Dispositif régulateur de tension pour courant alternatif. La présente invention a pour objet un dispositif régulateur de tension pour courant n alternatif, caractérisé par deux bobines de réaatance ayant des caractéristiques électro magnétiques dissemblables et connectées en tre un circuit de charge et deux prises d'un transformateur donnant l'une une tension plus haute et l'autre une tension plus basse que la tension désirée, le tout étant disposé dans<B>le</B> but que ces bobines de réactance exercent automatiquement une action, en raison du courant qui les traverse, sur la tension appliquée au circuit de charge.
Le dispositif régulateur pourra servir se lon les circonstances,<B>à</B> avoir l'ordonnance voulue pour produire une caractéristique de tension qui augmentera, ou diminuera, ou bien restera,<B>à</B> peu près constante<B>à</B> mesure de l'accroissement du courant; Ast pourquoi il conviendra tout spécialement pour arriver<B>à</B> réduire ou<B>à</B> compenser la chute de tension qui peut survenir quand la charge aug- mente pour des câbles, des enroulements de transformateur et autres analogues.
Dans la réalisation pratique du dispo sitif, par exemple, dans le but d'obtenir com pensation pour la chute de voltage survenant dans des câbles et des enroulements de trans formateurs, il est fait emploi d'un transfor mateur ayant des prises pouvant donner des tensions au delà et en dessous de celle dési rée pour le circuit de consommation qui est, d'une part, connecté directement<B>à,</B> un des bouts de l'enroulement du transformateur et, d'autre part, est connecté, par l'intermédiaire des deux bobines de réactance dissemblables, aux prises branchées sur l'enroulement du transformateur.
Dans un exemple d'exécu tion, la bobine de réactance connectée au point de prise où la tension est la plus grande a, de préférence, un noyau<B>à</B> circuit fermé dont la saturation se produit<B>à</B> des valeurs de courant relativement basses, tan dis que l'autre bobine de réactance, connec- tée au point,de prise où la, tension est la plus basse a, de préférence, une induction magné tique moindre, son noyau étant ouvert par une solution de continuité, afin de contribuer <B>à</B> l'obtention de la caractéristique recherchée. <B>Il</B> est préférable de rendre susceptible de ré glage Pentrefer de la bobine connectée<B>à</B> la tension la plus faible.
Dans cette bobine, au moins une partie de noyau peut être mobile par rapport aux enroulements de la bobine. Les deux bobines de réactance peuvent être considérées dans cet exemple comme dispo sées en série et faisant pont sur les prises !du transformateur, le potentiel du circuit de charge étant déterminé par la tension exis tant, au point commun<B>à</B> ces deux bobines de réactance.<B>A</B> charge nulle, la bobine de réac tance<B>à</B> forte induction absorbe une certaine partie de la tension entre les prises, mais<B>à</B> mesure de l'augmentation de courant, la ten sion aux bornes de la bobine<B>à</B> faible induc# tion magnétique s'accroît plus rapidement que la tension aux bornes de celle<B>à</B> forte induction,
et la dépasse d'une quantité qui peut se déterminer de façon<B>à,</B> établir une compensation pour la chute de tension sur venant dans des câbles et des enroulements de transformateur.
Le dessin ci-joint représente,<B>à</B> titre -d'#exemple, diverses formes d%xétution de l'objet -de l'invention.
Dans ce dessin: Fig. <B>1</B> représente schématiquement Lin exemple,d'un -dispositif régulateur avec trans formateur<B>à</B> deux enroulements; Fig. 2 -et<B>3</B> donnent des vu-es schématiques de formes,différentes -de bobines de réactance; Fig. 4 et<B>5</B> donnent respectivement -une vue en élévation de face et une vue en. éléva tion latérale d'une bobine de réactance<B>à</B> -en- trefer variable;
Fig. <B>6</B> est un schéma qui montre un exem ple d'un dispositif régulateur<B>à</B> auto-transfor- mateur; Fig. <B>7</B> donne le soli6mad'une autre forme de bobine de réaction<B>à</B> induction magnétique variable. La fig. <B>1</B> montre un transformateur<B>1 à</B> double enroulement, c'est-à-dire avec, enroule ment primaire 2 dont les bornes<B>3</B> peuvent être connectées.<B>à</B> une source de courant alter natif et avec enroulement secondaire 4 -dont la pleine tension entre les bornes<B>à</B> et<B>6, dé-</B> passe, quand la charge est nulle, la tension qui est nécessitée pour le circuit de charge.
Cet enroulement secondaire 4 comporte, en outre, une prise<B>7</B> débitant une tension, par rapport<B>à,</B> la, borne<B>5,</B> inférieure<B>à</B> celle deïman- dée pour -le circuit de charge. Le dispositif comprend aussi deux bobines de réactance dont les enroulements<B>8</B> et<B>10</B> sont reliés par un bout<B>à</B> la borne<B>6</B> età la prise<B>7</B> respecti vement, tandis que par J'autre bout ils sont reliés<B>à</B> un conducteur 12 -desservant le circuit de charge. L'autre conducteur -désigné par<B>13,</B> desservant le circuit de charge, est relié<B>à</B> la borne<B>à</B> de l'enroulement secoild-aire du trans formateur.
La, bobine -de réactance<B>8</B> a un noyau de fer lamellé<B>9</B> constituant un circuit magné tique fermé, tandis que la bobine de réactance, <B>10</B> a son noyau<B>11</B> interrompu par un entrefer. La détermination précise des noyaux et des enroulements des bobines de réactance dépen dra -de différents facteurs tel-s que le chiffre -et la nature de la. charge en cause ainsi que de la valeur de la chute de tension,<B>à</B> compen ser ou<B>à</B> réduire entre l'état de, charge nulle et celui de la pleine charge.
On peut voir que les deux enroulements <B>8</B> et<B>10</B> sont connectés en série l'un avec l'au tre, aux points limites<B>6</B> et<B>7</B> du bobinage secondaire du transformateur; dans ces -con ditions, quand le, primaire de ce transforma teur sera excité et qu'il n'y aura pas d'appa reil consommateur de courant raccordé aux bornes,de départ 12 et<B>13,</B> les enroulements de bobines de réactance seront traversés par du courant et la tension mesurée entre les bornes <B>,6</B> et<B>7</B> sera répartie entre les deux enroule ments<B>8</B> et<B>10</B> dans un rapport qui dépendra des inductances relatives de ces -deux bobines pour la, valeur de ce courant.
Les deux bo bines de réactance, de même que les tensions des prises<B>-6</B> et<B>7</B> peuvent être déterminées de telle façon que la tension alors produite entre les bornes 12 et<B>13</B> soit celle que l'on veut faire débiter aux bornes,de départ quand il n'y a pas de chargeet, <B>à</B> ce moment là, aucun des noyaux des bobines de réactance ne subira la saturation magnétique et le courant tra versant leurs spires sera préférablement rendu le plus bas possible comparativement au con- rant maximum des appareils consommateurs, tout en restant de conformité avec des carac téristiques de marche satisfaisantes -de l'ap pareil sous différentes charges.
La bobine de réactance<B>8</B> est exécutée de, telle sorte qu'une forte augmentation de courant impliquera un accroissement relative ment faible de<B>la</B> tension<B>à</B> ses bornes; cette condition se réalise en adoptant une valeur appropriée pour l'induction -dans le noyau. La bobine de réactance<B>10,</B> d'autre part, est ex6- cutée, de telle sorte qu'il faudra proportion nellement un plus fort accroissement de la tension<B>à</B> ses bornes lorsque ses enroulements seront traversés par un courant plus fort que ce n'est le cas pour bobine<B>de</B> réactance<B>8;
</B> et, pour aboutir<B>à</B> ce résultat, le noyau sera choisi tel que l'induction<B>y</B> soit plus basse que dans le noyau de la bobine<B>8</B> en envisageant l'état de charge nulle; Yentrefer ménagé dans le circuit magnétique contribue<B>à</B> permettre d'obtenir ce résultat.
Bien que les noyaux de ces bobines de réactance soient,décrits comme étant construits en fer, il convient de noter que d'autres matières premières pourraient être employées, soit, par exemple, des alliages de caractéristiques convenables; et la valeur exacte de l'induction dans leurs circuits ma- ,Cnétiques (en particulier pour la bobine de réactance<B>8)</B> dépendra, des caractéristiques ma.-#n6tiques de la, matière choisie pour ces noyaux.
Quand une eharge est connexée aux bor nes de départ 12 et<B>13</B> sous la forme d'un ap pareil consommateur -de courant, l'enroule ment<B>8</B> est traversé par un courant plus fort, <B>ce</B> qui provoque un accroissement de la ten sion -entre les bornes<B>6</B> et<B>12).</B> lie, fonctionne ment sera plus facilement compris en considé- rant une charge de nature<B>à</B> rendre le àcteur de puissance<B>à</B> peu près égal<B>à</B> l'unité, auquel cas on aura un angle de forte amplitude en tre le vecteur de son voltage et le vecteur de la tension entre les bornes -de la bobine -de réactance<B>8.</B> Il<B>y</B> aura,
également alors une augmentation de la tension aux bornes de la bobine<B>de</B> réactance<B>10</B> et en conséquence, un accroissementdu courant passantâ travers cet enroulement<B>10.</B>
Moyennantdes dimensions appropriées, on peut arriver<B>à</B> ce que ces accroissements res pectifs de la tension pour les deux bobines -de réactance soient de nature<B>à</B> garantir que la tension obtenue entre les bornes de départ 12 et<B>13</B> augmentera<B>à</B> mesure de l'accroissement de la, charge qui leur sera reliée jusqu'à un point correspondant<B>à</B> la pleine capacité<B>de</B> l'appareil, ce qui réalisera la compensation<B>à</B> peu près pour toutes les valeurs do chutes -do tension survenant -dans les conducteurs.
Le transformateur peut être n1raporte le quel des types ordinaires qu'on trouve dans le commerce; bien que la, fig. <B>1</B> le représente schématiquement comme équipé d'un enrou lement primaire -et d'un enroulement secon daire qui sont bobinés sur des bras séparés, on le réalisera de conformité avec les règles usuelles de la, pratique, en visant<B>à</B> ce qu'il ait le rendement et la qualité voulus pour la des tination en question. De plus, la bobine de réactance<B>8</B> peut affecter n'importe quelle forme jugée convenable.
Ainsi, par exemple, ses enroulements pourront être montés sur un noyau ayant la forme rectangulaire et fer- m6e telle qu'on la voit #en fig. <B>1</B> on bien en core le noyau lamellé pourrait être de forme annulaire, comme représenté en fîg. 2 ou bien alfeeter la forme dite euirassée visible en fig. <B>3.</B>
Le noyau<B>Il</B> de la bobine<B>de</B> réactance<B>10</B> peut être exécuté avec un entrefer -de -dimen sion fixée ou bien d'intervalle régloGble. Les fig. 4 et<B>5</B> se rapportentû une forme cons tructive où le noyau comporte une partie de corps 14 constituée par un ensemble de la melles boulonnées ou bien fixées entre elles de toute autre manière convenable, -et une par tie formant joug<B>là</B> de -construction similaire.
lienroulament de la bobine -de réactance en toure Vun des bras de -la partie de corps, 14 -du noyau, et le joug<B>15</B> est relié<B>à</B> la par tie principa.le. du noyau par des boulons garde-distance <B>16,</B> de telle sorte que Fentrefer formant l'intervalle se régla dans le but âe faire varier les caractéristiques électro magnétiques de da bobine de réactance.
La, fig. <B>6</B> donne une vue schématique d'uneautre exécution d'un dispositif régula teur qui est sembqable <B>à</B> celui décrit en corré lation avec la, fig. <B>1,</B> sauf qu'il est équipé d'un auto-transformateur plutôt que d'un tra.us- formateur <B>â</B> double -enroulement.<B>En</B> pareil cas, le mtme enroulement est relié, par des prises convenables,<B>à</B> la source d'énergie & lac- trique ainsi qu'au circuit de charge et aux bobines<B>de</B> réactance du réglage..
Dans certaines circonstances, il peut être <B>jugé</B> désirable de recourir<B>à</B> une farme -de bo bine de réactance modifiée par rapport<B>à</B> celle de la fig. <B>1</B> et d'adopter une construction dans laquelle le noyau de fer ou bien l'une -ou l'au tre de ses parties aura un appui avec faculté d'exécuter un mouvement sous la commande d'un contrepoids ou d'un ressort.
L'une des modalités de cette construction a été schéma tiquement représentée en fig. <B>7</B> où l'on a<B>dé-</B> signé par<B>17</B> l'enroulement -de la bobine et par <B>18</B> le noyau, tenu en suspension<B>à</B> d'intérieur de la bobine<B>à</B> un support 20 duque!1 descend <B>le</B> ressort<B>19.</B> L'on peut prévoir des moyens pour mettre -au point la position initiale, du noyau, en prévoyant, par exemple,une tige<B>à</B> vis et écrous 22 ou bien un autre accessoire de ce genre. Le mouvement du noyau est régla ble pair la -vis 21.
Quand le courant traverse l'enroulement de la bobine<B>17,</B> la, charge étant reliée aux bornes 12 -et<B>13,</B> le noyau<B>18</B> sera attiré davantage<B>à</B> l'intérieur de la bobine, ce qui fera croitre l'inductance de la bobine -de réactance.
Le dispositif régulateur décrit est égale ment applicable<B>à</B> des réseaux débitant du courant polyphasé. Ainsi, par -exemple, dans un réseau<B>à</B> courant triphasé il<B>y</B> aurait trois systèmes régulateurs qui seraient dispost's suivant la description ci-dessus, et qui pour- rai-eut avoir pourleurs enroulements de trans formateurs lm -couplage -en étoile; dans cette -disposition triphasée, le circuit d'utffisation serait connecté aux points de connexion entre Jes bobines de réactance.
Voltage regulator device for alternating current. The object of the present invention is a voltage regulator device for alternating current n, characterized by two reactance coils having dissimilar electromagnetic characteristics and connected between a load circuit and two taps of a transformer giving one a higher voltage. high and the other a voltage lower than the desired voltage, the whole being arranged for <B> the </B> purpose that these reactance coils automatically exert an action, due to the current flowing through them, on the applied voltage to the charging circuit.
The regulating device may be used, depending on the circumstances, <B> to </B> have the desired prescription to produce a voltage characteristic which will increase, or decrease, or remain, <B> to </B> approximately constant <B> to </B> measurement of the increase in current; This is why it will be especially appropriate to achieve <B> to </B> reduce or <B> to </B> compensate for the voltage drop that can occur when the load increases for cables, transformer windings and the like. analogues.
In the practical realization of the device, for example, in order to obtain compensation for the drop in voltage occurring in cables and windings of transformers, use is made of a transformer having taps capable of giving voltages above and below that desired for the consumption circuit which is, on the one hand, directly connected <B> to, </B> one of the ends of the transformer winding and, on the other hand, is connected, via the two dissimilar reactance coils, to the sockets connected to the transformer winding.
In an exemplary embodiment, the reactance coil connected to the tap point where the voltage is greatest preferably has a <B> to </B> closed circuit core whose saturation occurs <B> at </B> relatively low current values, whereby the other reactance coil, connected at the point of tap where the voltage is lowest, preferably has less magnetic induction, its core being open by a solution of continuity, in order to contribute <B> to </B> obtaining the desired characteristic. <B> It </B> is better to make it possible to adjust the air gap of the connected coil <B> to </B> the lowest voltage.
In this coil, at least part of the core can be movable relative to the windings of the coil. The two reactance coils can be considered in this example as arranged in series and bridging the taps! Of the transformer, the potential of the load circuit being determined by the existing voltage, at the common point <B> to </ B > these two reactance coils. <B> A </B> zero load, the high induction <B> </B> reactance coil absorbs some of the voltage between the taps, but <B> at < / B> measurement of the increase in current, the voltage across the coil <B> at </B> low magnetic induction increases faster than the voltage across the coil <B> at </ B> strong induction,
and exceeds it by an amount which can be determined so as to <B>, </B> establish a compensation for the voltage drop over coming in cables and transformer windings.
The accompanying drawing represents, <B> as </B> by way of example, various forms of implementation of the object of the invention.
In this drawing: Fig. <B> 1 </B> represents schematically an example of a -regulator device with transformer <B> with </B> two windings; Fig. 2 -and <B> 3 </B> give schematic views of shapes, different -of reactance coils; Fig. 4 and <B> 5 </B> respectively give a front elevation view and a view in. lateral elevation of a variable <B> to </B> -entrafer reactance coil;
Fig. <B> 6 </B> is a diagram showing an example of a self-transforming <B> </B> regulator device; Fig. <B> 7 </B> gives rise to another form of variable magnetic induction <B> </B> reaction coil. Fig. <B> 1 </B> shows a transformer <B> 1 with </B> double winding, i.e. with, primary winding 2 whose terminals <B> 3 </B> can be connected . <B> to </B> a source of native alternating current and with secondary winding 4 - of which the full voltage between terminals <B> to </B> and <B> 6, exceeds </B>, when the load is zero, the voltage that is required for the load circuit.
This secondary winding 4 further comprises a socket <B> 7 </B> delivering a voltage, with respect to <B> to, </B> the, terminal <B> 5, </B> lower <B> to </B> that required for -the charging circuit. The device also includes two reactance coils whose windings <B> 8 </B> and <B> 10 </B> are connected by one end <B> to </B> the terminal <B> 6 </ B > and to the socket <B> 7 </B> respectively, while at the other end they are connected <B> to </B> a conductor 12 - serving the charging circuit. The other conductor - designated by <B> 13, </B> serving the load circuit, is connected <B> to </B> the terminal <B> to </B> of the secoild-ary winding of the trans trainer.
The <B> 8 </B> reactance coil has a laminated iron core <B> 9 </B> constituting a closed magnetic circuit, while the reactance coil, <B> 10 </B> has its core <B> 11 </B> interrupted by an air gap. The precise determination of the cores and the windings of the reactance coils depends on various factors such as the number and the nature of the. load in question as well as the value of the voltage drop, <B> to </B> compensate or <B> to </B> reduce between the state of, zero load and that of full load.
It can be seen that the two windings <B> 8 </B> and <B> 10 </B> are connected in series with one another, at the endpoints <B> 6 </B> and < B> 7 </B> of the secondary winding of the transformer; under these conditions, when the primary of this transformer is energized and there is no current consuming device connected to the terminals, starting 12 and <B> 13, </B> the reactance coil windings will be traversed by current and the voltage measured between terminals <B>, 6 </B> and <B> 7 </B> will be distributed between the two windings <B> 8 </B> and <B> 10 </B> in a ratio which will depend on the relative inductances of these -two coils for the value of this current.
The two reactance coils, as well as the voltages of taps <B> -6 </B> and <B> 7 </B> can be determined in such a way that the voltage then produced between terminals 12 and <B > 13 </B> is the one that we want to charge at the terminals, starting when there is no load and, <B> at </B> that moment, none of the cores of the reactance coils will undergo magnetic saturation and the current flowing through their turns will preferably be made as low as possible compared to the maximum current of consuming devices, while remaining in compliance with satisfactory operating characteristics of the device under different loads.
The <B> 8 </B> reactance coil is designed so that a large increase in current will imply a relatively small increase in <B> the </B> voltage <B> at </B> its terminals; this condition is realized by adopting an appropriate value for induction -in the nucleus. The reactance coil <B> 10, </B> on the other hand, is executed, so that a proportionally greater increase in the voltage <B> at </B> its terminals will be required when a stronger current will pass through its windings than is the case for <B> reactance </B> coil <B> 8;
</B> and, to achieve <B> with </B> this result, the kernel will be chosen such that the induction <B> y </B> is lower than in the core of the coil <B> 8 </B> by considering the state of zero charge; The air gap in the magnetic circuit contributes <B> to </B> making it possible to obtain this result.
Although the cores of these reactance coils are described as being constructed of iron, it should be noted that other raw materials could be employed, namely, for example, alloys of suitable characteristics; and the exact amount of induction in their magnetic circuits (especially for the <B> 8) </B> reactance coil will depend on the mechanical characteristics of the material chosen for these cores.
When a load is connected to the starting terminals 12 and <B> 13 </B> in the form of such a current consumer device, the winding <B> 8 </B> is crossed by a current stronger, <B> this </B> which causes an increase in voltage -between terminals <B> 6 </B> and <B> 12). </B> However, operation will be more easily understood considering a load of type <B> to </B> making the power driver <B> to </B> roughly equal <B> to </B> unity, in which case we will have an angle of high amplitude between the vector of its voltage and the vector of the voltage between the terminals of the reactance coil <B> 8. </B> There <B> there </B> will be,
also then an increase in the voltage across the <B> </B> reactance coil <B> 10 </B> and consequently an increase in the current flowing through this winding <B> 10. </B>
By means of suitable dimensions, it is possible to <B> </B> achieve that these respective increases in voltage for the two reactance coils are of a nature <B> to </B> guarantee that the voltage obtained between the terminals starting 12 and <B> 13 </B> will increase <B> to </B> as the increase in load, which will be connected to them up to a point corresponding <B> to </B> full capacitance <B> of </B> the device, which will achieve the compensation <B> to </B> approximately for all the values of the drops -do voltage occurring -in the conductors.
The transformer may be any of the ordinary types found on the market; although the, fig. <B> 1 </B> represents it schematically as equipped with a primary winding -and a secondary winding which are wound on separate arms, it will be carried out in accordance with the usual rules of practice, in aiming to <B> </B> have the performance and quality required for the purpose in question. In addition, the <B> 8 </B> reactance coil can take any shape deemed suitable.
Thus, for example, its windings could be mounted on a core having the rectangular and closed shape as seen in fig. <B> 1 </B> one well still the laminated core could be of annular shape, as represented in fig. 2 or alfeeter the so-called euirassée shape visible in FIG. <B> 3. </B>
The core <B> II </B> of the <B> reactance </B> coil <B> 10 </B> can be executed with a fixed -dimensional gap or with adjustable interval. Figs. 4 and <B> 5 </B> relate to a constructive form where the core comprises a body part 14 constituted by a set of bolts bolted or else fixed together in any other suitable manner, -and a part forming yoke <B> there </B> of similar construction.
The reactance coil is wound around one of the arms of the body part, 14 of the core, and the yoke <B> 15 </B> is connected <B> to </B> the main part. the. of the core by distance guard bolts <B> 16, </B> so that the air gap forming the gap is adjusted in order to vary the electromagnetic characteristics of the reactance coil.
The, fig. <B> 6 </B> gives a schematic view of another embodiment of a regulating device which is similar <B> to </B> that described in corre lation with, fig. <B> 1, </B> except that it is equipped with an auto-transformer rather than a tra.us- trainer <B> â </B> double-winding. <B> In </ B > in this case, the same winding is connected, by suitable plugs, <B> to </B> the power source & lactic as well as to the load circuit and to the coils <B> of </B> adjustment reactance.
In certain circumstances, it may be <B> deemed </B> desirable to resort to <B> </B> a modified reactance coil from <B> </B> that of fig. <B> 1 </B> and adopt a construction in which the iron core or one or the other of its parts will have a support with the ability to execute a movement under the command of a counterweight or spring.
One of the methods of this construction has been schematically represented in FIG. <B> 7 </B> where we have <B> un- </B> signed by <B> 17 </B> the winding -of the coil and by <B> 18 </B> the core, held in suspension <B> inside </B> inside the coil <B> to </B> a support 20 duque! 1 descends <B> the </B> spring <B> 19. </ B> It is possible to provide means for developing the initial position of the core, by providing, for example, a rod <B> with </B> screws and nuts 22 or another accessory of this kind. The movement of the core is adjustable with the screw 21.
When the current flows through the winding of the coil <B> 17, </B> the, load being connected to terminals 12 -and <B> 13, </B> the core <B> 18 </B> will be attracted more <B> inside </B> the inside of the coil, which will increase the inductance of the reactance coil.
The regulator device described is also applicable <B> to </B> networks delivering polyphase current. Thus, for -example, in a <B> </B> three-phase current network there would <B> there </B> three regulating systems which would be available as described above, and which could have for their windings of transformers lm - star coupling; in this three-phase arrangement, the utility circuit would be connected to the connection points between the reactance coils.