BE552020A

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Publication number: BE552020A
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Description

La présente invention concerne les régulateurs de tension pour lignes de distribution de courant alternatif redressé pour produire une tension de courant continu reglèe. Elle a trait plus particulièrement aux régulateurs de tension n'utilisant pas de dispositif de décharge électronique; elle concerne en outre les régulateurs de tension utilisant deux selfs pouvant être saturées, qui travaillent en combi- naison pour fournir une tension de courant continu constante à un consommateur lorsque le courant alternatif distribué varie sur une large gamme de valeurs de tension et lorsque le consommateur relié présente des valeurs de résistance variant sur une large garnie.

On a déjà proposé divers types de régulateurs de tension utilisant des dispositifsà décharge électronique, tels que triodes et pentodes, dans des circuits amplificateurs afin de produire un courant de réglagepouvant être appli- qué à un self susceptible d'être saturée et pour faire varier l'impédance d'un circuit série ou parallèle pour régler la tension de sortie. D'autres réguletuer de tension utilisent un dispositif de transformateur unique, dont le noyau est partiellement saturé, pour la réglage de la ten-
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sion sansutiliser des circuits amplificateurs.

Ces régula- teurs n'ont pas assure une bonne réulat3o:. j 3a -;;en;3,s do sortie variant de plusieursunités pour cent lorsqu.3 ]La tension d'alimentation varie sur une gamme de plus ou moins le %- La présente invention utilise deux noyaux de transformateurs, dont chacun est normalement soumis à une valeur de flux mag- nétique qui sature .partiellement sa, matière La valeur de
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tension de sortie, au-dessus ou au--ct:ssou: l.t ::::;0 #.: rz.;: -iô- sirée, est déterminée par un dispositif û 7,0:1 de ....:yv.,.r.r;P contenant un ou plusieurs re,,-reSS0urs >i. 1';';;:";,":±'':: ::e: î;-;-ù8 bras du' pont.

Ce circuit de mesure âm.:c:=wlf3 3,-:.'hie z-." >-##'# plusieurs bobines d'aimantation et de contrôle sur les dans noyaux du transformateur, un réglage de la tension aux bornes du consommateur qui représente un grand perfectionnemetn sur les dispositif antérieurs. L'absence de dispositif de dé-
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charge électronique supprime les c15ra.n;;;:. ;c-i>1.j dis à à08 1'l1p- tures de filaments, à des éléments court-ciruités dans un

récipient sous vide et à des inétanchéités.

La présente invention vise à créer un régulateur de tension perfectionné évitant un ou plusieurs des inconvénients et limitation des dispositifs antérieurs.

L'invention vise encore à créer un régulateur de tension ayant une longue durée d'existence qui ne soit pas soumis aux dérangements généralement inhérents aux régulateurs contenant des dispositifs de décharge électroniques. Ce ré- gulateur est capable de résister à des vibrations et chocs mécanique excessifs sans que ses caractéristiques de fonction- nement soient modifiées.

En outre, l'invention simplifie la construction et le montage des régulateurs de tension.

Le régulateur de tension conforme à l'invention présente une distribution de courant alternatif pour deux selfs à noyaux saturables pour chacune de deux demi-ondes, chacune de ces selfs contenant trois bobinages.de contrôle. L'une de ces selfs saturables comprend un bobinage principal pour trans- mettre le courant alternatif d'une borne d'une ligne/le di- stribution au circuit du consommateur. La seconde de ces selfs saturables comprend un bobinage principal analogue pour transmettre le courant alternatif de l'autre barne à la ligne de distribution au circuit de charge. Les deux selfs, la première et la seconde, contiennent un bobinage de réglage en série avec un redresseur servant à compenser les variations

de tension de distribution.

Les deux selfs contiennent aussi un bobinage.de réglage qui compense les variations de la ten- sion de charge. En outre, les deux selfs contiennent un bobi- nage de réglage relié à un circuit de mesure de charge pour régler la tension de sortie avec précision.

Une forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention est représentée, à titre d'exemple, aux dessins annexés.

.La fig. 1 est un schéma du régulateur de tension.

La fig. 2 est un schéma d'une variante du circuit de mesure à pont.

Suivant la fig. 1, un transformateur de distribution 1o. com- prend un bobinage primaire 11 à bornes 12, 13 reliées à une ligne de distribution de courant alternatif, dont la tension peut varier considérablement. Le second bobinage 14 comprend une prise à son point milieu, qui est reliée à une borne négative 15 d'un circuit de consoomateur. Les bornes d'extrémité du bobinage 14 sont reliées a deux bobinages 16 et 17 placés sur deux noyaux 18 et 2o Les autres extrémités des bobinages 16 et 17 sont montées en série avec des éléments redresseurs à plaques secs 21 et..22;

. les bornes négatives de ces redresseurs sont reliées l'une à l'autre, ainsi qu'à un circuit filtre 23, qui est destiné à éliminer la plupart des constituants pulsatoires du courant redressé, de façon que l'on ne reçoive que du courant continu aux bornes 24 et 15, qui doivent être reliées à un con-

sommateur extérieur 25. Le filtre 23 peut comprendre une inductivité en série 2G et deux condensateur 27.

Les variations, de tension de la ligne sont partiellement cor-pensées par un bobinage 3o placé sur un noyau 18 et un bobinage analogue 31, placé sur un noyau 2o. Ces deux bo- binages sont en série et sont reliés aux points de jonction opposés d'un quatrième redresseur 32, dont les deux autres points de jonction sont reliés à la moitié inférieure du bobinage 14. Il est évident que la tension passant par cette partie du bobinage secondaire 14 est soumise à toutes les variations de la ligne de distribution de courant alternatif.

La connexion peut avoir été faite à travers tout le bobinage 14 ou.sur les bornes 12, 13, nais, pour réduire l'effet d'induction provenant d'autres circuits extérieurs, une partie de ces .circuits est mise à la terre. Une résistance variable 33 est montée en série avec les bobinages 3o et 31 pour permettre le réglage manuel.

Afin de compenser les variations de tension de charge, deux bobinages 34 et 35 sont montées en série avec une resi- stance réglable 36 et reliés aux bornes de l'inductivité 26. Le bobinage 34 est placé sur le noyau 18, tandis que le bobinage 35 est placé sur le noyau 2o, le courant passant par ces deux bobinages étant propertionnel à la chute de ten- sion ohmique de l'invductivité 26.

La tension de sortie aux bornes 24, 15 est mesurée par un

dispositif en pont.-31,qui est indiqué à la fig. 1 par trois bras de résistance principaux 38, 4o et 41. Le quatrième bras est constitué par un redresseur à plaques sec 42. Le degré de déséquilibre du pont et la tension de sortie peuvent être. réglés en manoeuvrant un petit po- tentiomètre 43. Les bornes de sortie sont reliées au point opposé du pont, tandis que les deux autres points de jonc- tion sont reliés à deux bobinages de réglage 44 et 45 montés en série. Le bobinage 44 est placé sur le noyau 18, tandis que le bobinage 45 est placé sur le noyau 2o.

Ce circuit fonctionne de la façon suivante :Si l'on suppose tout d'abord qu'une tension moyenne de la distribution de courant alternatif est envoyée aux.bornes 12 et 13, ceci produit un courant alternatif engendré par la moitié supé- rieure du.bobinage 14 qui traverse le bobinage 16, le re- dresseur 21, l'inducteur 26, puis va à la borne 24 et au consommateur 25. Le'circuit de retour de ce courant passe par la borne 15 et le conducteur 48 au point milieu du bobinage 14. Un circuit analogue peut être établi de la partie inférieure du bobinage 14 en passant par le bobi- nage 17, le redresseur 22, l'inductivité 26, la borne 24, le consommateur 25, la borne 15 et le conducteur commun ' 48.

Une partie de la tension produite par la moitié infé- rieure du bobiange 14 est redressée par le redresseur en pont 22 et un courant continu est envoyé à travers les bo- binages 3o et 31 aux noyaux 18 et 2o. Le flux produit

par les bobinages 3o, 31 s'oppose au flux produit par les bobinages 16, 17, mais, étant donné que des courants re- lativement forts passent par ces derniers, les. bobinages 3o et'31 n'ont pour action que de réduire le flux d'une petite mesure.

L'inductivité 26 a une résistance qui produit une chute de potentiel de courant continu à travers ses bornes et ce po- tentiel est utilisé pour envoyer du courant continu à tra- vers. les bobinages 34 et 35 aux noyaux 18 et 2o dans une direction ayant pour effet d'assister le flux principal pro- duit par les bobinages 16 et 17. Il est évident que le cou- rant passant par les bobinages 34 et 35 est proportionnel au courant absorbé par le consommateur et qu'en conséquence le flux d'assistance produit par ces bobinages compense le ré- gulateur proportionellement au courant qu'il fournit.

Le circuit de mesure en pont 37 décrit ci-dessus est relié aux bornes 24 et 15, puis la sortie du pont est reliée aux bobinages de réglage principaux 44 et 45. Il n'est pas néces- saire d'équilibrer le pont afin que le circuit produise une tension réglée. Le potentiomètre réglable 43 est prévu pour régler le circuit de mesure afin de faire varier la tension de sortie aux bornes de charge et, lorsque ceci est fait, sur une large garnie de valeurs le pont 37 peut être soit équilibré, soit déséquilibré, puis le courant de sortie du pont peut passer dansl'un ou l'autre sens en amenant les bo- binages 44 et 45 soit à assister les valeurs de flux principal

produites par les autres bobinages, soit à s'opposer à ces valeurs.

On suppose maintenant que la tension d'alimentationreliée aux bornes 12 et 13 est élevée. Ceci a pour effet d'en- voyer davantage de courant à travers les bobinages 16 et 17 et de-tendre à augmenter la tension sur la charge 25.

Cependant, l'élévation de la tension envoie davantage de courant à travers le redresseur 32 et les bobinages 3o et 31 qui y sont reliés; ce courant supplémentaire passant par ces bobinages s'oppose à l'augmentation de flux pro- duite par les bobinages 16 et 17 ; en résulte que le flux dû à ces deux paires de bobinages ne cause qu'une faible augmentation du flux dans les noyaux 18 et 2o. L'élévation du courant dans les bobinages 16 et 17 produit un courant accru à, travers linductivité 26 et une augmentation consé- cutive de courant à travers les bobinages 34 et 35. Cepen- dant, ce courant cause une augmentation du flux dans les noyaux 18 et 2o.

La variation du courant à travers les bo- binages 34 et 35, due à un changement de tension aux bornes d'alimentation en courant alternatif, est très faible, ces deux bobinages étant destinés à produire une compensation lorsque l'impédance de la charge varie.

La tension de sortie est mesurée par le pont 37 et, lorsque cette tension tend à s'élever, le pont codifie son degré d'équilibre du fait que le redresseur 42 constitue l'un de ses bras. Ce redresseur est relié d'une manière contraire

à la connexion usuelle d'éléments de circuits de ce genre, c'est-à-dire que la borne, qui est normalement la cathode, est reliée au côté positif du pont et que l'anode normale est reliée directement à la borne négative.

En raison de cette connexion, le redresseur 42 présente généralement une très grande résistance au passage de courant, mais, lors- que la tension appliquée sur lui dépasse une certaine valeur, la résistance du redresseur baisse et modifie l'équilibre du pont.- Il résulte de ce changement que le potentiel du point de jonction entre la résistance 4o et le redresseur 42 est abaissé et que du courant passe alors par les bobinages 44 et 45 dans une direction indiquée par la flèche 5o. Ce cou- rant produit dans les noyaux 18 et 2o un flux qui s'oppose au flux principal produit par les bobinages 16 et 17.

Lorsque le circuit fonctionne dans la gamme de valeurs calculée, les noyaux 18 et 2o sont au point de saturation ou près du point de saturation de la matière du noyau et une réduction du flux dans ces noyaux donne lieu à une plus faible saturation et à une augmentation de la réactance des bobinages principaux. Ce- ci augmente l'impédance en série, crée une chute de tension alternative supérieure et abaisse la tension de sortie à la valeur désirée. ' On suppose maintenant que la tension d'entrée reste à une va- leur constante, tandis que la charge de sortie est réduite, ce qui élève le courant d'une manière appréciable. Une action de ce genre ferait normalement baisser la tension de sortie

parce qu'elle nécessiterait un plus grand flux de courant à travers la self 26 et les bobinages 16 et 17.

Le circuit en pont 37 détecte évidemment cet abaissement de tension et règle le flux passant par les noyaux 18 et 2o pour éle- ver la tension de sortie à la valeur désirée, mais le cir- cuit de compensation de charge, qui est monté en parallèle aux bornes de la self 26, aide considérablement à cette action de réglage. Une élévation du courant sur la charge cause aussi une élévation dans les bobinages 34 et 35, puis aide le flux produit par les bobinages principaux en causant ainsi davantage de saturation dans les noyaux, un abaisse- ment de la valeur de réactance des bobinages 16 et 17 et une augmentation de la tension aux bornes de sortie à la valeur désirée.

Le circuit en pont représenté à la fig. 2 est une variante montrant la manière dont deux redresseurs 51 et 52 peuvent être utilisés au lieu d'un. Ces redresseurs sont représentes dans leur montage normal avec leurs cathodes reliées à la partie négative du circuit. Un montage de cette nature pro- duit une -variation de résistance quand la tension appliquée aux redresseurs.varie, mais la variation de résistance n'est pas aussi grande que lorsque le redresseur est monté en sens inverse.

Il ressort de ce qui recède que l'on peut construire un régulateur de tension sensible à la fois à la tension d'entrée et à la charge de sortie sans les éléments électroniques usuels.

Diverses modifications peuvent d'ailleurs être apportées aux exemples de réalisation représentés et décrits sans sortir du cadre de l'nvention

Claims

Résumé Régulateur de tension pour installations de distribution alimentées en courant alternatif, remarquable notamment par les caractéristiques suivantes, considérées séparément ou en combinaison: a) Le régulateur de tension comporte un premier noyau mag- nétique présentant un bobinage principal relié à un côté d'une source de courant alternatif et un second noyau magné- tique ayant un bobinage principal relié à l'autre côté'de la source de courant alternatif, les deux bobinages principaux étant montés en série chacun avec un redresseur et étant re- liés à l'une des bornes d'un consoumateur de courant continu;

un premier bobinage de réglage, disposé sur les deux noyaux magnétiques,'est relié, en passant par un redresseur, à la source de courant alternatif et un second bobinage de réglage, prévu sur ces deux noyaux, est relié, en passant par un cir- cuit de mesure en pont , aux bornes du consommateur de courant continu.. b) Le premier bobinage de réglage, prévu sur les deux noyaux magnétiques, est relié aux bornes d'une impédance en série placée dans le circuit du consommateur en courant continu. c) Le second bobinage de réglage, prévu sur les deux noyaux, est relié aux bornes d'une impédance série montée dans le cir- cuit du consoumateur de courant continu.

<Desc/Clms Page number 13> d) Le premier bobinage de réglage, prévu sur les deux noyaux, est relié, en passant par un redresseur, à la source de courant alternatif et le second bobinage de réglage, prévu sur les deux noyaux, est relié aux bornes d'une impédance sé- rie.disposée dans le circuit du consommateur de courant con- tinu, tandis qu'un troisième bobinage de réglage, prévu sur les deux noyaux magnétiques, est relié, en passant par un cir- cuit de mesure en pont, aux bornes du consommateur de courant continu. e) Un conducteur est disposé entre une prise de tension mé- diane de la source de courant alternatif et l'autre borne du consommateur de courant continu.

f) Pour fournir, à partir de l'alimantation en courant alter- natif, une tension redressée dont la grandeur rentre dans une gamme de variations limitée, un premier noyau magnétique sa-- turable comporte un bobinage principal relié à l'un des côtés d'une source de tension alternative, un second noyau magnétique saturable ayant un bobinage principal est relié à l'autre côté de la source de tension alternative,un montage redresseur est relié au premier et au second enroulements principaux et four- nit du courant continu à un consommateur, puis il y a sur chacun des deux noyaux=magnétiques saturables un bobinage de- réglage ces deux bobinages de réglage étant reliés à un montage redres- seur, qui est alimenté par une tension partielle de la source de tension alternative,

et étant disposés de façon que la sa- turation des noyaux magnétiques augmente en présence d'une di-- <Desc/Clms Page number 14> minution de tension de la source de tension alternative. g) Les bobinages de réglage sont reliés à un organe de manoeuvre, qui est relié de son côté aux bornes du consom- mateur de courant continu, les bobinages de réglage étant disposés de façon que la saturation des noyaux magnétiques augmente en présence d'une-diminution de la tension continue du consommateur. h) Les bobinages de réglage sont reliés aux bornes d'une impédance placée dans le circuit d'un consommateur de courant continu et amènent courant proportionellement aux besoins au consommateur, la disposition étant réalisée de façon que lors d'une augmentation du courant fourni au consommateur la satu- ration des noyaux magnétiques augmente.

i) L'organe de mesure est un montage en pont comportant quatre bras et contenant dans l'un d'eux un élément de résistance non linéaire, les bobinages de réglage étant agencés pour produire un flux magnétique qui s'oppose au flux magnétique produit par les bobinages principaux, de sorte que la saturation des noyaux magnétiques augmente en présence d'une élévation de la tension continu prise par le consommateur. j) L'organe de mesure comprend un montage en pont à quetre bras présentant dans l'un d'eux un élément de résistance non linéaire, puis le troisième bobinage de réglage est relié aux points de jonction- opposés les un aux autres du pont et est agencé pour produire un flux magnétique qui s'oppose au flux magnétique produit par les bobinages principaux.

<Desc/Clms Page number 15> k) L'impédance sérieest constituée par une indutivité qui forme une.partie d'un filtre servant à éliminer les consti- tuants de courant alternatif indésirables dans le courant continu fourni au consommateur.