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AGENCEMENT POUR LA LIMITATION DU COURANT DANS LES REGULATEURS DE TENSION.
La présente invention est relative à un agencement des régulateurs de tension dont le circuit sensible est traversé par un courant alternatif,pour modifier le niveau de la tension commandée, par échelons, suivant une ou plusieurs quantités de commande.
L'agencement est avant tout destiné à des générateurs à faible tension qui sont connectés à de grandes lignes dans lesquelles des variations de tension plutôt importantes peuvent se produire. Dans de tels régulateurs, on désire souvent limiter le courant du générateur lorsque la tension de ligne est abaissée afin d'empêcher le déclenchement du générateur. Il.peut éga- lement être désirable d'obtenir un certain accroissement de la tension du générateur pour un courant très faible du générateur, afin d'éviter une sousexcitation de ce dernier. Par réglage par échelons du niveau de la tension commandée, une adaptation suffisante et souple peut être obtenue'' selon l'état présent de fonctionnement.
L'agencement qui fait l'objet de la présente invention et qui a en outre l'avantage de permettre que des modifications du niveau de la ten- sion commandée soient obtenues sans partie mobile, répond aux desiderata énoncés plus haut. La caractéristique principale de l'invention réside dans le fait que dans le circuit sensible d'un régulateur de tension, il est inséré au moins un redresseur à deux alternances, avec une résistance connectée au côté courant continu de chacun desdits redresseurs, en série avec au moins un autre redresseur à deux alternances, travaillant dans le même sens que le premier, ce second redresseur étant connecté à'une ou plusieurs quantités de commande à son côté courant alternatif.
L'invention sera maintenant décrite avec référence au dessin ciannexé, qui montre schématiquement quelques formes de réalisation.
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La figure 1 montre un générateur avec un excitateur commandé par un régulateur pourvu de moyens destinés à modifier le niveau de la tension conformes à l'invention.
La figure 2 montre un graphique courant-tension obtenu par le système de connexion qui vient d'être cité.
La figure 3 montre une autre forme de réalisation conforme à l'invention et la figure 4, un graphique répondant à la représentation de la figure 3.
La figure 5 montre une variante du système de connexion pour la limitation du courant.
A la figure 1, 1 désigne un générateur, avec sa bobine de champ 2. Un excitateur 3 est connecté à cette dernière, et la bobine de champ 4 de l'excitateur est connectée à un régulateur 5, de toute manière connue en soi.
Le circuit sensible 6 du régulateur est alimenté par un transformateur 7, à partir de la tension traversant les phases 8 du générateur; au dessin, les trois phases sont indiquées par un seul conducteur. Le réseau auquel le gé- nérateur est connecté est indiqué par 9.
Dans le circuit sensible 6 du régulateur est inséré un redres- seur à deux alternances 10, au côté courant continu duquel sont connectés en série une résistance 11 et un second redresseur à deux alternances 12.
Ce dernier est connecté de telle façon que le courant continu le traversant coopère avec le courant continu traversant le redresseur 10. A son côté cou- rant alternatif, le redresseur 12 est connecté par le circuit 13 à un trans- formateur de courant 14, sur l'une des phases des conducteurs '8 partant du générateur.
A l'aide du régulateur 5, la tension E du générateur est main- tenue constante tant que le courant I provenant du générateur se trouve en dessous d'une certaine valeur, comme on peut le voir à la figure 2, où ladite valeur du courant est indiquée par 100%. L'agencement est dimensionné de tel- le façon que le courant du circuit 13,. jusqu'à ladite valeur, soit plus fai- ble que le courant du circuit 6. Le courant cité en dernier lieu doit pour cette raison passer par la résistance 11 et le redresseur à deux alternances 12. Ce dernier ne constituera pas une entrave pour le courant alternatif du circuit 13 et ce courant pourra passer par le redresseur.
Si, toutefois, le courant du circuit 13 excède le courant du circuit 6, tous les éléments du redresseur à deux alternances 10 deviendront conducteurs et le courant du circuit 6 pourra passer directement par le redresseur 10. La chute de tension à traversa la résistance 11 disparaîtra alors du circuit 6 et sera transfé- rée dans le circuit 13. Cette déconnexion de la chute de tension par la ré- sistance 11, du circuit 6 se produira pour une petite modification du courant et aura pour résultat la modification brusque du niveau de tension, comme il est montré à la figure 2.
Avec l'agencement décrit, on obtiendra une prompte limitation du courant pour une diminution de tension au réseau mais en outre, l'agence- ment permet un accroissement continu du courant, si bien qu'un déclenchement sûr peut être obtenu si la tension doit encore diminuer davantage.
La figure 3 montre une variante permettant deux modifications du niveau de la tension. Dans le circuit sensible du régulateur 5, deux re- dresseurs à deux alternances 15 et 16 sont connectés en série. Au coté cou- rant continu du redresseur 15 sont connectés une résistance 17 et un second redresseur à deux alternances, coopérant, 18. Le côté courant alternatif de ce second redresseur est connecté, via une résistance convenable 19, à la tension à travers la bobine de champ 2 du générateur 1. L'autre redresseur, 16, du circuit 6 est, à son côté courant continu, relié en série avec une ré- sistance 20 et un redresseur à deux alternances coopérant, 21. Le courant tra- versant la bobine de champ 2 du générateur 1 est utilisé comme quantité de commande pour le second redresseur.
Ce courant peut par exemple être dérivé d'un transducteur de mesure 22, de type connu, qui est alimenté à partir d'une
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source de courant alternatif, en 23. Dans ce cas, le régulateur 5 influence la bobine de champ 4 de l'excitateur 3, via un excitateur auxiliaire 24, par contrôle de la bobine de champ 25 de ce dernier.
A la figure 4, 1 indique le courant traversant le champ du gé- nérateur et E, la tension à travers le générateur. Avec l'agencement repré- senté à la figure 3, on peut obtenir le graphique représenté à la figure 4, c'est-à-dire qu'une modification du niveau de la tension pour I à 100% est, obtenue au moyen des redresseurs à deux alternances 16 et 21, qui sont com- mandés en dépendance du courant traversant la bobine de champ 2, et que la limitation du courant est obtenue pour un certain courant faible, auquel cas le niveau de la tension est accru pour atteindre une valeur supérieure à 100%, au moyen des redresseurs à deux alternances 15 et 18, qui sont commandés en . dépendance de la tension à travers la bobine de champ 2.
Si l'on part avec un courant d'excitation'voisin de zéro, l'a- gencement représenté à la figure 3 permet que tant la chute de la tension à travers la résistance 17 que la chute de tension à travers la résistance 20 soient présentes dans le circuit 6. La tension du générateur 1 sera alors. commandée à un niveau plus élevé que le niveau normal. Si un accroissement du courant d'excitation est permis, la chute de tension à travers la résis- tance 17, pour un certain courant, sera transférée dans le circuit à courant alternatif passant par le redresseur 18, et la tension dans le circuit 6 sera alors ramenée à une valeur pouvant être regardée comme la valeur normale.
Si le courant d'excitation est encore accru, la chute de tension à travers la résistance 20, pour une certaine valeur du courant, sera transférée dans le circuit à courant alternatif passant par le redresseur 21, et la tension dans le circuit 6 sera encore réduite. Un nouvel accroissement du courant passant par la bobine de champ 2 entrainera le déclenchement du générateur.
Les moyens de déclenchement, toutefois, ne sont pas représentés au dessin.
Le redresseur à deux alternances du circuit sensible du-régulateur peut naturellement être commandé selon différentes quantités, comme dans le cas de l'agencement représenté à la figure 5, par exemple, par deux redresseurs à deux alternances, coopérant, connectés en série, 26 et 27, qui sont connectés au côté courant continu du redresseur à deux alternances 25' du circuit sensible 6, en série avec une résistance 28. Le côté courant alternatif 29 du redresseur 26 est connecté à une quantité de commande et le côté courant alternatif 30 du redresseur 27, à une autre.'L'agencement peut être dimensionné de telle façon que la quantité de commande qui prédomine à un certain moment retire la chute de tension à travers la résistance 28, du circuit 6.
Il est donc évident que l'agencement des redresseurs à deux alternances connectés en série fonctionnera comme un commutateur sans partie mobile, ce qui est d'une grande importance en ce qui concerne la durée de vie de l'agencement et son fonctionnement sûr.
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ARRANGEMENT FOR CURRENT LIMITATION IN VOLTAGE REGULATORS.
The present invention relates to an arrangement of voltage regulators, the sensitive circuit of which is traversed by an alternating current, for modifying the level of the controlled voltage, in stages, according to one or more control quantities.
The arrangement is primarily intended for low voltage generators which are connected to main lines in which rather large voltage variations can occur. In such regulators, it is often desired to limit the generator current when the line voltage is lowered in order to prevent tripping of the generator. It may also be desirable to obtain some increase in generator voltage at very low generator current, in order to avoid underexcitation of the latter. By stepwise adjustment of the level of the controlled voltage, a sufficient and flexible adaptation can be obtained '' according to the present state of operation.
The arrangement which forms the subject of the present invention and which furthermore has the advantage of allowing modifications to the level of the controlled voltage to be obtained without a moving part, meets the desiderata stated above. The main feature of the invention lies in the fact that in the sensitive circuit of a voltage regulator there is inserted at least one half-wave rectifier, with a resistor connected to the direct current side of each of said rectifiers, in series with at least one other half-wave rectifier, working in the same direction as the first, this second rectifier being connected to one or more control quantities at its alternating current side.
The invention will now be described with reference to the attached drawing, which schematically shows some embodiments.
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FIG. 1 shows a generator with an exciter controlled by a regulator provided with means intended to modify the voltage level in accordance with the invention.
Figure 2 shows a current-voltage graph obtained by the connection system just mentioned.
Figure 3 shows another embodiment according to the invention and Figure 4 a graph corresponding to the representation of Figure 3.
Figure 5 shows a variant of the connection system for current limitation.
In Figure 1, 1 denotes a generator, with its field coil 2. An exciter 3 is connected to the latter, and the field coil 4 of the exciter is connected to a regulator 5, in any manner known per se.
The sensitive circuit 6 of the regulator is supplied by a transformer 7, from the voltage crossing the phases 8 of the generator; in the drawing, the three phases are indicated by a single conductor. The network to which the generator is connected is indicated by 9.
In the sensitive circuit 6 of the regulator is inserted a two-wave rectifier 10, to the direct current side of which a resistor 11 and a second two-wave rectifier 12 are connected in series.
The latter is connected in such a way that the direct current passing through it cooperates with the direct current passing through the rectifier 10. At its alternating current side, the rectifier 12 is connected by the circuit 13 to a current transformer 14, on one of the phases of the conductors' 8 from the generator.
Using the regulator 5, the voltage E of the generator is kept constant as long as the current I coming from the generator is below a certain value, as can be seen in figure 2, where said value of current is indicated by 100%. The arrangement is dimensioned such that the current of circuit 13 ,. up to said value, is lower than the current of circuit 6. The current mentioned last must therefore pass through resistor 11 and the two-wave rectifier 12. The latter will not constitute an obstacle for the alternating current of circuit 13 and this current can pass through the rectifier.
If, however, the current in circuit 13 exceeds the current in circuit 6, all elements of half-wave rectifier 10 will become conductive, and current in circuit 6 can flow directly through rectifier 10. The voltage drop will pass through resistor 11. will then disappear from circuit 6 and be transferred to circuit 13. This disconnection of the voltage drop by resistor 11, from circuit 6 will occur for a small change in current and will result in the abrupt change in the level of voltage, as shown in figure 2.
With the arrangement described, prompt limitation of the current will be obtained for a decrease in line voltage, but in addition, the arrangement allows a continuous increase of the current, so that safe tripping can be obtained if the voltage must be. further decrease further.
FIG. 3 shows a variant allowing two modifications of the voltage level. In the sensitive circuit of the regulator 5, two half-wave rectifiers 15 and 16 are connected in series. To the DC side of the rectifier 15 are connected a resistor 17 and a second cooperating half-wave rectifier 18. The AC side of this second rectifier is connected, via a suitable resistor 19, to the voltage across the coil. field 2 of generator 1. The other rectifier, 16, of circuit 6 is, at its direct current side, connected in series with a resistor 20 and a cooperating half-wave rectifier, 21. The current flowing through the Field coil 2 of generator 1 is used as the control quantity for the second rectifier.
This current can for example be derived from a measurement transducer 22, of known type, which is supplied from a
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alternating current source, at 23. In this case, the regulator 5 influences the field coil 4 of the exciter 3, via an auxiliary exciter 24, by controlling the field coil 25 of the latter.
In figure 4, 1 indicates the current flowing through the generator field and E, the voltage across the generator. With the arrangement shown in Fig. 3, the graph shown in Fig. 4 can be obtained, i.e. a change in the voltage level for I to 100% is obtained by means of the half-wave rectifiers 16 and 21, which are controlled in dependence on the current flowing through the field coil 2, and that current limitation is obtained for a certain low current, in which case the voltage level is increased to reach a value greater than 100%, by means of the half-wave rectifiers 15 and 18, which are controlled in. dependence of the voltage across the field coil 2.
Starting with a drive current close to zero, the arrangement shown in Figure 3 allows both the voltage drop across resistor 17 and the voltage drop across resistor 20 to be present in circuit 6. The voltage of generator 1 will then be. controlled at a higher level than the normal level. If an increase in the excitation current is allowed, the voltage drop across resistor 17, for a certain current, will be transferred to the AC circuit passing through rectifier 18, and the voltage in circuit 6 will be transferred. then reduced to a value which can be regarded as the normal value.
If the excitation current is further increased, the voltage drop across resistor 20, for a certain value of current, will be transferred to the AC circuit passing through rectifier 21, and the voltage in circuit 6 will still be scaled down. A further increase in the current flowing through field coil 2 will cause the generator to trip.
The trigger means, however, are not shown in the drawing.
The half-wave rectifier of the sensitive circuit of the regulator can of course be controlled in different quantities, as in the case of the arrangement shown in figure 5, for example, by two two half-wave rectifiers, cooperating, connected in series, 26 and 27, which are connected to the DC side of the half-wave rectifier 25 'of the sensitive circuit 6, in series with a resistor 28. The AC side 29 of the rectifier 26 is connected to a control quantity and the AC side 30 rectifier 27, to another. The arrangement can be sized such that the control amount that predominates at a certain time removes the voltage drop across resistor 28, from circuit 6.
It is therefore evident that the arrangement of the two half-wave rectifiers connected in series will function as a switch without a moving part, which is of great importance for the life of the arrangement and its safe operation.