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"ENROULEMENT DE TRANSFORMATEUR OU DE MACHINE ELECTRIQUE RESIS- TANT AUX ONDES DE TENSION A HAUTE FREQUENCE OU A FRONT RAIDE'
Lorsqu'une onde mobile frappe l'entrée de l'enroule- ment d'un transformateur ou d'une machine électrique, elle provoque généralement, dans cet enroulement, une répartition irrégulière du potentiel.
Sur la figure 1 du dessin ci-annexé, on a représenté un enroulement comportant une succession de spires AB, BC, CD, DE et EF, l'entrée ayant lieu en A.
Si l'onde mobile arrivant en A est à très haute fré- quence ou à front raide, le potentiel se répartit uniquement suivant les capacités caractérisant l'enroulement : Capacités entre spires Csl, Cs2......
Capacités de fuites entre l'enroulement et la masse Cf1, Cf2..
Dans ce cas spécial, le schéma complet de la fig.l se
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ramène très sensiblement au tracé de la fig. 2 à laquelle correspond le graphique de la fig. 3.
Le courant de déplacement intéressant la deuxième spire BC est égal au courant de la spire précédente, AB, dimi- nué du courant dérivé par la capacité de fuite Cf1. De même, le courant de déplacement intéressant la spire CD est égal au courant de la spire précédente, BC, diminué du courant dé- rivé par la capacité de fuite Cf2 et ainsi de suite. On en déduit que le courant de charge, 'mesuré sur l'axe OV, décroit de la première à la dernière spire suivant une allure telle que celle de la courbe MN (fig. 3). Il en résulte, pour la dif- férence de potentiel entre spires, une variation telle que re- présentée par la courbe PSR. Ces deux courbes sont tracées en supposant qu'il existe un nombre très grand de spires.
Cette répartition défavorable du potentiel au premier instant présente de graves inconvénients, notamment :
1 .- La contrainte entre les spires d'entrée atteint des valeurs exagérées.
2 .- Comme, en régime, la répartition est celle de la droite
PR, le passage de l'état initial PSR à l'état final PR se fera par une série d'oscillations dont l'enveloppe est, par exemple,
P G H R. Cette enveloppe peut présenter des ventres tels que G,
H correspondant à des surtensions élevées, par rapport à la masse,en certains points de l'enroulement.
3 .- Les circuits partiels AB, $BC, CD,... ont forcément, par rapport à la masse, des capacités de fuite Cf1' Cf2' Cf3 ... différentes et couvrent de ce fait une gamme étendùe de longueurs d'ondes. Cette considération augmente, pour une onde incidente, la possibilité de trouver un circuit partiel en résonance avec elle et d'y créer un ventre aigu de surtension.
La présente invention a pour but d'obvier aux incon- vénients ci-dessus en imposant à la répartition initiale du po- tentiel l'allure idéale de la droite P R (fig. 3). Dans ce but, un diviseur de tension (ou potentiomètre), comportant n capa- cités, de préférence égales, en série, est dérivé aux bornes
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de l'enroulement pour assurer la division de toute/onde inci- dente d'amplitude donnée en n parties égales.
Pour fixer les idées, on a représenté, sur la fig. 4 à laquelle correspond le graphique de la fig. 5, un diviseur
A' B' C' D' E' FI dont les points consécutifs ont un potentiel décroissant linéairement suivant la droite A' F' et sont connec- tés aux prises équidistantes de l'enroulement A B C D E F. Le potentiel initial de ces points de 1'enroulement prendra donc les valeurs respectives : A'a, B'b, C'c, etc... mesurées sur le graphique de la fig. 5.
Si la capacité de chaque élément du potentiomètre a été judicieusement calculée, la répartition, dans l'enroulement, du potentiel initial, est devenue celle de la courbe 2 alors que sans le dispositif décrit ci-dessus, elle se ferait suivant la courbe 1.
L'examen de la courbe 2, fig. 5, fait apparaître immé- diatement les avantages de la présente invention :
La sollicitation entre spires voisines de l'enroulement est sensiblement uniforme; la série d'oscillations nécessaires au passage à l'état final est pratiquement supprimée. De plus, les Inventeurs ont pu vérifier que l'amplitude des ventres de tension provoqués par une oscillation d'une demi-onde ou d'un quart d'onde de l'enroulement envisagé était notablement réduite.
Le but qu'on se propose peut aussi être atteint lors- que les n condensateurs du diviseur de tension sont différents; il suffit dans ce cas de choisir judicieusement sur l'enroulement les points, B, 0, D, E etc., dont on fixera le potentiel.
La présente invention s'applique indistinctement à toutes les machines électriques munies d'un enroulement :trans- formateurs, alternateurs, moteurs, etc..
Dans un transformateur, par exemple, la réalisation pratique du diviseur de tension s'obtient aisément en utilisant une borne d'entrée du type condensateur; les diverses prises A', B', C', D'... mentionnées précédemment seraient constituées par des armatures consécutives du système condensateur. La
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fig. 6 représente schématiquement un enroulement dé transforma- teur triphasé muni d'une borne condensateur et protégé d'après la présent e invention.
Le même résultat peut être atteint en connectant aux points A1, B', C', D'..... du diviseur de tension des armatures judicieusement disposées dans l'enroulement ou au voisinage de celui-ci. La fig. 7 montre un enroulement' de transformateur pro- tégé, de cette façon, au moyen d'armatures I.
Dans certains cas, on peut se contenter de fixer le potentiel de quelques points seulement choisis soit à l'entrée, soit aux deux extrémités de l'enroulement. Dans cette hypothèse et avec emploi d'une borne condensateur, il suffit de sortir de cette dernière les prises strictement nécessaires au nombre ré- duit de connexions.
La nature du diviseur de tension, le nombre de prises de réglage peuvent naturellement varier sans sortir du cadre de la présente invent ion.