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" Redresseur avec transducteur servant au réglage de la tension' Priorité d'une demande de brevet suédois correspondant dépo-
Un réglage automatique de la tension d'un redres- seur au moyen d'un transducteur offre, comme on sait, l'avanta- ge de pouvoir travailler sans aucunes parties mobiles, qui se- raient soumises à une usure permanente et qui exigeraient aussi une imspection fréquente pour d'autres raisons. Un tel réglage de la tension est parfois combiné avec un dispositif limitateur du courant, qui entre en action au lieu du réglage de la tension si le courant présente une tendance à excéder pour quelque rai- son une valeur permise, par exemple, en chargeant une batterie si cette dernière était trop déchargée pour une raison quelcon- que.
Une telle limitation du courant a aussi jusqu'ici, dans les régulateurs du type indiqué, été d'un type similaire,c'est- à-dire opérant'sans parties mobiles. Il a cependant, dans cer- tains cas, été trouvé approprié d'employer, en combinaison
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avec un réglage de tension à transducteur, un commutateur méca- nique, qui entre en action quand le réglage de la tension doit être remplacé par une limitation du courant.
Vu qu'une telle action ne se présente, en général, qu'à des occasions assez ra- res; ledit commutateur mécanique n'est pas soumis à une aussi grande usure qu'un régulateur mécanique de la tension qui est en action presque permanente, et, d'autre part, un commutateur mécanique pour la limitation du courant présente des possibili- tés de variation plus vastes eten conséquence, des possibili- tés accrues de s'adapter à t outes les exigences de l'opération en comparaison avec un appareil opérant d'une façon toute sta- tique. A titre d'exemple, l'appareil limitateur mécanique peut facilement être intégrateur par rapport au temps, c'est-à-dire que ce n'est pas la valeur instantanée du courant, mais son intégrale pendant un certain temps qui est limitée à une valeur désirée.
Dans plusieurs cas, l'appareil peut aussi être réalisé à un prix inférieur pour des qualités d'opération correspondan- tes. La présente invention comprend donc une telle combinaison d'un régulateur de tension opérant à transducteur et d'un com- mutateur mécanique pour la limitation du courant.
Si on veut, de la manière qui vient d'être indiquée, faire le commutateur mécanique dépendre de l'intégrale du cou- rant pendant un certain temps, il peut,,de préférence, prendre la forme d'un relais thermique. Ceci facilite une bonne adapta- tion aux risques apportés par un courant trop élevé, ces risques étant en général surtout d'un caractère thermique, par exemple un surchauffage de plaques redresseuses. Il est cependant aus- si possible d'employer un relais temporisé mécanique d'un type bien connu.
Quelques exemples de réalisation de l'invention sont représentés d'une façon schématique dans les figs. 1-5 du dessin annexé.
La fig. 1 représente un montage dans lequel la
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commutation dépend d'un relais du type électromagnétique action- né @@ courant d'une façon directe, non intégrante. 1 désigne le redresseur principal, qui est alimenté d'une paire de bor- nes à courant alternatif 2 à travers un transducteur 3 et qui alimente à son tour une charge 4 de courant continu, par exem- ple une batterie avec ou sans une autre charge en parallèle.
Le transducteur 3 a été représenté dans la fig. 1 avec un enroule- ment de commande 5 et un enroulement auto-excitateur 6, ce der- nier étant en pratique souvent remplacé par une auto-excitation intérieure d'un type bien connu en principe. t'enroulement de commande 5 est alimenté par un transducteur auxiliaire 7 ayant des enroulements à courant continu qui représentent la quantité de mesure et une quantité-étalon d'un régulateur, de façon que le courant du 'transducteur auxiliaire représente la déviation de la quantité réglée de la valeur normale ou la "quantité de différence". Cette quantité peut,cependantaussi être produite dans un autre organe comparateur, par exemple dans le transduc- teur principal.
Dans la fig. 1, le transducteur 3 a un enroule- ment 8 relié à la tension de courant continu à travers une ré- sistance 11 et qui représente donc la quantité mesurait la ten- sion, un enroulement 9 relié à un organe de tension constante 12 et représentant donc la quantité-étalon, et un enroulement auto-exci'tateur 10 qui peut, d'une manière déjà mentionnée, ê- tre remplacée par une auto-aimantation intérieure. Le transduc- teur 7 commande un redresseur 13 qui alimente l'enroulement 5 du tranducteur principal.
Pour effectuer la commutation vers l'état limitant le courant, il y a dans la fig. 1 un transformateur d'intensité 15 relié dans le circuit principal à courant alternatif et ali- mentant une bobine de relais 16 en parallèle avec une résistance 17. La bobine de relais est alimentée à travers un redresseur 18 pour obtenir une force d'attraction plus uniforme et une ac- tion polarisée. Elle peut naturellement aussi être reliée dans
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le circuit principal à courant continu ou dans une dérivation.
Une autre bobine 19 du même relais est reliée à l'organe de ten- sion constante à travers un contact de maintien 20. Sa fonction se rapporte au retour de la limitation du courant au régâlage de la tension et sera décrite plus tard.
Quand le relais est actionné par suite d'une aug- mentation du courant dans la bobine 16 au delà d'une certaine limite, son contact 21 relie la bobine 5 du transdu cteur 3 à l'organe de tension constante 12 au lieu du transducteur auxi- liaire 7. Elle peut aussi être reliée à une autre source de ten- sion, d'une constance approximative seulement. Ainsi, le trans- ducteur principal va régler à un courant essentiellement cons- tant tant que cette connexion subsiste. En même temps, un con- tact 22 du relais effectue de préférence, une commutation à une auto-excitation intérieure du transducteur, sans laquelle il y aurait un,;certain risque de perte du caractère de transforma- teur d'intensité du transducteur.
Un contact additionnel 28 du relais relie, quand il est actionné, la bobine 16 au transducteur auxiliaire 7 au lieu du transformateur d'intensité 15. Ceci a pour conséquence que le relais est déclenché de nouveau, quand le courant du transducteur 7 tombe au-dessous d'une certaine valeur, impli- quant que la tension de courant continu du redresseur s'appro- che de la valeur normale. Comme le déclenchement ne doit,pas en général être effectué avant que cette valeur n'ait été tout à fait atteinte, le courant du transducteur étant donc peu près nul, la bobine 19 a été ajoutée pour donner au relais une force additionnelle qui est un peu inférieure à la force de la bobine 16 causant l'enclenchement.
Le relais peut, si désiré, être muni d'un amortisseur mécanique, surtout actif à l'enclenchement, de façon à ne pas être enclenché avant que le courant créé n'ait été maintenu à la valeur d'enclenchement pendant un certain temps
La fig. 2 représente un montage coïncidant en
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parties essentielles avec celui de la fig. 1, mais ayant un re- lais de nature thermique et donc intégrateur par rapport au temps. Les parties désignées par 1-4 correspondent à celles dé- signées de la façon correspondante à la fig. 1. Le transducteur principal 3 a un enroulement de commande 5, tandis que l'auto- aimantation généralement présente n'est pas représentée.
Le transducteur auxiliaire servant d'organe comparateur est aussi dans cette figure désigné par 7 et représenté sans l'auto-ai- mantation, donc seulement avec un enroulement 8 mesurant la ten- sion, alimenté à travers une résistance 11, et avec un enroule- ment opposant 9, alimenté par un organe à tension constante 12. le transducteur auxiliaire commande un redresseur 13 alimentant normalement l'enroulement 5 du transducteur principal.
Pour la commutation à limitation de courant, on emploie dans la fig. 2 un relais thermique à ressort bi-métal- lique 23, alimenté par un transformateur d'intensité 15 dans le circuit principal à courant alternatif. Le ressort bimétallique actionne une paire de contacts 24, 25, qui peuvent être munis de moyens d'un genre connu pour provoquer un mouvement instan- tané. Normalement, ces contacts sont dans la'position supérieure représentée. En commutant à leur position inférieure sous l'ac- tion du ressort bimétallique, le contact 24 coupe la connexion entre le transducteur auxiliaire et l'enroulement 5 et relie ce dernier enroulement à une source de courant séparée 26, d'où il résulte que le transducteur principal fournira un courant essentiellement constant.
S'il est auto-aimanté, une commutation similaire à celle effectuée d'après la fig. 1 par le contact 22 peut éventuellement être faite.
L'autre contact 25 du relais thermique sert à préparer son retour à l'état normal. Ce contact ferme normalement un circuit venant d'uhe source de tension constante à travers une résistance 27 qui agit pour réchauffer le ressort bimétallique 23. Par la commutation, cette résistance est reliée aans le cir-
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cuit commandé par la transducteur auxiliaire. Au fur et à mesu- re que les conditions normales sont rétablies le courant dans le circuit et ainsi la température de la résistance 27 s'abais- sent. Le relais peut être ajusté de façon que, lorsque le cou- rant commandé par le transducteur auxiliaire tombe à zéro et que la tension est donc normale, la température du ressort bi- métallique se soit abaissée suffisamment pour effectuer le re- tour.
Le dispositif d'après la fig. 2 peut être modifié de façon que le ressort bimétallique représenté, ou quelque autre contact thermique, mette en circuit un relais séparé, ef- fectuant à son tour la commutation de l'enroulement magnétisant 5 de l'organe comparateur primaire, à une source de tension es- sentiellement constante. Ceci a l'avantage, entre autres, qu'on devient plus libre en montant l'organe thermique; par exemple, il peut être monté sur une plaque du redresseur au autre part au lieu d'être relié à un transformateur d'intensité. Dans ce cas, on peut employer plusieurs organes thermiques montés à dif- férents endroits des circuits, celui de ces organes dont la température est le plus près de la valeur critique déterminé par son emplacement, entrant en action.
Si ces organes agissent par la fermeture des contacts, leurs contacts peuvent être re- liés en parallèle, tandis qu'ils doivent être en série si l'ac- tion se fait par coupure. Le relais séparé mis en circuit par le contact ou par les contacts thermiques peut être maintenu en état actif par le courant différentiel de l'organe compara- teur d'une façon purement électromagnétique, en analogie avec le maintien thermique par la résistance 27 de la fig. 2, de façon à être rendu inactif quand la tension devient normale de nouveau. Eventuellement, le relais peut, pour faciliter l'en- clenchement, être muni d'une aimantation additionnelle/mise en circuit par le contact thermique et mise hors circuit par un contact auxiliaire, après l'enclenchement.
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Une autre modification possible de la fig. 1 ou 2 est d'adapter la tension entre les points 26 de façon que le courant auquel le transducteur règle, après la commutation, de- vienne! . inférieur à celui pour lequel le relais s'est enclen- ché, ou de munir dans ce même but le relais d'un enroulement auxiliaire qui est mis hors circuit par l'enclenchement. Dans ce cas, le relais retourne, après quelque temps,automatiquement et continue ensuite de s'enclencher et de se déclencher pério- diquement, tant que le courant veut dépasser la valeur permise.
Après que cet état a cessé, le réglage normal de tension commen- ce de nouveau, sans qu'une.restitution spéciale soit nécessaire dans ce but, comme d'après la fig. 2.
Dans le fig. 3, la commutation se fait aussi par un relais thermique 30, représenté d'une façon toute schématique et alimenté par un transformateur d'intensité*15 dans le circuit principal à courant alternatif. Le relais 3o a un contact qui en dépassant une certaine température, court-circuite une par- tie de la résistance 11 dans le circuit du transducteur mesufant la tension. Dans ce cas, on n'obtient donc pas un réglage di- rect du courant, mais en peemier lieu un abaissement de la ten- sion appliquée sur la charge 4, ce qui cause une réduction du courant. En dimensionnant le circuit de mesure d'une façon ap- propriée par rapport aux conditions du régime, on peut limiter le courant à une valeur permise.
On peut aussi dimensionner le tout de façon que la tension - et ainsi le courant - oscille d'une façon intermittente entre une valeur supérieure et une valeur inférieure dans un rythme dépendant de la capacité de chaleur du relais, la valeur moyenne étant la valeur permise. @@ peut aussi munir le relais 30 de deux ou plusieurs contacts, qui court-circuit successivement des parties de la résistance 11, jusqu'à ce que le courant ait été réduit à une valeur permise
Un dtpositif spécial de retour n'est pas nécessaire dans ce montage, puisqu'il retourne automatiquement aussitôt
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que le courant s'est abaissé à cause de la commutqtion. Les chif- fres 1-13 désignent ici des parties correspondant à celles de la fig. 1.
Comme dans la fig. 2, le relais thermique peut, au lieu d'être alimenté par un transformateur d'intensité, être réchauffé directement par une partie traversée par le courant principal, par exemple par une plaque du redresseur principal.
Dans la fig. 4, la commutation est effectuée par un relais électromagnétique, dont la bobine 40 est reliée dans le circuit principal à courant continu. Ce relais agit en ana- logie avec le relais de la fig.3, de telle façon qu'il effectue une commutation dans le circuit de mesure du transducteur prin- cipal, mais, contrairement à la fig. 3, il intercale au moyen d'un contact 41 une partie de la résistance 11 de façon que le régulateur règle à une tension supérieure. En même temps, ce- pendant, le relais intercale au moyen d'un autre contact 42 une résistance 43 dans le circuit principal à courant continu, di- mensionnée de façon que le courant principal soit réduit malgré l'augmentation de la tension.
Surtout dans des installations pour la charge de batteries, on obtient de cette manière un réglage souple et favorable. Aussi dans ce cas, il peut être approprié d'effectuer la commutation en deux ou plusieurs éta- pes pour des intensités de courant différentes. Les chiffres 1-5, 7-9, 11 et 12 désignent ici des parties correspondant à celles de la fig. 1, tandis qu'on n'a pas représenté des enrou- lements d'auto-aimantation spéciaux des transducteurs. 44 dé- signe un contact de maintien d'alimentation du relais.
Dans la fig. 5, la bobine de commande 50 du relais de commutation est directement intercalée dans le circuit prin- cipal à courant alternatif. Quand le relais est enclenché, son contact 51 coupe le circuit à travers la bobine 8 du transduc- teur auxiliaire 7 mesurant la tension, d'où il résulte que le transducteur auxiliaire, sous l'influence de son organe à cou- rant constant 12, fournit un courant essentiellement constant
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au transducteur principal, qui fournit donc aussi un courant es- sentiellement constant. Afin que ces courants ne deviennent pas trop forts, une résistance 52 est en même temps reliée en paral- lèle à l'enroulement à courant constant 9 du transducteur auxi- liaire par le contact 51 du relais.
Le retour est, dans cette forme, déterminé par un relais à tension 56, relié à la tension de courant continu.
Dans le circuit de commande de ce relais se trouve une résistan- ce 57 qui est normalement court-circuitée par un relais à cou- rant 58. Le relais 56 est donc normalement actionné et maintient alors son contact coupé. Quand le courant continu dépasse un peu la valeur permise, le relais 58 coupe son contact et relie alors la résistance 57 en série avec le relais 56 qui tombe a- lors et ferme son contact. En même temps ou un peu après, le relais principal est actionné par l'enroulement 50 et ferme un contact de maintien 55, de préférence un peu avant que son con- tact 53 coupe le courant à travers l'enroulement 50. Le relais principal est ensuite retenu par l'enroulement 54 qui est relié à la tension de courant alternatif à travers le contact de main- tien 55 et le contact du relais 56.
Quand la tension de courant continu est revenue à sa valeur normale, le relais 56 coupe de nouveau, pourvu que le courant soit tombé à une valeur capable de faire revenir le relais 58 qui court-cirfuite la résistance 57. Ainsi le relais principal revient à l'état d'origine et le réglage nofmal de la tension et rétabli.
Au lieu d'écarter complètement l'organe comparateur par le relais à courant d'après la fig. 1 ou 2, ou d'écarter son circuit de mesure d'après la fig. 5, on peut commuter ledit circuit de façon à mesurer le courant; par exemple le relier à un transformateur d'intensité. Le retour au féglage de tension peut alors de préférence, se faire sous l'influence d'un relais de tension séparé, analogue au relais 56 de la fig. 5. Bien que l'organe comparateur soit représenté dans toutes les figures
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comme un transducteur séparé, dans lequel un enroulement à cou- rant continu est alimenté par un courant constant et un enroule- ment opposé est alimenté par la tension à régler, à travers u- ne résistance, il peut aussi être d'un autre type.
En dehors de la modification déjà mentionnée, d'après laquelle la compaai- son est effectuée dans le transducteur principal, on peut appli- quer à ce dernier ou a un transducteur auxiliaire séparé le prin- cipe de comparaison bien connu, d'après lequel deux enrou-lements s'opposant l'un à l'autre sont alimentés en parallèle par la tension à régler, à travers des circuits ayant des résistances dépendant de différentes manière de la tension. Ainsi la résis- tance en série avec l'enroulement positif peut être constant' ou dépendante dans le sens positif la valeur ohmique croissant avec la tension, tandis que la résistance du circuit de l'autre en- roulement dépend de la tension dans lesens négatif.
Quand la tension remonte ,l'enroulement opposé ou négatif va prédominer, d'où il résulte une chute de tension accrue dans le transducteur principal. Une commutation de l'organe comparateur à une tension supérieure ou inférieure peut se faire, dans chacun des montages décrits ayant deux enroulements opposés l'un à l'autre, dans un circuit quelconque de ces enroulements ou encore d'autre ma- nière.
Quand l'action d'un organe mesurant l'intégrale dans le temps d'un courant dépend d'une constante du temps, com- me c'est le cas, par exemple, pour la plupart des organes ther- miques, cette contante du temps doit ,de préférence , être du même ordre de grandeur que celle du plus sensible des orga- nes à protéger.
REVENDICATIONS.
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