Transformateur
de réglage avec déplacement de flux.
Sous les bénéfices de la Convention internationale de 1883 eu égard à la demande de brevet
1943 au nom de:Société Anonyme des Ateliers de Sécheron
déposée en Allemagne le 15 février/ et à la demande de brevet déposée en Suisse le 15 février
1944, aux noms de; Société Anonyme des Ateliers de Sécheron et de E. Gerecke.
On utilise des transformateurs de réglage, par exemple dans la commande des réseaux à basse tension monophasés ou triphasés, dans les transformateurs de redresseurs ou de convertisseurs à contact, ainsi que dans les transformateurs de fours. On connaît déjà des transformateurs dans lesquels des
balais séparés se déplacent transversalement par rapport à l'enroulement de réglage, ces balais devant
être construits en une matière spéciale, présentant
une résistance ohmique relativement élevée, de manière à limiter les courants de court-circuits apparaissant. La puissance de tels transformateurs est limitée.
Dans une autre forme d'exécution dans laquelle un balai séparé oourt-ciroui te également deux segments de contacts successifs, par exemple à un collecteur plan, le courant de court-circuit est limité par le déplacement de flux, la boucle fermée court-circuitant la moitié du flux magnétique d'excitation et déplaçant ce flux dans l'autre moitié. Ces transformateurs sont également limités dans leur puissance. Dans une autre disposition, deux enroulements particuliers de réglage isolés l'un de l'autre, sont montés sur le même noyau de transformateur, le courant étant pris à partir de deux balais ou galets dont chacun se déplace le long d'un de ces enroulements. Dans ce but, ces enroulements de réglage doivent être constitués d'une manière particulière et nécessitent des résistances ohmiques additionnelles.
La présente invention a pour objet un trans-formateur de réglage avec déplacement de flux ayant pour but d'éliminer les inconvénients mentionnés oidessus. Ce transformateur de réglage est caractérisé
en ce que la prise de courant se fait au moyen d'au moins deux contacts mobiles, chaque contaot mobile étant amené pendant son déplacement, en liaison électrique avec des points des spires de l'enroulement
de réglage, qui sont disposés dans une direction perpendiculaire au plan de oes spires et en ce qu'en vue de supprimer les courants de surcharge apparaissant habituellement lors du réglage, lesdits contacts sont reliés entre eux par des conducteurs, de telle manière qu'au moins un de ces contacts traverse l'armature magnétique du transformateur. Pour limiter les courants de court-circuits pouvant apparaître entre ces contacts, on fait intervenir le principe du déplacement de flux, de sorte que les courants de compensation sont limités et sont de l'ordre de grandeur du courant de réglage normal. Pour empêcher la formation d'étincelles avec des courants de réglage relativement élevés, on peut
en outre prévoir des interrupteurs particuliers qui sont couplés mécaniquement avec des contacts mobiles
se déplaçant le long de l'enroulement de réglage et
qui sont destinés à enclencher et à déclencher les oourants circulant à travers les contacts mobiles.
Pour l'exposé de l'invention, on a représenté dans les figures 1 à 10 quelques exemples d'exécution, et les figures 11 à 16 se rapportent aux oondi-tions magnétiques, ainsi qu'aux courants et tensions apparaissant lors de l'opération de réglage.
La fig. 1 montre une forme de réalisation de l'invention. Le courant entre en A dans l'enroulement de réglage dont l'extrémité est située en B. Le long de l'enroulement, sont montées deux barres S ,
<EMI ID=1.1>
déplacer. Ces contacts sont reliés,par l'intermédiaire
<EMI ID=2.1>
leur côté, se déplacent le long de l'enroulement A, B et font contact avec celui-ci. Les deux contacts H et H<2> peuvent venir en prise avec l'enroulement de réglage, soit simultanément, soit séparément. Le courant
de réglage circule ainsi du point A le long de l'en-
<EMI ID=3.1>
tension réglée, respectivement le courant réglé, est pris.
La fig. 2 montre une vue en plan de la disposition de la fig. 1 et en particulier la position
<EMI ID=4.1>
l'extérieur du noyau d'aimant, tandis que le conduc-
<EMI ID=5.1>
dudit noyau et sépare celui-ci en deux moitiés 17 et
18. En fig. 1, lorsque le contact mobile H<1> vient en prise avec l'enroulement de réglage au point 11, et
<EMI ID=6.1> lement en 13, un courant de court-circuit apparaîtrait
<EMI ID=7.1>
13, 12, 11, se trouve la moitié 18 du noyau d'aimant, de sorte que, comme il sera exposé plus loin, un courant de compensation limité et de l'ordre du courant normal de charge, apparaît dans cette boucle. Le flux total dans le noyau du transformateur ne passe plus également à travers les sections partielles 17 et 18, mais se trouve déplacé principalement dans la moitié
17.
Dans les fige 3 à 7, on a représenté les
<EMI ID=8.1>
térieur. Le flux magnétique est réparti également dans les deux sections transversales partielles 17 et
18. Le contact ET n'est pas en prise.
La fig. 4 montre la position suivante, les
<EMI ID=9.1>
avec l'enroulement de réglage. La tension réglée ne se modifie pas. Par contre, le flux magnétique est éliminé de la section 18 et tout le flux du noyau passe à travers la section 170 Dans la boucle de oou-
<EMI ID=10.1>
en train de disparaître pratiquement peut circuler.
<EMI ID=11.1>
lement sur les deux sections 17 et 18 et la tension réglée s'est augmentée d'une moitié de la tension d'une spire. Dans la fig. 6, chaque contact mobile vient en prise avec l'enroulement de réglage, mais dans ce cas, avec la spire qui succède. Il en résulte
<EMI ID=12.1>
de sorte que le flux est éliminé de la section 17 et que, par conséquent, le flux total passe à travers la
<EMI ID=13.1>
même que dans le cas de la fige 5. Dans la fig. 7, le contact ET est soulevé de sorte que le courant total est pris au point 15 et que la tension réglée a par conséquent augmenté de la moitié de la tension d'une spire. La fig. 7 est en principe identique à la fig. 3 et l'opération de réglage se répète de la même manière. La tension réglée est ainsi augmentée chaque fois de la moitié de la tension d'une spire. Le flux magnétique est alternativement déplacé dans l'une ou dans l'autre des sections transversales partielles 17, respectivement 18. Dans les figo 1 à 7, on a représenté
<EMI ID=14.1> magnétique est ainsi divisé en quatre parties égales.
<EMI ID=15.1>
façon que l'étincelle d'enclenchement de même que l'étincelle de déclenchement apparaît à oes contacts
<EMI ID=16.1>
oontacts mobiles voisins sont simultanément en prise, 1/4 du flux magnétique est ainsi déplacé, et le flux magnétique total passe à travers les 3/4 restants de la section transversale. La tension réglée augmente pendant l'opération de réglage chaque fois d'1/4 de la tension d'une spire. Lorsque les contacts exté-
<EMI ID=17.1>
l'enroulement de réglage, 1/4 de la section transversale du noyau, notamment celui situé le plus à gauche sur la figure, est également démagnétisé et la disposition se comporte vis-à-vis des quatre positions possibles de court-circuit des contacts mobiles, exacte-
<EMI ID=18.1>
peuvent naturellement être supprimés de sorte que la formation d'étincelles, en elle-même très faible,
<EMI ID=19.1>
La fig. 9 montre une autre forme d'exécution de l'objet de l'invention dans laquelle la section magnétique est de nouveau divisée en quatre parties. Contraitement au cas de la fig. 8, les conducteurs L <EMI ID=20.1>
çon, la tension échelonnée n'est pas égale à 1/4, mais à la moitié de la tension de la spire, et les contacts mobiles ne viennent en prise qu'avec chaque deuxième spire. Dans la fig. 9, les contacts 1-Il et H4 sont simultanément en prise, le contact ET ne touchant pas le point 13, mais le point 13' situé au-dessus. Dans les positions suivantes, les contacts H4 et H3
<EMI ID=21.1>
Par rapport à la fig. 8, la tension échelonnée est le double et le courant de compensation circulant lors de la prise simultanée de deux contacts mobiles voisins, n'est égal qu'à la moitié, puisque le nombre des spires est deux fois plus élevé. Dans la fig. 9, on a représenté une autre variante dans laquelle les
<EMI ID=22.1>
un dispositif d'interruption rotatif. Celui-ci est constitué par deux segments fixes S et S<2> et un collecteur de courant rotatif conduisant à la borne exté-
<EMI ID=23.1>
deux groupes et les deux conducteurs des points neutres S<1> et S2 ainsi formés sont amenés au dispositif rotatif de contact. Celui-ci est actionné simultanément avec <EMI ID=24.1>
tion d'étincelles apparaisse uniquement dans ce
<EMI ID=25.1>
que comme séparateurs.
<EMI ID=26.1>
<EMI ID=27.1>
et S , ces impédances servant à limiter les courants de compensation pendant la commutation de deux contacts mobiles voisins. On choisit comme impédances, de préférence des inductances qui, en particulier, sont peu saturées et qui par exemple, sont aimantées au préalable par du courant continu. Au lieu de deux impédances insérées dans les conducteurs de points neutres, on peut évidemment prévoir également une
<EMI ID=28.1>
La fig. 10 montre une disposition de réglage triphasé avec chaque fois 4 contacts mobiles par phase. Dans cette disposition, une paire de conduc-
<EMI ID=29.1>
obtient un réglage entre une valeur déterminée positive et la valeur négative de même grandeur, comme c'est le cas habituellement dans les transformateurs additionnels. Comme le flux magnétique dans les deux noyaux extérieurs 19 et 21 passe également à travers
<EMI ID=30.1> 12 2
lement les culasses N et N . Le conducteur L de la fig. 2, est donc disposé dans la culasse à la figdO, de sorte que les noyaux 19, 2o, 21, restent complètement libres pour tout l'enroulement de réglage. Dans le cas du noyau médian 20, on doit tenir compte du fait que le flux passant à travers ce noyau est égal à la somme des flux traversant les culasses adjacentes
<EMI ID=31.1> choisie différente de la section transversale du noyau, de sorte que, comme on le représentera par la suite, la grandeur du courant de compensation peut
<EMI ID=32.1>
transversale de la culasse. Dans la culasse inférieure
<EMI ID=33.1>
20, sont amenés à travers le même orifice 22 ménagé
<EMI ID=34.1>
impédances additionnelles peuvent être insérées pour limiter les courants de compensation. Dans tous les transformateurs de réglage représentés jusqu'ici, l'en-
roulement d'excitation primaire n'a pas été dessiné, car il peut être exécuté de la manière habituelle.
Les fige 11 à 14 servent à l'exposé théorique des phénomènes apparaissant lors du déplace-
<EMI ID=35.1>
<EMI ID=36.1>
section transversale du noyau, de sorte qu'une fente de longueur 1 est ménagée dans ce noyau. La fig. 12 montre le conducteur L vu en plan, une inductance L étant branchée en série avec oe conducteur, et la section transversale du noyau étant divisée en deux
<EMI ID=37.1>
<EMI ID=38.1>
apparaissant aux bornes, est désignée par U<2>. Lors-
<EMI ID=39.1>
du noyau est réparti également dans les deux sections
<EMI ID=40.1>
Si l'induotanoe Lest tout d'abord enlevée et la tension U<2> court-circuitée ensuite, le flux magnétique doit pratiquement disparaître de la boucle
<EMI ID=41.1>
tension magnétique apparaissant sur le parcours S de la figo 11, résulte la relation H . e = i , dans
<EMI ID=42.1>
<EMI ID=43.1>
plus grand que la longueur e du fer est plus grande et que la force du champ magnétique H <1> est plus
<EMI ID=44.1>
mantation pour les noyaux de fer F et F<2>, le cou-
<EMI ID=45.1>
<EMI ID=46.1>
correspondant à l'induction 2B. Dans cette figure, la courbe 2 représente la tension U2 de la marche
à vide jusqu'au court-circuit, une impédance variable
<EMI ID=47.1>
peut être en particulier modifiée de telle façon qu'elle donne lieu à un déphasage déterminé entre le
<EMI ID=48.1>
particulier être purement ohmique ou purement induotive. Pour une impédance Z infiniment grande, la
<EMI ID=49.1>
<EMI ID=50.1>
partir du point U 20 de la marche à vide vers le point
<EMI ID=51.1>
du déphasage produit par l'impédance Z entre courant et tension. Des essais et des calculs ont démontré que la forme de cette courbe dépend en outre de la grandeur de l'induction B. En particulier, pour de grandes saturations, on constate tout d'abord une augmentation
<EMI ID=52.1>
avec un courant augmentant.. Les courbes 2, 3, 4, 5, montrent l'allure de cette tension pour des inductions B diminuant. On en déduit que le courant de courte <EMI ID=53.1>
B est choisie plus petite. Il est ainsi loisible de choisir à volonté ce courant de court-circuit. Il peut en particulier être choisi égal au courant
<EMI ID=54.1>
grand courant nominal de l'enroulement apparaisse de cette façon. Il en résulte la possibilité de déplacer le courant d'un contact mobile sur le suivant, deux contacts étant simultanément mis en circuit. Les 2 contacts mobiles peuvent également rester en circuit de façon permanente lorsque le courant de oourt-oir-
<EMI ID=55.1>
<EMI ID=56.1>
pour résultat que la somme des deux sections transver-
<EMI ID=57.1>
réalisé simplement de telle manière que le conducteur
<EMI ID=58.1>
se présente une plus grande section transversale que le noyau. En particulier, on peut plaoer le conducteur partiel au point d'intersection M des diagonales comme représenté en fig, 10, car l'induction déterminante est dans ce cas encore plus petite.
En figo 13, la courbe 6 représente l'allure de la tension lorsqu'une inductance 1 est branchée en
<EMI ID=59.1> ditionnelle apparaît ainsi et le courant de courtcircuit revient par conséquent, de la valeur J à
<EMI ID=60.1>
En fige 14, on a représenté à une échelle appropriée, par la droite 6, le flux apparaissant
<EMI ID=61.1>
point d'intersection de la droite 6 avec la courbe d'aimantation 1 de la fig. 14, donne, dans la fige
<EMI ID=62.1>
ductance L est peu saturée, un petit flux agit déjà passablement, car la courbe 1 est très plate et par conséquent, l'intersection avec la droite 6 est déplacée vers la gauche. Il ressort de ceci que la
mise en circuit d'inductances peu saturées est très efficace pour l'abaissement des courants de compensation. De telles inductances agissent également de façon satisfaisante pour limiter les courants d'enclenchement avec lesquels on doit compter, par exemple, lors de l'enclenchement des contacts T à T4 de la fig. 8.
L'invention ne se limite pas aux exemples décrits. Elle peut être utilisée aussi bien pour des transformateurs mono- que polyphasés. Les conducteurs reliant les contacts peuvent traverser les tôles de transformateurs transversalement (voir fige 12) de sorte que le chemin magnétique pour les courants de compensation parcourant ces conducteurs, est complètement fermé dans le fer. Ces conducteurs peuvent également être disposés parallèlement aux tôles du transformateur dans les noyaux ou dans les culasses.
<EMI ID=63.1>
<EMI ID=64.1>
autres. Le plan dans lequel oes conducteurs s'étendent, peut être perpendiculaire ou incliné par rapport aux lignes de force des noyaux ou des culasses. Il est toutefois également possible de noyer plusieurs
<EMI ID=65.1>
comme représenté en fig. 16. Par exemple, deux conducteurs peuvent être prévus perpendiculaires l'un par rapport à l'autre. Pour la prise de courant à partir du point neutre S représenté, on peut utiliser un conducteur particulier s'étendant par exemple parallèlement aux lignes d'induction de l'aimant.
Mais on peut également utiliser pour cela un des conducteurs existants. En général, on renforcera la section transversale magnétique à l'endroit où traversent les conducteurs reliant les contacts.
Les endroits dénudés où. se fait la prise
de courant par l'intermédiaire des contacts mobiles, peuvent être répartis également sur le pourtour de l'enroulement de réglageo S'il existe par exemple deux contacts mobiles, ceux-ci peuvent être diamétralement opposés sur l'enroulement de réglage. Mais la manière dont sont répartis les points de prise de contact sur l'enroulement de réglage est tout à fait indifférente, oar la grandeur de la tension réglée, ne dépend que du flux qui est entouré par le conducteur à travers lequel passe le courant règle. Par conséquent, tous les contacts mobiles peuvent être disposés les uns à côté des autres de sorte que la disposition de prise de courant dans son ensemble, peut être construite sur un côté du transformateur.
Le contact pourrait éventuellement se faire avec des conducteurs métalliques qui sont reliés électriquement aux spires de l'enroulement de réglage, les contacts mobiles, (par exemple des galets ou des balais) se déplaçant à l'extérieur de cet enroulement.
Si l'on prévoit en plus des contacts mobiles, des contacts d'interrupteurs spéciaux, comme par exem-
<EMI ID=66.1>
peuvent être montés à un emplacement bien accessible du transformateur. Dans des transformateurs à refroidissement par air, on peut les disposer, par exemple, au-dessous de l'enroulement de réglage, de façon qu'aucune poussière métallique ne tombe sur ceux-ci. Dans les transformateurs à refroidissement par huile, il peut être avantageux de disposer ces contacts à l'extérieur de la cuve d'huile, ce qui ne présente pas de difficulté particulière car le moteur auxiliaire exécutant le réglage est également situé à l'extérieur de la cuve.
REVENDICATIONS :
<EMI ID=67.1>
oement de flux, caractérisé en ce que la prise de courant est réalisée au moyen d'au moins deux contaots mobiles, chaque contact mobile étant amené, pendant son mouvement,en liaison électrique avec des points des spires de l'enroulement de réglage qui sont disposés dans une direction perpendiculaire au plan de oes spires, et en ce qu'en vue de supprimer les courants de surcharge apparaissant habituellement lors du réglage, oes contacts sont reliés entre eux par des conducteurs, de telle manière qu'au moins un de oes conducteurs traverse l'armature magnétique du transformateur.