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Dispositif applicable aux appareils de mesure électrique, pour la représentation d'un quotient au moyen de ses termes. on a souvent besoin en électrotechnique de donner au moyen d'un instrument à indication directe une grandeur élec- trique qui peut se représenter comme le quotient de deux au- tres grandeurs électriques, par exemple une résistance (résis- tance effective, déwattée, apparente), sin Ó, cos #, etc.
Dans la technique des mesures on est le plus souvent en état de simplifier le problème par le fait qu'on donne soit au, numérateur soit au dénominateur du quotient, une valeur unitai re fixe de sorte qu'il ne faüt plus considérer qu'une seule valeur variable. lorsqu'on doit/déterminer par exemple une
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résistance suivant la formule w =e/i d'après la tension et le courant, on peut utiliser à cet effet une tension constan- te, par exemple 100 volts, ou bien un courant constant, par exemple un ampère. Si toutefois l'on ne dispose pas au lieu d'utilisation d'une tension constante ou d'un courant cons- tant, on doit tirer la valeur du quotient de deux variables.
Ce problème se présente en particulier dans les relais dits de distance, dans lesquels la valeur e ou e ou e intervient pour la mise hors circuit d'une ligne. i cos # on connait déjà pour ce problème une série de solutions élec- triques et dans celles-ci on considère encore un élément de temps, car le temps de mise hors circuit t doit être propor- tionnel à la valeur e (ou e ). la condition t = e ou
I i sin I e - i t = 0 doit donc être satisfaite. La valeur t = e est en
I outre représentée par un seul mécanisme de mesure.
Les solu- tions connues jusqu'à présent ont en outre l'inconvénient, le plus souvent, que la valeur µ n'est pas mesurée directe- ment mais formée d'après le quotient e2 et qu'en outre, e 1 spécialement dans le numérateur des termes supplémentaires dépendant du courant sont négligés qui précisément dans le cas d'un court-circuit rendent le résultat fortement erroné.
Il est en outre nuisible que le quotient e/i est représen- té non pas en ohms mais comme valeur de temps, c'est à dire en secondes, en suite de quoi de nouvelles sources d'erreurs s'introduisent lorsque les temps de fonctionnement de plu- sieurs relais ne correspondent pas exactement ou ne sont pas proportionnels aux valeurs e.
Suivant la présente invention, les valeurs e et i (ou d'autres grandeurs électriques, par exemple e2 ou e i ou e i sin #) sont réprésentées dans des instruments de mesure séparés avec échelle linéaire autant que possible et leur quo. tient est obtenu par des, organes c'inématiques sous 1 sa va- leur absolue (par exemple en ohms ) tandis que les valeurs de
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temps encore nécessaires. qui ne sont pas traitées dans la re- présentation, sont obtenues par des organes séparés de mesure du temps
Il est ainsi possible d'étalonner séparément les dispo- sitifs de mesure pour les différentes grandeurs, par exemple e, i, t, et d'écarter séparément les erreurs éventuelles.
Un autre avantage de cette disposition consiste en ce que chacune des trois valeurs de mesure peut être lue séparément à tout moment, ce qui est précieux pour la conduite de l'ex- ploitation.
Dans la présente invention, on supprime donc directement les dispositifs connus dans lesquels plusieurs mécanismes de mesure, par exemple un mécanisme pour e et un autre pour i (ou i t) sont accouplés rigidement.
La présente invention part de l'idée de représenter le quotient par exemple e/i ou e ou un quotient analogue par un angle alpha ou une fonction quelconque de celui-ci, par exem- ple tg alpha, sin'alpha, etc.
Si dans un système d'ordonnées rectangulaires, fig. 1, on porte e comme ordonnée et i comme abscisse, tous les points correspondant à la même valeur 8 se trouvent'sur un rayon qui passe par 0. On a représenté par exemple â la fig. 1 les ray- ons pour = 0,5; 1,0 et' 2. et l'on a e = tg#
L'utilisation de la fonction tangentielle parait spécia- lement appropriée car elle.donne pour toute la portée de tgo( = 0 (correspondant à e =0) à tgÓ =Ó (correspondant à i = 0 des valeurs finies de alpha, tandis qu'il est à mentionner d'ailleurs que par exemple dans un relais de distance, la va- leur i = 0 ne joue pratiquement aucun rôle.
Si l'on entend en effet par Valeurs unitaires de e et i la tension de fonctionne- ment et le courant de pleine charge,-les valeurs de e au-delà
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de 1 n'ont aucun intérêt et seule une chute de la valeur e
I en..dessous de la valeur 1 vers 0 constitue le signe d'un dé- rangement du réseau.
La fig, 1 permet en outre de reconnaitre par quels moyens cinématiques la valeur e/i peut être obtenue, un instru- ment de mesure comportant la bobine 2 peut indiquer par la levée de son noyau 1 la tension e et un second instrument de mesure comportant la bobine 3peut indiquer par le mouvement de son noyau 4 vers la droite le courant 1. Les deux noyaux sont reliés par deux tiges 5 et 6 au tourillon 7 qui- se trouve sur un chariot glissant sur le bras rotatif 8.
Si les tiges 5 et 6 sont prises suffisamment longues, le mouvement relatif du point 7 perpendiculairement aux axes des tiges 5 et 6 n'a aucune influence notable sur le résultat.La fonction tangen- tielle de l'angle alpha sous lequel le bras S se place sous l'influence de e et i donne par conséquent la valeur du quo- tient e . i
La fig. 2 indique le principe d'autres formes de réalisa- tion de l'invention. Si on désigne par e l'arc d'un angle alpha et le rayon par i, on a Ó=e/i
A la place de l'arc on peut, lorsque l'angle Ó n'est pas trop grand, mettre avec une grande approximation la corde s ou bien la hauteur h ou bien d'autres grandeurs croissant avec Ó. Il en résulte un grand nombre de solutions au moyen desquelles on peut représenter la valeur d'un quotient avec une précision plus ou moins grande.
On citera comme exemples les réalisations des fig. 3 et 4. A la fig. 5, on a désigné par 9 l'aiguille tournant autour d'un point fixe d'un appareil de mesure de tension dont les déviations sont indiquées pour e =0, e 1/2, e = 1. La bielle 10 est articulée par son ex- trémité inférieure à l'aiguille 9 et s'engage par son extré-
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mité supérieure dans un guidage en forme de fente arquée du levier 11 dont l'angle de rotation oC doit indiquer chaque fois la valeur e/i. Si l'on suppose que le bras de levier r avec lequel la tige 10 agit sur l'organe 11 reste invariable, la déviation angulaire Ó de 11 sera proportionnelle à la dé- viation de 9.
L'influence de i sur la déviation angulaire al- pha, qui doit être peropprtionne lle à la valeur e , influence qui est encore nécessaire, est produite par un instrument de mesure de courant 12 dont la position de l'aiguille est indi- quée pour les valeurs 0,1,2 du courant.
Lorsque le bras de levier r de la tige 10 est influencée de telle manière qu'il est proportionnel à i, la déviation'angulaire Ó de'il sera proportionnelle ) la valeur désirée e/i ¯¯
Mais comme la tige 10 exécute en outre un mouvement de levée provoqué par 9, il faut pour le but mentionné que 12 et 10 soient reliés par la commande, 13 à manivelle parallèle, De ce fait l'angle de rotation de 10 devient à tout. moment égal à celui de l'instrument de mesure de courant 12. La va- leur angulaire Ó n'est naturellement pas égale à la valeur e avec une précision mathématique car les liaisons cinémati- ques ne donnent pas une équivalence absolue des différentes déviations angulaires et des levées.
Mais' lorsqu'on veille à ce que les déviations angulaires ne soient pas trop grandes dans la gamme des mesures à envisager pratiquement, on peut atteindre une précision de mesure suffisante en pratique.
Sur la fig; 3, l'organe il est muni d'un guidage en bou- clé arquée pour l'extrémité supérieure de 10. Pour diminuer le frottement, il est désirable de remplacer ce guidage par une liaison à articulation. Ce.résultat est obtenu dans la forme de réalisation de la fig. 4 par le fait qu'entre l'ex- trémité supérieure de 10 et un point approprié dé 11 (qui cor- respond au milieu du guidage en forme de boucle de 11 à la fig. 3), on introduit un balanciersupplémentaire 14. A part
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cela les fige 3 et 4 se correspondent dans toutes leurs par- ties, à part que l'échelle e est à la fige 4 un peu tournée
1 par rapport à la fig. 5 pour la facilité de la compréhension.
Dans les formes de réalisation des fig. 1,2,5 et 4, on a prévu pour la représentation de la valeur e, une aiguille tour-
1 nant autour d'un point fixe. Comme deux instruments de mesure (pour e et i) doivent agir en même temps sur le mouvement de cette aiguille, tout le dispositif comprend un nombre d'arti- culations exagérément grand, (à la fig. 4 huit articulations).
On peut obtenir une simplification sous ce rapport lorsqu'on renonce à lire et à représenter la valeur e sur un cercle ou sur une échelle rectiligne ou de courbure quelconque, mais qu'on représente au contraire chaque valeur de µ par une cour- i be et leur ensemble par conséquent par un groupe de courbes.
On a représenté à la fig. 5 une semblable forme de réalisa- tion dont le principe est constitué par un système à cinq articulations 15,16,17,18. L'organe 15 est, par exemple, mis e en mouvement par un mécanisme de mesure pour la tension7et l'organe 18 par un mécanisme de mesure pour- le courant i et le point d'articulation 19 des organes 16 et 17 passe alors par tous les points du plan de dessin. Si l'on relie alors les points de même valeur pour e , on obtient un faisceau de cour- bec.
On aéroporté par exemple à la fig. 5 les courbes pour e = 0 ou 0,5, 1,2 et @. Le nombre des organes peut être diminué comme le montre la fig. 6 par le fait qu'on remplace un organe (ou également deux organes) par des guidages en boucle. on a représenté aux fige 5 et 6 la position pour e = 0 et i = 0; dans cette position le quotient e =0 doit mathémati- i o quement donner n'importe quelle valeur. Ceci est le cas égale- ment car le point 19 se trouve pour cette positon sur le point d'intersection de toutes les courbes e/i.
Une forme particulière, convenait pour la réalisation
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pratique, de ce système à cinq articulations s'obtient sui- vant la fig. 7 lorsqu'on fait coïncider les points de zéro des échelles de e et i (c'est à dire les extrémités de 15 et de 18 dans la position du zéro)et qu'on.donne des longueurs égales aux quatre organes mobiles 15,16,17,18.
On a repoité sur le dessin les courbes e/i pour la portée de fonctionnement à envisager (entre 0 et le ainsi que 0 et 41) et cela. pour les valeurs e/i = 0 ou 1/16, 1/8, 1/4, 1/1. Si, par exemple, le relais de distance doit produire une mise hors circuit de la ligne lorsque la valeur e descend en-dessous de 1/4, on peut réaliser ceci par le fait qu'un levier 20, arrêté normalement dans sa position de zéro et façonné suivant la courbe e/i levier qui est actionné par un ressort 21 et qui est freiné par un dispo sitif ralentisseur 22, est libéré.au.moment de la rupture du réseau et se meut vers le point 19 du système de levier.
A l'instant où lé levier' 20 vient en contact avec le point 19 établi comme contact ennjugué, le déclenchement du commuta- teur est produit- Le commutateur qui est déclenché le premier est en outre celui dont le relais de distance présente à cet instant la valeur e/1 la plus petite* Les dispositifs re- présentés à titre d'exemple peuvent encore être développés ou améliorés en de nombreux points.
C'est ainsi par exemple que lorsque les échelles des instruments de mesure individuels ne possèdent pas l'échelle linéaire désirée on peut employer les organes cinématiques existants pour améliorer l'échelle-
Revendications' 1/ Dispositif applicable aux instruments de mesure électriques pour la représentation d'un quotient au moyen de ses termes, (en particulier un relais à quotient pour la protection de lignes électriques), caractérisé en ce que les valeurs indi¯
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viduelles sont mesurées séparément et en ce que leur quotient est formé et indiqué par des moyens cinématiques auxiliaires.
2/ Forme de réalisation suivant la revendication 1, caractéri- sée en ce que l'extrémité de l'aiguille du quotient se meut sur une échelle unique rectiligne, arquée ou de courbure quelcon- que, et en ce que sa course est directement proportionnelle ou approximativement proportionnelle au numérateur du quotient et inversement proportionnelle, ou approximativement, au dénomi- nateur , 3/ Forme de réalisation suivant la revendication 1, caractérisé sée en ce que l'extrémité de l'aiguille du quotient est mobile dans deux dimensions et en ce que les courbes de mêmes valeurs de quotient sont utilisées pour ccprésentér ou faire varier l'état de fonctionnement.
4/ Disposition suivant les revendications 1 à 3, pour des re- lais à distance, caractérisée en ce que l'aiguille du quotient agit sur un organe déplacé avec ralentissement dans le temps, de telle manière que pour une plus petite valeur du quotient le déclenchement du commutateur de ligne conjugué se produit plus t8t que pour une grande valeur.
5/ Forme de réalisation suivant les revendications 1,3et 4, caractérisée par l'emploi d'un système à cinq articulations dans lequel les deux leviers externes sont influencés par les termes individuels du quotient tandis que le point d'articula- tion des leviers internes décrit pour différentes valeurs du quotient des courbes qui sont utilisées pour le déclenchement du commutateur.