et d'un pont de contact mobile 25, sont montés en pont et actlo-nnés périodiquement, à des intervâl- lesréguliers, l'un aprèsl'autre dans l'ordre de leur numéro-
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tation Dar un arbre commun 47, par exemple, au moyen d'un excen- trique, à l'aide d'un moteur synchronisé 48, alimenté depuis le réseau de courant'triphasé 39, en passant-par un régulateur
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tournant 49.
Le régulateur tournant 49 permet de régler entre
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de largcs%imites, par le déplacemenT'de la position de phase de l'instant de commutation, le degré d3@rêglage du transforma- teur. Du côté du courant continu on 6. aménagé un dispositif pour réduire les'ondulations, sous forme, par exemple, dtune bobine 50. On a prévu une bobine de self de commutation.18 pour
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chaque groupe de deux dispositifs de contact 41 à 46, aes bobines étant montées dans la canalisation commune dî-oourant al- ternatif, avant le point de branchement conduisant vers les deux dispositifs de' commutation ( montage 'à trois bobines de self ). Chacune des bobines de self de commutation possède deux noyaux magnétiques.
Le noyau le plus grand 51 provoque à la fin de la période de transport de courant, au moment de l'arrêt de courant, une pause de courant faible prolongée, désignée également comme degré de déclenchement, et se trouve commandé en conséquence au moyen dtun enroulement de pré-aimàntation 52.
Au moyen du petit noyau 11 on .provoque, par contre, au moment
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de la fermeture du üiroult- une pause de courant faible, nommée également degré d'enclenchement. Dans ce but, le noyau 11 est commandé au moyen d'un enroulement de pré-aimantation spécial 15. La commande des deux noyaux'magnétiques 51 et' 11 se fait de
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préférence de façon à ce qu''ils ne stînfluenUênt,p7âs réciproquement pendant les opérations de commutation, le noyau de d6clenchement 51 se trouvant sa'ii!trg- pendant 1"o ération d'enclenchement et Te noyau dtenolenohe1n:ént 11, pendant l'opération de déclënohememt.
Au cours de l'opération de-fermeture, le couret d'enclenchement qui varie par degrés, a;'est-à-dire le "courant pendant la pause de courant faible, ntêst défini que par.le noyau de la bobine de self de déclenchement 51. Les deux-,x.oyaux peuvent être'pourvus, à la.place d'un enroulement.principal '
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commun 18, également 'd'enroulement principaux'sépares, feà bobines des selfs d'enclenchement et de déclenchement ainsi réalisées étant montées en série séparément.. Les oont'acts'peuvent être mis en court-circuit au,moyen de parcours parallèles, de préférence de capacité, représentés sur la figure 1 par les
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condensateurs z et les résistances 54, du moins pendant topé- ration de déclenchement, en vue de diminuer la montée de la' tension de retour.
Le point de connexion du parcours parallèle' du côté du courant continu peut, ainsi que c'est représente,. être déplacé du côté du courant'alternatif de la phase suivante, car celle-ci est reliée directement - en passant, en raison du recouvrement des instants de fermeture des contacts, par le contact déjà fermé de la phase suivante - avec le .côté du,courant continu de la pasé à couder., Lorsque les bobines de selfs d'enclenchement et de déclenchement sont séparées, l'autre point de connexion du parcours parallèle se trouve entre les deux, la dernière étant comprise dans le court-circuit, si les bobines des selfs d'enclenchement et de déclenchement possèdent un enroulement principal commun 12, le parcours .parallèle *est
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branché derrière oelui-oi et on le'fait'passer,
.par'un'enroule- ment auxiliaire 55, relié seulement au noyau d'enclenchement 11, ayant sensiblement'le même nombre de spires et'le même sens d'enroulement ( en'regardant depuis le point de connexion ) que l'enroulement principal, L'observation des phénomènes d'enclenchement dans un tel redresseur continu à contacts a conduit aux constatations et aux considérations suivantes :
La réalisation'pratique suivant les propositions antéri-
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eures du moyen qui consiste à.utiliser.une bobine'de self d'en- clenchement, pré-aimantée à l'aide d'un courant alternatif
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sensiblement sinusoïdal ou d'un courant continu, en bande de
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nickel à 50 %, de 0,05 mm d'épaisseur et à degrés de 1/loa rus, ne permet pas - comme le montrent des expériences récentes d'obtenir un enclenchement des contacts des transformateurs de puissance élevée, mené avec des intensités d'enclenchement inférieures à la tension d'effluve d'environ 300 V, sans qu'il y ait transport de matière lorsque ces transformateurs sont considérablement réduits par réglage partiel dans la tension continue, ce qui est en contradiction avec le point de vue admis jusqu'à présent.
Il faut en chercher la raison dans le fait, non seulement établi par l'échec des dispositifs courants jusqu'à présent mais qui a pu être confirmé également par des essais spéciaux, que dans les réalisations proposées jusqu'à présent la bobin de self d'enclenchement n'arrivait pas, pour les puissances limites des transformateurs modernes, à réduire le courant à des valeurs suffisamment faibles, telles qu'elles sont admises pour un enclenchement pratiquement exempt de transport
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dc matière.
On a pensé jusqu'à présent qu'il suffirait, pour er1picher d'une façon suffisante'le transport d'enclenchement, de veiller à ce que le courant enclenché ne monte pas durant une période d'environ 1/100 m, que demande le contact pour passer d'une première rencontre par quelques points séparés dans une
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position à'n.,sise fixe, au-dessus de 1J A. Cependant des reoherchAs récentes ont montré qu'on ne devait pas dépasser pour l'4tape d'enclenchement 1 a 2 Amp., ci l'on voulait que 1. transport de matière reste d±ns des limites acceptables.
Une telle Ilmitatior. ne veut pourtant pas (te obtenue avec des bobines de- selfg d'enclenchement conformes aux nonositions faites jusqutâ présent. r., valeur du eagré d'snclanohement sans pré-aimantation se situe dans le cas d'un transformateur dont 19 raclage a été fortement réduit dqns le voisinage de 7 à 8 mp. Contrairement à l'opinion admi; jusqu'à présent, on ne peut D1'\S la ré- duire à volonté par un courant de pré-aimantation d'une façon analogue à celle qu'on applique au degré de déclenchement de la self principale, mais simplement jusqu'à une valeur de 5 à 6 amp.
En continuant d'accroître la pré-aimantation, on n'obtient pas de nouvelle réduction de la hauteur du degré, mais au lieu de cela on observe que le degré devient plus court, éventuellement jusqu'à disparition totale, la hauteur restant sensiblement la même. C'est pourquoi l'invention a pour objet des moyens à l'aide desquels on peut réduire le degré d'enclenchement jusqu'à une hauteur encore adrissible pour avoir un enclenchement sans transport de matière, par exemple, jusqu'à 1 à 2 Amp.
L'invention est basée sur les connaissances décrites plus bas, concernant les phénomènes qui se produisent dans la bobine de self d'enclenchement. Sur la figure 8 on a représenté à gauche deux boucles d'hystérésis du fer de la bobine de la self d'enclenchement, qui montrent de façon déjà connue le rapport entre le flux # dans le noyau de fer et l'intensité de champ H.
S est la courbe.statique, telle qu'on peut, par exemple, la relever dtaprès le procédé de mesure ballistique. La courbe sen-
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siblement Dilua large D est une courbe dynamique, qu'on pourrait affecter à la vitesse d'inversion de l'aimantation après enclenchement conformément à une durée de degré d'environ 0,1 ms
On a établi par des mesures, que malgré la faible épaisseur de la tôle, qui ntest que de 0,05 mm. la force coercitive Hc, c'est-à-dire la largeur de la boucle d'hystérésis, dépen- dait dans une large mesure de la vitesse d'inversion de l'aimantation. sur la figure 3 on a représenté ce ravport sous forme d'une courbe, en ayant choisi comme mesure de la vitesse d'in-
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version de l'aimantation la valeur Inverse de la durée'du degré ¯t.
Sur le côté droit de 'la figure 2 on a représenté à l'aide de plusieurs diagrammes'différentes grandeurs en fonction du. temps l'une au-dessous de l'autre, en superposant'les ordonnées qui se rapportent aux mêmes instants verticalement les unes audessus des autres. En haut on a développé le temps de fermeture des deux contacts, qui relie oelle des.phases'du transformateur dans le parcours de laquelle se trouve la bobine de self d'enclenchement considérée alternativement avec le pôle positif et le pôle négatif du courant continu du montage triphasé en pont, qui est à la base de la présente description, en supposant un montage dit " montage à trois bobines de self".
Entre l'instant de déclenchement t1. du contact K ( par exemple. 41 de la figure
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1 ) et l'instant dTenolenohement't2 de la-même phase du transformateur dans le sens opposé du courant au moyen du contact Et ( par exemple 44 de la figure 1 ) il s*écoule,¯comme on le sait, un intervalle de temps de 60 - u, où u est la durée de roou- vrement des temps de fermeture des contacts des deux phases du transformateur qui se suivent ( par exemple les dispositifs à contact 41 et 43 ou 42 et 44, eto..).
Aumilieu on a représenté l'allure en fonction du temps du flux 15 dans le fer de la bobine d'enclenchement, et notamment de façon telle que les valeurs de flux soient situées à la même hauteur que.les valeurs des.bouoles d'hystérésis S et D
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qui leur ont été adjointe4.Etnfin, en bas on a représenté l'al- lure en fonotion du temps du courant I qui s'écoule par les contacts K et K' et dans l'enroulement principal de la bobine d'en- clenchement.
Avec la manière d'envisager le processus d'enclenchement admise jusqu'à présent, on n'est pas arrivé à se représenter clairement que la dépendance de la largeur de boucle de la vitesse d'inversion de l'aimantation influençait d'une façon déci-
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sive et tout à fait défavorable 1''allure' du courant après en- clenchement.
Si l'on observe les phénomènes de se'point'de vue maintenant dépassé- et sur une seule boucle d'hystérésis, par exemple, sur la boucle statique S, on arrive à l'image suivante.: venant de la valeur négative du courant continu, le courant qui nasse par le contact K circule pendant- ltinversian du courant, avec une chute raide, jusqu'à l'entrée du degré de déclenchement ( point 1 ) et - en conséquence - le flux de - Ç s jus-
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qu'aux points 1 sur la boucle d'hysterisis ou sur la bourbe'.du flux. Au cours du degré de déclenchement, il n'intervient d'abord aucune modification notable de la traversée de la bobine
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de self d'erolenohement ni, par suite, du flux.
Mais à l'instant de l'ouverture du contact K, le courant d'aimantation continue bien son chemin par la voie secondaire parallèle au contact, mais saute dans ,le contact lui-même et dans l'enroulement de la bobine d'enclenchement à la valeur zéro ( du point 2 au point
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3 ). On a supposé ici une disposition séparée 'd'ës selfs d'en- clenchement et de déclenchement; en réunissant les deux au moyen d'un enroulement principal commun 12 suivant ,la figure 1, la traversée résultante des enroulements 12 et 55 passe à l'instant de l'ouverture brusquement à la valeur zéro. Un tel saut dans l'allure du courant ou de la traversée de la self d'enclenche-
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ment signifie qu'il se produit 6galement'dan$ l'allure du flux un petit saut dé 2 en 3.
Jusqueà l'enclenchement du contact K', le courant ou la traversée reste à zéro ( tron9. n, 4,), Si la bobine de self d'enclenchement n'est pas pre-aimantée, le flux reste au cours de ce tronçon invariablement à la. valeur de
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la rémanence, aucune traversée n'étant efficace. Après enclen- chement de K', le courant monte dans la direction positive, d'abord rapidement jusqu'à l'entrée du degré d'enclenchement ( point 5 ), parcourt ensuite ce degré en augmentant lentement
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( point 6 ), puis augmente à nouveau ranidement jusqu'à la valeur positive du courant continu Ig. ( pour des raisons de clarté on a représent6 le courant qui varie par degrés entre les points 5 et 6 à une échelle différente de celle du courant continu Ig, notamment en l'exagérant ).
Le flux s'effectue par les
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points correspondants 5 et 6 jusqu'à la saturation(+ if' s (point 7 ), où l'inversion de l'aimantation du noyau s'accomplit 'ores- que entièrement et en un temps très court entre 5 et 6. Avec
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cette manière de voir, la hauteur -.
- 5 du courant qui varie par degrés devrait pouvoir être réduite autant dire à zéro, en donnant au noyau d'enclenchement une nré-aimantation positive d'une hauteur telle que le point de travail se trouve à l'instant de l'enclenchement aupoint 5 ou même au point 5'de la boucle d'hystérésis, et on devrait ainsi obtenir sans .peine un enclenchement exempt de transport de matière, positive
Dans la pratique, ce n'est pourtant nullement le cas, car d'après les données nouvelles, qui sont 1 la base de l'idée conforme à la présente invention, le point de travail saute brusquement à l'instant de l'enclenchement de la boucle d'aimantation statique ou de celle correspondant à une vitesse d'inversion d'aimantation très faible sur une courbe de très grande vitesse d'inversion de l'aimantation,
le courant à degrés augmentent brusquement en conséquence. Cette variation brusque du courant
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ne peut pas être compensée par une pré-aimantât ion de repos ( courant continu )ou variant lentement ( sensiblement sinus-
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vidale ). Si, par exemple, en vue de réduire dans la mesure Qu possible le degré, on déplace sur la figure 2 le point de travail d'une façon exagérée jusqu'au point 5' de la boucle d'hys-
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térésis S, ceci signifie que sous l'influence do la pré-aimantation une partie - 5t du degré est déjà parcourue avant 'en- clenchement. Ce parcours s'effectue toutefois encore à une très
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faible vitesse, égale dans l'exemple choisi à une dursc c degré d'environ 6 m$.
Le noint de travail ne se situe alors -Ü1.13 à proprement parler sur la courbe d'aimantation statique, qui a conformément à la figure 3 la largeur indiquée par le point 1', mais se situe sur une courbe dynamique à parcours lent, dont la largeur est approximativement donnée par le point 4' de la figure 3, mais qui reste toujours encore dans le voisinage
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de la courbe statique S. cep'="J.0.c.nt, à l'instant d'enc1cnchem0vt du contict K', le point de r,-tvall saute de. 5' en 5 de la courbe dynam#<zue pour une durée rue degré d'environ 0,1 M seulement, car l'aimantation de la bobine de self 'p'Ddc'nchpmert se trouve maintenant inversée par toute la tDnal.0ii enclenchée.
Cette courbe d'aimantation a une largeur beaucoup plus cons1dérable, donnée par le point Pt de la figure a, de sorte qu'il faut fournir, par 'L'accroissement correspondant du courant à
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degrés d'une valmr de AI, une variation brusque d'intensité de champ 3H de grandeur b + d ae la :0:tGure 3. Ni dnjis le cas d'une ';T,' E,-tt'. '' r v.i î t i. t 7.Oiï plus fuibib jusqu'au point 5 de la 1)Îlc'.r, ufhystérésis, ni dans celui d'une aimantation encore plus forte . jusqu'au point 5', il n'intervient de modification sensible de
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la grandeur du saut ..6 I.
Il est donc clair qu'on peut ben dé- charger par pré-aimantation le circuit de courant principal de la valeur d'intensité de champ 4 - 5 de la bouole d'hystérésis
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et abaisser ainsi en conséquence la hauteur du deôis, mais qu' une nouvelle augmentation de la pré-aimantation au-dessus du
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-point 5 ne conduit à aucune nouvelle-'réduction, la hauteur'de" :prê-a:L11W.nttion'ne dêterm-inant plus' que ;:La valeur de la partie du degré qui 5 écoule dès' 8:vân t '1 'enc.lenohemEmt.' Cas relations déterminent nëttcmeflt 'ls 1:1mi:tes' d'reff3,dac,.t bobine 'de self d'enolencrhêment 'oof6rmément aux'p-ropos'i fions d'exécution faites jusqueà présent. '-%ù:
' 8tro. * 00 -"lets, mentionnons'encore que les données'du début sur la hauteur des valeurs du courant à degrés qu'on peut obtenir avec cette forme de réalisation se
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rapportent'à des bobines de.selfs d'enclenchement pour des transformateurs de puissance limite, avec valeurs îtloyënneB dé longueur du parcours d'ans le'fer 1- - et du' nombre de spires w .. de l'enroulement principal,, établis par les relations habituelles, mais que conformément à la loi'de traversée A LW H.1 le saut ÔI dans le courant à degrés correspondanteun saut donné ¯H de l'intensité de champ est moins élevé et, par oonséquent, moins gênant lorsque dans les transformateurs de plus faible puissance la bobine de self d'enclenchement peut être réalisée avec un rapport 1/w plus petit.
Dans le but.de réduire le transport de matière à l'enclenchement, les bobines de selfs d'enclenchement doivent être réalisées avec un parcours dans le fer aussi réduit que possible et un nombre de spires élevé.
En se basant sur ce qui précède, la présente invention consiste plutôt dans l'application des moyens qui éliminent partiellement ou complètement le saut d'intensité de champ au cours de l'enclenchement ou qui atténuent son influence sur le,courant à degrés, de manière à assurer un enclenchement pratiquement exempt de transport de matière.
Ces moyens peuvent oonsister' soiten une construction adéquate en ce qui concerne les matériaux ou les dimensions de la bobine de self d'enclenchement même, soit/ et en des mesures extérieures, par exemple, en une forme spéciale donnée au circuit de pré-aimantation. @ .Ainsi qu'il a déjà été expliqué, la variation brusque de l'intensité du champ est provoquée par la valeur différente dés vitesses d'inversion de l'aimantation avant et après enclenche- . ment. C'est pourquoi on donne, conformément à l'invention, aux vitesses dtinversion de l'aimantation avant et après enclenchement des valeurs égales ou au moins aussi voisines que cela est nécessaire. Un moyen auxiliaire en est l'augmentation de la section transversale du noyau de fer pour un nombre égale de spires.
Si, par exemple, on triple la section, la vitesse d'in-
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version de l'aimantation se trouve réduite'à un tiers, confort mément à l'allongement de la durée du degré de p,'1 m; à OEOS m., Mais à cette vitesse plus faible ne correspond plus, conformément à la figure 3, qu'une largeur de boucle suivant'point 3', à la place du point 2', de sorte que la variation brusque d'intensité de champ se trouve diminuée du tronçon'b. Un autre
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moyen auxiliaire pour rapprocher les vitesses consiste a ne' pas laisser le point de travail avant enclenchement sur la"cara6tê- ristique statique, mais à inverser à une vitesse plus ou moins grande l'aimantation du noyau d'enclenchement déjà avant'que les contacts ne se'touchent.
Une inversion de l'aimantation à , une vitesse relativement faible peut déjà être obtenue, ainsi ; qu'on l'a décrit dans l'exempledu début, par un accroissement
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approprié de la pré-aimantation normale de courant continu, de forme sensiblement'sinusoïdale, en laissant "s'écouler -Une,,par- tine du degré dès avant enclenchement. On obtient alors, par exemple, les rapports représentés figures 2 et 3. Sur la figure
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z, le point 1' correspond à la largeur de la oaractérîstiquê statique, le point 4' à celle de la caractéristique dynamique
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pour une durée de degré d'environ 6 i,3.
En abandonnant la caractéristique statique, c'est-à-dire en déplaçant le point ae travail sur la figure 2 de 5 en 5' au moyen d'une pré-uimntation continue, on réduit donc la variation brusque de' 1'inten- sité du charnu de la partie c de la figure 3. Et puisque la courbe suivant la figure 3 a une allure raide justement au début, on peut éventuellement obtenir une amélioration sensible déjà par pré-aimantation insignifiante de la bobine de self dtenclenchement avant l'enclenchement.
Les deux moyens auxiliaires sont toutefois-Limites dans la pratique, pour es raisons éco-
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nomiques et éleotroteaiiniques, par l'accroissement de la sec- tion et la valeur de la pré-aimantation, du fait qu'il doit encore rester une partie suffisante du degré après enclenchement, en vue de limiter l'accroissement du courant. on arrive pourtant à réduire le tronçon d'intensité du champ caractérisé sur la
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figure 3 parwau tron on désigne par d, représentant la varia- tion brusque résiduelle de l'intensité du champ.
On obtient un résultat encore meilleur en faisant parcou- rir, conformément à l'idée de l'invention décrite plus haut, la partie du degré qui stécoule dès avant l'enclenchement à une vitesse notablement plus grande; dans le cas de vitesses égales
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avant et après enclenchement, il ne se produirait znême pas de variation brusque d'intensité du champ du tout, car le parcours total du degré s'accomplit alors sur la même caractéristique dynamique. On reviendra plus tard et avec plus de détail sur la
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réalisation pratique des mesures dans le circuit de pré-aiman- tation.
Conformément à l'invention, une amélioration de principe
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dans le montage de la bobine de self d'enclencheuent consiste encore à employer à la place du matériau utilisé exclusivement jusqu'à présent pour le noyau et qui est du ferro-nickel à 50 % en bande de 0,05 mm d'épaisseur, auquel s'applique la courbe suivant la figure 5, un matériau dont la force coercitive dé- pend moins de la vitesse d'inversion de l'aimantation.
Pour autant que l'étalement de la boucle est conditionné par des courants de Foucault macroscopiques, on peut obtenir une améliora- tion déjà par l'emploi d'épaisseurs de bande plus faibles, de
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0,03 mm ou 0,02 mm, car les courbes correspondantes de la figure 3 sont Plus plates Jour de nlus faibles épaisseurs de bande et produisent en conséquence pour un même écart de vitesses une variation brusquo de l'intensité de champ plus faible.
Une amélioration particulièrement efficace peut également être obtenue par un raccourcissement de la partie raide du la
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courbe de la figure 3 dans le domaine de l'inversion de lt;lirn- tation plus lente, ce qui doit probablement être attribue à dos actions magnétiques ultérieures. Une échelle pour la longueur de cette partie raide de la courbe est donnée par le tronçon
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Iict, trouvé sur l'ordonnée en prolongeant la osrtie supérieure, sensiblement droite, de la courbe jusqutà l'axe des ordonnées. D'après la figure 3, celui-ci est deux fois et dénie Jlus grand que la distance Hos, qui correspond à la force coercitive de la boucle d'aimantation statique.
On connaît des corps magné-
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tiques dans lesquels le rapport Lie, : He, est plus petit. Il faut en chercher la cause dans une orientation différente des processus de laminage et de calcination et/ou dans l'emploi d'une matière première de composition différente, nais dans ce cas on ne peut, bien entendu, pas éviter une certaine réduction
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de la qualité de la boucle rectangulaire.
Contraircnent aux considérations qui en résultent, l'emploi de noyaux préparés à partir de telles matières pour des bobines de selfs d'enclenche-
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ment peut être. avantageux en raison de la réduction du courant d'enclenchement.ainsi obtenue. - -
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Les mesures proposées jusqutà,prësont oonoernent la nature du matériau ou la technique du caloul et n'exigent aucune modi-
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fioation où c>ompl:
toat1on du principe de montage électriques On se heurte cependant lors de l'emploi d'une bobine de self d'enclenchement à coupe transversale''fortement' agrandie à une cettaine difficulté du fait qu'en réglage à pleine marche du transformateur -le degré d'enclenchement devient extraordinairemeirt long, ce qui réduit oonsidérablemont la tension continue' maximum qutil est possible d'obtenir pour une tension de transformateur donnée et abaisse également le facteur de puissance.' Conformément à 1 inveàtioù=oes difficultés' peuvent être évitées'' en déplaçant.pour les réglages élevés, par pré-aimantation'appropriée, une.
partie considérable du degré en avant dé l'instant de l 'enclen.o1).ent., Qu encore, le montage restant le même-,''le courant de pré-aimantation est encore accru dans ' le cas d'un réglage élevé.'On peut provoquer ainsi le-lareourà prématurµ et capacité accrue, représenté, figure 2, dure'ps.xtiecü degré.
L'accroissement du courant de erc-aimentatlon en'fonation du degré de réglage peut, suivant les besoins, être 'effectué'en une seule ou en plusieurs étapes, ou encore continuellement,'' par exemple, .suivant la tension continue réglée en fonction du
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réglage partiel.
L'accroissement de la, are'.--azman.tat3.on peut être réalisé également 'par le branchement ou le réglage d'un eouTant dans un enroulement de pré-aimantation spécial séparé, Une Au- tre possibilité consiste à diviser tout le noyau d'enclenchement 11 en plusieurs, par exemple, en deux parties transversales et a inverser pour un réglage élevé la saturation d'une ou de plusieurs parties du' noyau, par mise en court-circuit ou pré-aiman- . tation séparée dès avant l'enclenchement, suivant la direction du courant qui se produit après enclenchement,- on rend ainsi'inactives cette ou ces parties du noyau pour la production du degré d'enclenchement.
Dans ce cas, il peut.être'avantageux de joindre la partie de la section transversale à rendre inadtive au noyau de déclenchement, en l'exposant à la même pré-aimantation que le noyau de déclenchement.
Une solution différente quant à son principe, destinée à la réduction de la hauteur du degré d'enclenchement consiste
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suivant l'invention à appliquer des courants de pré-aimantation' . possédant une montée raide à l'instant d'enclenchement ou juste avant l'enclenchement, dont la courbe-manifeste, par exemple, une variation brusque à angle droit ou en tous cas sensiblement droit, courants qui déchargent ainsi le circuit principal de l'accroissement brusque du courant à degrés, en prenant sur le circuit de pré-aimantation de quoi couvrir la variation,brusque de l'intensité du champ. Cette solution se'distingue des 'propo- sitions antérieures en ce qu'elle exige pour sa réalisation pratique des mesures spéciales du point de vue électrotechnique ou du montage des connexions.
Mais comme la variation brusque de courant ne se produit dans ce cas pas à l'instant d'enclenche- ment mais déjà avant, elle a encore un autre point de commun avec la proposition antérieure d'égaliser les vitesses d'inversion de l'aimantation. En avançant la variation brusque du courant de pré-aimantation on favorise notamment le parcours d'une partie du degré avant l'enclenchement, et ceci pour une'valeur suffisante de la variation même avec une vitesse considérablement accrue, de sorte qu'en choisissant des dimensions appropriées on peut réaliser ici le cas le plus favorable de vitesses égales avant et après- enclenchement.
La marche avec variation
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'brusque avancée, donc avec parcours prématuré d'une partie du degré, est particulièrement importante lorsque la tension à enclencher comporte plus de 300 V, donc lorsqu'elle est supérieure à la tension d'effluve. L'inversion partielle d'aimantation de la bobine de self d'enclenchement dès avant l'enclenchement a la mené signification que si une pa rtie plus ou moins grande, suivant la vitesse d'inversion de l'aimantation, de la tension à enclencher restait à la bobine de self d'enclenchement et se trouvait ainsi éloignée du contact, de sorte qu'on peut obtenir ainsi un enclenchement sans tension ou tout an moins un enclenchenent avec une tension inférieure à 300 V.
On ramène ainsi le problème de l'enclenchement à celui de la limitation de la montée du courant aprés enclanchement, alors qutavec des tensions supérieures à 300 Volts on auraisans cela des décharges avant que les contacts ne se touchent, entrainant à des transports de matière.
On a toute une série de possibilités de réalisation pratique d'une pré-aimantation par sauts. On peut, par exemple, utiliser pour la pré-aimantation les courants anodiques dos installations de redresseurs continus ( ou encore des installations de redresseurs alternatifs). On utilise ici comme variation brusque la montée raide du courant anodique au cours de l'inversion du courant. La montée est d'autant plus raide que les inductances dans le circuit de courant inversé sontplus petites; c'est pourquoi, il peut être nécessaire de maintenir intentionnellement ces inductances à une faible valeur, en vue d'obtenir une variation précise du courant.
Une autre possibilité est offerte, par exemple, par l'application appropriée de montages connus de convertisseurs continus à la pré-aimantation de la bobine de self de commutation au moyen de courant rectangulaire, ou plus exactement trapézoidaux, et ceci d'une façon générale et sans qu'on soit lié au problème de l'enclenchement, sensiblement suivant la figure 4.
Dans ce cas, le courant alternatif iv, de forme trapézoïdale suivant la figure 5, débité par le réseau alternatif 19, sert à la pré-aimantation, l'importance de la variation brusque pouvant être établie par le réglage du courant continu ou encore étant réglée à mouvement solidarisé ou automatiquement. Sur la figure 4, 11 désigne le noyau de fer de la bobine de self d'enclenchement, 13 - l'enroulement de pré-aimantation, 23 et 24 les noyaux de fer du convertisseur continu, 15 et 16 les enroulements d'aimantation de ces noyaux du côté alternatif, 17 et 18 - les enroulements d'aimantation du coté continu, 19 le réseau de courant alternatif, 20 - la résistance réglable servant au réglage de la hauteur du courant, 21 - la bobine pour réduire les ondulations et 22 le réseau de courant continu.
Il peut être important également dans le montage des convertisseurs continus, en vue d'obtenir des variations de courut aussi raides que possible, de maintenir les inductances du côté du courant alternatif à de faibles valeurs.
Comme le noyau de la self d'enclenchement à l'état désaturé relie l'enroulement principal de la self d'enclenchement avec son enroulement de pré-aimantation pour former un transformateur conforme aux règles, il est très important dans les -------montages de pré-aimantation, tels que les redresseurs de courant et montages de convertisseurs de courant continu proposés, ne comportant pas du côté du courant alternatif d'inductances relativement grandes qui stabilisent le courant, de veiller par un calcul approprié du nombre de spires et de la tension alternative, tout en respectant le principe du transfor-
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mateur, à ce que le circuit de pré-aimantation forme réelle- ment le cote primaire du transformateur constitué' par la bo- bine de self .d'enclenchement.,
c'est-à-dire qu'il impose réelle- ment à la bobine de sel d'enclenchement le'courant d'aimantation à variation brusque. Dans ce but, la tension du oôté de la pré- aimantation doit prédominer. L'application d'une pré-aimanta- tion à variation brusque suppose que la variation brusque de courant se produit pour la position de phase oorrecte, à savoir à l'instant d'enclenchement ou juste avant. Si elle se produit trop tard, on a déjà une pointe d'enclenchement, qui peut con- duire à des transports de matière. Si elle se produit trop tôt, une trop grande partie du degré d'enclenchement, ou même le de- gré tout entier, s'écoule avant l'enclenchement.
La phase de la variation brusque de courant doit être située de façon telle qu'il reste encore après enclenchement une partie résiduelle de degré suffisamment longue, de 0,05 ms à 0,1 ms. Conformément à l'invention, on déplace'donc de force ou oh règle automatique- ment la position de phase de la variation brusque de courant de pré-aimantation, de façon à répondre aux conditions ci-dessus. Par déplacement force il'faut entendre ici un déplacement obtenu de préférence par vole.mécanique de la position de-phase de la variation de courant'en fonction de la position de phase de l'instant d'enclenchement.
Celui-ci peut être réalisé dans la pratique, par exemple, en débitant les tensions alternatives. , pour l'alimentation du circuit de pré-aimantation à une instal- lation à phases tournantes, par exemple, à un régulateur d'in- duction, couplé de' façon 'telle avec l'installation qui règle l'instant d'enclenchement en vue de régler la tension ou qui modifiele recouvrement, par exemple, une boîte tournante du moteur d'entraînement, que la position de phase de la variation brusque de courant se trouve déplacée suivant l'angle de mesure électrique toujours dans le même sens et d'une même valeur que l'instant d'enclenchement.
Si l'on réalise ici., comme e'est le. cas pour la forme de réalisation pratique de l'appareil à oon- tacts de relevage, le déplacement de la durée d'empiétement par un arbre spécial, indépendamment du réglage partie obtenu par la rotation de la boite du moteur, on doit veiller éventuelle- ment, au moyen d'un.. mécanisme auxiliaire, spécial, à ce que l'in-, stant d'enclenchement soit continuellement maintenu dans une position d'angle fixe par rapport à l'angle de rotation du ré- gulateur. Dans le cas, par exemple, d'un dispositif de réglage fixe, un tel mécanisme auxiliaire maintiendrait rigidement.lors d'une variation de la durée de recouvrement des contacts l'in- stant d'enclenchement par rapport à la courbe de tension du transformateur.
Dans le cas d'emploi d'un tel mécanisme auxil- iaire, on peut alimenter également le moteur d'entraînement non rotatif et les circuits de pré-aimantation à partir d'un trans- formateur tournant commun, ce qui-conduit directement à un (le- calage de même phase de l'instant d'enclenchement et de la va- riation brusque du courant de pré-aimantation. Afin de mainte- nir dans ce cas la dispersion du transformateur tournant à une valeur aussi faible que possible, il est bon de réaliser celui- ci avec un très petit'entrefer et de le faire'à un petit modèle, par exemple, par 'refroidissement artificiel ou par compensation de la puissance aveugle du moteur d'entraînement et,des circuits de pré-aimantation à l'aide de condensateurs du côté secondaire du transformateur tournant.
Dans le réglage automatique, on-obtient un rapport fixe' entre les phases de la variation brusque de la pré-aimantation et de l'instant d'enclenchement au moyen de l'installation de
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réglage, de faibles écarts depuis la valeur voulue, dûs à la statique du réglage, ne jouant aucun rôle lorsque la longueur du degré de la bobine de self d'enclenchement n'a pas été pré- vue trop juste. Il ne se pose pas non plus d'exigences spécia- . les quant à. la vitesse de réglage du dispositif, car des étin- oelles d'enclenchement accidentelles, de peu de durée ', n'ont pratiquement aucune importance.
Comme grandeur de réglage à atteindre, on peut choisir, par exemple, le parcours d'une cer- taine valeur de la variation de flux dans la bobine de self d'enclenchement ou la présence d'une certains valeur résiduelle du flux après enclenchement, cette grandeur pouvant être mesu- rée à l'aide de l'intégrale correspondante tension-temps sur l'enroulement auxiliaire du noyau d'enclenchement.
On a reproduit sur la figure 6 le principe fondamental d'un tel réglage sur une valeur constante de la variation de flux avant enclenchement, (Figure 7, comme pendant à la premiére, une variante de ce montage pour une valeur résiduelle du flux donnée après enclenchement. Sur ces figures,11 désigne le noyau de la bobine d'enclenchement, 12- l'enroulement principal de celle-ci, qui sc trouve sur le parcours des contacts fixes 26 et 27, 13 - un enroulement de pré-aimantation, 14 - l'enroule-
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ment de mesure Pt 25, le pont de contact riobile-Tu contact de relevage.
Sur la figure 6, l'enroulement do mesure 1- est relU par l'intermédiaire d'un redresseur 32 ot d'une r6sISt2nce 33 à la bobine 8 d'un régu3;,ctzr 29, -o-5r- exemple, dtun r,0gulEtteur à ression d'huile. ri lfinstanta'enclAnchement, la bobine du régulateur est mise en court-circuit, par le contact du pont 25, avec la pièce de contact fixe 26, de sorte qu'il se produit
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dans celloe-ci une traversée aoTTvc, qui correspond à l'intégrale tension-terns de la bobine de mesure 14 avant e-,icl--nohe3-)eîit.
Le régulateur 2 fait tourner en 9assantqr une tige le rotor du transformateur tournant 30, connecté en tant que 9rimair" avec le réseau de courart aT5ern?tif 34 et sur le côté secon- daire duquel or. :? branché, en passant par un convertisseur de courant continu 31., qui peut être réalisé conformément à la
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figure 4, l'erroû.Cement de pré-aimantation 13.
Sur la figure 8 on a représenté l'allure de la tension de la bobine de mesure 14 en fonction du strps, en supposant qu'on a dés 1--vent enclenchement sur la self d'enclenchement non pas toute la tension d'enclenchement, mais une partie considérable de celle-ci, à cause de l'avancement de la variation brusque du courant de pré-aimantation. Le dispositif suivant la figure 6 assure alors le réglage d'une surface de tension constante F1, l'intégration !tant terminée par la fermeture du contact. Lorsque le régulateur est équipé d'un système de courant continu, on peut rendre inactives les surfaces négatives F3, et F4 au moyen du redresseur 22.
Par contre, sur la figure 7 l'intégra- tion ne fait que commencer à la fermeture du contact, de sorte que ce montage règle pour uno surface de tension F2 constante,
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c'est-L-dire pour un degré d'enclenchement résiduel constant.
En vue d'augmenter la puissance de commande on peut mener à la bobine de réglage, d'uns façon analogue à ce quia lieu
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avec le réglage automatique du recouvr8!''.ent mentionné plus haut, à l'aide etc montages de redressement spéciaux, également les courants des enroulements de mesure des bobines des selfs d'en-
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clenchement des autres ohases, tout comme les circuits de pré- aimantation de ces autres phases peuvent être branchés sur un même transformateur tournant 30 commun. Tour accroître la sensibilité, on peut brancher entre l'enroulement de mesure 14 et l'enroulement de réglage 28 également encore un amplificateur
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magnétique fixe de construction connue.
Comme on'peut choisir, pour des raisons économiques'et
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électrotechniques, un degré d''enclenchement ne dépassant pas au maximum 0,2 à 0,3 ni5,*le réglage de'là position de phase, sans préjudice de l'admission de la statique du régulateur.néceasaire, doit se faire autant que possible avec précision, avec une tolérance dans l'ordre de grandeur d.e 0,1 I±]j)' au maxiium.
Ceci est cependant difficile à atteindre pour 'l'ensemble des contacts des dispositifs de réglage courants, d'abord parce que déjà les points de connexion des contacts peuvent manifester des disper- sions de l'ordre' de 0,05 à 0,1 ms et ensuite également parce que dans le cas d'une installation commune pour faire tourner les phases les tensions nécessaires à l'alimentation des air-' cuits de pré-aimantation ne se laissent pas toujours amener avec la précision d'angle nécessaire, en raison des dissymétries des installations mêmes pour faire tourner les phases ou du réseau
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triphasé d'alentation.
C'est pourquoi on équipe, conformément à l'invention, les oontao'ts. individuels ou du moins' les paires de contacts appartenant à une même bobine de self d'enclenchement au moyen d'installations de réglage séparées, qui n'agis-
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sent que sur la bobine de' self d'enclenohement correspondante Dans le cas idéal, chaque contact oommande donc-séparément la variation brusque de courant qui lui, a été adjointe.
Une forme de réalisation de principe d'une telle commande, et notamment dans un montage entièrement fixe, est représentée figure 9. Tout' comme précédemment dans les figures 6 et 7, 11
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désigne ici le noyau de'la bobine de set'enc1.enbhemeJi't,' '' - . son enroulement principal, 13 - l'enroulement de prét';âU1antatlon, 14 - l'enroulement-de mesure, 25, 2fi et 37 - 'le contact dé' relevage et 31 un oonverti:
Sséurdeooura1îF oontinu suivant ''la figure 3, pour la production d'un courant de pré=aimantation." trapézoïdale Le convertisseur de courant continu est alimente' à partir d'un dispositif pour' ' faire tourner les phases branché sur le réseau 34, qui ne doit plus être ici que' monophasé et qui est constitué dans l'exemple choisi comme dispositif fixe, déjà connu, à partir d'une bobine de self 35 réglable et d'une résistance ohmique 3'6. Le réglage de l'inductance de la bobine' peut se faire par lamodification d'une pré-aimantation de cou-
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rant continu de cette bobine de self.
Cette pré-aimantation de courant continu est prise au besoinà l'enroulement de mesure 14, par l'intermédiaire d'un amplificateur 38 de construction '
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connue, de préférence! par- un amplificateur magnétique gixe, con- fermement à l'un des montages'de principe représentés figures, 6 et 7, le redresseur 32 assurant la suppression des demi-ondes négatives.
La valeur du.courant continu de pré-aimantation de la. bobine de self de réglage varie alors suivant'le montage choisi dans le même sens que la valeur de la surface des ten-
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sions FloU F de la figure 8 et influence au cas. où les surfa- ces de tension s'écartent de la valeur voulue -L'inductance dela bobine de self de façon telle que, par suite de la rotation' de phase de la variation brusque' de courant ainsi produite,' la surface de tension tende à nouveau avec une certaine statique vers la valeur qu'elle doit avoir. ' @ On a das formas de réalisation particulièrement avantsgeuses lorsqu'on combina le réglage' en commun avec le réglage individuel.
Dans ce cas, le'réglage en commun peut, par exemple, être effectué sous'forme d'un'réglage forcé 'grossier, au moyen ,
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d tU\Í transformateur ttrnar.t"co:àtois-lhs c,rauïts"cé"ariàÍ1;U$a:t.)f" 'r:: â .:é.--' :' - 'fla fèl'1à
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du réglage de la tension en mène temps que la boîte du moteur.
Le réglage individuel ne sert alors que comme réglage fin à auto-régulation, pour égaliser les écarts éventuels, nui se produisent par dissymétrie ou comme'conséquence des variations de recouvrement. Non seulement on réduit par une telle combi- naison la dépense, mais on peut également maintenir à une valeur plus faible l'inductance de la bobine de réglage etmieux remplir ainsi l'exigence mentionnée plus haut d'avoir des inductances plus faibles dans le circuit de pré-aimantation.
Dans les exemples décrits, on utilise comme mesure de le position de la variation brusque de courant par rapport à l'in- stànt d'enclenchement la surface de tension de la bobine de self d'enclenchement. L'invention consiste également à utiliser d'autres grandeurs comrae grandeurs sur- lesquelles on peut agir pour le réglage.
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On peut, rar exemple, lorsqu'il s'agit d'une oorn.iande de la variation brusque de courant qui avance, se servir comme base de la capacité entre les nièces de contact fixes, d'une part, et le pont mobile, d'autre part, car la valeur de cette capacité varie vite juste avant l'instant d'enclenchement, au fur et à mesure que les contacts se rapprochent. éventuellement, on peut faire intervenir également pour le réglage de la position
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de phase de la variation brusque de courant des procédés Erlec- trotechniques, tels que, par exemple, la charge ou la décharge d'un condensateur déclenchée par la variation brusque de courant ou par la fermeture du contact.
Leb idées de l'invention indi-
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au60s nlus haut ne se limitent null±+f1 =zt à la ion de la bobine de self d'enclenchement seule à l'aide d'un courant d'aimantation à variation brusque, commande de cette fa-
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on, mais la bobine de self d'enclenchement peut 'oss<)der oonjointcment d'autres "Dré-aimFn1'ta tions, qui déterminent complémentairenent la variation d.u flux.
R>%NDICA7IONS.
1.) Installation 'Jour la protection de ostes do cor:1Tut'Jtion au cours de l'opération. de fermeture, en varticuli^r "'our convertisseurs à contacts, avec bobine de self d'enclenchement montés en série, dont le noyau magnétique hautement saturé pour la valeur de courant nominal provoque après fermeture du ci.rcuit etjusqu'à ce qu'il ait atteint son étatde saturation une pause de courant faible qui ralentit la montée du courant, caractérisée en ce que la variation brusque de courant qui se produit à l'instant de la fermeture du circuit par suite de la vitesse accrue d'aimantation et la largeur plus grande de la boucle de la caractéristique d'aimantation dynamique par ranport à la caractéristique statique ainsi produite, se trouve réduite par au moins l'un des moyens suivants :
a) Le noyau magnétique est préparé à partir d'un matériau dont le force coercitive Hc dépend de telle manière de la valeur inverse à celle de la durée d'inversion do l'aimantation
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4ôt, que le tronçon H,1 , trouvé sur l'axe des ordonnées en prolongeant en ligne droite la partie supérieure, au moins sensiblement droite, de la courbe Hc = f ( 1/¯t)) comporte moins
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de deux fois ca demie lu distance Hcs, qui correspond à la force coercitive pour l'inversion d'aimantation statique ( 1 =0 ).
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Protection installation for switching stations during the closing operation, mainly for contact transformers".
It is known to mount switching installations with movable contacts or discharge distances with a choke coil, the magnetic core of which, highly saturated for the nominal current value, causes its desaturation in the vicinity of the passage through the zero current a prolonged low current pause, during which the current interruption sc occurs under easier conditions.
the closing of the circuit can also be facilitated in a similar manner by means of switching inductor coils (inductance coils)
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engagement), the 3Dsnt engagement coil being controlled, for example, by pre-magnetization, so that at the time of engagement it is in the unsaturated state or in the opposite direction to that of the saturated state. the current we expect,
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so that it produces after closing the circuit first. a weak current break, which delays the increase in current, until it becomes saturated by the neck
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or that the magnetization is reversed from the initial state of stabilization to reverse saturation.
Contact transformers, for converting alternating current into direct current and vice versa, or from an alternating current of a given frequency into an alternating current of another frequency, offer for such protection installations a particularly interesting field of application.
However, protection devices of this kind can also be applied advantageously in combination with switching installations of all kinds, to be used to perform - in regular or irregular succession - separate switching operations.
The direction, and the importance of the current 'which varies' by de-
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ie the values of .current-during "the low current pause, can, as is known, be influenced by pre-magnetization of the co-choke coil. Assuming doilo, q3ie the coil of interlocking self is found pre-magnetized precisely during 'It, op, 4rat'ion of' closing, 'we' 'can still facilitate within due' wide limits this last. m0yns conxius "u.scutà present 'did not always make it possible to avoid the transport of material during the op'eration, closing clu4e'fàqon sufficient from the practical point of view to ensure a prolonged walk without
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disturbances.
According to recent research, this must be attributed to the fact that a sudden rise in current may occur when closing the circuit.
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which cannot be avoided with the known control up to the point of the interlocking choke coil by means of a stabilized pre-magnetization, even by increasing the pre-magnetization current.
It was recognized that it was necessary to attribute the reason,
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as will be seen below, to the fact that the dynamic magnetization characteristic of the interlocking choke coil in the case of high magnetization reversal speeds had a much wider loop shape than in the case of the static characteristic. to reduce the abrupt current variation mentioned above, one of the means below is applied in accordance with the present invention:
a) The magnetic core is prepared from a material, the coercive force of which Hc depends in such a way on the
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their inverse to that of the è¯11T.6th of magnetization inversion ± t that the section + Hc ', found on the y-axis by extending in a straight line the upper part, at least sens-
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sibly straight, of the curve He = f (1) has less than two and a half times the distance ±, which A0rr responds to the coercive force for the static magnetization reversal (1 = 0);
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b) The thickness of the sheet metal strip from which 1P core of the A.iTi1. '"nt, clJm.:pre-n:::'Y1t of the layers 4 bAnde supanosed flat, is Diva small than 0.5 mm; c;
-a cut tra.T1sve .. ': J81e of the armant core and larger. what? is needed for 1. ' obtaining a weak current break of i, 1 z; S, and this in the case of t <.u = 40ns inversion of maximum magnetization which can result in n during service; d) The shape of the curve of the ion current comprises a section which rises rapidly, and the instant of this rapid rise of the current is connected, by means of a
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synchronization, in such a way at the instant of lq t'err.lCtl.1re of the circuit that lt¯rf.uence 0 18 pre-magnetization on the shape of the inversion of the magnetization of the coil interlocking self is found to be decisive at this moment, jr.
firstly in a direction such as rapid ascent? of the current feeding coincides with the instant of closing the circuit or precedes it at most by a time such that the part of the low current nausc which follows the closing of the circuit.
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carries at least 0, U5 x.
The invention is detailed with the aid of the drawings. FIG. 1 shows by way of example the basic diagram of the COJs J1exions of a rectifier with 3-phase current contacts. Figures 3, 5 and 8 cor (rorrent diagrams: zro.es intended to explain the different phenomena, and Figures 4, 6, 7 and 9 show schematically different embodiments according to the invention.
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The known contact transformer, according to Figure 1, serves to transport energy from a three-phase current network 39 to a direct current network 40. Its contact devices 41 to 46, which consist, for example, of each of
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two fixed contacts 26 and 27 and a movable contact bridge 25, are connected as a bridge and actuated periodically, at regular intervals, one after the other in the order of their number.
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tation Dar a common shaft 47, for example, by means of an eccentric, by means of a synchronized motor 48, supplied from the three-phase current network 39, passing through a regulator
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turning 49.
The rotary regulator 49 makes it possible to adjust between
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of large% imitated, by the displacement of the phase position of the switching instant, the degree of adjustment of the transformer. On the direct current side, a device has been provided for reducing the ripples, for example in the form of a coil 50. A switching coil coil is provided.
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each group of two contact devices 41 to 46, the coils being mounted in the common alternating current duct, before the branch point leading to the two 'switching devices' (three coil assembly). Each of the switching coil coils has two magnetic cores.
The larger core 51 causes at the end of the current carrying period, at the time of current shutdown, a prolonged low current pause, also referred to as the degree of tripping, and is controlled accordingly by means of a pre-magnet winding 52.
By means of the small nucleus 11 we provoke, on the other hand, when
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from the closing of the üiroult- a low current break, also called the degree of engagement. For this purpose, the core 11 is controlled by means of a special pre-magnetization winding 15. The two magnetic cores 51 and 11 are controlled by
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preferably in such a way that they do not influence each other during switching operations, the tripping core 51 being located during the tripping operation and the dtenolenohe1n core 11, during the operation of décënohememt.
During the de-closing operation, the inrush which varies in degrees, a; 'that is to say the "current during the low current break, is only defined by the core of the choke coil. trigger 51. The two cores may be 'provided, instead of a main winding'
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common 18, also 'separate main winding, feà coils of the engagement and release chokes thus produced being connected in series separately. The oont'acts' can be short-circuited by means of parallel paths, preferably of capacity, represented in Figure 1 by the
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capacitors z and resistors 54, at least during the trip topation, to decrease the rise of the return voltage.
The connection point of the parallel path 'on the direct current side can, as is represented ,. be moved to the alternating current side of the next phase, because this is connected directly - bypassing, due to the overlap of the contact closure times, through the already closed contact of the next phase - with the. , direct current of the pitch to be bent., When the coils of the interlocking and tripping chokes are separated, the other connection point of the parallel path is between the two, the last being included in the short-circuit, if the coils of the interlocking and tripping chokes have a common main winding 12, the parallel path * is
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plugged in behind oelui-oi and we make it pass,
.by an auxiliary winding 55, connected only to the interlocking core 11, having substantially the same number of turns and the same direction of winding (looking from the point of connection) as the winding main, The observation of the engagement phenomena in such a continuous rectifier with contacts led to the following observations and considerations:
The practical realization following the previous proposals
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eures of the means which consists in using a self-closing coil, pre-magnetized with an alternating current
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substantially sinusoidal or direct current, in strip
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50% nickel, 0.05 mm thick and in degrees of 1 / loa rus, does not allow - as recent experiments show to obtain a latching of the contacts of high power transformers, conducted with currents of 'engagement less than the corona voltage of about 300 V, without any transport of material when these transformers are considerably reduced by partial adjustment in the direct voltage, which is in contradiction with the point of view accepted until 'now.
The reason for this must be sought in the fact, not only established by the failure of current devices up to now but which could also be confirmed by special tests, that in the embodiments proposed so far the choke coil d The interlocking failed, for the limit powers of modern transformers, to reduce the current to sufficiently low values, such as are accepted for practically transport-free interlocking
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dc matter.
It has hitherto been thought that it would suffice, in order to sufficiently secure the interlocking transport, to ensure that the energized current does not rise during a period of about 1/100 m, as required. contact to go from a first meeting through a few separate points in a
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position at'n., seated fixed, above 1J A. However, recent reoherchAs have shown that for the switching on stage 1 to 2 Amps should not be exceeded, if 1. transport of material remains within acceptable limits.
Such an Ilmitatior. however does not want (you obtained with self-closing coils conforming to the recommendations made so far. r., value of the degree of engagement without pre-magnetization is in the case of a transformer for which 19 scraping has been greatly reduced in the neighborhood of 7 to 8 mp. Contrary to popular opinion; so far, it cannot be reduced at will by a pre-magnetization current in a manner analogous to that that we apply to the degree of tripping of the main choke, but simply up to a value of 5 to 6 amp.
By continuing to increase the pre-magnetization, a further reduction in the height of the degree is not obtained, but instead it is observed that the degree becomes shorter, possibly until complete disappearance, the height remaining substantially the same. even. This is why the object of the invention is to provide means by means of which the degree of engagement can be reduced to a height which is still acceptable in order to have engagement without transporting material, for example, up to 1 to 2 Amp.
The invention is based on the knowledge described below concerning the phenomena which occur in the interlocking coil. In FIG. 8, two hysteresis loops of the iron of the coil of the interlocking choke have been shown on the left, which show, in a manner already known, the relationship between the flux # in the iron core and the field intensity H .
S is the static curve, such as one can, for example, read it after the ballistic measurement process. The curve feels
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Sibly Dilua large D is a dynamic curve, which could be assigned to the magnetization reversal speed after switching on in accordance with a degree duration of about 0.1 ms
It was established by measurements that despite the small thickness of the sheet, which is only 0.05 mm. the coercive force Hc, ie the width of the hysteresis loop, depended to a large extent on the rate of magnetization reversal. in FIG. 3 this ravport has been represented in the form of a curve, having chosen as a measure of the speed of
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version of the magnetization the inverse value of the duration 'of the degree ¯t.
On the right side of 'Figure 2 is shown with the help of several diagrams different sizes depending on. time one below the other, by superimposing the ordinates which relate to the same instants vertically one above the other. At the top we have developed the closing time of the two contacts, which connects each phase of the transformer in the path of which is the engagement coil considered alternately with the positive pole and the negative pole of the direct current of the transformer. three-phase bridge assembly, which is the basis of the present description, assuming a so-called "three choke coil assembly".
Between the triggering instant t1. contact K (for example. 41 in figure
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1) and the moment of termination of the same phase of the transformer in the opposite direction of the current by means of the contact Et (for example 44 in figure 1) there will flow, ¯ as we know, an interval of time of 60 - u, where u is the duration of rotation of the closing times of the contacts of the two phases of the transformer which follow each other (for example the contact devices 41 and 43 or 42 and 44, eto ..).
In the middle, the shape has been shown as a function of time of the flux 15 in the iron of the engagement coil, and in particular in such a way that the flux values are situated at the same height as the values of the hysteresis balls. S and D
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which have been added to them.4 Finally, at the bottom we have represented the al- lure in function of the time of the current I which flows through the contacts K and K 'and in the main winding of the triggering coil .
With the way of approaching the engagement process accepted until now, it has not come to be clearly understood that the dependence of the loop width on the speed of the reversal of the magnetization influenced in a way deci-
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The 'course' of the current after switching on is severe and quite unfavorable.
If we observe the phenomena of se 'point of view now exceeded - and on a single hysteresis loop, for example, on the static loop S, we arrive at the following image: coming from the negative value of direct current, the current which traps through the contact K circulates during- inversion of the current, with a steep drop, until the entry of the trigger degree (point 1) and - consequently - the flow of - Ç s until
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than at points 1 on the hysterisis loop or on the mud of the flow. During the tripping degree, no noticeable change in the coil traversing occurs first.
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of self of erolenohement nor, consequently, of flux.
But at the instant of the opening of the contact K, the magnetization current continues its path well through the secondary path parallel to the contact, but jumps into the contact itself and into the winding of the closing coil. to zero value (from point 2 to point
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3). We have assumed here a separate arrangement of chokes for switching on and off; by joining the two by means of a common main winding 12 following, FIG. 1, the resulting bushing of the windings 12 and 55 changes at the instant of opening abruptly to zero. Such a jump in the pace of the current or the crossing of the engagement choke
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This means that at the speed of the flow there is also a small jump from 2 to 3.
Until contact K 'is engaged, the current or the feedthrough remains at zero (section 9. N, 4,), If the engagement coil is not pre-magnetized, the flux remains during this section invariably at the. value
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afterglow, no crossing being effective. After switching on K ', the current rises in the positive direction, first rapidly until the entry of the switching degree (point 5), then travels through this degree slowly increasing
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(point 6), then rises again to the positive value of the direct current Ig. (for reasons of clarity, the current has been shown which varies by degrees between points 5 and 6 on a scale different from that of the direct current Ig, in particular by exaggerating it).
The flow takes place through
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corresponding points 5 and 6 until saturation (+ if 's (point 7), where the reversal of the magnetization of the nucleus is accomplished' ores- fully and in a very short time between 5 and 6. With
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this way of seeing, the height -.
- 5 of the current which varies by degrees should be able to be reduced as much to say to zero, by giving to the engagement core a positive non-magnetization of a height such that the working point is at the moment of the engagement at the point 5 or even at point 5 'of the hysteresis loop, and one should thus obtain without difficulty an engagement free of material transport, positive
In practice, however, this is by no means the case, because according to the new data, which are the basis of the idea according to the present invention, the working point suddenly jumps at the instant of switching on. the static magnetization loop or that corresponding to a very low magnetization reversal speed on a very high magnetization reversal speed curve,
the current in degrees increase sharply accordingly. This sudden change in current
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cannot be compensated by a pre-magnetization at rest (direct current) or slowly varying (substantially sinusoidal).
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vidale). If, for example, with a view to reducing the degree as far as possible, the working point in FIG. 2 is exaggeratedly shifted to point 5 'of the hys-
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teresis S, this means that under the influence of pre-magnetization a part - 5t of the degree is already traveled before 'engagement. However, this journey is still carried out at a very
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low speed, equal in the example chosen to a dursc c degree of about $ 6 million.
The working point is not then situated -Ü1.13 strictly speaking on the static magnetization curve, which has according to figure 3 the width indicated by point 1 ', but is situated on a dynamic curve with slow travel, whose width is approximately given by point 4 'in figure 3, but which still remains in the vicinity
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of the static curve S. cep '= "J.0.c.nt, at the instant of enc1cnchem0vt of the contict K', the point of r, -tvall jumps from. 5 'to 5 of the curve dynam # < zue for a rue degree duration of only about 0.1 M, because the magnetization of the choke coil 'p'Ddc'nchpmert is now reversed by the entire tDnal.0ii engaged.
This magnetization curve has a much more considerable width, given by the point Pt in figure a, so that the corresponding increase in the current at
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degrees of a valmr of AI, an abrupt variation in field strength 3H of magnitude b + d ae la: 0: tGure 3. Neither is the case of a '; T,' E, -tt '. '' r v.i î t i. t 7.Oiï more fuibib up to point 5 of 1) Îlc'.r, ufhysteresis, nor in that of an even stronger magnetization. up to point 5 ', no appreciable modification of the
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the size of the jump ..6 I.
It is therefore clear that the main current circuit can be unloaded by pre-magnetization of the field strength value 4 - 5 of the hysteresis loop.
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and thus lower the height of the deôis accordingly, but that a further increase in the pre-magnetization above the
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-point 5 does not lead to any further-'reduction, the height' of ": prê-a: L11W.nttion 'does not determine more than';: The value of the part of the degree that 5 elapses from '8: vân t '1' enc.lenohemEmt. ' Case relations determine nettcmeflt 'ls 1: 1mi: tes' d'reff3, dac, .t coil' of enolencrhêment 'oof6rmly to the' p-ropos'i fions made so far.
'8tro. * 00 - "Let’s mention again that the starting data on the height of the step current values that can be obtained with this embodiment is
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refer to self-closing coils for limit power transformers, with standard values for the length of the path in the iron 1- - and of the number of turns w .. of the main winding ,, established by the usual relations, but that in accordance with the law of crossing A LW H.1 the jump ÔI in the current in degrees corresponding to a given jump ¯H of the field intensity is less high and, therefore, less annoying when in lower power transformers, the closing choke coil can be made with a smaller 1 / w ratio.
In order to reduce the transport of material on engagement, the engagement coil coils must be made with a path in the iron as short as possible and a high number of turns.
Based on the foregoing, the present invention consists rather in the application of the means which partially or completely eliminate the jump in field strength during switching on or which attenuate its influence on the step current of so as to ensure an engagement practically free of material transport.
These means can consist either of an adequate construction with regard to the materials or the dimensions of the engagement coil itself, or / and of external measurements, for example, in a special form given to the pre-magnetization circuit. . @. As has already been explained, the sudden variation in the intensity of the field is caused by the different value of the magnetization reversal speeds before and after switching on. is lying. This is why, in accordance with the invention, the magnetization inversion speeds before and after switching on are given equal values or at least as close as necessary. An auxiliary means is to increase the cross section of the iron core for an equal number of turns.
If, for example, we triple the section, the speed of
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version of the magnetization is reduced to a third, comfort even to the lengthening of the duration of the degree of p, '1 m; at OEOS m., But at this slower speed no longer corresponds, in accordance with Figure 3, a loop width following 'point 3', instead of point 2 ', so that the sudden variation in intensity field is reduced by section 'b. Another
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auxiliary means to bring the speeds closer consists in not leaving the working point before engagement on the "static characteristic, but in reversing at a more or less high speed the magnetization of the engagement core already before the contacts. do not touch each other.
A reversal of the magnetization at a relatively low speed can already be obtained, thus; as described in the example at the beginning, by an increase
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suitable for the normal pre-magnetization of direct current, of substantially sinusoidal shape, letting "flow -One" part of the degree before engagement. We then obtain, for example, the ratios shown in Figures 2 and 3 . On the face
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z, point 1 'corresponds to the width of the static characteristic, point 4' to that of the dynamic characteristic
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for a degree duration of about 6 i, 3.
By abandoning the static characteristic, that is to say by moving the working point in Fig. 2 from 5 to 5 'by means of a continuous pre-uimntation, the sudden variation of the intensity is therefore reduced. sity of the fleshy of part c of figure 3. And since the curve according to figure 3 has a steep pace precisely at the beginning, one can possibly obtain a noticeable improvement already by insignificant pre-magnetization of the choke coil before the engagement.
However, the two aids are limited in practice for economic reasons.
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nomic and electro-kinetic, by the increase in the cross-section and the value of the pre-magnetization, because there must still remain a sufficient part of the degree after switching on, in order to limit the increase in the current. one manages however to reduce the section of intensity of the field characterized on the
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figure 3 parwau tron denoted by d, representing the abrupt residual variation of the field strength.
An even better result is obtained if, in accordance with the idea of the invention described above, the part of the degree which flows from before the engagement is made to travel at a notably greater speed; in the case of equal speeds
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before and after switching on, there would even be no abrupt variation in field strength at all, because the total course of the degree then takes place on the same dynamic characteristic. We will come back later and in more detail on the
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practical performance of measurements in the pre-magnetization circuit.
In accordance with the invention, an improvement in principle
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in the assembly of the interlocking choke coil is still to use instead of the material used exclusively until now for the core and which is 50% ferro-nickel in strip of 0.05 mm thickness, to which the curve according to FIG. 5 applies, a material whose coercive force depends less on the speed of magnetization reversal.
Provided that the spreading of the loop is conditioned by macroscopic eddy currents, an improvement can already be obtained by the use of smaller web thicknesses,
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0.03 mm or 0.02 mm, because the corresponding curves in FIG. 3 are flatter at the expense of smaller strip thicknesses and consequently produce a sharp variation in the field strength for the same speed difference.
A particularly effective improvement can also be obtained by shortening the stiff part of the
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curve of Fig. 3 in the area of the slower reading inversion, which is probably to be attributed to subsequent magnetic actions. A scale for the length of this steep part of the curve is given by the stretch
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Iict, found on the ordinate by extending the upper, substantially straight osrtie of the curve up to the ordinate axis. According to figure 3, this is twice and denies Jlus greater than the distance Hos, which corresponds to the coercive force of the static magnetization loop.
We know of magnetic bodies
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ticks in which the ratio Lie,: He, is smaller. The cause must be sought in a different orientation of the rolling and calcining processes and / or in the use of a raw material of different composition, but in this case one cannot, of course, avoid a certain reduction.
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the quality of the rectangular loop.
Contraircn to the resulting considerations, the use of cores prepared from such materials for interlocking coil coils.
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ment can be. advantageous due to the reduction in inrush current. - -
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The measures proposed so far are consistent with the nature of the material or the calouling technique and do not require any modification.
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fioation where c> ompl:
toat1on of the principle of electrical assembly However, when using a cross-sectional cut-in choke coil `` greatly '' one comes up against a difficulty due to the fact that in full-run adjustment of the transformer -the degree switch-on becomes extraordinarily long, which greatly reduces the maximum DC voltage achievable for a given transformer voltage and also lowers the power factor. In accordance with 1 invention where = these difficulties' can be avoided 'by moving. For high settings, by pre-magnetization' appropriate, a.
considerable part of the degree forward from the instant of engagement o1) .ent., Qu still, the assembly remaining the same -, '' the pre-magnetization current is further increased in the case of an adjustment high.'We can thus induce the-lareourà prematureµ and increased capacity, represented, figure 2, dur'ps.xtiecü degree.
The increase in the erc-likeatlon current in accordance with the degree of adjustment may, as required, be 'effected' in one or more steps, or even continuously, '' for example, depending on the direct voltage set in function of
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partial adjustment.
The increase in the, are '.-- azman.tat3.on can be achieved also' by plugging or adjusting an eouTant in a separate special pre-magnetization winding. Another possibility is to divide all the interlocking core 11 in several, for example, in two transverse parts and to be reversed for a high adjustment the saturation of one or more parts of the 'core, by short-circuiting or pre-magnet. separate tation before switching on, depending on the direction of the current which occurs after switching on, - this or these parts of the core are thus rendered inactive for the production of the switching degree.
In this case, it may be advantageous to join the part of the cross section to be rendered inadtive to the triggering core, exposing it to the same pre-magnetization as the triggering core.
A different solution in principle for reducing the height of the interlocking degree consists
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according to the invention to apply pre-magnetization currents'. having a steep rise at the instant of switching on or just before switching on, the curve of which manifests, for example, a sudden variation at right angles or in any case substantially right, currents which thus discharge the main circuit of the sudden increase in the current in degrees, taking from the pre-magnetization circuit enough to cover the sudden variation in the intensity of the field. This solution differs from the previous proposals in that for its practical realization it requires special measures from the point of view of electrotechnology or the mounting of the connections.
But since the sudden change in current does not occur in this case at the moment of switching on but already before, it has yet another point in common with the earlier proposal to equalize the reversal speeds of the magnetization. By advancing the abrupt variation of the pre-magnetization current one favors in particular the course of a part of the degree before the engagement, and this for a sufficient value of the variation even with a considerably increased speed, so that by choosing With appropriate dimensions, the most favorable case of equal speeds before and after engagement can be achieved here.
Walking with variation
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'sudden advance, therefore with premature travel of part of the degree, is particularly important when the voltage to be switched on comprises more than 300 V, therefore when it is greater than the corona voltage. The partial magnetization reversal of the latching choke coil before latching has the meaning that if a greater or lesser part, depending on the magnetization reversal speed, of the voltage to be switched on remained at the choke coil and was thus far away from the contact, so that one can thus obtain a switching without voltage or at least a switching on with a voltage lower than 300 V.
The problem of switching on is thus reduced to that of limiting the rise in current after switching on, whereas with voltages greater than 300 volts there would otherwise be discharges before the contacts touch each other, leading to transport of material.
There is a whole series of possibilities of practical realization of a pre-magnetization by jumps. It is possible, for example, to use for the pre-magnetization the anode currents of DC rectifier installations (or alternatively AC rectifier installations). The steep rise in the anode current during the current reversal is used here as a sudden variation. The rise is all the steeper the smaller the inductances in the inverted current circuit; therefore, it may be necessary to intentionally maintain these inductors at a low value, in order to obtain a precise variation of the current.
Another possibility is offered, for example, by the appropriate application of known assemblies of DC converters to the pre-magnetization of the switching coil coil by means of rectangular current, or more exactly trapezoidal, and this in general. and without being linked to the problem of engagement, substantially according to Figure 4.
In this case, the alternating current iv, of trapezoidal shape according to FIG. 5, supplied by the alternating network 19, is used for pre-magnetization, the size of the sudden variation being able to be established by adjusting the direct current or even being regulated by integral movement or automatically. In Fig. 4, 11 denote the iron core of the interlocking coil, 13 - the pre-magnetization winding, 23 and 24 the iron cores of the DC converter, 15 and 16 the magnetization windings of these cores on the AC side, 17 and 18 - the magnet windings on the DC side, 19 the AC network, 20 - the adjustable resistor used to adjust the current height, 21 - the coil to reduce ripples and 22 the direct current network.
It may also be important in the assembly of DC converters, in order to obtain the variations in current as steep as possible, to keep the inductances on the AC side at low values.
As the core of the closing choke in the desaturated state connects the main winding of the closing choke with its pre-magnetization winding to form a compliant transformer, it is very important in the ---- --- pre-magnetization arrangements, such as the current rectifiers and DC converter arrangements offered, not having on the AC side of relatively large inductors which stabilize the current, to ensure by an appropriate calculation of the number turns and alternating voltage, while respecting the principle of
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matrix, that the pre-magnetization circuit actually forms the primary dimension of the transformer constituted by the interlocking coil.,
that is, it actually imposes the sharply varying magnetization current on the switch-on salt coil. For this purpose, the voltage on the side of the pre-magnetization must predominate. The application of a snap-varying pre-magnetization assumes that the sudden change in current occurs for the correct phase position, ie at the switch-on instant or just before. If it occurs too late, we already have a trigger point, which can lead to material transport. If it occurs too early, too much of the engagement degree, or even the entire degree, flows out before engagement.
The phase of the sudden change in current must be located in such a way that after switching on a sufficiently long residual part of the degree, from 0.05 ms to 0.1 ms, still remains. In accordance with the invention, the phase position of the abrupt variation of the pre-magnetization current is therefore forced or automatically adjusted, so as to meet the above conditions. By force displacement is understood here to mean a displacement obtained preferably by mechanical displacement of the phase position of the current variation as a function of the phase position of the moment of engagement.
This can be achieved in practice, for example, by supplying the alternating voltages. , for supplying the pre-magnetization circuit to a rotating phase installation, for example, to an induction regulator, coupled in such a way with the installation which regulates the switching time in order to regulate the voltage or which modifies the covering, for example, a rotating box of the drive motor, that the phase position of the sudden current variation is displaced according to the electrical measurement angle always in the same direction and of the same value as the switch-on instant.
If one realizes here., As it is. case for the practical embodiment of the device with lifting contacts, the displacement of the encroachment time by a special shaft, regardless of the part adjustment obtained by the rotation of the motor gearbox, one must take care, if any- This means, by means of a special auxiliary mechanism, that the engagement element is continuously maintained in a position of fixed angle with respect to the angle of rotation of the regulator. In the case, for example, of a fixed adjustment device, such an auxiliary mechanism would rigidly maintain, during a variation of the duration of the recovery of the contacts, the closing instant with respect to the voltage curve of the transformer.
In the case of using such an auxiliary mechanism, the non-rotary drive motor and the pre-magnetization circuits can also be supplied from a common rotary transformer, which leads directly to a (same phase setting of the switch-on instant and of the abrupt variation of the pre-magnetization current. In order to maintain the dispersion of the rotating transformer in this case as low as possible, it is good to realize this with a very small 'air gap and to make it' to a small model, for example, by 'artificial cooling or by compensation for the blind power of the drive motor and, of the pre-circuits. magnetization using capacitors on the secondary side of the rotating transformer.
In automatic adjustment, a fixed ratio is obtained between the phases of the abrupt variation of the pre-magnetization and of the switching on instant by means of the installation of
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adjustment, small deviations from the desired value, due to the statics of the adjustment, playing no role when the length of the degree of the closing choke coil has not been planned too tight. There are also no special requirements. as for. the speed of adjustment of the device, since accidental switching on sparks of short duration are practically of no importance.
As the control variable to be reached, it is possible to choose, for example, the path of a certain value of the flux variation in the interlocking choke coil or the presence of a certain residual value of the flux after switching on, this quantity can be measured by means of the corresponding voltage-time integral on the auxiliary winding of the interlocking core.
The fundamental principle of such an adjustment to a constant value of the flux variation before engagement has been reproduced in figure 6 (Figure 7, as during the first, a variant of this assembly for a residual value of the flux given after In these figures, 11 designates the core of the engagement coil, 12- the main winding of the latter, which finds on the path of the fixed contacts 26 and 27, 13 - a pre-magnetization winding, 14 - roll it up
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measurement Pt 25, the contact bridge riobile-Tu lifting contact.
In FIG. 6, the measurement winding 1- is read back via a rectifier 32 and a resistor 33 to the coil 8 of a regu3;, ctzr 29, -o-5r- example, dtun r, 0 oil regulator. At the moment of engagement, the regulator coil is short-circuited, by the contact of the bridge 25, with the fixed contact piece 26, so that it occurs
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in this a feedthrough aoTTvc, which corresponds to the voltage-terns integral of the measuring coil 14 before e-, icl - nohe3-) eîit.
The regulator 2 rotates by 9assantqr a rod the rotor of the rotating transformer 30, connected as 9rimair "with the aT5ern? Tive current network 34 and on the secondary side of which or.:? Connected, passing through a converter. direct current 31., which can be realized in accordance with
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Figure 4, the erroû.Cement of pre-magnetization 13.
Figure 8 shows the shape of the voltage of the measuring coil 14 as a function of the strps, assuming that we have 1 - engagement wind on the engagement choke not all the engagement voltage , but a considerable part of it, because of the advancement of the abrupt variation of the pre-magnetization current. The device according to FIG. 6 then ensures the adjustment of a constant voltage surface F1, the integration! Both completed by the closing of the contact. When the regulator is equipped with a direct current system, the negative surfaces F3, and F4 can be made inactive by means of the rectifier 22.
On the other hand, in figure 7 the integration only begins when the contact closes, so that this assembly regulates for a constant voltage surface F2,
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ie for a constant residual engagement degree.
In order to increase the control power it is possible to lead to the adjustment coil, in a similar way to what takes place
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with the automatic adjustment of the overlap8! ''. ent mentioned above, using etc. special rectifying arrangements, also the currents of the measuring windings of the coils of the coils of
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triggering of the other phases, just as the pre-magnetization circuits of these other phases can be connected to the same common rotating transformer. To increase the sensitivity, an amplifier can also be connected between measuring winding 14 and regulating winding 28.
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fixed magnetic of known construction.
As one 'can choose, for economic reasons' and
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electrical engineering, a degree of engagement not exceeding a maximum of 0.2 to 0.3 ni5, * the adjustment of the phase position, without prejudice to the admission of the statics of the regulator. as precisely as possible, with a tolerance in the order of magnitude of 0.1 I ±] j) 'at the maximum.
This is, however, difficult to achieve for all the contacts of common adjusting devices, firstly because already the connection points of the contacts can show dispersions of the order of 0.05 to 0.1. ms and then also because, in the case of a common installation for rotating the phases, the voltages required to supply the pre-magnetization fired air are not always allowed to be brought with the necessary angle precision, in due to the asymmetries of the installations themselves to turn the phases or the network
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three-phase power supply.
This is why we equip, according to the invention, the oontao'ts. individual or at least the pairs of contacts belonging to the same choke coil by means of separate adjustment installations, which do not act.
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feels that on the corresponding interlocking coil. In the ideal case, each contact therefore separately controls the sudden variation in current which has been added to it.
A basic embodiment of such a control, and in particular in an entirely fixed assembly, is shown in FIG. 9. As previously in FIGS. 6 and 7, 11
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here denotes the core of the set'enc1.enbhemeJi't coil, '' '-. its main winding, 13 - the pre winding '; âU1antatlon, 14 - the measuring winding, 25, 2fi and 37 -' the lifting contact and 31 a convert:
Continuous Sséurdeooura1îF according to '' figure 3, for the production of a pre = magnetization current. "Trapezoidal The direct current converter is supplied 'from a device to' 'rotate the phases connected to the network 34, which should no longer be here more than 'single-phase and which in the example chosen as a fixed device, already known, is formed from an adjustable choke coil 35 and an ohmic resistance 3'6. coil inductance 'can be achieved by modifying a pre-magnetization of the coil.
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continuous flow of this choke coil.
This direct current pre-magnetization is taken, if necessary, at the measuring winding 14, via an amplifier 38 of construction '
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known, preferably! by a gixe magnetic amplifier, firmly in one of the principle arrangements shown in figures, 6 and 7, the rectifier 32 ensuring the suppression of negative half waves.
The value of the direct current of pre-magnetization of the. adjustment coil then varies according to the assembly chosen in the same direction as the value of the surface of the
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FloU F sions of figure 8 and influence to the case. where the voltage surfaces deviate from the desired value -The inductance of the choke coil in such a way that, as a result of the phase rotation of the sudden change in current thus produced, the voltage surface tends again with a certain statics towards the value it should have. '@ We have particularly advantageous forms of realization when the common adjustment is combined with the individual adjustment.
In this case, the 'joint adjustment' can, for example, be carried out as a coarse 'forced adjustment', by means of
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d tU \ Í transformer ttrnar.t "co: àtois-lhs c, rauïts" cé "ariàÍ1; U $ a: t.) f" 'r :: â.: é .--': '-' fla fèl ' 1to
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of the tension adjustment leads time that the motor gearbox.
The individual adjustment then only serves as a self-regulating fine adjustment, to equalize any deviations which may occur through asymmetry or as a consequence of variations in overlap. Not only is the expense reduced by such a combination, but it is also possible to keep the inductance of the regulating coil at a lower value and thus better fulfill the above-mentioned requirement of having lower inductances in the circuit. of pre-magnetization.
In the examples described, the voltage surface of the interlocking coil is used as a measure of the position of the sudden change in current with respect to the switch-on instant. The invention also consists in using other quantities like quantities on which it is possible to act for the adjustment.
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One can, for example, when it is a question of an order of the sudden variation of current which advances, use as a basis of the capacity between the fixed contact nieces, on the one hand, and the movable bridge , on the other hand, because the value of this capacitance varies quickly just before the moment of engagement, as the contacts approach. possibly, it is also possible to intervene for the adjustment of the position
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phase of the sudden change in current in electrical engineering processes, such as, for example, the charging or discharging of a capacitor triggered by the sudden change in current or by the closing of the contact.
The ideas of the invention indicate
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au60s nlus high are limited to null ± + f1 = zt to the ion of the latching choke coil alone using a sharply varying magnetization current, control in this way
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on, but the interlocking choke coil can be used jointly with other "Deregations", which additionally determine the variation of the flux.
R>% NDICA7IONS.
1.) Installation day for the protection of do horn posts: 1Tut'Jtion during the operation. closing, in particular for converters with contacts, with closing choke coil connected in series, the magnetic core of which, highly saturated for the nominal current value, causes after closing of the circuit and until it has reached its state of saturation a weak current break which slows down the rise of the current, characterized in that the sudden variation of current which occurs at the instant of the closing of the circuit as a result of the increased speed of magnetization and the The greater width of the loop from the dynamic magnetization characteristic by carrying to the static characteristic thus produced is reduced by at least one of the following means:
a) The magnetic core is prepared from a material whose coercive force Hc depends in such a way on the value inverse to that of the duration of the inversion of the magnetization
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4 soon, that the section H, 1, found on the y-axis by extending in a straight line the upper part, at least substantially straight, of the curve Hc = f (1 / ¯t)) comprises less
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of two times ca half read distance Hcs, which corresponds to the coercive force for the static magnetization reversal (1 = 0).
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.