BE552147A - - Google Patents

Description

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   La présente invention concerne un dispositif mainte- nant la constance de la tension pour des réseaux à courant alternatif, qui maintient constante la tension alternative à ses bornes de départ, indépendamment de   -la   charge, lors d'oscillations de la tension d'entrée et de la fréquence. En particulier, elle concerne un montage qui règle la tension de sortie à l'aide d'une tension de complément qui est addition- née   vectoriellement   à la tension principale .   ''   
Il était usuel, jusqu'à présent, de régler la ten- sion des réseaux à courant alternatif par changement de la résistance apparente branchée en série dans la ligne d'amenée. 



  Dans d'autres   genres'   de réglage de la tension on utilisait un transformateur d'e réserve en association avec une résistance apparente, cette dernière étant modifiable par un agencement auxiliaire ou un agencement de recherche en association avec un dispositif- d'amplification. Cette impédance variable a or- dinairement la forme d'une bobine de choc. 



   Un inconvénient de ce dispositif et d'autres disposi- tifs connus se trouve dans l'impédance série dans la ligne d'a- menée principale. De tels montages provoquent une chutYe de tension considérable, et le réseau doit présenter une tension qui dépasse notablement la tension de charge. En outre, les dispositifs connus de ce genre utilisent généralement une dis- position de montage dans laquelle tout le courant repris par la charge- traverse le réseau . impédance variable et nécessite de ce fait des éléments de circuit qui peuvent reprendre tout le courant de charge . 



   Grâce à l'invention,on procure un régulateur de tension perfectionné pour desréseaux à courant alternatif qui évite un ou plusieurs des défauts ou des limitations des ré- 

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 gulateurs de tension connus. La présente   @   antion prévoit   l'utilisation     d'un   montage qui entrie la plus grande   partie   du courant alternatif   amené   du   roseau   à la charge en passant 
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 par un élément additionneur, -t-s i.C& ':#:># -' . j. ##c-iijïer 5; fait par l'addition vectorielle d'une pente tension aiterna tive par le même organe additionneur, au circuit de sortie. La tension de sortie est alors réglée par le changement de phase de la tension additionnelle ou complémentaire. 



   La plus grande partie de la quantité de courant alternatif qui passe du.réseau à la charge traverse directe- ment l'organe additionneur, qui ne présente pas d'impédance série. Pour cette raison, la fraction du courant total à uti- liser dans le dispositif de régulation est petite. Grâce à l'invention, les déformations de la tension réglées sont aus- si diminuées . 



     L'invention     Drésente   un conducteur intermédiaire en- tre   l'amenée   de courant et la charge, qui traverse un organe d'addition, lequel peut être un transformateur. A la ligne d'amenée de courant est raccordé un dispositif auxiliaire qui engendre la tension complémentaire nécessaire pour la régula- tion. Cette tension complémentaire est ajoutée à la tension principale dans l'organe additionneur précité à la sortie   du-   quel est raccordée là charge .  En   outre, on a prévu un dispo- sitif de contrôle qui influence la phase de la tension addi- tionnelle de telle sorte que la tension à la sortie du dispo- sitif de maintien de la tension est maintenue constante à la valeur désirée . 



   .Un exemple de forme d'exécution de l'invention est représenté au dessin, et - la figure 1 est un schéma à blocs avec les diver- ses parties du dispositif de régulation; - la figure 2 est un schéma de connexions qui mon- 

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 tre les particularités de tous les circuits utilisés dans le régulateur ;

   - la figure 3 est un diagramme vectoriel pour   expo"   se la  -. manière   -dont un   .change méat   de phase -d  un   vecteur ajou té   peut changer   la- tension   .aux   bornes d'un réseau d'alimenta tion   en,-courant     alternatif-.    
Les conducteurs d'alimentation 10 et 11 sont   raccor-   dés à une source de courant alternatif non. montrée dont la tension .fournie .peut changer notablement.. -Les deux   conduc-   teurs   10,   11 sont raccordés à un organe additionneur 12 dont les deux conducteurs de sortie 14 et 15 sont reliés à une   char-   ge 16.

   Les deux conducteurs 10, 11 sont aussi reaccordés à   l'en-   trée   d'un   élément redresseur et filtre 17 La sortie de ce dernier est reliée à un onduleur 18 qui transforme la tension continue en tension alternative de même fréquence que celle de la .tension qui existe entre les fils 10,11.

   Un décale ur de phase 20 sert à l'établissement de la fréquence nécessaire et à la commande de la phase de la tension engendrée dans l'onduleur 18 Le déphaseur 20 est alimenté par les deux con- ducteurs 10,11 et la phase de sa tension de sortie est déter- minée par un organe de commande 21 couplé aux conducteurs   14,   15 allant à la charge   Le   déphaseur est relié à l'onduleur pour commander la phase de la tension des conducteurs de sor- tie 22-24 qui sont raccordés à l'organe additionneur   12.   



   Suivant la figure 2, l'organe additionneur 12 pré- sente deux enroulements primaires 25,26 et un enroulement se- condaire 27 sur un noyau de transformateur.Cet agencement re- présente un dispositif additionneur qui provoque sur les deux conducteurs secondaires 14 et 15 une tension qui est propor- tionnelle à la somme vectorielle des tensions appliquées aux conducteurs   d'entrée .   



   Le circuit de redresseur et de filtre 17 présente 

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 un tube redresseur sur les deux alternances 30 un transfor- mateur d'alimentation 31 et un circuit filtre de construction usuelle comme il est généralement connu et usuel dans les installations de redresseurs pour combattre les ondes surajou- tées. Ce circuit contient des condensateurs reliés aux con- ducteurs de sortie du redresseur, et une bobine de choc 32 mon- tée en série dans le conducteur positif. Au lieu du tube re- dresseur on peut utiliser aussi n'importe quel autre organe redresseur, par exemple un redresseur au sélénium ou au ger-   manium .    



   L'onduleur 18 possède deux triodes   33,34   dont les cathodes sont reliées entre elles et au conducteur d'alimen- tation en courant continu -de pôle négatif. Les anodes des deux triodes sont reliées aux conducteurs 22 respectivement   24   qui sont raccordés aux points terminaux de l'enroulement pri- maire 26. Les anodes obtiennent leur tension élevée d'un con- ducteur 23 qui est branché en série avec une réactance 
35 et raccordée au conducteur positif d'alimentation du circuit de redresseur et de filtre 18 En parallèle à   l'enrou-   lement se trouve un conducteur 39. Les électrodes de commande des deux triodes 33,34 sont raccordées aux points terminaux d'un enroulement secondaire du transformateur 36 dont l'enrou- lement primaire forme une partie de l'organe déphaseur . 



   L'organe déphaseur 20 possède un transformateur d'alimentation 37 dont l'enroulement primaire 38 est raccordé à la ligne d'alimentation   10,11.   Un grand condensateur varia- ble 40 peut être monté en série avec un des conducteurs d'en- trée pour corriger un décalage de phase se produisant par suite des enroulements du transformateur. Habituellement cependant ce condensateur n'est pas nécessaire Les bornes terminalesde l'enroulement secondaires 41 sont raccordées à une résistance 42 respectivement à une bobine de choc 43 

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 susceptible de saturation, le milieu de l'enroulement   secon-   daire 41 est relié à l'enroulement primaire   44   du transforma- teur comprenant l'enroulement secondaire 36.

   L'autre borne de l'enroulement 44 est reliée à la résistance 42 et à l'enrou lement de courant alternatif de la bobine de choc associée au noyau susceptible de saturation* Si les impédances de la   résis- .   



  .tance 42 et de la bobine de choc 43 sont égales entre elles la phase de lat   ension   apparaissant à l'enroulement   44   est déca- l's de 90  par rapport à la tension se présentant à   l'enrou-   lement secondaire 41 Si l'impédance de la bobine 43 est faite très petite par rapport à celle de la résistance 42,la tension à l'enroulement 44 set rouve tout près de la phase de l'extré- mité inférieure de l'enroulement   41.  Si au contraire   l'impé-   dance de la bobine 43 est beaucoup plus grande que la  résistan-   ce   42,   la tension de l'enroulement   44   s'approche de la phase de l'extrémité supérieure de l'enroulement 41.

   Les bobines de choc saturables possèdent un domaine de réactance d'au moins 10:1 et sont réglées par   un   courant continu s'écoulant dans un enroulement de comande A l'aide de l'agencement de mon tage montré à la figure 2, on peut atteindre un   décalage   de phase de 160  
Le circuit de commande 21 présente deux liaisons a.vec les conducteurs de sortie   14,15     pour   sentir la valeur de la charge. Un transformateur   45,  généralement un transformateur abaisseur, est utilisé pour appliquer la tension nécessaire au filament d'une diode 46. Une résistance variable 47 dans le circuit de chauffage permet une variation de la tension réglée aux bonnes de la charge.

   L'anode de la diode 46 est 'alimentée par une résistance 48 à partir'du circuit de redresseur de filtre 17 L'anode de la diode 46 est aussi connectée à l'élec- trode de commande d'un tube redresseur-amplificateur 50.   L'ano-   de de ce tube, qui est généralement une triode est reliée   direc-     tement   à l'une des bornes de l'enroulement de courant contins' 

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 51 de la bobine de choc saturable.

   Pour donner une tension préalable de valeur utile à l'électrode de commande du tube amplificateur 50, la cathode incandescente de la   diode 46   est portée à un potentiel négatif considérablement plus grand que laterre .Cette tension est obtenue d'un côté de l'enroule- ment secondaire du transformateur 31 et est redressée par un redresseur 52   unique .   L'alimentation est filtrée par une ré- sistance 53 et un condensateur   54 '   
En fonctionnement, lorsque   laension   d'alimention et le courant de chargesetrouvent au moins proches de leurs valeurs moyennes,

   le filament de la diode 46 est échauffé à une température qui 'fait que le tube laisse s'écouler de son      anode un courant de grandeur moyenne en sorte que le tube amplificateur 50 est mis en situation de laisser s'écouler      un courant moyen par son anode. et l'enroulement à courant con- tinu 51 de la bobine de choc. On 4 ainsi une tensin à l'en- roulement 36 qui est appliquée à l'électrode de commande des tubes onduleurs 33 et 34 pour produire une tension alternati- ve dans l'enroulement 26, laquelle tension est déphasée de 90  de la tension d'amenée principale à travers l'enroulement 25. 



    Les  courants dans les deux enroulements 25,26 sont ajoutés   vectoriellement   par le transformateur 12 et le résultat appa- rait dans l'enroulement secondaire 27 
La figure 3 montre l'addition vectorielle de la ten- sion dans le transformateur 12. Le vecteur OA représente la tension d'amenée de courant alternatif,et le vecteur AB, la tension ajoutée par suite de l'enroulement 26. Alors la ligne en pointillés OB représente en grandeur et en phase la tension résultante . 



   On admettra maintenant que la résistance variable 47 est accrue d'une petite quantité pour diminuer le courant et la température du filament de la diode 46. Il s'écoule 

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 maintenant moins de courant par le circuit d'anode, la ten- sion de l'électrode de commande du tube 50 est élevée, celle- ci envoie un courant plus grand dans l'enroulement à courant   continu. 51   et réduit la réactance de l'enroulement 43 par sui- te de la saturation du noyau. Ce changement de réactance   chan-   ge la phase du courant dans   l'enroulement,     44,   et la tension appliquée aux électrodes de commande des tubes 33, 34 est   soumi   se à un décalage de phase analogue.

   La tension résultante. ap- paraissant dans l'enroulement primaire 36 est représentasà la figure 3 par le vecteur AC et la somme decet ce tension   et   de l'amenée principale est représentée par OC. 



   Un changement de la résistance 47 pour augmenter le courant dans le filament de la diode 46 donne des résultats qui sont opposés à ceux décrits plus haut, etdécale la phase de la tension ajoutée, en AD, en sorte qu'on a une tension de charge représentée par le vecteur CD 
La description précédente partait de l'hypothèse que la tension d'alimentation et l'impédance de charge demeurent constantes, pendant qu'on fait varier lar ésistance variable 
47.Du fonctionnement décrit plus haut il résulte que le mon- tage se règle lui-même, et que la tension aux bornes à la   char-   ge 16 est maintenue entre des limites très étroites de   chan-   gements de tension, tant que la résistance 47 est maintenue   à'   un réglage désiré.. 



   Les tubes 33, 34 peuvent être des triodes à vide poue sé, auquel cas la bobine de choc 35 et le condensateur 39 sont inutiles. Si les tubes 33, 34 sont par contre, des thyratrons à remplissage gazeux, les parties 35 et 39 sont nécessaires pour un bon fonctionnement du montage   @   c'estun fait connu que tous les montages qui   utili-   sent des bobines de choc saturables, provoquent une certaine déformation de la forme   d'onde .  Dans le montage présent, ceci 

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  .-est vrai aussi pour autant que les tubes 33, 34 soient des tubes à vide ;poussé, mais manifestement cette déformation n'existe ,-que dams le courant-additionné se trouvant dans l'enroulement 
26. 



   La tension principale d'amenée à l'enroulement 25 ¯est .indépendante de phénomènes quelconques propres au montage saturable et par suite la tension de sortie appliquée à la charge 16 présente une forme d'onde qui se rapproche davantage de la tension appliquée que ce n'est le cas dans d'autres gen res de régulateurs de tension pour courant alternatif. 



   Si les tubes 33,34 sont des tubes à remplissage ga- zeux le courant dans l'enroulement 26 est indépendant de la forme de lattension existant aux électrodes de commande des tubes de l'onduleur , qui dans ce cas donne seulement le point d'amorçage de l'allumage . La forme d'onde du courant dans l'enroulement 26 est déterminée de façon univoque par les élé- ments de montage passifs qui se trouvent dans le circuit   d'ano-   de du thyratron, donc l'enroulement 26 du transformateur 12, la bobine de choc 35 et le condensateur 39. Pour un dimension- nement correct de ceséléments de circuit, le courant dans l'enroulement 26 est sinusoïdal avec une très bonne approxima- tion . 

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Claims (1)

1. Tous les tubes 33, 34, 46 et 50 peuvent être rem- placés par des organes semi-conducteurs, à condition que soient faites des modifications convenables à la tension d'exploita- tion et aux impédances d'entrée et de sortie @ REVENDICATIONS .- 1 Dispositif de maintien de la tension pour des réseaux à courant alternatif,qui règle la tension à ses bornes de sortie de façon progressive à une valeur réglable , indépen- <Desc/Clms Page number 9> damment de changements de la charge aussi bien en grandeur qu'en phase et indépendamment des oscillations de la tension et de la fréquence du réseau d'alimentation,, sans déformer de façon importante la forme d'onde, caractérisé en ce que la plus grande partie du courant produit.est envoyée directement du réseau d'alimentation à la charge par un organe addition- neur,

   en ce qu'il existe un dispositif de décalage de phase et un dispositif dé commande , et en ce que lat ension de sortie d'amplitude constante du déphaseur est additionnée vectoriel- lement à la t ension .principale dans l'organe additionneuret en ce que la phase de la t ension additionnelle est modifiée à l'aide du dispositif de contrôle de telle sorte que la tension aux bornes de sortie du dispositif de maintien de la tension soit maintenue constante à la valeur désirée.

   2.- Dispositif de maintien de la tension suivant la revendication 1, caractérisé en ceque l'organe additionneur comprend un transformateur qui possède trois enroulements dont un enroulement est raccordé directement au réseau. d'ali mentation dont le deuxième enroulement est en relation avec la charge et dont le troisième enroulement est relié à la sor tie du dispositif de décalage de phase.

   3.- Dispositif de maintien de la tension, caractéri- sé en ce que le dispositif de décalage de phase comprend un circuit redresseur et de filtre ainsi qu'un onduleur et un réseau déphaseur qui décale la phase de la tension de sortie de cet onduleur.

   4 Dispositif de mammtien de la tension suivant les revendications 1 et 3,caractérisé en ce que le réseau dépha- seur comprend un montage en pont qui possède dans une branche une impédance variable laquelle peut être une bobine de choc prémimantée par un courant continu. <Desc/Clms Page number 10>

   5.- Dispositif de maintien de la tension suivant les revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce: que le dispo- sitif onduleur comprend deux tubes électroniques dont les élec- trodes de commande sont reliées à la sortie du réseau déphaseur.

   6.- Dispositif de maintien de la tension suivant les revendications 1-5, caractérisé en ce que les anodes des deux tubes électroniques de l'onduleur sont reliés à un enrou- lement d'un transformateur à trois enroulements.

   7.- Dispositif de maintien de la tension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle comprend un élément sensible à la tension qui est raccordé aux bornes de sortie du dispositif de maintien de la tension et un dispositif amplificateur lequel est relié au dispositif de décalage de phase.

   8.- Dispositif de maintien de la tension suivant les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle comprend des éléments'de circuit qui permettent de régler la tension de sortie du dispositif de maintien de la tension à une valeur désirée, de façon progressive.

   9.- Dispositif de maintien de la tension suivant les revendications 1, 7 et 8 caractérisé en ce que l'élément sen- sible à la tension comprend une diode et des éléments de cir- cuit qui font que les changements de tension à la sortie du dispositif de maintien de la tension provoquent une tension de commande qui commande le dispositif amplificateur.

   10.- Dispositif de maintien de la tension suivant les revendications 1, 4, 7, S et 3 caractérisé eu ce que le dispositif amplificateur comprend un tube électronique dont l'électrode de commande est reliée au dispositif sensible et dont la sortie agit sur l'impédance variable du réseau dépha- seur. <Desc/Clms Page number 11>

   11.- Dispositif de maintien-de la tension suivant les revendications 1, 4, 7, 8 9'et 10, caractérisé en ce que le courant d'anode du dispositif'amplificateur s'écoule dans l'enroulement à courant continu de la bobine de choc à préai mantation du réseau déphaseur.