<Desc/Clms Page number 1>
Installation redresseuse de courant particulièrement indiquée pour la charge de batteries.
L'invention concerne une installation redresseuse de courant, particulièrement indiquée pour la. charge de batteries, qui comporte un montage redresseur dont la caractéristique tension courant varie peu aux faibles charges et assure, aux fortes charge une forte limitation de l'intensité du courant.
Conformément à l'invention, la tension de sortie de ce montage redresseur est branchée, soit en série, soit en parallèle avec la tension de sortie d'un second montage redresseur à caractéristique tension-courant telle que la caractéristique tensioncourant résultante présente aussi une partie à tension peu variabl et éventuelle:ment une partie assurant une limitation de l'inten-
<Desc/Clms Page number 2>
sité du courant, caractéristique résultante dont la première partie mentionnée se raccorde, dans la gamme des faibles charges, à une partie qui présente une tension plus élevée que la partie correspondante de la caractéristique du premier montage redresseur mentionné, seul.
Cette disposition permet de modifier l'allure de la caractéristique tension-courant du genre mentionnée de manière telle que cette caractéristique soit utilisable dans un domaine plus étendu. La tension accrue dans la partie de la caractéristi- que résultante correspondant aux faibles intensités du courant de charge, accroissement de tension dont le choix dépendra de l'application envisagée, peut convenir par exemple pour la mise en ou hors circuit d'un relais, pour la charge de batteries, de batteries-tampon et pour des applications analogues.
Cette dispo- si tion présente l'avantage particulier Que, suivant le montage utilisé, c'est-à-dire série ou parallèle, et suivant le dimen- sionnanent des transformateurs, l'invention peut s'appliquer dans de nombreux domaines d'utilisation. Il y a lieu, tout d'abord, d'établir une différence essentielle entre le montage série et le montage parallèle mentionnés.
Dans le montage série des deux transformateurs, les tensions s'ajoutent, de sorte que l'accroissement de tension mentionné dans la partie de la caractéristique tension-courant résultante correspondant aux faibles charges s'obtient, en principe, déjà pour le plus faible dimensionnement du second transformateur mentionné. Cependant, comparativement à la caractéristique initial e, la gamme de tension approximativement constante de la caractéristique résultante est approximativement réduite du montant de la gamme de courant du montage redresseur auxiliaire branché en série avec le premier.
Par contre, dans le montage parallèle,, les courants
<Desc/Clms Page number 3>
auxiliaire, branché en parallèle avec le redresseur principal, doit être égale à la tension accrue de la caractéristique résul- tante, c'est-à-dire plus élevée que la tension constante du mon- tage transformateur initial. De ce fait, le dimensionnement du second transformateur devient nécessairement glus grand que dans le prmier cas, à savoir celui du montage série. D'autre part, par suite de l'eddition des courants, la gamme de courant à ten- sion constante n'est pas limitée, mais il se produit un glisse- ment de cette gamme dans le sens des courants de charge plus in- tenses, ce qui est particulièrement avantageux pour certaines applications.
Par suite de l'addition des courants, il se peut que la propriété de limiter le courant de la caractéristique du premier montage redresseur mentionné dont on est parti se perde, fait qui se présente lorsque la caractéristique du montage redres- seur, à ajouter au premier, ne comporte pas de partie limiteuse de courant.
Un autre avantage important du dispositif conforme à l'invention est que, suivant la gamme d'intensité de courant du second montage redresseur, la gamme de courant à tension accrue de la caractéristique résultante peut être choisie à volonté plus grande ou plus petite, suivant l'application et suivant le circuit consommateur. C'est ainsi que, dans le cas de circuits consommateurs comportant une batterie-tampon, il se peut que la batterie doive être chargée, à intensité de base assez élevée, jusqu'à la tension maximum, résultat que l'on peut obtenir par un choix judicieux de la gamme de courant mentionnée.
Conformément à une autre particularité de l'invention, on utilise, comme second montage redresseur, un montage à ca- ractéristique tension-courant tombante telle que le passage de la partie à tension constante à la partie à tension accrue de la caractéristique résultante soit très rapide.
@
<Desc/Clms Page number 4>
PrEmièrEment, on obtient ainsi une transition fortement discontinue entre les deux gammes d'intensité, ce qui en- traine une séparation plus nette des deux gammes. De plus, une transition brusque provoque déjà, à une faible variation d'intensité de courant, une variation relative assez grande de la tension, ce qui peut être favorable par exemple pour la mise en ou hors circuit de tubes à décharge dans le gaz ou dans la vapeur, de relais mécaniques et d'appareils analogues.
Un troisième avantage, très importent aussi, d'une telle transition est que, dans le cas de fluctuations de la tension du secteur, la gamme de courant de cette partie de la caractéristique, à mesure que celle-ci est plus inclinée, varie moins, de sorte que, lors de fluctuations de la tension du secteur, la gamme d'intensité de la partie à tension constante reste aussi constante que possible. Ce fait est expliqué plus en détal dans la description des dessins annexés. En particulier, lorsque la partie restante de la caractéristique satisfait à la condition que, dans le cas de fluctuations de la tension du secteur, la caractéristique ne présente que de faibles variations de tension, résultat qui peut s'obtenir par un choix judicieux du montage transofrmateur dont on est parti, on obtient une caractéristique totale satisfaisant à des conditions très sévères.
De ce qui précède, il résulte que le second montage redresseur peut consister en un montage redresseur usuel mais aussi en un montage redresseur spécial ce, suivant les conditions à imposer à la caractéristique résultante.
L'invention sers. expliquée en d'tail 3. l'aide des exemples d'exécution représentas schémtiquement dans les dessins annexés.
Sur la figure 1, 1 représente la caractiristique tension-courant d'un montage redresseur dijà décrit comportant
<Desc/Clms Page number 5>
comme dans les autres figures, la tension et le courant sont indiques par E et 1. 2 représente la caractéristique tension-cou- rant d'un redresseur usuel.
Lorsque, conformément à l'invention, on brsnche en sérieles tensions continues des deux redresseurs, on obtient une caractéristique tension-courant résultante 3, qui comporte aussi une partie 4 limiteuse de courant et une partie 5, variant peu en tension, à laquelle se raccorde cependant, dans la gamme des faibles charges, une partie 6 qui présente une tension plus élevée que la partie correspondante 7 de la. caractéristique 1 du pranier montage redresseur cité, seul.
Comme le prouve la figurer, la zone à tension constante de la caractéristiquel est réduite de la partie 7, et de ce fait, ramenée à une zone 8, de sorte que l'emploi de ce montage est limité aux applications dans lesquelles cette réduction de la gamme à tension constante ne constitue pas un inconvénient. De plus, dans l'étude, on peut tenir compte du choix de la caracté- ristique 1 et de l'intensité maximum du courant à débiter. L'ac- croissanent de tension 6 dans la gamme de courant a peut, comme déjà mentionné dans l'introduction, servir à la mise en ou hors circuit de tubes à décharges de relais mécaniques, d'installations de protection ou de signalisation et d'installations analogues.
Lors de la charge de batterie pendant,laquelle l'intensité du courant emprunté du redresseur ne tombe pas au-dessous d'une charge de base déterminée, l'accroissement detension peut Âtre utilisé pour charger à fond la batterie, comme le prouve, sur la figure 1, la tension à l'endroit de la charge de base a.
Un autre choix de la caractéristique 2, permet d'approprier aux conditions imposées non seulement le montant de l'accroissement de la tension mais aussi la gamme d'intensité
<Desc/Clms Page number 6>
La figure 1 prouve aussi que le montage redresseur auquel correspond la caractéristique 2 est, proportionnellement, plus faiblement dimensionné que celui correspondant à la carac- téristique 1, ce qui constitue un avantage particulier du monta- ge série.
La figure 2 traite le casdu montage parallèle. La caractéristique du montage transformateur dont on part est à nouveau représentée par 1, tandis que le second montage redresseur présente une caractéristique 9. Par suite du montage parallèle, on obtient une caractéristique résultante 10 comportant unepartie limiteuse de courant 11 et une partie 12 dans laquelle la tension varie peu, partie à laquelle se raccorde, dans la gamme de faible: charges, une partie 13 à tension plus élevée que celle de la partie correspondante 1 dela caractéristique du premier montage m en- tionnéseul.
La figure 2 prouve que la partie à tension constante de la caractéristique initiale 1 s'est déplacée vers une gamme d'intensité de courant 14, plus élevée. Ici aussi une modification de: caractéristiques 1 et 9 permet d'obtenir une caractéristique résul tante adaptée autant que possible au circuit consommateur.
Il est évident que lorsque l'un des deux montages redresseurs présente une caractéristique ne comportant pas de parti limiteuse de courant, la caractéristique résultante présentera la même propriété. Dans certains cas, ce fait est désirable.
Les caractéristiques résultantes 3 et 10 des figures 1 et 2 sont, en ce qui concerne leur forme de principe, particulièrement désignées pour la charge dune batterie-tampon, par exemple de centrales téléphoniques automatiques dans lesquelles la batterie doit parfois être chargée jusqu'à une tension assez élevée sous une charge de base minimum déterminée. L'intensité
EMI6.1
, ¯ -¯.......¯.&.. -1 - ---- -...-...r-......- .......":.1.. .1- 'CL, -4--- -1 - X rml 1 > ri 11 ....1 A-.
<Desc/Clms Page number 7>
La caractéristique 10 de la figure 2 convient particulièrement bien dans les cas où le courant de charge présente une parti constante et une partie variable, la tension devant rester constant La partie constante du courant est de l'ordre de grandeur correspor dant à la partie 13, tandis que la partie variable s'étend jusqu'aL coude 10. L'avantage de ce montage consiste en ce que l'installatic composée de deux montages transformateurs à caractéristiques 11 et est meilleur marché qu'une seule installation à caractéristique sui vant le principe de la courbe 1 mais à gamme d'intensité égale à celle de la caractéristique 10.
Sur les figures 1 et 2, la partie à tension accrue de la caractéristique résultante ne présente qu'une faible pente. De ce fait, dans le cas de fluctuations de la tension d'alimentation, cette partie provenant d'un redresseur usuel sera sujette à des variations, ce qui s'exprime dans les deux figures par la courbe en traits mixtes. Tant dans la figure 1 que dans la figure 2, par suite des variations de la tension du secteur, les parties à tension constante seront réduites d'une quantité 15.
Pour obvier à cet inconvénient, on utilise, conformément à une autre particularité de l'invention, comme second redresseur, un redresseur connu à caractéristique tension-courant tombantetelle que le passage de la partie à tension constante à la partie à tension accrue se produise rapidement. Ce fait est représenté à la figure 3 pour un montage série, et à la figure 4, pour un montage parallèle. Lors de fluctuations de la tension du secteur, les varie tions de la gamme d'intensité à tension constante sont donc réduite au minimum.
Les caractéristiques indiquées par 16 sur les figures et 4 peuvent donc s'obtenir, de la manière déjà exposée, à l'aide d'un montage redresseur, tel que représenté à la figure 5, par un dimensionnement détermine du condensateur 17 et du transforma-
<Desc/Clms Page number 8>
charge 20.
Sur les figures 6 et 7 on a utilisé respectivement le montage série et le montage parallèle de dispositifs redresseurs à caractéristiques provenant de montages redresseurs tels que ceux représenté à la figure 8.
Sur cette figure, les organes correspondants sont désignés par les mêmes reférences que sur la figure 5. En série avec l'enroulement secondaire du transformateur 18 se trouve cependant encore le secondaire d'un petit transformateur usuel 21, et l'ensemble de ces deux transformateurs sert à l'alimentation du :nontag de Graetz 22.
Les caractéristiques des figures 6 et 7 prouvent que les caractéristiques résultantes 23 et 24 présentent de nouveau une partie à tension accrue, une partie à tension constante normale et une partie liiteuse de courant.
La première partie présente de plus une partie à tension peu variable et un passage brusque à la partie suivante de la caracteristique, En outre, ces caractéristiques présentent comme par ticularite les boucles 25 et 26, en général non fermées, qui const tuent un maximum de tension et qui se sont révélées particulièren utiles pour la charge des batteries. D'ailleurs, les remarques for mulées lors de la description des figures 4 et 5, s'appliquent aussi aux caractéristiques des figures 6 et 7.
Enfin, les figures 9 et 10 montrent respectivement un montage serie et un montage parallèle, le montage de la figure 10 ne constituant en realité que celui représenté à la figure 8.
Lorsqu'on utilise le montage de la figure 8 comme second montage redresseur, soit série, soit parallèle, on peut modifier la gamme d'intensité a du monticule de tension complémentaire, par exemple sur les figures 6 et 7, en modifiant la capacité 17 de la figure ou en codifiant la tension d'alimentation, par exemple l'aide
<Desc/Clms Page number 9>
d'obtenir un réglage avantageux de la gamme d'intensité mentionnée.
Sur la figure 9, on utilise aussi, comme premier montage redresseur, celui de la figure 8, tandis que, comme :nontage redres- seur auxiliaire, on utilise un montage connu comportant des redres- seurs 27 raccordés suivant le principe de Graetz et, pour obtenir une caractéristique rapidement tombante, par exemple suivant la figure 3 ou 4, une bobine de self magnétisée 28. Sur cette figure, la charge est constituee par une batterie-tampon 29.
Le branchement en série de montages redresseurs peut en- core susciter quelques difficultés particulières, par suite du fait que le courant de charge traverse aussi le second montage redres- seur, faiblement dimensionné. Lorsque ce dernier est réalisé suivant le principe de Grae tz par exemple (27 sur la figure 9), dans le cas d'une forte intensite du courant de charge, chacune des branche de shuntage comportant deux redresseurs montés en serie sera parcoL rue par la moitié de ce courant, ce qui, dans le cas d'utilisation de redresseurs secs - qu'il faudra généralement utiliser par suite des conditions imposées par les monticules de tension à la caracté- ristique tension-courant - provoquera une chute de tension indési- rable.
Sur la figure 6, cette chute de tension est représentée par la courbe en pointillés 30 tracée sous l'axe des zéros donne pro- longe.ment de lacaractéristique 31. Comme indiqué, dans la caracté- ristique résultante, ce fait s'exprime par la courbe en pointillés 32 dont les variations sont plus brusques que celles de la partie 23, de sorte qu'il serait impossible de satisfaire dans cette zone aux conditions imposées, à savoir une tension suffisamment constan- te. On pourrait obvier à cet inconvenient en court-circuitant pendant le débit de courants de charge de forte intensité, les bornes + et - du montage de Graetz :;
7, par exemple, à l'aide d'un relais dépendant de l'intensité du courant, de sorte que le courant ne doit pas nécessairement traverser les redresseurs. Cependant, dans certains cas, l'emploi d'interrupteurs ou de relais constitue @
<Desc/Clms Page number 10>
un inconvénient.
Dans ces cas, l'invention donne une autre solution ne r quérant ni interrupteurs ni relais, à savoir par l'emploi conne redresseur auxiliaire monté en série, d'un montage redresseur biphasé. Ce principe est représenté à la figure 11. Le transformateur d'alimentation auxiliaire est repéré par 23, la prise médiane de ce transformateur par 34, et les redresseurs par 35.
Dans le cas de forte charge, le courant se répartit suivant les flèches dans les deux branches de shuntage et dans chaque branche un seul redresseur, au lieu de deux, est parcouru par du courant, ce qui ramène la chute de tension à une valeur admissible. Le problème est ainsi résolu.
Cependant, un autre problème se pose, problème qui n'in tervient pas dans l'utilisation d'un montage de Graetz 27 tel que représenté à la figure 9. Dans ce dernier cas, le courant de charge de forte intensité ne parcourt que les redresseurs et non l'enroulement secondaire du transformateur, Par contre, dans le cas d'emploi d'un redresseur auxiliaire biphasé, l'enroulement se condaire est parcouru par ce courant de charge de forte intensit De ce fait, l'enroulement secondaire devra donc être réalisé en fil de plus forte section.
D'autre part, comme le transformateur n'est dimensionne que pour une faible puissance et, est exécuté p exemple dans le montage représenté à la figure 9, sous forme de transformateur forte.nent saturé, alors que dans ce .montage à point médian le facteur de forme du courant requiert déjà beau- coup de cuivre, on a constaté, en pratique, qu'il est impossible de loger les enroulements dans l'emplacement prévu à cet effet dans le circuit magnétique.
Dans ce cas, on utilise une variante de ce montage, représentée à la figure 12, çui se connecte en lieu et place du montage redresseur auxiliaire Z3, 34, 35, au premier montage redresseur 22. La partie primaire et les enroulements secondaires
<Desc/Clms Page number 11>