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" Dispositif pour le réglage d'une quantité de service électrique".
Pour le réglage dans le sens propre, c'est à dire pour maintenir une quantité de service approximativement cons- tante dans des conditions de fonctionnement variables, il est nécessaire de disposer d'une quantité constante, qui peut servir de normale ou d'étalon pour la quantité à régler.Quand cette dernière est de nature électrique, on emploie de préfé- rence souvent une quantité - étalon de nature électrique, ce qui facilite la comparaison. Cependant, une quantité-étalon électrique ayant une constance suffisante n'est pas en géné- ral accessible dans le service pratique. La quantité la plus constante, dont on peut disposer, est une tension de réseau, mais celle-ci est en général soumise à des variations de quelques dizaines pour cent.
Pour en dériver une quantité -
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étalon électrique dont les variations sont considérablement inférieures, il est connu de relier à la tension deux trans- formateurs en'série, l'un ayant un noyau de fer saturé et l'au- tre non-saturé, dont les tensions secondaires s'opposent, de sorte qu'on obtient un courant secondaire déterminé par la dif- férence entre l'inductance va.riable du transformateur saturé et l'inductance constante du transformateur non-saturé. Par de montage, on peut obtenir une tension qui diffère beaucoup moins d'une valeur constante que la tension du réseau, mais ce résultat n'est obtenu qu'avec une consommation considérable de puissance. Afin que le courant normal n'introduise pas d'er- reurs considérables, il est nécessaire qu'il ne constitue qu'une petite portion du courant primaire des tranformateurs.
La présente invention se sert d'une autre méthode pour dériver une quantité-étalon électrique, servant au ré- glage, à partir d'une tension relativement variable, cette méthode exigeant un montage un peu plus compliqué, mais en échange une puissance de beaucoup inférieure. D'après l'inven- tion, on relie à la tension accessible, relativement variable, deux circuits dont l'un contient une impédance variable avec la tension et l'autre une impédance constante, chacun contenant aussi un redresseur et un enroulement à courant continu d'u- ne inductance saturée à courant continu ( " transducteur"), les deux enroulements s'opposant mutuellement et étant dimen- sionnés par rapport aux impédances de série de façon que la dérivée du nombre d'ampère-tours de l'enroulement en série avec l'impédance variable,
par rapport à la tension entre les limites normales d'opération soit essentiellement égale au rapport constant entre le nombre, d'ampèretours de l'autre enroulement et la tension. Le nombre d'ampèretours fésultant des deux enroulements opposés devient donc constant entre les limites normales d'opération et forme la quantité-étalon cons- tante.
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Par une "quantité de service électrique" on entend ici chaque quantité de service qui peut être influencée élec- triquement, donc aussi une puissance mécanique produite d'une façon électrique ou la température d'un corps chauffé électri- quement.
La quantité à'régler peut-être représentée par un enroulement séparé du transducteur, cet enroulement devant naturellement s'opposer aux ampère tours résultant des deux enroulements précités. Si elle consiste par exemple en une tension, elle peut influencer un circuit qui contient ledit enroulement en série avec une impédance (en général une résis- tance ohmique) qui doit être réglable pour régler la tensiàn à la valeur désirée. Il est cependant aussi possible de faire agir une tension réglée sur un des deux enroulements servant à créer la quantité-étalon, à savoir sur l'enroulement en sé- rie avec l'impédance constante, auquel cas la tension réglée est conditionnée pour s'opposer à la tension indépendante in- fluençant cet enroulement.
Deux exemples de réalisation de l'invention sont représentés d'une façon schématique dans le dessin annexé.
Dans la fig. 1, qui se rapporte au réglage d'un réseau à courant continu alimenté par un réseau à courant al- ternatif à travers un redresseur, les bornes de courant al- ternatif sont désignés par 1 et les bornes de courant conti- nu par 2. Entre les premières bornes, l'enroulement à courant alternatif 3 d'un transducteur est relié en série avec l'en- roulement primaire d'un transformateur 4, dont l'enroulement secondaire est relié à un redresseur 5 fournissant le courant continu. On peut aussi supprimer le transformateur 4, si la tension de courant alternatif a une valeur appropriée. Les pôles à courant continu du redresseur sont reliés aux bornes
2 à travers un enroulement auto-magnétisant 6 du trnsducteur servant à augmenter sa sensibilité.
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Outre ledit enroulement auto-magnétisant, le trans- ducteur a encore trois enroulements à courant continu 7, 8, 9. L'enroulement 7 est relié aux bornes 2 à travers une résis- tance réglable 19, et son nombre d'ampèretours représente donc, dans une mesure réglable,la tension à régler. Ce nombre d'am- pèretours s'oppose à l'auto-magnétisation. Les enroulements ensemble 8 et 9 produisent/le nombre d'ampèretours représentant la quantité-étalon constante. Afin que cette quantité puisse être dérivée de la tension aux bornes de courant alternatif, indé- pendamment de petites variations de 'cette tension, les enrou- lements 8 et 9 s'opposent et sont reliés à la tension de cou- rant alternatif à travers des impédances de caractères diffé- rents.
Ainsi, l'enroulement 8 est relié aux bornes 1 à travers un redresseur 10 en série avec une inductance 11 à fer saturé, tandis que l'enroulement 9 est rdié auxdites bornes à travers un redresseur 10 en série avec une impédance constante en for- me de résistance ohmique 13. L'inductance 11 et la résistance 13 sont mutuellement dimensionnées de façon que, dans la région normale d'opération, c'est-à-dire entre les limites que peut faire varier la tension aux bornes 1 en régime normal, la dé- rivée des ampèretours de l'enroulement 8 par rapport à la ten- sion soit égale au rapport constant entre les ampèretours de l'enroulement 9 et la tension.
De cette manière, le nombre d'ampèretours résultant des deux enroulements opposés 8 et se tient à peu près constant pour des variations modérées de la tension aux bornes 1 et peut donc servir de quantité-étalon du nombre d'ampèretours de l'enroulement 7 proportionnel à la tension de courant continu. Quand cette tension tombe au-des- sous de sa valeur normale, les ampèretours servant d'étalon deviennent supérieurs et agissent pour réduire la chute de tension dans le transducteur, de façon à restituer la tension.
L'influence de la différence sur le transducteur est ampli- fiée par l'enroulement d'auto-magnétisation 6 de ce dernier,
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et, pour cette raison, la difféfence peut rester entre des li- mites très étroites. Vu que l'auto-magnétisation n' agit que dans un sens, un renversement de la polarisation du transduc-' teur est empêche, dans le cas où la tension de courant conti- nu excède la valeur déterminée par la quantité-étalon.
Le courant traversant le transducteur 3 et repré- sentant la différence entre la quantité réglée et sa valaur normale (bien qu'il ne soit pas nécessaire qu'il soit stricte- ment proportionnel à cette différence) peut être utilisé pour influencer un membre secondaire effectuant le réglage, par exemple un transducteur d'une puissance supérieure. Un exemple d'un tel montage est représenté dans la fig. 2, laquelle repré- sente aussi une application spéciale de l'invention au réglage de la tension et du courant pour la charge d'une batterie.
Dans ce cas, il se présente surtout deux conditions. D'abord, la batterie doit normalement être soumise à une tension sensi- blement constante, dépendant seulement d'une certaine mesure de sa température, cette tension amenant à la batterie un pe- tit courant de charge, suffisant pour empêcher une décharge spontanée et des actions chimiques nuisibles (par exemple le phénomène dit de sulfatation dans les batteries à plomb). Puis, on doit avoir la possibilité de recharger rapidement une bat- terie déchargée, ce qui exige un aurant beaucoup plus fort que la charge d'abord décrite et, dans plusieurs cas, aussi un courant de beaucoup supérieur à celui normalement founni au circuit alimenté par la batterie, par exemple une batterie centrale pour des installations téléphoniques.
Dans de tels cas, le montage d'après la fig. 2 est surtout approprié.
Dans la fig, 2, la partie gauche est essentielle- ment identique à la fig. 1, tandis qu'à droite, on a représen- té le montage servant à donner une pleine charge à la batterie 14 après une décharge. La partie gauche correspondant à la fig. 1 donne une tension constante sur la batterie, même si
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le courant doit varier avec la charge variable dans un circuit parallèle à la batterie et alimenté par le redresseur. Le mon- tage servant à la pleine charge consiste en un redresseur de grande puissance 15 avec un transducteur 16 en série, ce trans- ducteur pouvant avoir un seul enroulement à courant continu
17 traversé par le courant fourni à la batterie par le redres- seur 5. Eventuellement, il peut aussi avoir un enroulement d'auto-magnétisation qui n'est cependant pas représenté.
L'en- roulement à courant alternatif du transducteur est relié aux bornes de courant alternatif à travers un transformateur 18.
Comme le courant traversant le transducteur est pro- portionnel au courant dans l'enroulement à courant continu 17, il dépend aussi de la différence entre la tension réglée et la tension normale, ce qui est important lors d'une pleine charge de la' batterie 14.
On peut aussi employer plusieurs échelons d'ampli- fication, de façon que le courant du redresseur 15 dans la figé 2 aimante un tranducteur encore plus grand, etc.
En combinaison avec l'invention, on peut aussi ap- pliquer les principes d'un réglage combiné de différentes quantités (par exemple un réglage dit "à coude"), lesquels sont décrits pour d'autres applications dans les brevets suédois 87.016 et 92.734, La quantité électrique qui représente la deuxième (troisième, etc.) quantité à régler, peut dans le pre- mier cas être obtenue à partir de l'un de deux ou de plusieurs transducteurs reliés en série, du même type que le transduc- teur 7, et qui ont des régions de fonctionnement différentes, de façon qu'un nouveau transducteur commence à fonctionner quand un autre a atteint la limite de sa capacité de réglage.
,Dans le deuxième cas, de nouvelles quantités représentatives peuvent être introduites au moyen de groupes redresseurs soit dans le circuit de l'enroulement 7, soit - dans un montage d'après la fig. 2 - dans le circuit de l'enroulement 17.
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"Device for the adjustment of an electrical service quantity".
For proper adjustment, i.e. to maintain an approximately constant operating quantity under varying operating conditions, it is necessary to have a constant quantity, which can serve as a normal or a standard. for the quantity to be set. When the latter is of an electrical nature, it is often preferable to use a quantity - standard of an electrical nature, which facilitates comparison. However, an electrical standard quantity having sufficient constancy is not generally accessible in practical service. The most constant quantity available is a network voltage, but this is generally subject to variations of a few tens of percent.
To derive a quantity -
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An electrical standard whose variations are considerably smaller, it is known to connect two serial transformers to the voltage, one having a saturated iron core and the other unsaturated, the secondary voltages of which are oppose each other, so that a secondary current is obtained, determined by the difference between the variable inductance of the saturated transformer and the constant inductance of the unsaturated transformer. By mounting, it is possible to obtain a voltage which differs much less from a constant value than the voltage of the network, but this result is only obtained with a considerable consumption of power. In order that the normal current does not introduce considerable errors, it is necessary that it constitutes only a small portion of the primary current of the transformers.
The present invention makes use of another method of deriving an electrical standard quantity, used for adjustment, from a relatively variable voltage, this method requiring a little more complicated assembly, but in exchange a power of much. lower. According to the invention, two circuits are connected to the accessible, relatively variable voltage, one of which contains a variable impedance with the voltage and the other a constant impedance, each also containing a rectifier and a current winding. continuous current of a saturated direct current inductor ("transducer"), the two windings opposing each other and being dimensioned with respect to the series impedances so that the derivative of the number of ampere-turns of the series winding with variable impedance,
relative to the voltage between the normal operating limits is essentially equal to the constant ratio between the number, of amps of the other winding and the voltage. The number of amps resulting from the two opposite windings therefore becomes constant between the normal operating limits and forms the constant standard quantity.
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By "quantity of electrical service" is meant here every quantity of service which can be influenced electrically, thus also a mechanical power produced in an electric way or the temperature of an electrically heated body.
The amount to be adjusted may be represented by a separate winding of the transducer, this winding naturally having to oppose the ampere turns resulting from the two aforementioned windings. If it consists of, for example, a voltage, it can influence a circuit which contains said winding in series with an impedance (usually an ohmic resistance) which must be adjustable to set the voltage to the desired value. It is, however, also possible to make a regulated voltage act on one of the two windings serving to create the standard quantity, namely on the series winding with constant impedance, in which case the regulated voltage is conditioned to s' oppose the independent voltage influencing this winding.
Two exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the accompanying drawing.
In fig. 1, which relates to the setting of a direct current network supplied by an alternating current network through a rectifier, the alternating current terminals are designated by 1 and the direct current terminals by 2. Between the first terminals, the alternating current winding 3 of a transducer is connected in series with the primary winding of a transformer 4, the secondary winding of which is connected to a rectifier 5 supplying the direct current. The transformer 4 can also be omitted, if the alternating current voltage has an appropriate value. The DC poles of the rectifier are connected to the terminals
2 through a self-magnetizing winding 6 of the trnsducteur serving to increase its sensitivity.
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In addition to said self-magnetizing winding, the transducer also has three direct current windings 7, 8, 9. Winding 7 is connected to terminals 2 through an adjustable resistor 19, and its number of amps therefore represents , to an adjustable extent, the voltage to be adjusted. This number of ampere-turns is opposed to self-magnetization. The coils 8 and 9 together produce / the number of amps representing the constant standard quantity. In order that this quantity can be derived from the voltage across the alternating current, regardless of small variations in this voltage, the windings 8 and 9 oppose and are connected to the alternating current voltage across. impedances of different characters.
Thus, the winding 8 is connected to the terminals 1 through a rectifier 10 in series with an inductor 11 with saturated iron, while the winding 9 is connected to said terminals through a rectifier 10 in series with a constant impedance in force. me of ohmic resistance 13. Inductance 11 and resistor 13 are mutually dimensioned so that, in the normal region of operation, that is to say between the limits that can vary the voltage at terminals 1 in operation Normal, the derivative of the amperes of the winding 8 with respect to the voltage is equal to the constant ratio between the amps of the winding 9 and the voltage.
In this way, the number of amps resulting from the two opposite windings 8 and is held approximately constant for moderate variations of the voltage at terminals 1 and can therefore serve as a standard quantity for the number of amps of winding 7. proportional to the direct current voltage. When this voltage drops below its normal value, the standard amps become higher and act to reduce the voltage drop across the transducer, thereby restoring the voltage.
The influence of the difference on the transducer is amplified by the self-magnetizing winding 6 of the latter,
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and, for this reason, the difference can remain between very narrow limits. Since the self-magnetization only acts in one direction, reversal of the transducer polarization is prevented in the event that the direct current voltage exceeds the value determined by the standard quantity.
The current flowing through transducer 3 and representing the difference between the set amount and its normal value (although it need not be strictly proportional to this difference) can be used to influence a performing secondary limb. adjustment, for example a higher power transducer. An example of such an arrangement is shown in FIG. 2, which also represents a special application of the invention to the regulation of voltage and current for charging a battery.
In this case, there are mainly two conditions. First, the battery should normally be subjected to a substantially constant voltage, depending only to a certain extent on its temperature, this voltage providing the battery with a small charge current sufficient to prevent spontaneous discharge and harmful chemical actions (for example the phenomenon known as sulphation in lead batteries). Then, we must have the possibility of quickly recharging a discharged battery, which requires a much stronger aurant than the load first described and, in several cases, also a current much higher than that normally supplied to the supplied circuit. by the battery, for example a central battery for telephone systems.
In such cases, the assembly according to fig. 2 is mostly appropriate.
In fig, 2, the left part is essentially identical to fig. 1, while on the right, we have shown the assembly serving to give a full charge to the battery 14 after a discharge. The left part corresponding to fig. 1 gives a constant voltage on the battery, even if
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the current must vary with the variable load in a circuit parallel to the battery and supplied by the rectifier. The full load arrangement consists of a high power rectifier 15 with transducer 16 in series, which transducer may have a single direct current winding.
17 traversed by the current supplied to the battery by the rectifier 5. Optionally, it may also have a self-magnetizing winding which, however, is not shown.
The transducer AC coil is connected to the AC terminals through a transformer 18.
As the current through the transducer is proportional to the current in the DC winding 17, it also depends on the difference between the set voltage and the normal voltage, which is important when the battery is fully charged. 14.
It is also possible to employ several stages of amplification, so that the current of the rectifier 15 in the magnet fixed an even larger transducer, etc.
In combination with the invention, one can also apply the principles of a combined adjustment of different amounts (for example a so-called "elbow" adjustment), which are described for other applications in Swedish Patents 87,016 and 92,734. , The electrical quantity which represents the second (third, etc.) quantity to be regulated, can in the first case be obtained from one of two or more transducers connected in series, of the same type as the transducer. tor 7, and which have different operating regions, so that a new transducer begins to operate when another has reached the limit of its adjustment capability.
, In the second case, new representative quantities can be introduced by means of rectifier groups either in the circuit of the winding 7, or - in an assembly according to fig. 2 - in the winding circuit 17.