FR2542498A1 - Load-tapping switch device for transformer, and generator incorporating this device - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne la commutation en charge des prises primaires et/ou secondaires d'un transformateur ou d'un autotransformateur. The present invention relates to the switching in charge of the primary and / or secondary sockets of a transformer or an autotransformer.
La présente invention estapplicable en particulier pour la réalisation de variateurs et/ou régulateurs de tension ou de courant. The present invention is applicable in particular for the production of dimmers and / or regulators of voltage or current.
Différents dispositifs permettant la commutation des prises primaires et/ou secondaires d'un transformateur ont déja eté proposés. Various devices for switching primary and / or secondary outlets of a transformer have already been proposed.
L'un des systèmes les plus connus, formant commutateur en charge, est dénommé commutateur du type JANSEN. Un telsystème utilise en général, des résistances que l'on introduit, par commutation, en série avec la charge. Afin d'éviter l'échauffement des résistances, la commutation est prévue nécessairement très rapide. One of the most well-known switch-in-charge systems is called a JANSEN type switch. Such a system generally uses resistors that are introduced, by switching, in series with the load. In order to avoid the heating of the resistors, the switching is necessarily provided very fast.
T1 que cela est décrit en particulier dans le brevet
Français nO 2 086 116, on a également proposé des systèmes comportant un transformateur électrique pourvu d'un sélecteur de prises muni d'un premier et d'un second bras de contact se déplaçant sélectivement entre un certain nombre de contacts élec- triques. Le système comprend d'autre part une réactance pourvue d'une première et d'une seconde parties d'enroulement, un commutateur de dérivation, un interrupteur dans le vide connecté entre deux bornes du commutateur de dérivation. Dans de tels systèmes, le sélecteur éprises n'est pas adapté pour assurer la commutation en charge, c'est- -dire qu'il n'a pas la capacité de couper le circuit en charge.De ce fait, il est prévu en outre un dispositif de protection agencé de manière a empecher le fonctionnement du sélecteur de prises pendant le passage du courant dans l'interrupteur dans le vide. Il en résulte que le dispositif de commande, qui synchronise le fonctionnement des differents éléments du système est particulièrement complexe.T1 that this is described in particular in the patent
No. 2,086,116 there is also provided systems comprising an electrical transformer having a tap selector having a first and a second contact arm selectively moving between a number of electrical contacts. The system further includes a reactor having a first and a second winding portion, a bypass switch, a vacuum interrupter connected between two terminals of the bypass switch. In such systems, the looser selector is not suitable for switching on load, that is, it does not have the capacity to cut the load circuit. in addition to a protective device arranged to prevent the operation of the tap selector during the passage of the current in the switch in the vacuum. As a result, the control device, which synchronizes the operation of the various elements of the system is particularly complex.
La présente invention vient maintenant proposer un nouveau commutateur de prises, en charge, qui s'avere a la fois simple, économique, robuste et fiable, tout en étant susceptible d'être-utilisé dans un grand nombre d'applications. The present invention now proposes a new socket switch, in charge, which proves to be simple, economical, robust and reliable, while being capable of being used in a large number of applications.
Plus précisément, le commutateur de prises, en charge, pour transformateur, conforme a la présente invention comprend un élément de type selfique muni dúne prise intermediaire, une série de bornes reliées a des prises respectives du transformateur, une pluralité d'organes interrupteurs aptes 'a relier, lors de leur fermeture, l'une desdites bornes a l'une des extrémités de l'élément selfique, les organes interrupteurs étant associés par paires, et possédant au niveau de chacune de celles-ci, un pôle commun relié à une borne associée, tandis que le second pôle des organes interrupteurs de chaque paire, est relié a une extrémité respective de l'élément selfique, des moyens de commande pour contrôler l'ouverture et la fermeture des organes interrupteurs selon une séquence prédéterminée suivant l'ordre des prises associées du transformateur. More specifically, the socket switch, in charge, for a transformer, according to the present invention comprises an element of the inductive type provided with an intermediate tap, a series of terminals connected to respective taps of the transformer, a plurality of switchgear members adapted to each other. to connect, when closing, one of said terminals to one end of the inductive element, the switch members being associated in pairs, and having at each of these, a common pole connected to a associated terminal, while the second pole of the switch members of each pair, is connected to a respective end of the inductive element, control means for controlling the opening and closing of the switch members in a predetermined sequence according to the order associated outlets of the transformer.
Selon une caractéristique préférentielle de la présente invention, l'élément de type selfique est formé d'au moins un enroulement ayant une prise intermédiaire,disposé sur un même circuit ma gnétique, et l'impédance de l'élément selfique est déterminée de telle sorte que le courant de circulation produit dans une boucle formée par une section de transformateur délimitée par deux prises adjacentes, deux interrupteurs et l'élément selfique, reste inférieur au courant citculant dans la charge. According to a preferred characteristic of the present invention, the element of the inductive type is formed of at least one winding having an intermediate tap, disposed on the same magnetic circuit, and the impedance of the inductive element is determined so that that the circulation current produced in a loop formed by a transformer section delimited by two adjacent taps, two switches and the inductive element, remains lower than the current flowing in the load.
Selon une première variante de réalisation, les interrupteurs sont du type mécanique , et ceux-ci sont commandés par un système motorisé. According to a first variant embodiment, the switches are of the mechanical type, and these are controlled by a motorized system.
Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, les seconds pôles des organes interrupteurs sont alors reliés a une extrémité de l'élément selfique par l'intermédiaire d'interrupteurs auxiliaires du type a semi-conducteurs et les moyens de commande sont adaptés de telle sorte que l'ouverture et la fermeture des organes interrupteurs reliés aux bornes se produisent constamment a l'état non passant des interrupteurs auxiliaires. According to an advantageous characteristic of the present invention, the second poles of the switch members are then connected to one end of the inductive element via auxiliary switches of the semiconductor type and the control means are adapted in such a way that that the opening and closing of the switchgear connected to the terminals constantly occur in the off state of the auxiliary switches.
Selon une secDnde variante de réalisation de la présente invention, les interrupteurs sont du type a semi-conducteurs, et ceux-ci sont contrôlés par un registre de commande. According to a second variant embodiment of the present invention, the switches are of the semiconductor type, and these are controlled by a control register.
Selon un premier mode de réalisation conforme a la présente invention, les interrupteurs sontbidirectionnels et les deux extrémités de l'enroulement selfique sont reliées respectivement auxseconds pôles des interrupteurs de chaque paire, les moyens de commande définissant une séquence comportant es étapes suivantes : à un instant déterminé, les deux interrupteurs d'une même paire sont passants, puis un interrupteur relié à une première extrémité de l'élément selfique est rendu non passant, puis l'interrupteur de la paire suivante relié à ladite première extrémité de l'élément selfique est rendu passant et ensuite l'interrupteur de la paire première nommée relié à la seconde extrémité de l'élément self tique est rendu non passant, avant de rendreconducteur à son tour, l'interrupteur de la paire dernière nommée reliée à la seconde extrémité de l'élément selfique. According to a first embodiment according to the present invention, the switches arebidirectional and the two ends of the inductive winding are respectively connected to the respective poles of the switches of each pair, the control means defining a sequence comprising the following steps: at one instant determined, the two switches of the same pair are passing, then a switch connected to a first end of the inductive element is turned off, then the switch of the next pair connected to said first end of the inductive element is turned on and then the switch of the named first pair connected to the second end of the self tick element is turned off, before rendreconducteur in turn, the switch of the last named pair connected to the second end of the inductive element.
Selon un secondemode de réalisation conforme a la présente invention, les interrupteurs sont bidirectionnels et l'élément selfique possède autant d'enroulements que de paires d'interrupteurs, 1, extrémités des enroulements étant reliées à un second pôle respectif associé des interrupteurs,-et les moyens de commande définissent une séquence comportant les étapes suivantes : à un instant donné, les deux interrupteurs d'une même paire sont passants, puis un interrupteur de cette paire est rendu non passant et un interrupteur de la paire suivante est rendu conductèur, avant de rendre passants les deux interrupteurs de la paire dernière nommée. According to a second embodiment according to the present invention, the switches are bidirectional and the inductive element has as many windings as pairs of switches, 1 ends of the windings being connected to a respective second pole associated switches, and the control means define a sequence comprising the following steps: at a given instant, the two switches of the same pair are on, then a switch of this pair is turned off and a switch of the next pair is made conductèur, before to make passers the two switches of the last named pair.
Selon un troisième mode de réalisation conforme à la présente invention, les interrupteurs sont unidirectionnels et los deux extrémités de l'enroulement selfique sont reliées respectivement aux seconds pôles des interrupteurs de chaque paire, et les moyens de commande définissent une séquence comportant les étapes suivantes : à un instant donne, les deux interrupteurs d'une même paire sont passants1 puis un interrupteur de cette paire relié a une première extrémité de l'élément selfique est rendu non passant et l'interrupteur de la paire sui vante relié à la première extrémité de Xtelément selfique est rendu passant, avant de rendre conducteurs les deux interrupteurs de la paire dernière nommée. According to a third embodiment according to the present invention, the switches are unidirectional and the two ends of the inductive winding are respectively connected to the second poles of the switches of each pair, and the control means define a sequence comprising the following steps: at a given instant, the two switches of the same pair are pass1 and a switch of this pair connected to a first end of the inductive element is turned off and the switch of the next pair connected to the first end of Xtelémentelique is passed, before making conductive the two switches of the last named pair.
D'autres caractéristiques et avantages apparaltront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnés à titre d'exemple non limitatif , et en regard des dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 représente l'ensemble d'un commutateur électromécanique muni d'un élément self tique associé, connecté entre les prises secondaires d'un autotransformateur et une charge que l'on désire alimenter a différents niveaux de tension sans interruption du courant,
- les figures 2a et 2b représentent une composition géométrique des tensions aux bornes de la charge, en fonction de la tension d'alimentation réseau et de la tension présente aux bornes de l'élément selfique, respectivement dans deux cas de commutation,
- la figure 3 représente une vue similaire la figure 1, sur laquelle apparait le système d'asservissement des organes de commutation,
- la figure 4 représente une variante de la figure 1 dans laquelle la variation de tension aux bornes de la charge est obtenue par l'intermédiaire d'un transformateur d'injection alimenté par le commutateur connecté sur les prises d'un autotransformateur,
- la figure 5 représente le commutateur connecté entre les prises primaires d'un autotransformateur alimentant une charge dont on désire maintenir la tension d'alimentation entre des limites donnees, lorsque la tension d'alimentation du réseau varie,
- la figure 6 représente une variante de réalisation du dispositif représenté sur la figure 5, avec utilisation d'un transformateur d'injection, permettant de contrôler une intensité dans le primaire de l'autotransformateur plus élevée que celle du commutateur,
- la figure 7 représente une variante de réalisation dans laquelle le commutateur est connecté entre des prises prévues sur le pied de l'enroulement (fil fin) d'un autotransformateur abaisseur et le conducteur neutre, cette disposition permettant de réguler la tension réduite d'utilisation en agissant sur le nombre de spires de la section d'enroulement de fil fin,
- la figure 8 représente une variante de réalisation du dispositif représenté sur la figure 7, dans laquelle on utilise un transformateur d'injection pour compenser les variation+ de tension d'alimentation et maintenir cdnstante la tension réduite d'utilisation,
- la figure 9 représente une variante de réalisation du dispositif représenté sur la figure 1, dans laquelle on a introduit deux interrupteurs statiques auxiliaires entre les interrupteurs associés aux bornes et l'élément de type selfique.Other characteristics and advantages will become apparent on reading the detailed description which follows, given by way of non-limiting example, and with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 represents the assembly of an electromechanical switch provided with an associated self-tick element, connected between the secondary sockets of an autotransformer and a load which it is desired to supply at different voltage levels without interruption of the current,
FIGS. 2a and 2b show a geometrical composition of the voltages at the terminals of the load, as a function of the mains supply voltage and of the voltage present at the terminals of the inductive element, respectively in two switching cases,
FIG. 3 represents a view similar to FIG. 1, on which appears the control system of the switching members,
FIG. 4 represents a variant of FIG. 1 in which the variation of voltage across the load is obtained by means of an injection transformer fed by the switch connected to the sockets of an autotransformer,
FIG. 5 represents the switch connected between the primary taps of an autotransformer supplying a load whose supply voltage is to be maintained between given limits, when the supply voltage of the network varies,
FIG. 6 represents an alternative embodiment of the device represented in FIG. 5, with the use of an injection transformer, making it possible to control an intensity in the primary of the autotransformer higher than that of the switch,
FIG. 7 represents an embodiment variant in which the switch is connected between taps provided on the base of the winding (thin wire) of a step-down autotransformer and the neutral conductor, this arrangement making it possible to regulate the reduced voltage of use by acting on the number of turns of the thin wire winding section,
FIG. 8 represents an alternative embodiment of the device represented in FIG. 7, in which an injection transformer is used to compensate for the variation of supply voltage and maintain the reduced voltage of use,
FIG. 9 represents an alternative embodiment of the device represented in FIG. 1, in which two auxiliary static switches have been introduced between the switches associated with the terminals and the element of the inductive type.
- la figure 10 représente le diagramme de commutation des interrupteurs principaux associés aux bornes, ainsi que celui des interrupteurs auxiliaires représentés sur la figure 9,
- la figure 11 représente une variante de réalisation du dispositif représenté sur la figure 1, dans laquelle on a remplacé les interrupteurs mécaniques par des interrupteurs statiques,
- la figure 12 représente la séquence de commande des interrupteurs' statiques représentés sur la figure 11, pour un passage de la valeur de tension d'utilisation maximum à la valeur minimum de celle-ci,
- la figure 13 représente une variante de réalisationdu dispositif représenté sur la figure 11 dans laquelle, l'élément selfique à point milieu, comporte autant d'enroulements que de paires d'interrupteurs, pour permettre une séquence de commutation plus rapide sans risque de surintensité en cas de charge selfique
- la figure 14 représente la séquence des commandes des interrupteurs statiques représentés sur la figure 13, lorsque l'on desire passer de la valeur de tension d'utilisation maximum à la valeur minimum de celle-ci,
- la figure 15 représente une variante de réalisation du dispositif représenté sur la figure il,
- la figure 16 représente la séquence de commande des interrupteurs statiques de la figure 15 lorsque l'on désire passer de la valeur maximum de tension d'utilisation a la valeur minimum de celle-ci.FIG. 10 represents the switching diagram of the main switches associated with the terminals, as well as that of the auxiliary switches represented in FIG. 9,
FIG. 11 represents an alternative embodiment of the device represented in FIG. 1, in which the mechanical switches have been replaced by static switches;
FIG. 12 shows the control sequence of the static switches shown in FIG. 11, for a transition from the maximum operating voltage value to the minimum value thereof,
FIG. 13 represents an alternative embodiment of the device represented in FIG. 11 in which the self-center point element comprises as many windings as there are pairs of switches, to allow a faster switching sequence without the risk of overcurrent. in case of inductive load
FIG. 14 represents the sequence of the commands of the static switches shown in FIG. 13, when it is desired to go from the maximum operating voltage value to the minimum value thereof;
FIG. 15 represents an alternative embodiment of the device represented in FIG.
FIG. 16 represents the control sequence of the static switches of FIG. 15 when it is desired to go from the maximum value of the operating voltage to the minimum value thereof.
Il apparaîtra plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre que les modes de réalisation représentés sur les figures 1, 3, 4, 9, 11, 13 et 15 constituent des variateurs destinés à alimenter des charges en puissance réduite, c'est-à-dire des dispositifs susceptibles d'assurer une réduction de la tension. It will become more apparent from reading the following detailed description that the embodiments shown in FIGS. 1, 3, 4, 9, 11, 13 and 15 constitute dimmers for supplying loads with reduced power. that is to say devices capable of ensuring a reduction of the voltage.
Tandis que les dispositifs représentés sur les figures 5 et 6 constituent des régulateurs destinés a stabiliser la tension aux bornes de la charge, le dispositif représenté sur la figure 7 permettant, comme cela a été précédemment indiqué, de réguler la tension réduite dtutilisation en agissant sur le nombre de spires de la section d'enroulement fil fin du transformateur. While the devices shown in Figures 5 and 6 constitute regulators for stabilizing the voltage across the load, the device shown in Figure 7 allowing, as previously indicated, to regulate the reduced voltage of use by acting on the number of turns of the winding wire end section of the transformer.
Sur les d;érentes figures, le commutateur de prises, en charge, conforme à la présente invention, est référencé C et est délimité par un cadre en traits interrompus. In the respective figures, the tap switch, in load, according to the present invention, is referenced C and is delimited by a broken line frame.
Le commutateur C comprend d'une part une série de bornes
B1, B2, B3 et B4 destinées être reliées à des prises respectives d'un transformateur T, d'autre part, un conducteur connecté à une prise intermédiaire S1 d'un élément S de type selfique, constituant une borne d'entrée ou de sortie du commutateur.The switch C comprises on the one hand a series of terminals
B1, B2, B3 and B4 to be connected to respective sockets of a transformer T, on the other hand, a conductor connected to an intermediate socket S1 of an element S of the inductive type, constituting an input terminal or switch output.
En outre, le commutateur-C comprend une pluralité d'or ganes intérrupteurs I1, I2, I3, et I4, I'1, I'2, I' et
3 I'4I aptes à relier, lors de leur fermeture, 11 une desdites bornes
B1, B2 B3 et B4 associées à une prise du transformateur T, à l'une des extrémités S2, S3 (figure 1) ou Sa Sbt Sc, Sd, Se, Sf, Sg, Sh (figure 13) de l'élément selfique S.In addition, the switch-C comprises a plurality of switchgears I1, I2, I3, and I4, I'1, I'2, I 'and
3 I'4I able to connect, when they close, 11 one of said terminals
B1, B2 B3 and B4 associated with a tap of the transformer T, at one of the ends S2, S3 (FIG. 1) or Sa Sbt Sc, Sd, Se, Sf, Sg, Sh (FIG. 13) of the inductive element S.
Plus précisément, tel que cela est représenté sur les figures, les organes interrupteurs sont associés par paires et possèdent, au niveau de chacune de celles-ci, un pôle commun p , P2, P3, P4 relié à une borne B1, B2, B3 ét B4 associée, tandis que le second pôle des organes interrupteurs de chaque paire est relié à une extrémité respective S2, S3 (figure 1) ou Sa, Sbt Sc, Sd, Se, Sf, Sg, 5h (figure 13) de l'éléiment selfique S. More specifically, as shown in the figures, the switch members are associated in pairs and have, at each of them, a common pole p, P2, P3, P4 connected to a terminal B1, B2, B3 and B4 associated, while the second pole of the switch members of each pair is connected to a respective end S2, S3 (Figure 1) or Sa, Sbt Sc, Sd, Se, Sf, Sg, 5h (Figure 13) of the selfic element S.
Enfin, le commutateur C comporte également des moyens de commande (représentés par exemple sur la figure 3) pour contrôler l'ouverture et la fermeture des organes interrupteurs I1d 14 et I'1 a I'4 selon une séquence prédéterminée suivant l'ordre des prises associées du transformateur T. Finally, the switch C also comprises control means (shown for example in FIG. 3) for controlling the opening and closing of the switch members I1d 14 and I'1 to I'4 in a predetermined sequence according to the order of the associated outlets of transformer T.
Sur les figures, les conducteurs provenant du réseau d'alimentation sont référencés Pha pour un fil de phase, et N pour le fil de neutre, tandis que la charge est référencée CH. In the figures, the conductors coming from the supply network are referenced Pha for a phase wire, and N for the neutral wire, while the load is referenced CH.
Selon le mode de réalisation représenté sur la figuré 1, le transformateur T est constitué d'un autotransformateur possédant une section T1 d'enroulement de fort calibre, traversée par le courant principal, en série sur une section T2 d'enroulement de calibre plus faible, traversée seulement par les différences entre le courant primaire et le courant secondaire. According to the embodiment shown in FIG. 1, the transformer T consists of an autotransformer having a high-winding section T1, crossed by the main current, in series on a smaller winding section T2. , traversed only by the differences between the primary current and the secondary current.
L'extrémité de la section T1 d'enroulement de fort calibre, opposée au point commun entre les sections T1 et T2 est reliée- au fil de phase Pha, tandis que l'extrémité de la section d'enroulement T2 de calibre plus faible, opposée au point commun entre les sections T1 et T2 est reliée au fil neutre N.The end of the large-diameter winding section T1, opposite the common point between the sections T1 and T2 is connected to the phase wire Pha, while the end of the winding section T2 of smaller gauge, opposite to the common point between the sections T1 and T2 is connected to the neutral wire N.
Les prises respectives du transformateur T destinées a être reliées aux bornes B1 à B4 du commutateur C sont prévues au niveau de la section d'enroulement T1 de fort calibre, tandis que la prise intermédiaire S1 de l'élément selfique S est reliée à une première borne de la charge CH, dont la seconde borne est rebouclée sur le neutre N. The respective outlets of the transformer T intended to be connected to the terminals B1 to B4 of the switch C are provided at the level of the winding section T1 of high caliber, while the intermediate tap S1 of the inductive element S is connected to a first load terminal CH, the second terminal of which is looped back to the neutral N.
Sur les figures, quatre bornes B1 à B4 et quatre prises associées du transformateur T sont prévues. Bien entendu, le nom bre de ces bornes et prises n'est aucunement limité et sera dé- terminé en fonction des impératifs relatifs à chaque application particulière
Si par exemple, l'autotransformateur T est déterminé de telle sorte que lors de la connexion du commutateur C, par l'intermédiaire des bornes B1 à B4, avec le transformateur T, les tensions présentes sur les bornes B1,B2, B3 et Bq soient respectivement de 220 Volts, 200 Volts, 180 Volts, et 160 Volts, pour chacun des états de commutation des interrupteurs I1 a 14 et I'1 à I'4, la séquence suivante des tensions aux bornes de la charge sera obtenue
If, for example, the autotransformer T is determined so that, when the switch C is connected, via the terminals B1 to B4, with the transformer T, the voltages present on the terminals B1, B2, B3 and Bq 220 volts, 200 volts, 180 volts, and 160 volts respectively, for each of the switching states of the switches I1 to 14 and I'1 to I'4, the following sequence of the voltages across the load will be obtained
<tb> Interrupteurs <SEP> fermés <SEP> Il <SEP> 121', <SEP> I2I'2 <SEP> 131' <SEP> 2 <SEP> 131' <SEP> 3 <SEP> 141' <SEP> 3 <SEP> 141' <SEP> 4 <SEP>
<tb> <SEP> tensions <SEP> 220w <SEP> 210V <SEP> 200V <SEP> 190V <SEP> 180V <SEP> 170V <SEP> t <SEP>
<tb>
Comme cela est représenté sur les figures, l'élément de type selfique S est formé d'au moins un enroulement de N spires ayant une prise intermddiaire,monté sur un même circuit magne tique. Si z représente l'impédance de la moitié de l'enroulement de N spires, on détermine l'impédance maximum Zmax = 4z de l'élément selfique S par la valeur maximum admise du courant de circulation qui se développe lorsque les extrémités S2 et S3 enroulement sont connectées a deux prises (B1 a B4) de tension consédutive de l'autotransformateur T. Un tel courant de circulation est produit dans une boucle formée par une section du transformateur T délimitée par deux prises adjacentes, deux in terrupteurs I1 à 14 et I' à I'4, et l'élément selfique S.<tb> Switches <SEP> closed <SEP> Il <SEP> 121 ', <SEP>I2I'2<SEP>131'<SEP> 2 <SEP> 131 '<SEP> 3 <SEP>141'<SEP> 3 <SEP> 141 '<SEP> 4 <SEP>
<tb><SEP> voltages <SEP> 220w <SEP> 210V <SEP> 200V <SEP> 190V <SEP> 180V <SEP> 170V <SEP> t <SEP>
<Tb>
As shown in the figures, the element of the inductive type S is formed of at least one winding of N turns having an intermediate tap, mounted on the same magnetic circuit. If z represents the impedance of half of the winding of N turns, the maximum impedance Zmax = 4z of the inductive element S is determined by the maximum admitted value of the flow current which develops when the ends S2 and S3 winding are connected to two outlets (B1 to B4) of consecutive voltage of the autotransformer T. Such a circulation current is produced in a loop formed by a section of the transformer T delimited by two adjacent taps, two switches I1 to 14 and I 'to I'4, and the inductive element S.
1 4
Lorsque les extrémités S2 et S3 d'un enroulement sont connectées en parallèle sur la même prise de tension (B à B4) de l'autotransformateur T, l'impédance globale de cet enroulement. n'est plus que Zmin = 0,5 z. En général, on adoptera de préférence un courant de circulation dont la valeur sera inférieure à l'amplitude du courant traversant la charge CH.1 4
When the ends S2 and S3 of a winding are connected in parallel on the same voltage tap (B to B4) of the autotransformer T, the overall impedance of this winding. is only Zmin = 0.5 z. In general, a circulation current will preferably be adopted whose value will be smaller than the magnitude of the current flowing through the load CH.
L'importance du rapport entre les impédances maximum (Zmax) et minimum (Zmin) de l'élément selfique S, égale a 8, est évidente. The importance of the ratio between the maximum (Zmax) and minimum (Zmin) impedances of the inductive element S, equal to 8, is obvious.
Cependant, l'élément de type selfique S muni d'une prise intermédiaire S1 présente d'autres avantages. En particulier, tel que cela est représenté sur les figures 2a et 2b, la composition géométrique des vecteurs tension permet de minimiser l'influence de la chute de tension selfiqueJsur la tension aux bornes de la charge, aussi bien dans le cas où les.extrémités S2 et 3 des enroulements de l'élément selfique S sont connectées à la même prise de. tension (figure2a) que dans le cas où les extrémités S2 et S sont connectées a deux prises de tension consécutives (figure 2b). However, the inductive type element S provided with an intermediate socket S1 has other advantages. In particular, as shown in FIGS. 2a and 2b, the geometric composition of the voltage vectors makes it possible to minimize the influence of the inductive voltage drop on the voltage at the terminals of the load, both in the case where the extrusions S2 and 3 of the windings of the inductive element S are connected to the same socket of. voltage (Figure 2a) that in the case where the ends S2 and S are connected to two consecutive voltage taps (Figure 2b).
Sur les figures 2a et 2b, la tension présente aux bornes du réseau d'alimentation entre la ligne de phase Pha et la ligne de neutre N est représentée par le vecteur référencé U réseau. In FIGS. 2a and 2b, the voltage present at the terminals of the supply network between the phase line Pha and the neutral line N is represented by the vector referenced U network.
La tension présente aux bornes de la charge CH est représentée par le vecteur référencé U charge. La chute de tension selfique est représentée par le vecteur référencé US. Sur ces figures, l'amplitude du vecteur Us a été agrandie par rapport aux vecteurs
U réseau et U charge pour faciliter la représentation, il en de même du déphasage pour ce qui est de la figure 2b.The voltage present across the load CH is represented by the vector referenced U load. The inductive voltage drop is represented by the vector referenced US. In these figures, the amplitude of the vector Us has been enlarged with respect to the vectors
U network and U load to facilitate the representation, it is the same phase shift with respect to Figure 2b.
Il apparait par conséquent dès à présent. que l'utilisation d'un élément de type selfique S-muni d'une prise intermédiaire S1, associé à une pluralité d'organes interrupteurs I1 a 14 et I' a i' à 4 et I'l à I'4 permet de limiter le courant de circulation et par conséquent de rester en position dans un état défini par la fermeture de deux interrupteurs appartenant à des paires adjacentes, pour fournir alors une tension intermédiaire entre les tensions disponibles au niveau de deux prises adjacentes du transformateur. He appears therefore now. that the use of an element of inductive type S-provided with an intermediate socket S1, associated with a plurality of switch members I1 to 14 and I 'ai' to 4 and I'l to I'4 can limit the circulating current and therefore remain in position in a state defined by the closure of two switches belonging to adjacent pairs, to then provide an intermediate voltage between the voltages available at two adjacent outlets of the transformer.
Par rapport au commutateur du type JANSEN précité, le commutateur conforme à la présente invention permet par consé- quent pour un nombre de prises égale sur l'autotransformateur T, un choix beaucoup plus important de tensions disponibles. As compared with the switch of the aforementioned JANSEN type, the switch according to the present invention consequently allows for a number of equal sockets on the autotransformer T, a much greater choice of available voltages.
En outre, tel que cela a été précisé en regard notamment des figures 2a et 2b, la composante selfique Us de la chute de tension modifie peu l'amplitude de la tension U charge aux bornes de la charge.CH. In addition, as has been specified with particular reference to FIGS. 2a and 2b, the inductive component Us of the voltage drop has little effect on the amplitude of the voltage U charging across the load.CH.
Enfin, le commutateur conforme à la présente invention permettant d'assurer la commutation en charge proprement dite, grâce aux organes interrupteurs I1 à-I4 et I'1 à I'4 eux-mêmes, la commande de ces organes est grandement facilitée par rapport au système décrit dans le brevet Français 2 086 116 précédemment évoqué. Finally, the switch according to the present invention making it possible to switch the load itself, thanks to the switching members I1 to I4 and I'1 to I'4 themselves, the control of these organs is greatly facilitated compared with to the system described in French Patent 2,086,116 previously mentioned.
On va maintenant décrire plus en détail le système d'as- servissement des organes interrupteurs Ip a 14 et I'1 à I'4 représentés sur la figure 3. The control system of the switch members Ip to 14 and I'1 to l4 shown in FIG. 3 will now be described in greater detail.
Les connexions du transformateur T-rdu commutateur C, et de la charge CH sont identiques a celles de la figure i et ne seront donc pas redécrites. The connections of the transformer T-r of the switch C, and the load CH are identical to those of Figure i and will therefore not be redescribed.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 3, les organes interrupteurs I a 14 et I'1 à I'4 sont du type électromécaniques. Le commutateur C est de préférence, motorisé, de façon à obtenir automatiquement toutes les positions exactes de commutation. According to the embodiment shown in Figures 1 and 3, the switch members I to 14 and I'1 to I'4 are of the electromechanical type. The switch C is preferably motorized so as to automatically obtain all the exact switching positions.
On pourra en plus régler la vitesse d'écartement des contacts des interrupteurs I1 a 14 et I' ,,a I'4 pour obtenir l'extinction de l'arc par le premier passage à zéro de la tension qui suit l'ouverture du contact en fonction. Un tel procédé est généralement mis en oeuvre dans les interrupteurs dits à coupure lente. In addition, it is possible to adjust the spacing of the contacts of the switches I1 to 14 and I ', to I'4 to obtain the extinction of the arc by the first zero crossing of the voltage which follows the opening of the contact in function. Such a method is generally implemented in so-called slow-cut switches.
Plus précisément, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 3, un dispositif différentiateur 20 formant test, à deux entrées, reçoit sur l'une de ses entrées 21 la tension présente au borne de la charge CH, et à sa seconde entrée 22 une valeur de consigne. En fonction de la valeur et du signe de l'écart existant entre la consigne (entrée 22) et la tension au borne de la charge CH (entrée 21), l'une des sorties 23 ou 24 du différentiateur 20 est validée, de façon à commander en consé quence et respectivement un déplacement de l'ensemble motoréducteur synchrone 25 et cames de positionnement 26 associées1 qui commande les organes interrupteurs I1 14 et I'1 à I'
La validation de l'une des sorties(23)produit un déplacement du motoréducteur 25 dans un sens donné, tandis que la validation de la seconde sortie 24 de l'organe différentiateur 20 produit un déplacement du motoréducteur 25 dans le sens opposé.More precisely, according to the embodiment shown in FIG. 3, a two-input test differentiating device 20 receives on one of its inputs 21 the voltage present at the load terminal CH, and at its second input 22. a set value. As a function of the value and the sign of the difference existing between the setpoint (input 22) and the voltage at the terminal of the load CH (input 21), one of the outputs 23 or 24 of the differentiator 20 is enabled, so to control accordingly and respectively a displacement of the synchronous geared motor assembly 25 and associated positioning cams 26 which controls the switch members I1 14 and I'1 to I '
The validation of one of the outputs (23) produces a displacement of the gearmotor 25 in a given direction, while the validation of the second output 24 of the differentiating member 20 produces a displacement of the gearmotor 25 in the opposite direction.
Le cas échéant, des temporisations schématiquement référencées 27 et 28, associées à chacune des sorties 23 et 24 de l'organe différentiateur 20 peuvent être intercalées sur le circuit de commande du motoréducteur. If necessary, schematically referenced timers 27 and 28, associated with each of the outputs 23 and 24 of the differentiating member 20 may be interposed on the control circuit of the geared motor.
Une telle disposition peut être utilisée par exemple pour éviter dans le cas des installations d'éclairage, une variation trop rapide de la tension secteur. A titre d'exemple, dans le cas de l'application à une installation d'éclairage, les temporisations péuvent être de l'ordre de 5 à 150 secondes. Such an arrangement can be used, for example, to avoid, in the case of lighting installations, a too rapid variation of the mains voltage. By way of example, in the case of application to a lighting installation, the delays can be of the order of 5 to 150 seconds.
Bien entendu, le système de commande pourra prendre de nombreuses autres formes. Of course, the control system can take many other forms.
On va maintenant décrire le dispositif représenté sur la figure 4. The device shown in FIG. 4 will now be described.
Sur celle-ci, les bornes B1 à B4 du commutateur C sont reliées a des prises d'un autotransformateur T dont les extrémités sont respectivement connectées à la ligne de phase Pha et à la ligne neutre N. La prise intermédiaire S1 de l'élément selfique S est reliée à une borne d'un premier enroulement Til d'un transformateur d'injection Ti dont l'autre borne est reliée à la ligne neutre N. Le second enroulement Ti2 du transformateur d'injection Ti est connecté entre la ligne de phase Pha et une borne de la charge CH dont la seconde borne est reliée à la ligne neutre N. On it, the terminals B1 to B4 of the switch C are connected to sockets of an autotransformer T whose ends are respectively connected to the phase line Pha and to the neutral line N. The intermediate socket S1 of the element S is connected to a terminal of a first winding Til of an injection transformer Ti whose other terminal is connected to the neutral line N. The second winding Ti2 of the injection transformer Ti is connected between the line of phase Pha and a terminal of the load CH whose second terminal is connected to the neutral line N.
Un tel transformateur d'injection Ti permet de faire varier aisément la tension aux bornes de la charge CH tout en permettant au commutateur C de travailler sous une intensité réduite. Such an injection transformer Ti makes it easy to vary the voltage across the load CH while allowing the switch C to work at a reduced intensity.
On va maintenant décrire le mode de réalisation représenté sur la figure 5. The embodiment shown in FIG. 5 will now be described.
Sur celle-ci, la prise intermédiaire Sp de l'élément selfique S est reliée à la ligne de phase Pha tandis que les bornes B1 à B4 du commutateur C sont connectées aux prises du primaire d'un autotransformateur T. La charge CS est connectée au borne du secondaire de 1 'autotransformateur T, et la borne commune de l'enroulement primaire et de l'enroulement secondaire de cet autotransformateur T est reliée à la ligne de neutre N. On this, the intermediate tap Sp of the inductive element S is connected to the phase line Pha while the terminals B1 to B4 of the switch C are connected to the primary taps of an autotransformer T. The load CS is connected at the secondary terminal of one autotransformer T, and the common terminal of the primary winding and the secondary winding of this autotransformer T is connected to the neutral line N.
Cette disposition peut être utilisée pour maintenir la tension d'alimentation au borne de la charge.CH entre des limites données lorsque la tension d'alimentation du réseau présente entre la ligne de phase Pha et la ligne de neutre N varie. This arrangement can be used to maintain the supply voltage at the load terminal. CH between given limits when the mains supply voltage present between the phase line Pha and the neutral line N varies.
On va maintenant décrire le mode de réalisation représenté sur la figure 6. The embodiment shown in FIG. 6 will now be described.
Sur celle-ci, les bornes B1 à B4 du commutateur C sont reliées aux prises de l'enroulement primaire d'un autotransformateur T. L'une des extrémités de celui-ci est reliée à la ligne de phase Pha par l'intermédiaire du premier enroulement Til d'un transformateur d'injection Ti, tandis que la seconde extrémité de l'autotransformateur T est reliée a la ligne de neutre N. On it, the terminals B1 to B4 of the switch C are connected to the taps of the primary winding of an autotransformer T. One end of the latter is connected to the phase line Pha via the first winding Til of an injection transformer Ti, while the second end of the autotransformer T is connected to the neutral line N.
La charge CH est d'autre part connectée en parallèle de l'autotransformateur T.The load CH is, on the other hand, connected in parallel with the autotransformer T.
La prise intermédiaire S de l'élément seifique S est reliée a une première borne du second enroulement Ti2 du transformateur d'injection Ti, dont la seconde borne est-reliée à une prise médiane de. l'autotransformateur T. The intermediate tap S of the seventh element S is connected to a first terminal of the second winding Ti2 of the injection transformer Ti, whose second terminal is connected to a median tap. the autotransformer T.
En général , le coefficient de transformation du transformateur d'injection Ti est compris entre 0 et 1. Un tel transformateur d'injection permet de contrôler une intensité circulant dans le primaire de l'autotransformateur T plus élevée que celle circulant dans le commutateur C. In general, the transformation coefficient of the injection transformer Ti is between 0 and 1. Such an injection transformer makes it possible to control an intensity flowing in the primary of the autotransformer T higher than that flowing in the switch C.
On va maintenant décrire le mode de réalisation représenté sur la figure 7. The embodiment shown in FIG. 7 will now be described.
Sur celle-ci, les bornes B1 à B4 du commutateur C sont reliées à des prises prévues au niveau d'une section T2 d'enroulement de faible calibre d'un autotransformateur T. Plus préci sément, cet autotransformateur T se compose d'une section T1 d'enroulement de fort calibre traversE. par le courant principal, en série sur la section T2 précitée d'enroulement de calibre plus faible, traverséeseulement par ladifférence entre le courant primaire et le courant secondaire. On it, the terminals B1 to B4 of the switch C are connected to sockets provided at a low-winding section T2 of an autotransformer T. More precisely, this autotransformer T consists of a T1 section of heavy gauge winding through. by the main current, in series on the said section T2 of winding of smaller gauge, crossed only by the difference between the primary current and the secondary current.
La prise intermédiaire S1 de l'élément selfique S est quant à elle reliée à la ligne neutre N. La charge CH est connectée entre la ligne de neutre N et le point commun à la section
T1 de fort calibre et à la section T2 d'enroulement de calibre plus faible, tandis que l'autre extrémité de la section T1 d'enroulement de fort calibre est reliée a la ligne de phase
Pha.The intermediate socket S1 of the inductive element S is connected to the neutral line N. The load CH is connected between the neutral line N and the point common to the section
T1 heavy gauge and lower winding section T2, while the other end of heavy gauge winding section T1 is connected to the phase line
Pha.
Tel que cela a été précédemment indiqué, cette disposition permet de réguler la tension réduite d'utilisation présente au borne de la charge CH en agissant sur le nombre de spires de la section T2 d'enroulement de fil fin. As previously indicated, this arrangement makes it possible to regulate the reduced operating voltage present at the terminal of the load CH by acting on the number of turns of the thin-wire winding section T2.
On va maintenant décrire le mode de réalisation représenté sur la figure 8. The embodiment shown in FIG. 8 will now be described.
L'autotransformateur T représenté sur celle-ci est analogue a celui de la figure 7. Cet autotransformateur T est relié d'une part, par une extrémité, directement à la ligne de phase Pha et d'autre part, par l'autre extrémité, par l'intermédiaire d'un premier enroulement Ti1 d'un transformateur d'injection Ti, à la ligne de neutre N. Les bornes B1 à B4 du commutateur C-sont la encore reliées a des prises de l'enroulement primaire de l'autotransformateur T tandis que la prise intermédiaire S1 de l'élément selfique S est reliée a une première borne du second enroulement Ti2 du transfdrmateur d'injection Ti, dont la seconde borne est reliée à une prise médiane de l'autotransformateur T. The autotransformer T represented on it is similar to that of FIG. 7. This autotransformer T is connected on the one hand, by one end, directly to the phase line Pha and, on the other hand, by the other end. by means of a first winding Ti1 of an injection transformer Ti, to the neutral line N. The terminals B1 to B4 of the switch C are still connected to sockets of the primary winding of the autotransformer T while the intermediate socket S1 of the inductive element S is connected to a first terminal of the second winding Ti2 of the injection transformer Ti, whose second terminal is connected to a central tap of the autotransformer T.
D'autre part, la charge CH est reliée entre la ligne de neutre N et le point commun à la section T1 d'enroulement de fort calibre et à la section d'enroulement T2 de calibre plus faible. Cette disposition permet de reduire le courant dans le commutateur dans le rapport du transformateur d'injection utilisé. On the other hand, the load CH is connected between the neutral line N and the point common to the section T1 of high-caliber winding and the winding section T2 of smaller caliber. This arrangement makes it possible to reduce the current in the switch in the ratio of the injection transformer used.
On va maintenant décrire le mode de réalisation représenté sur la figure 9. The embodiment shown in FIG. 9 will now be described.
La encore, l'autotransformateur T, formé de deux sections d'enroulement T1 et T2 de. calibres différents est connecté entre la ligne de phase Pha et la ligne de neutre N. Again, the autotransformer T, formed of two winding sections T1 and T2 of. different calibres is connected between phase line Pha and neutral line N.
D'autre part, les bornes B1 a B4 du commutateur C sont reliées à des prises prévues sur la section d'enroulement T1 de fort calibre. On the other hand, the terminals B1 to B4 of the switch C are connected to sockets provided on the winding section T1 of high caliber.
Cependant, à la différence des modes de réalisation pé- cédemment décrits, les seconds pôles des organes d'interrupteur 1 à 14 et I' à I' sont reliés une extrémité associée de
1 4 l'élément selfique S par l'intermédiaire d'interrupteurs auxiliaires Ia et Ib du type à semi-conducteurs. Plus précisément, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 9r ces interrupteurs auxilialires 1a et Ib sont constitués de triacs.However, unlike the previously described embodiments, the second poles of switch members 1 to 14 and I 'to I' are connected to an associated end of FIG.
1 4 the inductive element S via auxiliary switches Ia and Ib of the semiconductor type. More precisely, according to the embodiment shown in FIG. 9, these auxiliary switches 1a and Ib consist of triacs.
Bien entendu, le cas échéant, de tels triacs 1a et 1b pourraient être remplacés par deux thyristors montés tête-bêche. Of course, if necessary, such triacs 1a and 1b could be replaced by two thyristors mounted head to tail.
Plus précisément, l'une des électrodes des triacs 1a et Ib est reliée aux seconds pôles de l'un des interrupteurs
I1 à 14 ou I'1 à I'4 de chaque paire, tandis que la seconde électrode des interrupteurs auxiliaires Ia et 1b est reliée à l'une des bornes S2 ou S3 de l'élément selfique S. D'autre part, l'électrode de commande de chacun des interrupteurs auxiliaires 1a et 1b est susceptible d'être reliée par l'intermédiaire d'un interrupteur schématiquement référencé 10 et 11, et d'un élément résistant R1, R3 à la première électrode des interrupteurs auxiliaires Ia et Ib.En outre, l'électrode de commande de ces interrupteurs auxiliaires 1a et Ib est reliée par l'intermédiaire d'un élément résistant R2, R4 à l'une des bornes associées ou S3 de l'élément selfique S.More specifically, one of the electrodes of triacs 1a and Ib is connected to the second poles of one of the switches
I1 to 14 or I'1 to 1'4 of each pair, while the second electrode of the auxiliary switches Ia and 1b is connected to one of the terminals S2 or S3 of the inductive element S. On the other hand, the control electrode of each of the auxiliary switches 1a and 1b can be connected via a switch diagrammatically referenced 10 and 11, and a resistive element R1, R3 to the first electrode of the auxiliary switches Ia and 1b. Ib.In addition, the control electrode of these auxiliary switches 1a and Ib is connected via a resistor element R2, R4 to one of the associated terminals or S3 of the inductive element S.
Tel que cela est représenté sur -la figure 10, les moyens de commande des interrupteurs sont adaptés de telle sorte que l'ouverture et la fermeture des organes interrupteurs I1 à 14 et I'1 à I' 4 reliés aux bornes B1 a B du commutateur C se pro
1 4. As shown in FIG. 10, the switch control means are adapted such that the opening and closing of the switch members I1 to 14 and I'1 to I '4 connected to the terminals B1 to B of the C switch pro
1 4.
duisent constamment à-l'état non passant des interrupteurs auxiliaires Ia et Ib. De ce fait, la commutation se produit au niveau des interrupteurs auxiliaires Ia et Ib du type à semi-conducteur et non point au niveau des interrupteurs mécaniques I1 à 14 et
I I'4.constantly switch to the non-passing state of the auxiliary switches Ia and Ib. As a result, the switching occurs at the auxiliary switches Ia and Ib of the semiconductor type and not at the level of the mechanical switches I1 to 14 and
I I'4.
1 4
Sur la figure 10, l'on a représenté sur les premières lignes les différents temps de commutation 0 à 7.1 4
In FIG. 10, the first lines show the various switching times 0 to 7.
Les seconde et troisième lignes illustrent sous forme de trait plein les temps de fermeture (état passant) des interrul teurs I1 à I4 et I'1 à I'4. The second and third lines illustrate in the form of a solid line the closing times (on state) of the interrupters I1 to I4 and I'1 to I'4.
Les quatrième et cinquième lignes représentent quant à elles sous forme de trait plein, les temps de fermeture (état passant) des interrupteurs auxiliaires 1a et Ib. The fourth and fifth lines are in the form of a solid line, the closing times (passing state) of the auxiliary switches 1a and Ib.
Tel que cela est représenté sur la figure 10, l'interrupteur auxiliaire 1a est ouvert avant l'ouverture d'un interrupteu: associé tel que I1, et l'interrupteur auxiliaire Ia est refermé après la fermeture d'un autre interrupteur I2 associé adjacent à l'interrupteur I1 précité. As shown in FIG. 10, the auxiliary switch 1a is open before the opening of an associated switch such as I1, and the auxiliary switch Ia is closed again after the closing of another adjacent associated switch I2. to the switch I1 supra.
De même, l'interrupteur auxiliaire 1b est ouvert avant l'ouverture d'un interrupteur associé I' et fermé après fermeture d'un second interrupteur I'2 adjacent à l'interruptuer I' précité. Similarly, the auxiliary switch 1b is open before opening an associated switch I 'and closed after closing a second switch I'2 adjacent to the aforementioned I' switch.
L'on va maintenant décrire le mode de réalisation représenté sur la figure 11. The embodiment shown in FIG. 11 will now be described.
L'autotransformateur représenté sur celle-ci est identique à celui représenté sur les figures 7, 8 et 9. Cet autotransformateur T est connecté entre la ligne de phase Pha et la ligne de neutre N. Les bornes B1 à B4 du commutateur C sont reliées a des prises prévues au nivèau de la section T1 d'enroulement de fort calibre, tandis que la prise intermédiaire S1 de l'élément selfique S est reliée à une première borne de la charge CH dont la seconde borne est reliée à la ligne de neutre N. The autotransformer shown thereon is identical to that shown in FIGS. 7, 8 and 9. This autotransformer T is connected between the phase line Pha and the neutral line N. The terminals B1 to B4 of the switch C are connected a sockets provided at the level of section T1 of large-caliber winding, while the intermediate socket S1 of the inductive element S is connected to a first terminal of the load CH whose second terminal is connected to the neutral line NOT.
A la différence des modes de réalisation précédemment décrits, les interrupteurs I1 à 14 et I' a I'4 ne sont pas du type électromécanique mais du type à semi-conducteurs.Plus pré cisément, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 11, les interrupteurs I1 à I4 et I'1 à I'4 sont des triacs. Unlike the previously described embodiments, the switches I1 to 14 and I 'to I'4 are not of the electromechanical type but of the semi-conductor type. More precisely, according to the embodiment shown in FIG. 11 switches I1 to I4 and I'1 to I'4 are triacs.
Là encore, ces interrupteurs pourront etre remplacés par deux thyristors montés têbe-bêche. Again, these switches can be replaced by two thyristors mounted tbebe-spade.
De préférence, la fermeture des interrupteurs statiques sera réalisée au zéro de courant et la réouverture ayant évidemment lieu au zéro de courant, par l'intermédiaire du registre. Preferably, the closing of the static switches will be performed at zero current and the reopening obviously taking place at the zero current, through the register.
Là encore, les organes interrupteurs I1 à 14 et I'1 I'4 sont associés par paires. Au niveau de chacune de ces paires, (telles que Il ), les organes interrupteurs ont un pôle commun relié à une borne (telle que B1) associée , tandis que le second pôie des organes interrupteurs de chaque paire est relié à une extrémité respective S2, S3 de l'élément selfique S. L'électrode de commande de chacun des interrupteurs I1 à 14 et I' à I'4 est commandée par un registre de commande. Again, the switch members I1 to 14 and I'1 1'4 are pairwise associated. At each of these pairs (such as II), the switch members have a common pole connected to an associated terminal (such as B1), while the second pole of the switch members of each pair is connected to a respective end S2. S3 of the inductive element S. The control electrode of each of the switches I1 to 14 and I 'to 14 is controlled by a control register.
Celui-ci est adapté pour assurer une commande des inter rupteurs I1 à 14 et I' à I'4 conforme au diagramme représenté
1 4 sur la figure 12.This is adapted to provide control of the switches I1 to 14 and I 'to I'4 according to the diagram shown
1 4 in Figure 12.
On aperçoit sur celui-ci que le registre précité définit une séquence comportant les étapes suivantes
- à un instant déterminé, les deux interrupteurs (I1,
I'1) d'une même paire sont passants,
- puis un interrupteur(Il)relié à une première extrémité (52 > de l'élément selfique S est rendu non passant,
- puis l'interrupteur (I2) de la paire suivante reliée à ladite première extrémité de l'élément selfique est rendu passant à son tour,
- et ensuite l'interrupteur(I'l)de la paire première nommée, reliée à la seconde extrémité(S3)de l'élément. selfique S est rendu non passant,
- avant de rendre conducteur à son tour l'interrupteur (I'2)de la paire dernière nommée reliée à la seconde extrémité de l'élément selfique S, et ainsi de suite pour chacune des paires d'interrupteurs I1 à 14 et I'1 à I'4. It can be seen on this one that the above-mentioned register defines a sequence comprising the following steps
at a given moment, the two switches (I1,
I'1) of the same pair are passing,
- Then a switch (II) connected to a first end (52> of the inductive element S is turned off,
- Then the switch (I2) of the next pair connected to said first end of the inductive element is passed in turn,
and then the switch (I'l) of the first named pair, connected to the second end (S3) of the element. selfic S is rendered non-passing,
before turning in turn the switch (I'2) of the last named pair connected to the second end of the inductive element S, and so on for each of the pairs of switches I1 to 14 and I ' 1 to 4.
Les étapes de cette séquence pendant lesquelles un seul organe interrupteur I1 à 14 ou I'1 à I'4 est rendu conducteur constituent des étapes de sécurité visant à éviter qu'à un instant donné une section d'enroulement de l'autotransformateur T ne soit court-circuitée par la mise en conduction de deux organes interrupteurs (tels que I1 et 12) reliés à une même borne de l'élément selfique Su à la suite de la commande appliquée par le registre, en raison du dephasage introduit par la charge. The steps of this sequence during which a single switch member I1 to 14 or I'1 to I'4 is made conductive constitute safety steps to avoid that at a given instant a winding section of the autotransformer T is short-circuited by the conduction of two switch members (such as I1 and 12) connected to the same terminal of the inductive element Su as a result of the command applied by the register, because of the phase shift introduced by the load .
L'on va maintenant décrire le mode de réalisation représenté sur la figure 13. The embodiment shown in FIG. 13 will now be described.
L'autotransformateur représenté sur celle-ci est la encore identique à celui de la figure 11. Cet autotransformateur est connecté entre la ligne de phase Pha et la ligne de neutre N. The autotransformer shown thereon is still identical to that of FIG. 11. This autotransformer is connected between the phase line Pha and the neutral line N.
La charge CH est reliée entre la ligne de neutre N et la prise intermédiaire S1 de l'élément selfique S, tandis que les bornes
B1 à B4 du commutateur C sont reliées à des prises prévues au niveau de la section T1 d'enroulement de fort calibre de l'autotransformateur T.The load CH is connected between the neutral line N and the intermediate socket S1 of the inductive element S, while the terminals
B1 to B4 of the switch C are connected to sockets provided at the section T1 of the high-voltage winding of the autotransformer T.
D'autre part, une première électrode ou pôle des organes interrupteurs I1 a 14 et I'1 à I'4 (qui seront là encore constitués de triacs ou de thyristors montés tête-bêche) est reliée au niveau d'une borne B1 à B4 associée, commune à chaque paire. On the other hand, a first electrode or pole of the switch members I1 to 14 and I'1 to I'4 (which will again consist of triacs or thyristors mounted head to tail) is connected at a terminal B1 to Associated B4, common to each pair.
Cependant, à la différence du mode de réalisation représenté sur la figure 11, le second pôle ou électrode de chacun des organes interrupteurs I1 à 14 et I'1 à I'4 respectivement, ne sont pas reliés à une extrémité commune de l'élément selfique
S. En effet, ce dernier est composé d'autant d'enroulements qu'il est prévu de paires d'interrupteurs I1 à 14 et I'1 à I'
Ainsi, la seconde électrode de chacun de ces interrupteurs est reliée a une extrémité associée 5a à Sh d'un enroulement respectif. Ces derniers possèdent un point commun quoi constitue la prise intermédiaire S1, et sont tous disposés sur un même circuit magnétique.However, unlike the embodiment shown in FIG. 11, the second pole or electrode of each of the switch members I1 to 14 and I1 to I4, respectively, are not connected to a common end of the element. inductive
S. Indeed, the latter is composed of as many windings as there are provided pairs of switches I1 to 14 and I'1 to I '
Thus, the second electrode of each of these switches is connected to an associated end 5a to Sh of a respective winding. These have a common point what constitutes the intermediate socket S1, and are all arranged on the same magnetic circuit.
Les électrodes de commande des organes interrupteurs I à 14 et I' à i'4 sont la encore attaqués par un registre de
1 4 commande.The control electrodes of the switch members I to 14 and I 'to i' 4 are still attacked by a control register.
1 4 command.
Ce dernier est adapté pour réaliser une commande des organes interrupteurs conformes au diagramme représenté sur la figure 14. Tel que cela apparaît sur cette figure, il n'est plus nécessaire de prévoir d'étapes de sécurité puisqu'il est prévu un enroulement de l'élément selfique S en série avec chaque organe interrupteur. The latter is adapted to perform a control of the switch members according to the diagram shown in Figure 14. As shown in this figure, it is no longer necessary to provide safety steps since it is expected a winding of the inductive element S in series with each switch member.
De ce fait, la séquence définie par le registre comporte les étapes suivantes
- à un instant donné, les deux interrupteurs (Il )d'une même paire sont passants,
- puis un interrupteur (I1) de cette paire est rendu non passant et un interrupteur (I2) de la paire suivante est rendu simultanément conducteur,
- avant de rendre passants les deux interrupteurs I2 112 de la paire dernière nommée, et ainsi de suite pour chacun des interrupteurs I1 à 14 et I'1 à I'
On va maintenant décrire l-e mode de réalisation représenté sur la figure 15.As a result, the sequence defined by the register comprises the following steps
at a given instant, the two switches (II) of the same pair are on,
- Then a switch (I1) of this pair is turned off and a switch (I2) of the next pair is made simultaneously conductive,
before passing the two switches I2 112 of the last named pair, and so on for each of the switches I1 to 14 and I'1 to I '
The embodiment shown in FIG. 15 will now be described.
L'autotransformateur T représenté sur celle-ci est identique à celui de la figure 13. Là encore, cet autotransformateur est relié entre la ligne de phase Phare la ligne de neutre N. The autotransformer T represented on it is identical to that of FIG. 13. Here again, this autotransformer is connected between the phase line Phare and the neutral line N.
La charge est elle-même reliée entre la ligne de neutre N et la prise intermédiaire S1 de l'élément selfique S qui,de façon analogue au premier mode de réalisation décrit, est constituée de d'un enroulement dont les extrémités opposées au point commun sont référencés S2 et S3. Les bornes B1 à B4 du commutateur
C sont reliées à des prises prévues au niveau de la section T d'enroulement de fort calibre de l'autotransformateur T.The load is itself connected between the neutral line N and the intermediate socket S1 of the inductive element S which, similarly to the first embodiment described, consists of a winding whose ends opposite to the common point are referenced S2 and S3. The terminals B1 to B4 of the switch
C are connected to sockets provided at the level of the T-section of the high-voltage winding of the autotransformer T.
Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 5, les interrupteurs Iî à 14 et Il à Il sont constitués de thy
i 4 ristors,unidirectionnels,dont les gâchettes sont commandées par un registre.According to the embodiment shown in FIG. 5, switches 11 to 14 and 11 to 11 are made of
i 4 ristors, unidirectional, whose triggers are controlled by a register.
Là encore, les interrupteurs sont associés par paire, tels que I1, I'1. Pour une paire donnée, l'anode d'un interrupteur est reliée à la cathode de l'autre interrupteur, et le point commun entre ces électrodes est relié à une borne associée telle que B1 pour les interrupteurs I1 et I' Les secondes électrodes (anode pour l'interrupteur I1 et cathode pour l'interruptuer I' sont reliées à une extrémité respective-associée S2 ou S de l'élément selfique S. Again, the switches are pairwise associated, such as I1, I'1. For a given pair, the anode of one switch is connected to the cathode of the other switch, and the common point between these electrodes is connected to an associated terminal such as B1 for the switches I1 and I '. The second electrodes ( anode for the switch I1 and cathode for the switch I 'are connected to a respective-associated end S2 or S of the inductive element S.
Le registre de commande attaquant les gâchettes des thyristors I1 à 14 et I'1 à I'4 est adapté pour définir une séquence conforme au diagramme représenté sur la figure 16. La encore, de façon similaire au diagramme représenté sur la figure 14, il apparait qu'il n'est pas nécessaire de prévoir d'étape de sécurité pendant laquelle un seul interrupteur est rendu passant. The control register attacking the triggers of thyristors I1 to 14 and I'1 to I'4 is adapted to define a sequence according to the diagram shown in FIG. 16. Again, similarly to the diagram shown in FIG. it appears that it is not necessary to provide a safety step during which a single switch is turned on.
Cette caractéristique est rendue possible grâce à l'utilisation des thyristors. En effet, par exemple, il est impossible que le thyristor I soit rendu passant simultanément au thyristor I1, puisque ce dernier polariserait en inverse le thyristor I2. This feature is made possible through the use of thyristors. Indeed, for example, it is impossible for the thyristor I to be simultaneously turned on to the thyristor I1, since the latter would reverse bias the thyristor I2.
De ce fait, tel que cela apparaît sur la figure 16, la séquence définie par le registre pour commander les thyristors unidirectionnels I1 à 14 et I'1 à I '4 comporte les étapes suivantes
- à un instant donné, les deux interrupteurs I1, I' d'une même paire sont passants,
- puis un interrupteur I1 de cette paire relié à une première extrémité S2 de l'élément selfique S est rendu non passant et l'interrupteur I2 de la paire suivante relié à la première extrémité S2 de l'élément selfique S est rendu passant,
- avant de rendre conducteurs les deux interrupteurs 12, 2 de la paire dernière nommée.As a result, as shown in FIG. 16, the sequence defined by the register for controlling the unidirectional thyristors I1 to 14 and I'1 to I '4 comprises the following steps
at a given instant, the two switches I1, I 'of the same pair are on,
then a switch I1 of this pair connected to a first end S2 of the inductive element S is turned off and the switch I2 of the next pair connected to the first end S2 of the inductive element S is turned on,
before making the two switches 12, 2 of the last named pair conductive.
Les interrupteurs I1 à 14 et I'1 à I' étant en l'occurence des thyristors formant interrupteurs unidirectionnels, il apparaîtra clairement à l'homme du métier que l'une des alternances (telles que l'alternance positive)commande l'un des thyris tors < tels que I1) tandis que l'autre alternance (telle que l'alternance négative) commandera l'autre thyristor (I 1) de chaque paire. Switches I1 to 14 and I'1 to I 'being in this case thyristors forming unidirectional switches, it will be clear to the skilled person that one of the alternations (such as positive alternation) commands one thyris tors <such that I1) while the other alternation (such as negative alternation) will control the other thyristor (I 1) of each pair.
Tel que cela a été précédemment indiqué, les interrupteu
I1 àI4 et I' à I'4 pourront être soit du type mécanique, soit
du type à semi-conducteurs.Dans ce dernier cas, lorsqu'il s'agit d'interrupteurs bidirectionnels, ceux-ci pourront être formés soit de triacs, soit de thyristors montés tête-bêche. As previously indicated, the switches
I1 to I4 and I 'to I'4 can be either of the mechanical type or
In the latter case, when it comes to bidirectional switches, they can be formed either triacs or thyristors mounted head to tail.
D'autre part, par prise intermédiaire S1 de l'élément selfique S, on entend une prise qui n'est pas nécessairement disposée au milieu de cet élément. En effet, cette prise intermédiaire pourra être légèrement décalée afin d'équilibrer les cou- rants traversant chaque enroulement de l'élément selfique S afin de tenir compte des différences de tension appliquées sur les extrémités S2 et S3 de chacun de ces enroulements. Bien entendu, il peut en être de même pour le mode de réalisation de la figure 13. Dans un tel cas, chacun des enroulements formant l'élément selfique S sera déterminé en fonction du potentiel appliqué sur la borne B1 à B4 associée. On the other hand, by intermediate engagement S1 of the inductive element S, is meant a catch which is not necessarily arranged in the middle of this element. Indeed, this intermediate socket may be slightly offset in order to balance the currents passing through each winding of the inductive element S to take into account the voltage differences applied to the ends S2 and S3 of each of these windings. Of course, it may be the same for the embodiment of FIG. 13. In such a case, each of the windings forming the inductive element S will be determined as a function of the potential applied to the associated terminal B1 to B4.
Enfin, l'invention ne concerne pas exclusivement les commutateurs de prise, en charge, mais s'applique également aux générateurs comportant en combinaison un transformateur et un tel commutateur de prises, en charge. Finally, the invention does not relate exclusively to socket switches, but also applies to generators comprising in combination a transformer and such a tap switch, in charge.
La présente invention ne se limite pas aux transformateurs ou autotransformateurs monophasés, mais s'étend à toutes variantes de ceux-ci, telles'que biphasées ou triphasées. The present invention is not limited to single-phase transformers or autotransformers, but extends to all variants thereof, such as two-phase or three-phase.
Il convient d'autre part de souligner que les dispositions représentées sur les figures 13 et 15 apportent une sécurité fondamentale dans l'utilisation des interrupteurs à semi-conducteurs pour commutateurs de puissance, vis-à-vis des dispositions analogues généralement adoptées. It should also be emphasized that the arrangements shown in FIGS. 13 and 15 provide a fundamental security in the use of the semiconductor switches for power switches, with respect to the generally adopted arrangements generally adopted.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8303941A FR2542498B1 (en) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | DEVICE SWITCHING DEVICE FOR TRANSFORMER, AND GENERATOR INCORPORATING THE SAME |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8303941A FR2542498B1 (en) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | DEVICE SWITCHING DEVICE FOR TRANSFORMER, AND GENERATOR INCORPORATING THE SAME |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2542498A1 true FR2542498A1 (en) | 1984-09-14 |
| FR2542498B1 FR2542498B1 (en) | 1985-08-16 |
Family
ID=9286704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8303941A Expired FR2542498B1 (en) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | DEVICE SWITCHING DEVICE FOR TRANSFORMER, AND GENERATOR INCORPORATING THE SAME |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2542498B1 (en) |
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Also Published As
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|---|---|
| FR2542498B1 (en) | 1985-08-16 |
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|---|---|---|---|
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