Appareil pour maintenir une tension sensiblement constante dans un circuit de ebarge à courant alternatif. La présente invention se rapporte à un appareil pour maintenir une tension sensible ment constante dans un circuit de charge à courant alternatif, indépendamment des va riations de la charge et de la tension de la source d'alimentation à courant alternatif, comportant deux transformateurs, le noyau de l'un de ces transformateurs étant destiné à fonctionner à une densité de flux dont la va leur se trouve au-dessus du coude de la courbe de magnétisation du matériel dont est formé ce noyau, les enroulements primaires de ces transformateurs étant connectés en série à la source de courant alternatif,
tandis que leurs enroulements secondaires sont couplés en série en sens opposé l'un par rapport à l'autre et connectés aux bornes du circuit de charge, auxquelles bornes sont aussi connectés un condensateur et une inductance couplés en série.
Suivant l'invention, cet appareil est carac térisé par des moyens permettant de régler la densité de flux dudit noyau et de régler ainsi la valeur à laquelle la tension aux bornes du circuit de charge doit être maintenue sen8i- blement constante.
Quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exem ple, au dessin annexé dont les fig. 1 à 4 repré sentent des schémas de couplage.
A la fig. 1, Tl et T._ sont deux transfor mateurs d'un appareil régulateur de tension qui est destiné à maintenir une tension sen siblement constante dans un circuit de charge à courant alternatif (non représenté), destiné à être connecté aux bornes de sortie 3 et 4 de l'appareil régulateur, indépendamment des variations de la charge et de la tension de la source de courant qui sera connectée aux bornes d'entrée 1 et 2. Le transformateur T, est un transformateur normal à deux enroule ments, tandis que le transformateur T, est un auto-transformateur, bien qu'il puisse aussi être remplacé par un transformateur à deux enroulements si on le désire.
Le noyau magné tique chi transformateur T., fonctionne à une densité de flux relativement élevée, c'est-à-dire dont la valeur est située au-dessus du coude de la courbe de magnétisation du matériel dont est formé le noyau. Ce noyau est. pourvu d'un enroulement d'excitation auxiliaire 5, disposé de façon à ne pas être couplé induc- tivement avec d'autres enroulements du trans formateur.
Les enroulements 8 et 9 des trans formateurs Ti et T, sont reliés en série aux bornes d'alimentation en courant alternatif 1, 2, tandis que leurs enroulements secondaires 10 et 11 sont reliés en série, mais en sens opposé, aux bornes du circuit de charge 3, 4 auxquelles sont connectés également une bo bine de self L et un condenseur C couplés en série. L'enroulement d'excitation auxiliaire 5 est couplé en série avec un rhéostat réglable 17 et connecté à des bornes<B>6</B> et 7, auxquelles est reliée une source de courant continu non représentée.
Le fonctionnement de l'appareil régulateur peut être brièvement expliqué comme suit: Lorsque, par exemple, la tension de la source de- courant alternatif augmente, du fait de la saturation du noyau du transformateur T;, il en résulte un grand accroissement du courant qui ,circule dans les enroulements pri maires des deux transformateurs. Du fait que la courbe de magnétisation du transforma teur T; dans la région de fonctionnement n'est pas tout à fait horizontale, l'accroisse ment du courant primaire donne lieu à un léger accroissement de sa tension de sortie.
Pour contrecarrer ce léger accroissement de tension, les enroulements secondaires des deux transformateurs Tl et TZ sont reliés en série, mais en sens opposé, de sorte que la tension aux bornes du circuit de charge reste sensi blement constante. Le réglage de la densité du flux du transformateur T, au noyau d'un enroulement auxiliaire 5 règle la position du point de fonctionnement du transformateur TZ sur la courbe de magnétisation et, par con séquent, la valeur à laquelle l'appareil stabi lise la tension.
La valeur du courant continu passant par l'enroulement 5 peut évidemment être réglée au moyen du rhéostat R en déterminant ainsi sur une large étendue la tension aux bornes de sortie 3 et 4. Cette tension étant fixée, elle sera maintenue pratiquement constante.
La fig. 2 représente le schéma d'une forme d'exécution préférée de la disposition du transformateur T, Dans cette disposition, les bobines primaires et secondaires sont divisées en deux enroulements 9a, 9b, 11a, 11b, reliés en parallèle et placées sur les deux branches extérieures d'un noyau de transformateur pré sentant trois branches disposées dans le même plan. Ces enroulements sont disposés de façon qu'il ne passe pratiquement aucune partie du flux produit par le courant alternatif dans ces enroulements, dans la branche centrale du noyau.
Sur la branche centrale est monté l'en roulement d'excitation auxiliaire 5 qui est ali menté en courant unidirectionnel à partir d'un dispositif redresseur V. Le dispositif re dresseur V est alimenté par un petit transfor mateur auxiliaire T, relié aux bornes d'ali mentation en courant alternatif 1 et 2. Un rhéostat réglable R permet de régler le cou rant circulant dans l'enroulement. 5. Il va de soi que le redresseur V, au lieu d'être ali menté par un transformateur T3 ,comme repré senté, pourrait être alimenté à partir d'un des enroulements secondaires.
Dans le schéma représenté à la fig. 3, la disposition est telle que le flux magnétique existant dans .le noyau du transformateur T. peut être varié sans le concours d'une bobine d'excitation auxiliaire. Cela est réalisé en fai sant circuler un courant unidirectionnel dans les bobines primaires du transformateur, ce courant unidirectionnel pouvant être réglé au moyen du rhéostat R. Les deux condensateurs Cl et C2 (couplés comme représenté) sont du type à basse tension et grande capacité et opposent ainsi une faible impédance au cou rant alternatif traversant les enroulements.
Les deux enroulements primaires sont ainsi effectivement reliés en parallèle par rapport à la source de courant alternatif, tandis que le courant unidirectionnel fourni par le re dresseur V traverse ces enroulements en série. Il va de soi que le -courant unidirection nel peut être introduit dans les enroulements primaires ou secondaires du transformateur T. ou dans ces deux enroulements. Dans chaque cas, le rhéostat R permet de varier la valeur de ce courant et de fixer ainsi la tension qui .doit être maintenue constante aux bornes de sortie 3 et 4 à une valeur pré déterminée.
A la fig. 4, on a représenté une disposi tion modifiée du transformateur T., dans la quelle on a donné plus d'importance à l'en roulement auxiliaire 5 et, par conséquent, la tension ondulée développée dans cet enroule ment est augmentée; cette tension, après avoir été redressée, est utilisée pour produire une saturation plus élevée du noyau de trans formateur. Dans cet arrangement, les enrou lements primaire et secondaire du transfor mateur sont montés sur la branche centrale du noyau, tandis que l'enroulement auxiliaire 5 est monté sur les branches extérieures.
lia tension alternative induite dans l'en roulement 5 par le flux alternatif produit dans les branches extérieures du noyau du transformateur T., est redressée par le redres seur V, d'où résulte un courant continu qui est ajouté au courant continu fourni par le transformateur T, par l'intermédiaire du re dresseur V.
Il va de soi que l'invention n'est pas seule ment applicable aux appareils régulateurs de tension pour des circuits d'alimentation à courant alternatif monophasé comme décrit, mais peut également être appliquée à des appareils similaires pour des circuits d'alimen tation polyphasés.
Apparatus for maintaining a substantially constant voltage in an alternating current barge circuit. The present invention relates to an apparatus for maintaining a substantially constant voltage in an AC load circuit, independent of variations in the load and voltage of the AC power source, comprising two transformers, the core of one of these transformers being intended to operate at a flux density whose value is above the bend of the magnetization curve of the material from which this core is formed, the primary windings of these transformers being connected in series to the alternating current source,
while their secondary windings are coupled in series in opposite direction to each other and connected to the terminals of the load circuit, to which terminals are also connected a capacitor and an inductor coupled in series.
According to the invention, this apparatus is characterized by means making it possible to adjust the flux density of said core and thus to adjust the value at which the voltage at the terminals of the load circuit must be kept substantially constant.
Some embodiments of the object of the invention are shown, by way of example, in the appended drawing of which FIGS. 1 to 4 represent coupling diagrams.
In fig. 1, Tl and T._ are two transformers of a voltage regulating apparatus which is intended to maintain a substantially constant voltage in an alternating current charging circuit (not shown), intended to be connected to the output terminals 3 and 4 of the regulating device, regardless of variations in the load and voltage of the current source which will be connected to input terminals 1 and 2. Transformer T is a normal transformer with two windings, while the transformer T, is an auto-transformer, although it can also be replaced by a transformer with two windings if desired.
The chi-transformer magnetic core T. operates at a relatively high flux density, that is, the value of which is located above the bend of the magnetization curve of the material from which the core is formed. This core is. provided with an auxiliary excitation winding 5, arranged so as not to be inductively coupled with other windings of the transformer.
The windings 8 and 9 of the transformers Ti and T, are connected in series to the alternating current supply terminals 1, 2, while their secondary windings 10 and 11 are connected in series, but in the opposite direction, to the terminals of the circuit load 3, 4 to which are also connected a coil of choke L and a condenser C coupled in series. The auxiliary excitation winding 5 is coupled in series with an adjustable rheostat 17 and connected to terminals <B> 6 </B> and 7, to which is connected a direct current source, not shown.
The operation of the regulating apparatus can be briefly explained as follows: When, for example, the voltage of the alternating current source increases, due to the saturation of the transformer core T ;, a large increase in current results which circulates in the primary windings of the two transformers. Due to the fact that the magnetization curve of the transformer T; in the region of operation is not completely horizontal, the increase in the primary current gives rise to a slight increase in its output voltage.
To counteract this slight increase in voltage, the secondary windings of the two transformers Tl and TZ are connected in series, but in opposite directions, so that the voltage across the load circuit remains substantially constant. Adjusting the flux density of transformer T at the core of an auxiliary winding 5 adjusts the position of the operating point of transformer TZ on the magnetization curve and, consequently, the value at which the device stabilizes the voltage.
The value of the direct current passing through the winding 5 can obviously be regulated by means of the rheostat R, thus determining over a wide range the voltage at the output terminals 3 and 4. This voltage being fixed, it will be kept practically constant.
Fig. 2 shows the diagram of a preferred embodiment of the arrangement of the transformer T, In this arrangement, the primary and secondary coils are divided into two windings 9a, 9b, 11a, 11b, connected in parallel and placed on the two branches exterior of a transformer core with three branches arranged in the same plane. These windings are arranged so that practically no part of the flux produced by the alternating current passes through these windings, in the central branch of the core.
On the central branch is mounted the auxiliary excitation bearing 5 which is supplied with unidirectional current from a rectifier device V. The rectifier device V is supplied by a small auxiliary transformer T, connected to the terminals d AC power supply 1 and 2. An adjustable rheostat R is used to adjust the current flowing in the winding. 5. It goes without saying that the rectifier V, instead of being supplied by a transformer T3, as shown, could be supplied from one of the secondary windings.
In the diagram shown in fig. 3, the arrangement is such that the magnetic flux existing in the core of the transformer T. can be varied without the aid of an auxiliary excitation coil. This is achieved by circulating a unidirectional current in the primary coils of the transformer, this unidirectional current being able to be adjusted by means of the rheostat R. The two capacitors C1 and C2 (coupled as shown) are of the low voltage high capacity type and thus oppose a low impedance to the alternating current passing through the windings.
The two primary windings are thus effectively connected in parallel with respect to the alternating current source, while the unidirectional current supplied by the re-straightener V passes through these windings in series. It goes without saying that the nel unidirectional current can be introduced into the primary or secondary windings of the transformer T. or into these two windings. In each case, the rheostat R makes it possible to vary the value of this current and thus to fix the voltage which must be kept constant at the output terminals 3 and 4 at a predetermined value.
In fig. 4, there is shown a modified arrangement of the transformer T., in which more importance has been given to the auxiliary rolling 5 and, consequently, the wavy voltage developed in this winding is increased; this voltage, after being rectified, is used to produce a higher saturation of the transformer core. In this arrangement, the primary and secondary windings of the transformer are mounted on the central branch of the core, while the auxiliary winding 5 is mounted on the outer branches.
The alternating voltage induced in the bearing 5 by the alternating flux produced in the outer branches of the core of the transformer T. is rectified by the rectifier V, from which a direct current results which is added to the direct current supplied by the transformer T, via re-trainer V.
It goes without saying that the invention is not only applicable to voltage regulating apparatus for single-phase AC power supply circuits as described, but can also be applied to similar apparatus for polyphase power supply circuits. .