CH633388A5

CH633388A5 - Procede et dispositif pour la transmission d'informations electriques pour la commande de la charge dans un reseau de distribution.

Info

Publication number: CH633388A5
Application number: CH542479A
Authority: CH
Inventors: Peter Maxwell Foord
Original assignee: South Australia Electr Trust
Priority date: 1978-06-09
Filing date: 1979-06-11
Publication date: 1982-11-30
Also published as: US4359644A; JPS6318424B2; DE2923471A1; AU531592B2; AU4771479A; JPS552399A; GB2022890A; NL7904520A; GB2022890B; CA1127710A; DE2923471C2; NZ190666A

Description

L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour la transmission d'informations pour la commande de charges d'un consommateur dans un réseau de distribution alimenté par un courant électrique alternatif, et s'applique en particulier dans le cas où l'on a besoin de déconnecter une charge du réseau, dans des conditions de pointe par exemple. L'invention n'est toutefois pas limitée à de telles applications et peut être utilisée pour la commande de relais, par exemple, pour la commande d'éclairage public, d'éclairage de vitrines, de feux de circulation, et autres commandes de fonctions pour lesquelles une commande par ondulation a été, ou aurait pû être utilisée antérieurement.

Du fait de la nature variable des charges électriques, il est souhaitable d'être en mesure de commander sélectivement les charges auxquelles une énergie est fournie. C'est ainsi qu'on fera usage, dans une large mesure, de minuteries pour la commutation en charges variées, par exemple pour des installations de pompage, des dispositifs de stockage d'eau chaude et analogues, mais ces minuteries ne sont pas en elles-mêmes suffisamment souples pour fonctionner dans des conditions inhabituelles et sont coûteuses. Ces inconvénients ont été reconnus antérieurement, et des tentatives entreprises en vue d'améliorer la commande d'installations déconnectant des charges, et d'autres fonctions, ont impliqué le développement de la commande dite d'ondulation.

A ce sujet, on se réfère aux travaux publiés par l'«Institute of Electrical and Electronic Engineers of America», Volume 67, N° 2, Février 1979, page 241, où figure un article ayant pour titre «Electric Power Load Management: Some Technical, Economic, Regulatory and Social Issues». Dans cet article est présentée une revue générale des techniques de délestage utilisant la commande par ondulation.

Dans un dispositif conventionnel de commande par ondulation, un signal d'audio-fréquence est produit par un générateur séparé, puis couplé au moyen d'un condensateur haute tension. L'installation principale requise est coûteuse et physiquement encombrante. En outre, la commande par ondulation risque de causer des inconvénients aux utilisateurs, dans certaines conditions, en raison de l'amplitude du signal relativement élevée qui est requise.

Les récepteurs à commande par ondulation actuellement utilisés peuvent répondre à une largeur de bande relativement large de la fréquence d'ondulation, et il n'est pas inhabituel

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d'avoir un intervalle de plus ou moins 5%, mais une telle largeur de bande de fréquence de réponse, n'assure pas la sécurité parfois requise contre une mise en fonction par des signaux anormaux ou erronés, et réduit le nombre de canaux pouvant être utilisés dans un intervalle relativement étroit de fréquences de signaux. On a trouvé que la fréquence au transmetteur d'une unité de commande par ondulation, peut varier légèrement, à la fois avec le temps et la température; ceci est également un inconvénient et entraîne en outre de plus faibles conditions standards de sécurité vis-à-vis des signaux erronés actionnant un relai récepteur, que les conditions standards pouvant être obtenues par la mise en œuvre de l'invention.

Une autre proposition envisagée par l'inventeur consiste en une distorsion de la tension, provoquée par commutation d'une charge fortement inductive. Cette solution a donné satisfaction, mais l'appareillage s'est avéré coûteux, et devait commuter des courants tellement forts, qu'il fonctionnait au voisinage de sa limite maximale.

On connaît également un dispositif dans lequel la tension ondulée du système de puissance est déformée à l'intersection au zéro, mais ceci représente, une fois encore, une impulsion de très grande énergie, et chaque distorsion doit être reconnue séparément par le circuit récepteur.

L'invention a principalement pour but de fournir un dispositif et un procédé relativement peu coûteux de commande de charge pour un appareil utilisateur. L'invention a également pour but de fournir un dispositif et un procédé permettant d'obtenir un degré très élevé de sécurité vis-à-vis de l'action-nement d'un circuit récepteur par un signal anormal ou erroné. Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif d'une utilisation simple, dans lequel les éléments constituants, à la fois, du transmetteur et du récepteur, soient de construction robuste et simple et ne soient pas sujets à des problèmes d'entretien, et en outre, dans lequel un grand nombre de codes puisse être transmis à un coût relativement faible, de manière à commander un grand nombre de fonctions.

L'invention a pour objet le procédé de transmission d'informations électriques pour la commande de la charge électrique dans un réseau de distribution défini par la revendication 1 ainsi que le dispositif pour sa mise en œuvre selon la revendication 5.

L'absence de sensibilité de phase dans le récepteur a pour effet que le récepteur fonctionne comme un filtre à très faible largeur de bande (dans certains cas, environ un vingtième de la largeur de bande effective du récepteur, dans le cas d'un récepteur à commande par ondulation). Ceci permet par ailleurs d'utiliser des signaux d'amplitude relativement faible, ce qui se traduit par un appareillage beaucoup moins coûteux que l'appareillage de commande par ondulation. Du fait que la largeur de bande du récepteur est faible, le signal peut comprendre, dans certains cas, plusieurs fréquences qui sont si proches les unes des autres, qu'un certain nombre de composants du circuit peut être commun à toutes les fréquences de signaux, mais que les nombreuses fréquences peuvent être employées dans un code binaire à décalage de fréquence.

Le verrouillage, à la fois, de la fréquence du signal et de la fréquence de commande du corrélateur du récepteur, sur la fréquence d'alimentation, permet au récepteur de suivre constamment la fréquence du signal transmis.

L'invention présente un certain nombre d'avantages par rapport aux techniques de commande par ondulation et de distorsion d'ondes.

En premier lieu, le procédé de production de signaux par distorsion d'onde est simple et peu coûteux et permet d'obtenir un entraînement à une fréquence ou à une gamme de fréquences précise.

En second lieu, lorsqu'on utilise une fréquence synthétisée par la fréquence d'alimentation, on dispose d'un moyen simple pour que la fréquence transmise soit identique aux caractéristiques du filtre dans le récepteur, en utilisant un s corrélateur synchrone comme détecteur. Ceci permet d'obtenir un détecteur très sélectif et très stable, sans employer des composants syntonisés.

En troisième lieu, en raison de l'étroite concordance entre la fréquence transmise et les caractéristiques du récepteur, un io très faible niveau d'amplitude du signal est requis pour obtenir une transmission faible. Le niveau du signal est plus faible que dans tout système envisagé jusqu'à présent et connu de l'inventeur.

Les dessins annexés représentent schématiquement et à îs titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention. Sur ce dessin:

Fig. 1 est un schéma de montage du dispositif;

Fig. 2 est un schéma d'ensemble d'une unité de commande du transmetteur;

Fig. 3 est une représentation schématique d'un transmetteur de base;

Fig. 4 est une représentation schématique d'un transmetteur survolté;

Fig. 5 est un diagramme illustrant la relation entre la tension du dispositif et le courant de charge du transmetteur, lors d'un essai effectué par l'inventeur;

Fig. 6 est un schéma d'ensemble illustrant les composants du récepteur, selon une première forme d'exécution;

Fig. 7 est une représentation schématique du corrélateur synchrone de base utilisé dans le récepteur;

Fig. 8 est un schéma d'ensemble d'un récepteur, selon une seconde forme d'exécution, et utilisant deux circuits intégrés, dont l'un est un micro-calculateur;

Fig. 9 est une représentation schématique des fonctions comprises dans le circuit intégré 60 du corrélateur représenté à la Fig. 8.

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40 Dans toutes les formes d'exécution décrites ci-après, la distorsion séquentielle de la tension du réseau d'alimentation est utilisée pour la commande des charges de l'appareil utilisateur dans un réseau de distribution de courant électrique alternatif. Les distorsions sont transmises par l'intermédiaire 45 d'alimentateurs haute tension et de transformateurs de distribution, et apparaissent entre les conducteurs actifs et neutres de chaque phase en lieu et place de l'appareil utilisateur.

Le dispositif signalisateur déforme la tension normale du réseau, de façon répétitive, à une fréquence qui est dérivée de so la fréquence d'alimentation en énergie, et en conséquence, verrouillée à celle-ci, et qui est un multiple fractionnaire de la fréquence de puissance. De préférence, la fréquence se situe dans la gamme comprise entre 200 et 400 Hz, et un exemple d'une fréquence est 237,037 Hz, dérivée de l'expression 55 128/27 X 50. Un code à bits multiples est utilisé pour obtenir un certain nombre de canaux identifiables séparément, et une pluralité de fréquence de transmission (dans le cas présent, trois) est utilisée pour permettre le codage à décalage de fréquence.

60 Dans les formes d'exécution ci-après décrites, un code à 11 bits est utilisé pour obtenir 256 canaux séparés (c'est-à-dire 128 canaux tout-ou-rien). Chaque bit est formé par transmission à une fréquence choisie pendant 0,8 seconde, ce qui se traduit par une durée totale de transmission de 8,8 secondes. 65 En utilisant les deux premiers bits du code, uniquement pour le canal 0, un canal signalisateur rapide est formé. Le temps normal pour envoyer une commande sur ce canal est de 1 seconde et est prévu pour une déconnection de charge d'ur

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gence.

La Fig. 1 représente, sous forme schématique, l'ensemble du montage du réseau, dans lequel une ligne 10 triphasée haute tension d'entrée (66 kV) alimente un transformateur de sousstation 11, abaissant la tension en vue de la distribution (par exemple à 11 kV) et un conducteur d'alimentation 12 (triphasé) est amené à un transformateur de distribution 13, dont la sortie alimente un réseau utilisateur désigné par la flèche 14, celui-ci comprenant une pluralité de récepteurs 15. Une unité de commande de transmetteur est désignée par 18 (décrite plus en détail en se référant à la Fig. 2), celle-ci alimentant des redresseurs à commande au silicium (thyristors) 19. Comme représenté aux Fig. 3 et 4, chaque paire de thyristors 19 actionne un condensateur 20 et une inductance 21, fournissant une charge LC sur chacune des phases. Celle-ci est transformée par un transformateur 22 du transmetteur et amenée par la ligne d'alimentation 12 de 11 kV, ce qui constitue un moyen de couplage extrêmement simple à la barre omnibus de 11 kV du transformateur 11. Aux Fig. 3 et 4, les alternateurs désignés par 24 représentent les alternateurs de la station génératrice, et l'inductance 25 désigne l'impédance des lignes de la source du dispositif (Ls).

Le schéma d'ensemble de la Fig. 2 représente l'unité de commande du transmetteur, dans laquelle la fréquence de référence du réseau d'alimentation entre dans le réseau par la ligne 28, un interrupteur ou autre moyen étant utilisé pour amorcer le signal entrant par le conducteur de commande 29. Un dispositif de réglage du temps 30 peut ainsi être actionné par une commande à partir du conducteur de commande 29. Le dispositif utilise la fréquence de l'alimentation comme base pour toutes les fonctions de réglage du temps et commande la logique du dispositif de sélection de fréquence 31, celui-ci étant actionné par un interrupteur manuel 32 pour la sélection du canal par un code à 11 bits.

A la sortie de la logique de la sélection de fréquence, les lignes 33,34 et 35 commandent le diviseur programmable 36 et déterminent ainsi laquelle des 3 fréquences doit être transmise. Le diviseur programmable de fréquence est alimenté par une fréquence synthétisée (dans cette forme d'exécution, 256 fois la fréquence de l'alimentation, c'est-à-dire pour une alimentation de puissance de 50 Hz, 12 800 Hz), par une ligne de couplage 37, à partir d'un synthétiseur de fréquence 38 à boucle bloquée à une phase, recevant sa fréquence de référence, de la ligne d'alimentation 28. Le diviseur programmable de fréquence divise les 12 800 Hz par 54,57 ou 60, pour donner les fréquences 237,04,224,56 et 213,33 Hz, ci-après désignées par FC3, FC2 et FC1. La fréquence choisie est alimentée aux thyristors 19 des trois phases de l'alimentation par leurs circuits d'amorçage respectifs, désignés de façon générale par 39.

La Fig. 5 représente la relation existant entre la tension du réseau et le courant de charge, relation obtenue par le montage des thyristors.

Le montage de base du transmetteur est représenté à la Fig. 3.

La charge du transformateur est formée par l'inductance 21 à noyau d'air, en série avec le condensateur 20 et commutée par les thyristors 19 montés d'arrière en arrière, comme précédemment décrit. Toutefois, le courant de charge ne circule pas de façon continue et, comme illustré à la Fig. 5, présente une période de coupure entre chaque impulsion. Cette période de coupure est obtenue en rendant la fréquence de résonance de la combinaison LC 21/20, plus élevée que 1,15 fois les fréquences de commande FC3, FC2 ou FC1 amorçant les thyristors. La fréquence de résonance réelle n'est pas critique et par conséquent, il n'est pas nécessaire d'utiliser des composants coûteux syntonisés de façon critique. La période de coupure est essentielle pour le fonctionnement satisfaisant du circuit et contribue à maintenir la simplicité de la construction. L'intervalle entre les impulsions a pour effet que le circuit LC 21 /20 reçoit l'énergie du dispositif d'alimentation, et que par conséquent l'oscillation est maintenue. Le commencement de chaque impulsion de courant est commandé par l'amorçage de l'un ou de l'autre des thyristors par la fréquence de commande (laquelle est la fréquence du signal). Les thyristors sont mis hors circuit lorsque l'impulsion de courant de charge tend vers zéro.

La fréquence de commande pour l'amorçage des thyristors est toujours dérivée de la fréquence de puissance (dans cette forme d'exécution, 50 Hz) et pour cette raison, est toujours verrouillée sur cette fréquence. Des fréquences appropriées peuvent être obtenues en multipliant tout d'abord la fréquence de puissance (50 Hz) par un nombre entier, dans un circuit à boucle bloquée à une phase, puis en divisant par différents nombres entiers. Dans cette forme d'exécution, trois fréquences séparées sont utilisées pour former un système de codage à décalage de fréquence. La fréquence d'alimentation est d'abord multipliée par 256, puis divisée par 54,57 ou 60, pour produire les fréquences, respectivement de 237,04, 224,56 et 213,33 Hz. Il est avantageux d'utiliser des fréquences comprises entre 200 et 300 Hz, du fait que moins de signal se trouve alors perdu, en raison des charges du condensateur sur le réseau. En utilisant trois fréquences voisines les unes des autres, les mêmes composants LC peuvent être utilisés, et seule la fréquence de commande est altérée.

Lorsque l'impédance de la source du réseau (à savoir, des alternateurs vers la barre omnibus de 11 kV) est presque entièrement inductive, le courant désigné par 12 aux Fig. 3 et 4, renvoyé par la charge d'oscillation, produira une distorsion de tension sur la barre de 11 kV, et par conséquent sur la ligne d'alimentation 12 (Fig. 1) qui est proportionnelle au taux de changement du courant (c'est-à-dire Vd = Ls ^p). Il en résulte qu'une tension de même fréquence que le courant sera produite sur la ligne d'alimentation 12 de 11 kV.

Le niveau de l'oscillation obtenu dans le circuit de base représenté à la Fig. 3, est difficile à prévoir dans la pratique, du fait qu'il est influencé par la valeur de la résistance dans le circuit (dans les enroulements de l'inductance et du transformateur). Il est avantageux de survolter cette oscillation pour régler son amplitude, afin d'avoir une résistance plus élevée dans le circuit (c'est-à-dire moins de cuivre dans les enroulements) et de rendre plus efficace l'emploi des condensateurs, ceux-ci étant les composants les plus coûteux du transmetteur. Une énergie supplémentaire peut être injectée dans le circuit de l'oscillateur au moyen du petit transformateur sur-volteur basse tension 42 représenté à la Fig. 4. Les quatre thyristors 19 doivent être amorcés sélectivement pour s'assurer que la tension du transformateur survolteur facilite toujours l'oscillation. La commande de l'amplitude de l'oscillation est alors obtenue au moyen d'une résistance-tampon réglable 43 montée dans le circuit de résonance.

On a trouvé que l'amplitude de la tension du signal requise pour un fonctionnement fiable était égale à environ 0,4% de la tension du réseau, les récepteurs étant réglés à une valeur-seuil de 0,1%.

La description ci-après se réfère au récepteur qui est utilisé pour la détection du signal et le décodage, et est illustrée principalement aux Fig. 6 et 7. Le circuit de corrélation de base utilisé pour la détection est représenté à la Fig. 7 et comprend une paire de commutateurs inverseurs 46 transistorisés (CMOS), entraînés à la fréquence du signal, entre une combinaison RC d'une résistance 47 et d'un condensateur 48. Ceci peut être considéré comme un filtre synchrone ou corrélateur, et une paire de ces composants entraînés au carré est généralement désignée par 49 à la Fig. 6. (La Fig. 9 illustre les détails du circuit).

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La fréquence entraînant les commutateurs doit être synthétisée dans le récepteur, de la même manière que dans le transmetteur. Cette fréquence est donc également verrouillée à la fréquence de puissance (50 Hz). Au moyen des commutateurs CMOS 46, la tension du signal est redressée de façon synchrone et se présente sous la forme d'une tension continue dans le condensateur 48. La valeur réelle de la tension continue varie en fonction du déphasage entre la fréquence de commande du corrélateur et le signal d'entrée. Lorsqu'ils sont en phase, un signal maximum est reçu, et lorsque le déphasage est de 90°, un signal nul est reçu.

Si le signal à détecter est A sin (cot +0), où A est une constante représentant l'amplitude de pointe de l'onde,

co est la fréquence angulaire, et,

0 est l'angle de déphasage entre le signal et la fréquence de commande du corrélateur,

pour le corrélation maximale (déphasage nul), le signal sera une onde complète redressée et rectifiée pour produire une tension continue moyenne Vci = 737. En présence d'un déphasage, la relation devient:

Vci = 737 cos 0.

En utilisant un second corrélateur monté en carré avec le premier, on a:

Vc: = T37sin 0.

En élevant au carré chacun des résultats et en faisant la somme, on obtient:

Ver + Vc2" = £5.

Ceci donne un résultat qui est indépendant de l'angle de déphasage. En conséquence, la section de détection du signal du récepteur comprend deux filtres synchrones 49, entraînés à 90° indépendamment l'un de l'autre par une fréquence synthétisée identique à la fréquence du signal transmis. La sortie des deux corrélateurs sera habituellement nulle jusqu'à ce que le signal d'entrée soit détecté. Lorsqu'un signal arrive, en provenance du transmetteur, les tensions continues apparaîtront sur les condensateurs de corrélation, du fait que les corrélateurs redressent de façon synchrone le signal d'entrée. La tension continue sur chaque condensateur de corrélation est alors mesurée, élevée au carré, puis on fait la somme de ces tensions. Cette méthode de détection par corrélation, sensible à aucune phase, présente plusieurs avantages pour l'emploi dans les récepteurs:

1) elle est d'une mise en œuvre simple et peu coûteuse;

2) elle est très sélective dans une discrimination de fréquence ayant une largeur de bande 3dB d'environ 1 Hz, et par conséquent, donne un rejet élevé de toutes les autres fréquences, y compris tout bruit aléatoire sur la ligne d'alimentation, dû aux charges fluctuantes. (La largeur de bande 3dB est la largeur de bande au demi niveau de puissance du signal maximum).

3) Elle ne requiert pas de composants syntonisés critiques, ce qui permet d'obtenir une stabilité sur une longue période.

4) En raison de sa réponse à la largeur de bande très étroite, un très faible niveau de signal peut être utilisé, sans nuire à la fiabilité ou à la sécurité.

On se réfère maintenant au dispositif de codage.

Un dispositif de codage avec raccordement au décalage de fréquence, est utilisé pour assurer la sécurité de la transmission. Un code à 11 bits est utilisé, et un « 1 » ou un «0» du code est représenté par l'une des trois fréquences de transmission étroitement rapprochées. Si les trois fréquences de transmission sont Fci, Fc2 et Fc3, où Fci est la fréquence la plus faible, et Fc3, la fréquence la plus élevée, la règle générale suivante est utilisée. Le premier bit du code est toujours réglé à la fréquence Fc3 et est appelé bit de départ. Sa détection par le récepteur amorce ledit récepteur pour rechercher le reste du code. Dès lors, un « 1 » dans le code est représenté par la plus élevée des deux fréquences restantes, et un «0», par la plus faible des deux fréquences restantes. Par ce moyen, chaque bit successif est toujours une fréquence différente. Ceci permet une séparation et une identification améliorées des bits.

Le second bit du code est réservé pour fournir une fonction de coupure rapide (FAST OFF) pour le délestage de sécurité. Si le second bit est transmis comme un « 1 », la fonction de coupure rapide est immédiatement reconnue, et les récepteurs y répondront si ils sont programmés pour agir ainsi. Pour tous les autres codes, le second bit est un «0», et le récepteur continue alors de rechercher le reste du code.

Pour ces codes, le bit 3 est toujours transmis comme un «0» et est appelé bit «continuer». Il permet au récepteur de se régler lui-même correctement pour rechercher le reste du code. Le récepteur doit régler sa fréquence de commande du corrélateur, correctement pour chaque bit du code, conformément au code du numéro de canal selon lequel il est programmé. Si une concordance est obtenue entre le signal transmis et le code programmé dans le récepteur, le récepteur actionne un contacteur de sortie bistable commandant la charge extérieure. Au total, 128 canaux tout-ou-rien (ON-OFF) sont disponibles, et tous ces canaux peuvent être rendus sensibles au code de coupure rapide (FAST OFF), si on le désire.

Comme on le voit à la Fig. 6, le récepteur peut être divisé en 6 blocs fonctionnels séparés comme suit:

Synthétiseur de fréquence 50, filtre synchrone 49, mesu-rage du signal, calcul et détection du seuil 51, logique de discrimination du code (décodeur) et unité de commande du synthétiseur 52, contacteur de sortie bi-stable 53 et alimentation 54.

Les détails de la section 49 du filtre synchrone qui extrait le signal du réseau d'alimentation ont été décrits précédemment.

La section synthétiseur de fréquence comprend un multiplicateur à boucle bloquée de phase, de type courant, suivi d'un diviseur programmable, pour sélectionner les trois fréquences requises, ceci conformément à la technique connue.

La section mesurage et calcul du signal peut être réalisée selon une forme analogue à des multiplicateurs, amplificateurs d'addition et comparateurs de détection-seuil analogues. Selon une variante, le signal peut être transformé en une forme digitale, et tous les calculs et détection-seuil effectués suivant un mode digital. Ce montage, qui est une seconde forme préférée d'exécution, est représenté à la Fig. 8. Il utilise un simple micro-calculateur 56, du type «single chip», pour effectuer le mesurage du signal, le calcul et la détection-seuil correspondant à la portion 51 mentionnée à la Fig. 6. Il effectue également les fonctions logiques de la portion 52 du décodeur de la Fig. 6, ainsi que la fonction de synthèse de la fréquence du synthétiseur 50. Ces moyens permettent de simplifier la mise en œuvre du matériel du récepteur. Il comprend un circuit intégré, de type courant, pour actionner le filtre synchrone et analogue aux processus de transformation digitale, et un circuit intégré à microcalculateur, destiné au calcul du signal, à la logique du discriminateur du code et aux s

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fonctions du synthétiseur de fréquence. Le contacteur à sortie bi-stable 58 requiert un circuit d'entraînement électronique, de façon qu'il puisse être actionné directement par le microcalculateur. Les deux circuits intégrés sont fabriqués selon la technologie CMOS, afin de maintenir au minimum les exigences de l'alimentation en énergie. Ceci permet d'utiliser une alimentation très simple, comprenant un diviseur capacitif, un redresseur et un régulateur, directement à partir de cette alimentation. Le récepteur sera donc fabriqué de façon très simple et à peu de frais (lorsqu'il est produit en série),

sans nécessiter de quelconques composants critiques à faible tolérance ou thermiquement stables.

A la Fig. 8, l'alimentation en énergie est désignée par 59, le circuit intégré, de type courant, à corrélateur, par 60, la fréquence de référence de l'alimentation étant fournie au microcalculateur par la résistance 61. Les références 71 désignent les résistances d'entrée au filtre synchrone dans le corrélateur. Le signal de corrélation, sous la forme d'une impulsion de largeur variable, est transmis au micro-calculateur par la ligne 62.72 désigne un code qui est programmé dans le micro-calculateur au moyen de commutateurs manuels. La Fig. 9 est une représentation schématique des fonctions effectuées par le circuit intégré 60, de type courant à corrélateur, représenté à la Fig. 8. Le circuit 63 de conversion de tension en largeurs d'impulsions, est alimenté par les sorties filtrées des deux amplificateurs différentiels 64 et 65, alimentés de leur côté par les commutateurs CMOS, respectivement 67 et 68, ces commutateurs CMOS étant commandés par le hâcheur de phases 69, par la fréquence synthétisée dans le micro-calculateur, par la ligne 73. Un signal de tension est alimenté au moyen des conducteurs 70 d'alimentation en courant alternatif 240 V.

Il résulte de la description qui précède, que l'invention diffère de la commande conventionnelle par ondulation, selon deux points principaux:

1) le signal est produit sous la forme d'une distorsion d'onde, en appliquant une charge au réseau, et,

2) en utilisant un signal que est verrouillé sur la fréquence s du réseau d'alimentation, un corrélateur sensible à aucune phase est utilisé dans les récepteurs pour la détection. Le fait que le signal transmis et le corrélateur du récepteur soient tous deux verrouillés à la fréquence d'alimentation, se traduit par une méthode très sélective de détection, et permet d'ob-io tenir une amplitude de signal requise pour un fonctionnement fiable, considérablement plus faible que pour la commande conventionnelle par ondulation.

15 Le bas niveau du signal requis, combiné à la méthode simple de génération du signal, et le fait que les récepteurs puissent être construits en utilisant uniquement deux circuits intégrés, se traduisent par une réduction appréciable des frais globaux de l'appareillage.

Comme déjà mentionné, le dispositif peut être utilisé pour une commande à distance de toutes charges, par exemple, pour le défestage de charges de pointe, la commutation de réchauffeurs d'eau de stockage, la commande de la commutation d'éclairages, pompes ou analogues, la commande de feux de signalisation, et autres fonctions. Le nombre de fonctions peut être accru à une valeur quelconque désirée, ceci par accroissement du nombre de bits transmis dans le code, ou du nombre de fréquences.

Les formes d'exécution décrites se rapportent à la transmission d'un signal à partir d'une sous-station, vers un appareil ou réseau utilisateur. Des moyens et un procédé similaires peuvent être utilisés pour la transmission inverse de signaux, d'un centre utilisateur vers la sous-station. Toutefois, les corrélateurs sont alors agencés afin de contrôler un signal d'in-35 tensité de courant, au lieu d'un signal de tension.

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5 feuilles dessins

Claims

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1. Procédé de transmission d'informations électriques pour la commande de la charge électrique dans un réseau de distribution alimenté par un courant électrique alternatif présentant une fréquence d'alimentation, caractérisé:

en ce qu'on effectue le couplage d'un transmetteur (18,19, 20,21) au réseau (12) afin de dériver la puissance de ce réseau, et en ce qu'on génère, dans le transmetteur, un signal dont la fréquence est synthétisée par la fréquence d'alimentation et verrouillée à celle-ci, en ce qu'on superpose ledit signal à l'onde de la fréquence d'alimentation sous forme d'une suite de distorsions d'onde,

en ce qu'on effectue le couplage d'un récepteur (15) au réseau (14) afin de dériver la puissance du réseau, et en ce qu'on entraîne deux corrélateurs (49) dans le récepteur avec un déphasage de 90° l'un par rapport à l'autre, avec une fréquence de commande synthétisée par la fréquence d'alimentation et verrouillée à celle-ci et synchronisée avec ladite fréquence du signal, de manière à convertir un signal à l'entrée de chacun des corrélateurs, en une tension continue à la sortie de ceux-ci, et en ce qu'on élève au carré et additionne lesdites tensions continues aux sorties.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on transmet ledit signal à trois fréquences de signal séparées, selon un code de décalage de fréquence.

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REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on transmet ledit signal selon un code binaire.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on transmet ledit signal selon une série d'impulsions séparées entre elles par des périodes de coupure.

5. Dispositif de transmission d'informations électriques pour la commande de la charge électrique dans un réseau de distribution alimenté par un courant électrique alternatif présentant une fréquence d'alimentation, pour la mise en œuvre du procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend:

un transmetteur (18,19,20,21) couplé au réseau (12), en vue de dériver l'énergie de ce réseau et de fournir un signal dont la fréquence est synthétisée par la fréquence d'alimentation et verrouillée à celle-ci et de superposer ledit signal à l'onde de la fréquence d'alimentation, sous forme d'une suite de distorsions d'onde,

un récepteur (15) également couplé au réseau (14), ledit récepteur présentant un circuit détecteur (49,51) comprenant une paire de corrélateurs (49) entraînés avec un déphasage de 90° l'un par rapport à l'autre, par une fréquence de commande qui est synthétisée par la fréquence d'alimentation et verrouillée à celle-ci et synchronisée avec ladite fréquence du signal, de façon qu'un signal à l'entrée des corrélateurs se présente sous la forme d'une tension continue à la sortie de ceux-ci, un circuit d'élévation au carré couplé à la sortie du signal de chaque corrélateur, et un circuit d'addition couplé aux circuits d'élévation au carré, agencés de manière à élever au carré et à additionner les tensions continues aux sorties desdits corrélateurs.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit signal est un signal de plus haute fréquence que le signal d'alimentation et en rapport non harmonique avec celui-ci.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit transmetteur comprend un synthétiseur de fréquence (38) qui multiplie ladite fréquence d'alimentation par un premier nombre entier, et au moins un diviseur de fréquence (36) qui divise ladite fréquence multipliée, par un second nombre entier qui est inférieur audit premier nombre entier.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit transmetteur comprend trois diviseurs de fréquence qui fournissent trois fréquences de signaux séparées formant un système de code à décalage de fréquence.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit transmetteur comprend un encodeur qui encode le signal sous forme d'un code binaire.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la fréquence dudit transmetteur est comprise entre 200 Hz et 400 Hz.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que ledit transmetteur comprend une inductance (21) en série avec une capacité (20), une paire de thyristors (19) connectés dos à dos, une unité de commande du transmetteur (18) connectée aux éléments de commande des thyristors, agencée de façon que la fréquence à laquelle lesdits thyristors s'amorcent, soit plus faible que la fréquence de résonance de l'inductance/capacité, et un transformateur couplant (22) le transmetteur audit réseau de distribution.

12. Dispositif pour la transmission électrique d'informations selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que chaque corrélateur (49) comprend un commutateur inverseur CMOS (46), monté entre une résistance (47) et un condensateur (48), lesdits commutateurs CMOS étant entraînés par un hâcheur de phases qui effectue ledit déphasage à 90°.