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La présente invention a pour objet un dispositif de stabilisation à noyau saturé, permettant d'obtenir un courant ou une tension de sortie qui, à choix, croit, reste constante
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ou décroît lorsque la tension d'alimentation augmente au-des- sus d'une certaine valeur, qui est caractérisé par le fait qu'il comporte deux circuits alimentés en parallèle par une tension proportionnelle à la tension d'entrée variable et dont l'un au moins comprend une self-inductance à noyau saturé en série avec une impédance, l'autre circuit comprenant une in- ductance ordinaire et une impédance en série (ou une capacité et une impédance en parallèle), un effet des courants traver- sant les impédances étant mis en opposition pour les deux cir- cuits.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, non limitatif, plusieurs formes d'exécution du dispositif objet de l'invention.
Fig. 1 est un schéma électrique explicatif.
Fig. 2 est un diagramme correspondant.
Fig. 3 est un schéma des connexions d'une première forme d'exécution.
Fig. 4 est un diagramme illustrant le fonctionnement de cette forme d'exécution.
Fig. 5, 6, 7 et 8 sont des schémas électriques de quatre autres formes d'exécution.
Fig. 9 est un diagramme illustrant le fonctionnement du dispositif selon fig. 8.
Fig. 10 est un schéma des connexions d'une autre for- me d'exécution.
Fig. 11 est un diagramme illustrant le fonctionnement de la forme d'exécution selon fig. 10.
Fig. 12 est un schéma des connexions d'une autre for- me d'exécution encore.
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Pour faciliter la compréhension et éviter des répéti- tions, on utilisera, dans la suite,- les mêmes symboles pour dé- signer les éléments correspondants des diverses formes d'exécu- tion.
On sait que la caractéristique tension-courant d'une self-inductance avec'noyau à haute perméabilité magnétique pré- sente un coude qui correspond à la tension de saturation du noyau.
Considérons le circuit de la fig. 1 constitué par la self-inductance L et une impédance Z. Lorsque la tension alter- native U augmente jusqu'à la valeur IL* qui représente la ten- sion de saturation du noyau, l'inductivité de la self-inductan- ce est assez grande pour empêcher pratiquement le courant de passer dans le circuit. Au-delà de cette valeur, le noyau de la self-inductance est saturé et le courant croît linéairement avec la tension comme représenté à la fig. 2.
Dans la forme d'exécution du dispositif selon fig. 3, on a deux circuits analogues à celui de la fig. 1 , mais dont les self-inductances se saturent pour des tensions différentes.
La tension de saturation de la self-inductance L2 étant, dans cet exemple, supérieure à celle de la self-inductance L1. Si on aliment'é les deux circuits L1-Z1 et L2-Z2 par la même sour- ce alternative U.et que l'on oppose les tensions¯prises aux bornes des impédances Z, et Z2, comme le montre le schéma de la fig. 3, le courant traversant une impédance de charge Zc au- ra la caractéristique indiquée à la fig. 4. Lorsque la tension U croît de U01- U02 'le courant augmente jusqu'à ce que la self-inductance L2 se sature. Pour une tension U supérieure à U02, le courant résultant ic est proportionnel à la différence des tensions aux bornes des impédances Z. et Z2.On voit que
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si les caractéristiques des deux circuits ont la même pente, le courant traversant l'impédance Z c reste constant.
En faisant varier la pente de l'une des deux caractéristiques, on obtient un courant de sortie ic qui, au lieu d'être constant, croit ou décroît en fonction de la tension d'alimentation U, comme indi- qué respectivement en pointillé et en traits mixtes sur la fig. 4. On peut donc obtenir à volonté l'une ou l'autre de ces trois caractéristiques.
La forme d'exécution selon la fig. 5 diffère de la précédente par l'adjonction d'un groupe redresseur R grâce au- quel le courant de sortie alimentant l'impédance Zc est pulsé.
Dans la forme d'exécution selon fig. 6, qui est ana- logue à la précédente, chacun des circuits L1-Z1 et L2- Z2 comporte un groupe redresseur R1,respectivement R2 . Le cou- rant de sortie est donc pulsé.
Cependant, pour pouvoir augmenter la puissance de sortie du dispositif, il est nécessaire d'utiliser l'effet ma- gnétique des courants traversant les impédances Z. et Z2 ; on obtient alors la disposition représentée à la fig. 7. Les im- pédances Z1 et Z2 sont constituées par celles des enroulements d'excitation d'un dispositif à commande magnétique T, par exem- ple une machine à courant continu ou un amplificateur magnéti- que .
La disposition de la fig. 7 peut être appliquée à un transducteur parallèle, de manière à obtenir une plage de sta- bilisation très étendue. Les connexions de ce dispositif sont indiquées sur le schéma de la fig. 8. Les deux impédances Z et Z2 représentent celles des enroulements de prémagnétisation d'un transducteur comprenant les deux enroulements de travail Z, 1 et Z2t couplés en parallèle et alimentés par la tension
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alternative variable U. En- l'absence de courant dans les enrou- lements Z1 et Z2 le courant traversant l'impédance de charge Zc en fonction de la tension U est pratiquement nul jusqu'à une valeur Uto (fig. 9) correspondant à la tension de saturation 1 2 dos noyaux Z1t et Z2t.
Au-delà de ces deux valeurs, le courant augmente linéairement avec la tension comme indiqué à la fig.9.
Pour un courant de prémagnétisation constant, on obtient les droites horizontales représentées à la fig. 9. La prémagnéti- sation constante (K) est alors obtenue par la différence (soit At1- A52= K) des arnpèretours AT1 et At2 fournis par les courants circulant dans les enroulements Z. et Z2 .On ob- tient de cette façon une plage de stabilisation très étendue, par exemple entre les points A et B.
Les formes d'exécution que l'on a décrit jusqu'ici présentent la particularité d'être assez sensible aux variations de fréquence. Les formes d'exécution que l'on va décrire mainte- nant sont pratiquement insensible à ces variations. Elles se distinguent par le fait qu'elles comportent deux circuits ali- mentés en parallèle, chacun par une tension proportionnelle à la tension d'entrée variable et comprenant, l'un, une self-in- ductance à noyau saturé, en série avec une impédance, et l'au- tre un circuit réactif comprenant une impédance et dont la pen- te de la caractéristique intensité en fonction de la tension varie avec la fréquence, un effet des courants traversant les- dites impédances étant mis en opposition pour ces deux circuits.
Le dispositif selon fig. 11 est analogue à celui se- ' Ion fige 3. Il en diffère simplement par le fait que la self- inductance L. est ici une inductance à noyau non saturé. Ce dispositif comporte deux circuits alimentés chacun par une ten- sion d'entrée variable U et comprenant, l'un une self-
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inductance L2 à noyau saturé et une impédance Z2 en série, l'au- tre un circuit comprenant une inductance ordinaire L1 et une impédance Z.disposées en série. Un effet (dans ce cas les ten- sions aux bornes de Z. et Z2) des courants traversant les impé- dances Z. et Z2 sont mis en opposition pour ces deux circuits.
Z est l'impédance de charge.
Ce dispositif fonctionne comme le montre le diagramme selon fig. 11.
La droite oi,correspond à la caractéristique du cou- rant circulant dans le circuit de la self non saturée. Si U20 re- présente la tension de saturation de la self saturée L2 et U20 i2 la caractéristique du courant dans le deuxième circuit, le cou- rant circulant dans l'impédance de charge sera constant si les deux pentes de ces caractéristiques sont égales et pour une ten- sion d'alimentation supérieure à U20.Cette disposition permet d'obtenir un courant pratiquement constant pour une fréquence variable.-¯En effet, si la fréquence augmente, la tension de sa- turation de la self L2 qui est proportionnelle à la fréquence prend la valeur U'20, la caractéristique U'20 i'2 restant pa- rallèle à U20 i2 .En revanche,
l'impédance du circuit avec la self non saturée augmente de sorte que la caractéristique du courant'dans ce circuit devient ci'1 ce qui permet d'obtenir le même courant dans l'impédance de charge pour la tension d'ali- mentation U'20. Si la fréquence diminue le dispositif fonction- ne avec les caractéristiques U"20i"2 et oi"1 et le courant no- minal est obtenu pour la tension U"20.La variation de la pen- ' te de la caractéristique oi. en fonction de la fréquence peut être aussi obtenue en remplaçant la self non saturée L. par une capacité en parallèle avec l'impédance Z1.
Ces deux cas ont ceci de commun que le circuit qui
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contient L1où la capacité est un circuit réactif comprenant une impédance et dont la pente de la caractéristique intensité en fonction de la tension varie avec la fréquence.
Etant donné que la pente de l'une des caractéristiques du courant varie en fonction de la fréquence, le courant circu- lant dans l'impédance de charge n'est pas tout à fait indépen- dant de la tension d'alimentation pour une fréquence différente de. la fréquence nominale, toutefois l'erreur obtenue pour des faibles variations de fréquence est négligeable.
Ce dispositif peut être appliqué à un transducteur série de manière à obtenir une plage de réglage étendue et un courant de sortie supérieure aux courants circulant dans les deux circuits, de prémagnétisation.
La figure 12 montre l'ensemble des connexions d'une telle disposition.
Zt et Z't représentent les enroulements de travail du transducteur et Z et Z2 les enroulements de prémagnétisation alimentés .par les circuits comprenant la self non saturée L1 et la self saturée L2. Les flux de Z1 et Z2 sont en opposition.
Pour que le dispositif fonctionne convenablement il faut adapter l'impédance des circuits de prémagnétisation aux valeurs des selfs L et L2, ce qui s'obtient à l'aide des résistances d'acaptation R. et R2. Dans une variante, ces résistances d'a- daptation R1, R@, pourraient être branchées en 'parallèle sur les enroulements Z1, Z2 .Dans les deux cas, l'impédance en série avec L1,respectivement L2,est constituée par celle de l'enroulement Z. , respectivement Z2 et par R1, respective- ment R2.
Dans l'exemple représenté sur la fig. 11, les enrou- lements de travail Z , t Z't du transducteur sont couplés en
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série et alimentés par la tension d'entrée variable U. Dans une variante, ces enroulements pourraient être couplés en parallèle.
Enfin, dans les exemples décrits, les circuits L, Z1 et L2 Z2 sont tous deux alimentés par la tension U elle-même.
Il pourrait y avoir avantage, dans certains cas, à alimenter ces deux circuits par des tensions différentes mais toutes deux proportionnelles à U, le coefficient de proportionnalité étant différent pour les deux circuits (pouvant naturellement être' égal à 1 pour l'un d'eux).
REVENDICATIONS
1) Dispositif de stabilisation à noyau magnétique saturé, permettant d'obtenir un courant ou une tension de sortie qui, à choix, croit, reste constante ou décroit lorsque la tension d'alimentation augmente au-dessus d'une certaine valeur, caractérisé par le fait qu'il comporte deux circuits alimentés en parallèle par une tension proportionnelle à la tension d'entrée variable et dont l'un au moins comprend une self-inductance à noyau saturé en série avec une impédance, l'autre circuit comprenant.une inductance ordinaire et une impédance en série (ou une capacité et une impédance en parallèle), un effet des courants traversant les impédances étant mis en opposition pour ces deux circuits.