Dispositif de réglage automatique de tension pour courant alternatif: Pour l'alimentation d'un grand nombre d'appareils électriques, il est nécessaire ou utile que le courant dont on dispose ait une tension plus constante que celle du courant fourni par certains secteurs alternatifs, la tension du courant des secteurs variant sou vent entre des limites écartées de<B> </B> 2,0% ou même plus de la tension normale.
En dehors de certains appareils scienti fiques et des appareils à rayons X, ce sont surtout les appareils de T. S. Ta\. alimentés par le courant du secteur qui souffrent de ces variations de tension. Pour écarter les incon vénients, de ces. variations, on a créé des ré gulateurs à, ampoule fer-hydrogène, mais ces régulateurs ne fonctionnent que pour un dé bit bien déterminé. Ils présentent en outre l'inconvénient d'avoir une grande inertie et leur effet :de réglage n'est pas instantané.
D'autres régulateurs fonctionnent soit avec des selfs à noyau mobile et avec des condensateurs à .grande capacité, soit avec des inductances, dont l'une est à circuit ma- gnétique saturé et l'autre à circuit magnéti que faiblement saturé, et avec des capacités. Dans ces cas, le circuit d'utilisation se bran che aux bornes des condensateurs. Ces sys tèmes présentent des avantages, mais leur prix est élevé par rapport à leur puissance et leur plage de réglage est restreinte.
Les régulateurs automatiques à induction ne sont économiques que pour les. grandes puissances.
La présente invention a pour objet un -dis positif de réglage automatique de tension pour courant alternatif dont la marge de ré glage peut être très étendue et peut dépasser, par exemple 50 % de la tension constante dé sirée. Ce régulateur est d'un prix de revient relativement réduit; il ne comporte aucun organe amovible et son action instantanée.
Selon l'invention, le dispositif comprend une capacité et une inductance branchées en série sur le courant alternatif à tension va riable à régler la tension constante étant ob tenue aux bornes de l'inductance. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, se rapporte à quelques formes d'exécution du dispositif.
La fig. 1 est un schéma du -dispositif ob jet de l'invention; La fig. 2 montre en coupe une inductance à section contractée ou rétrécie par décou page d'un trou ovale dans les tôles magnéti ques; La fig. 3 représente en perspective une inductance dans laquelle la section contractée est réalisée d'une autre façon;
La fig. 4 montre en perspective une forme d'exécution d'une inductance légèrement dif férente -de celle que représente la fig. 3,; Les fig. 5 à 9, enfin, sont des schémas montrant diverses formes d'exécution du dis positif de réglage, objet de la présente inven tion.
L'invention se fonde sur les considérations suivantes Lorsqu'on branche cri série une capacité C et une inductance I @à fer (fig. 1), sur un courant alternatif de tension variable; on ob tient, dans certaines conditions., une tension pratiquement constante- aux bornes de l'in ductance.
Les conditions essentielles pour le bol, fonctionnement du système sont, d'une part, pour l'ensemble un facteur de puissance dé calé en avant (c'est-à-dire un facteur de puissance capacitif) et, d'autre part, un cou rant magnétisant (de l'inductance) qui pré sente un coude prononcé dans sa caractéristi- que indiquant que le fer de l'inductance est dans un état voisin -de la saturation.
Lorsque ces conditions sont respectées., la tension aux bornes de l'inductance varie très peu avec la charge. Le système perd sa sta bilité lorsque la charge est trop grande par rapport à la. capacité.
Ce système donne des résultats très sa tisfaisants; à pleine charge, il réduit, à la sortie<B>8</B>, au cinquième ou au sixième une va riation déterminée à l'entrée E.
Comme le fer de l'inductance est dans un état voisin de la saturation, il se produit des pertes notables par hytérésis et par courants parasites.
On peut réduire ces pertes par la dispo sition suivante: On contracte ou on diminue, sur un par cours relativement faible et en un endroit où il est facile de le refroidir, c'est-à-dire en un endroit qui ne porte pas d'enroulement, la section du fer du circuit magnétique. En cet endroit, où la section est contractée, l'induc tion normale du circuit s'élève à une valeur voisine de la saturation, cette section con tractée donnant au circuit la caractéristique fortement incurvée du courant magnétisant, qui est nécessaire au bon fonctionnement du système.
Grâce à cette mesure, les pertes dans le fer -de l'inductance peuvent rester faibles sur la partie la plus longue du parcours du flux et celui-ci peut cependant atteindre une va leur très élevée par suite de l'induction éle vée, mais dans la section contractée seule ment. Il en résulte que les, pertes totales sont relativement faibles et que, par suite, on at teint un rendement élevé pour l'ensemble sans nuire au bon fonctionnement de cet en semble.
On peut réaliser la contraction, par exem ple comme le montre la fig. 2, en pratiquant, dans les parties de tôles qui se trouvent à l'extérieur de l'enroulement, des trous c qui peuvent être rectangulaires ou ovales. On peut aussi faire alterner des tôles. présentant un grand entrefer e avec des tôles. sans entre- fer (fig. 3).
Lorsque pour le serrage des tôles magné tiques composant le circuit magnétique, on utilise des flasques en métal magnétique tel que le fer ou la fonte, il se produit dans ces flasques, à l'endroit de la contraction du cir cuit magnétique, un échauffement considéra ble dû à l'existence d'un flux parasite audit endroit. On évite cet échauffement en utili sant des flasques en un métal non magnéti que tel que le laiton.
Toutefois, pour éviter l'utilisation des mé taux non magnétiques, d'un prix relativement élevé, on peut appliquer, sur les deux faces du circuit magnétique, une certaine épaisseur de tôles magnétiques supplémentaires à fai bles pertes, à section non contractée et sans entrefer, comme on l'a montré sur la fig. 4 et intercaler, entre les flasques (en métal ma gnétique) et ces tôles supplémentaires sans entrefer, une certaine épaisseur de matière isolante i.
Dans certains cas, on a besoin d'une ou de plusieurs tensions différentes d'utilisation. Au lieu d'intercaler alors entre le régulateur et le circuit d'utilisation un transformateur, il suffit, comme le montre la fig. 5, de dis poser sur l'inductance de réglage un ou plu sieurs enroulements qui fournissent la ou les tensions stables désirées.
On peut encore, avec une économie souvent appréciable, exécuter l'inductance de réglage en autotransforma- teur abaisseur de tension ou en auto- transformateur survolteur. La fig. 6 montre une inductance de réglage avec auto- transformateur abaisseur de tension. Ainsi qu'il a été dit plus haut, le facteur de puissance de l'ensemble capacité induc tance doit être décalé en avant. Pratique ment, ce facteur de puissance sera même très réduit et de l'ordre de cos 9P = @0,3 à 0,5.
Dans certains cas, il résultera du fait de ce facteur de puissance décalé en avant ou fac teur de puissance capacitif un avantage ap préciable, car lorsqu'un certain nombre de ces appareils sont branchés sur un secteur, ils en améliorent le facteur de puissance décalé en arrière. Dans d'autres cas, un facteur de puis sance aussi bas du régulateur de tension peut être indésirable. Pour l'améliorer, on peut disposer à l'entrée du système régulateur une autre inductance I', par exemple à entrefer, qui provoque un décalage du courant en ar rière comme on l'a indiqué sur la fig. 7.
On arrive ainsi à maintenir le facteur de puis sance de l'ensemble régulateur et inductance supplémentaire à. la valeur désirée, par exem ple dans le voisinage de cos 9p <I>=</I> 1,0 soit légèrement en avant, soit légèrement en ar rière. Le montage qu'on vient de décrire ne compense pas, d'une façon absolue, les va riations de la tension à l'entrée, mais les ré duit à 1!5 ou 20% de la valeur initiale. Très souvent, ce réglage sera suffisant.
On peut cependant réduire ces variations pratiquement à zéro. En effet, si l'on bran che à. l'entrée E -du système, c'est-à-dire sur le courant à tension variable, un transforma teur T qui produit une tension bien détermi née, laquelle est fonction de la tension d'en trée, et si comme on le montre sur la fig. 8, l'on oppose la tension de ce transformateur T à la tension réglée par le régulateur de ten sion, on obtient, dans certaines conditions, à la sortie E, une résultante, c'est-à-dire un courant qui n'accuse pratiquement aucune va riation de tension lorsqu'il se manifeste -des variations de 30 %, par exemple, à l'entrée.
Ce montage permet de maintenir rigoureuse ment constante, à 110 volts, par exemple, une tension qui varie entre 75 et 150 volts et ceci en pleine charge du régulateur.
On peut même obtenir par ce procédé une variation en sens contraire, par une sorte de surcompoundage, c'est-à-dire de façon que, si la tension à l'entrée augmente, la tension à la sortie baisse, et inversement.
Enfin, si l'on établit ce transformateur de eompoundage, de façon à, lui donner un faible facteur de puissance, par exemple en le construisant avec un entrefer, comme on l'a représenté en T, sur la fig. 9, il peut en même temps servir à améliorer le facteur de puissance du régulateur. Dans ce cas, on peut se passer d'une inductance spéciale servant à améliorer le facteur de puissance du régula teur.
Il est bien entendu que les modes d'exé cution décrits n'ont été donnés qu'à titre d'exemple et qu'on peut, sans sortir du -do maine de la présente invention, y apporter diverses modifications.