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"Dispositif de connexion pour organes à redresseurs phases et/ou à impédance" .
La présente invention concerne un dispositif de connexion pour redresseurs, conçu pour l'alimentation d'organes phases et/ou à impédance, par exemple des relais à distance, à direction, des relais cos le .... etc.
La figure la montre un schéma de principe ou .% et 6 repré- sentent le courant et la tension du réseau à protéger. Spl, Sp2 et Sp3 sont des bobines du déclencheur proprement dit R, en l'occu- rence un relais (par exemple un relais à bobine mobile, un relais polarisé ou électro-magnétique).
Le schéma montre en outre trois résistances complexes z01, z02, z034, traversées par le courant alternatif %7 - Ces trois résistances sont reliées chacune avec le primaire d'un transfor- mateur IT1, IT2 ou IT3 de façon telle que l'abaissement de la
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tension est exclue. Le secondaire de chaque transformateur est relié avec une partie de l'enroulement secondaire d'un transfor- mateur T dont le primaire reçoit la tension alternative #. Les circuits des enroulements secondaires de IT1, IT2 et IT3 sont con- nectés chacun à une résistance M1, M2 éventuellement M3 et un re- dresseur Ll, L2 ou L3. Les redresseurs sont représentés comme étant à plusieurs directions mais peuvent aussi être à une seule direc- tion.
Pour le circuit du transformateur IT1 avec redresseur Ll et résistance Ml, la tension secondaire est prise entre les points
0 et 1 du côté secondaire de T, pour le second circuit la tension est prise entre les points 0 et 2, et pour le troisième circuit entre les points 0 et 3. Par cette disposition de connexion les deux tensions partielles de chaque circuit sont soustraites ou additionnées par vecteur, la différence ou la somme/ redressée et amenée aux bobines de commande Spl, Sp2 ou Sp3.
De cette façon on amène différentes fractions de courant et de tension aux différents groupes de bobines. On peut en même temps veiller à ce que les courants, les tensions, ou les deux ne soient pas en phase dans les différents groupes.
Le relais présente un quatrième enroulement H, constituant un enroulement auxiliaire et servant à donner au noyau commun du relais une pré-aimantation constante ou provenant d'un autre moyen, la disposition de l'organe déclencheur étant ainsi réalisée.
On sait que la résistance d'un redresseur sec ordinaire dépend de la charge du. redresseur. La résistance d'un redresseur change aussi légèrement avec le temps (vieillissement), ce qui peut entraîner un faux mesurage. Pour éviter cet inconvénient au- tant que possible, les résistances M1, M2 éventuellement M3 choi- sies en rapport avec la grandeur requise, sont placées en série avec les redresseurs, comme le montre la figure la. Par cette dis- position, le courant amené au relais déclencheur s'abaisse, d'ou rc sulte l'emploi d'un relais déclencheur sensible.
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En général, le rapport pour la connexion conformément à la figure la sera:
EMI3.1
IN = k (+Zsl-z01 1 l Its2- Jzo21l "s3-:J z03 II....)
On pourrait encore ajouter plusieurs redresseurs.
Dans cette équation, IN est le nombre d'enroulements-ampère du relais et k une constante. S est, comme déjà mentionné, le vec- teur de tension, #le vecteur de courant, z01, z02, et z03 des ré- sistances complexes et s1 s2 et s3 des facteurs complexes. (Dans l'équation les vecteurs sont indiqués par des lettres cursives et les grandeurs absolues par des lettres imprimées. Le signe "absolu" montre dans cette équation que la différence vectorielle est re- dressée).
La condition que IN=O, c'est-à-dire que le relais est à la limite de déclenchement est donnée par les équations d'im- pédance suivantes (voir aussi figure le, représentant le diagramme du vecteur pour l'équation générale) :
EMI3.2
( slz z01 s2z z0 j s3 z-z03 I .... ) - 0 ou ( Si Z2+ZOl-2S1ZCOS(-1) S + 53....+.... )= 0 Dans ces équations Z= E, z=6/@, sont égales à l'angle en- # # 1 J tre et J et#= à l'angle entre z0 et s. Quant au signe précédant l'équation ( + ou - )la condition est que l'équation contienne au moins un + ou un-. Dans la figure lc on a supposé que s a la direction R.
Quand l'organe déclencheur est disposé de sorte se trouver juste à sa limite d'activité quand le nombre total d'enroulements- ampère des bobines reliées aux redresseurs est égal à 0, cette li- mite dépendra uniquement de l'impédance et du cosinus de l'angle entre #et J.
Quand l'organe déclencheur n'est pas disposé comme mention- né précédemment, la limite d'activité sera fonction aussi du cou- rant I et/ou de la tension E.
La figure lb montre une variante dans laquelle les tensions
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des trois résistances Dl, D2, D3 connectées en série sont addi- tionnées et /ou soustraites, la tension résultante agissant soit directement, soit à l'intervention d'un amplificateur F, par exem- ple un tube thyratron, sur un relais.
Dans cet exemple, le transformateur T comporte trois en- roulements secondaires séparés V1, V2 et V3 de telle sorte que les 3 circuits de redresseur peuvent être séparés électriquement du côté alternatif.
Dans le mode de connexion selon la figure Ib, on peut appliquer la même équation que pour la figure la, à l'exception to@ -fois qu'au lieu du nombre d'enroulements-ampère IN, la tension de commande Est est à communiquer au tube. Le principe fondamental est donc qu'on forme la somme vectorielle ou la différence entre des grandeurs, écartées de la tension et du courant du réseau à pro- téger. Cette somme ou cette différence est dirigée vers un redres- seur après quoi cette grandeur résultante redressée est amenée à une bobine ou une résistance comme un courant.
Deux ou plusieurs systèmes semblables forment la résultan- te de IN,de L ou des tensions par D.
En pratique il est souhaitable d'obtenir une courbe d'im- pédance en forme de cercle ou d'une ligne droite (c'est-à-dire d'un cercle d'un rayon infiniment grand et son centre à l'infini). Il peut également être désirable que la courbe d'impédance aye la forme d'une ellipse, une hyperbole, etc. Pour les cas mentionnés et pour d'autres cas spéciaux, la connexion pourra en général être simplifiée.
1) Si l'on vise l'obtention d'une courbe d'impédance en forme de cercle, il ne faut que deux groupes de redresseurs (voir figure 2a), et l'équation pour le nombre d'enroulements-ampère en résultant est la suivante:
EMI4.1
IN = k cÎ (b+a) - z0 (d+c)! - î ±(b-a) - 1 zQ (d-c)1 J La figure 2b montre le cercle d'impédance et on y trouve
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les mêmes constantes que dans l'équation pour le nombre d'enroule- ments-ampère. Par le choix de z0 et des constantes a, b, c, d, on peut réaliser des cercles d'impédance de grandeurs et de positions quelconques. Quand par exemple d=0, le cercle d'impédance passe par Origo et il se produit un relais 2 distance et de direction combiné. Quand b=0 et que z0 est rendu inductif, on réalise un re- lais à réactance.
Si d et a=0, on réalise un relais de direction, cette connexion spéciale étant déjà connue. Quand d/b=c/a, on réali se un relais à impédance. Quand d=c et b=a, on obtient la connexion de relais à impédance déjà connue:
IN = k (1#1- 1Jz01)
La résistance complexe zo peut être différente dans les deux groupes de redresseurs, tout en obtenant cependant continuelle ment des cercles d'impédance.
Comme l'indiquent les figures la, lb et 2a, les résistances M1, M2, M3 sont placées en série avec les redresseurs Ll, L2 ou éventuellement L3. S'il y a seulement deux systèmes de redresseurs, on peut veiller à ce que ceux-ci soient également chargés au mo- ment où le relais se trouve à sa limite d'activité; par le choix judicieux de redresseurs à résistance propre identique, des ré- sistances placées en série deviendraient théoriquement superflues.
Par suite du vieillissement des redresseurs il se peut toutefois que leurs résistances propres varient légèrement et il serait donc dans ce cas nécessaire de prévoir des résistances placées en série.
2) Si on veut obtenir une courbe d'impédance en forme d'ellipse, on peut comme dans la figure 2a transformer le schéma de montage d'après l'équation ci-après pour le nombre résultant d'enroulements-ampère:
EMI5.1
La figure 3 montre l'ellipse avec les constantes qu'on
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peut retrouver également dans l'équation. L'ellipse peut être déterminée quand le grand axe est déterminé par r1, le petit axe par r2, l'éloignement du centre par d = z0 et l'angle par #AB.
EMI6.1
Il en résulte que: f -q ( rrl2+ r22 - rl) c ZO ( 2r l - \lj r l + r 2 ) Si l'on désire laisser passer l'ellipse par Origo, on a:
EMI6.2
Des formules correspondantes peuvent être dressées pour l'hyperbole et d'autres courbes. Comme mentionné ci-dessus, un re- lais très sensible est nécessaire dans certains cas. La connexion peut comporter alors un relais dont l'armature est attiré en acti- vité normale et libéré par un moyen élastique correspondant à la grandeur de la force magnétique rémanante du relais. Le relais se trouve donc à la limite de déclenchement, c'est-à-dire l'arma- ture est libérée lorsque la somme des IN traversés par les courants redressés devient égale à 0.
Tenu compte de la petite masse de l'armature et la grande force élastique que l'on peut y appliquer, l'armature déclenche même quand le champ traversé par les enroulements-ampère passe rapidement d'une direction à la direction opposée en prenant une grande valeur. Dans les cas où l'impédance normale est sensible- ment supérieure à l'impédance linéaire du réseau, on peut prévoir que le relais fonctionne de lui-même dès qu'une tension normale réapparaît. Dans d'autres cas, il sera nécessaire de prévoir une disposition supplémentaire pour le retour de l'armature. Ce retour peut être assuré par un courant continu passant par la/bobine auxi- liaire.
Ce courant doit par conséquent être assez élevé pour que l'armature soit attirée.On peut connecter ce courant continu à la main en l'appliquant aux contacts d'un interrupteur d'un réseau à haute tension ou en le faisant traverser un relais séparé. On peut par exemple combiner deux ou plusieurs des dispositifsusmentionnés
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de telle façon qu'un dispositif fait agir l'autre quand le vecteur d'impédance entre dans son cercle d'impédance, de sorte que l'ar- mature vers ce dernier soit attiré. L'autre dispositif agit alors'aussitôt que le vecteur d'impédance sort du cercle d'impédance auquel ce dispositif a été adapté, le dispositif nommé en premier lieu reprenant alors sa position initiale.
Au lieu d'utiliser le relais susdit pour définir l'effi- cience de la somme des IN, pour les courants redressés, on pour- rait appliquer d'autres relais, dépendant de la direction du cou- rant, par exemple un relais à bobine mobile ou polarisée.
On peut également, comme indiqué par la figure lb, addi- tionner et/ou soustraire les tensions continues et faire agir les résultantes sur un relais ou un amplificateur qui pourrait éven- tuellement agir directement ( Tube thyraton, Transducteur ).
REVENDICATIONS.
1. Dispositif de connexion pour organes à redresseurs phases et/ou à impédance, caractérisé par le fait que le courant et la tension ou les grandeurs en dérivant sont additionnées ou soustraites vectoriellement dans le réseau dont l'impédance et/ou le déphasage doivent être déterminantes pour l'activité de l'orga- ne et sur quoi la grandeur résultante est redressée, et par le fait que le courant continu et/ou la tension ou l'action de la grandeur redressée est additionnée et/ou soustraite dans deux ou plusieurs groupes semblables avec différentes parties à courant alternatif ou à tension, de telle façon oue la condition : Somme et/ou diffé- rence soit uniquement dépendante de l'impédance ou de l'amplitude phases du réseau.