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SYSTEMES DE CIRCUITS POUR ALIMENTATION A COURANT CONTINU A PARTIR
D'UN SECTEUR A COURANT ALTERNATIF
La présente invention se rapporte à des systèmes de cir- cuits pour alimentation à courant continu à partir d'un secteur à courant alternatif, par exemple pour standard téléphonique, où l'alimentation en courant continu est entièrement assurée à l'aide de convertisseurs rotatifs, ou de redresseurs secs, ou de ces deux éléments en combinaison, et dans laquelle il est néanmoins prévu une batterie tampon et quelques éléments de force contre-électro-motrice additionnels.
La ou les batteries tampons prévues dans les standards télé- phoniques, ou standards analogues, sont, en général, connectées en parallèle avec les génératrices à courant continu,-car; lorsque l'alimentation en courant alternatif vient, à manquer, la communication @
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établie entre temps ne doit pas être interrompue. Ceci se produirait si la batterie tampon était séparée de la, barre omnibus de décharge et n'était mise en circuit qu'à la suite d'une perturbation dans l'alimentation à courant continu.
Cette méthode de connexion de la batterie en parallèle avec les convertisseurs s'effectue en générale de façon telle que la bat- terie est montée " flottante Il sur les convertisseurs,c'est à dire que le courant de fonctionnement est pratiquement toujours fourni par lesdits convertisseurs. Les variations de tension et de fréquence du réseau à coura,nt alternatif et les fluctuations de charge causent, néanmoins, des varia,tions de voltage aux bornes de la batterie et, par suite, également du courant qui la traverse. La conséquence en est que ladite batterie est moins bien protégée et qu'elle demande plus d'entretien que si elle était conservée à, l'état de pleine charge et, séparée du circuit d'utilisation.
Pour que la, batterie soit montée flottante à la tension dé- sirée, il est nécessaire, dans certains cas, que les convertisseurs rotatifs, ou les redresseurs secs, ou ces deux appareils, fournissent une tension plus élevée que celle nécessaire au fonctionnement satis- faisant des circuits. Pour abaisser cette tension plus élevée aux limites de fonctionnement des circuits, on utilise des éléments de force contre électro-motrice, normalement connectés entre la, charge et la batterie montée flottante sur les convertisseurs.
Comme le courant de fonctionnement traverse entièrement lesdits éléments de force contre électro-motrice, la capacité desdits éléments doit être proportionnée à la charge possible et il se produit une perte d'éner-' gie appréciable dans ces éléments.Cette énergie perdue décompose l'eau de l'électrolyte des éléments et, bien entendu, cette, dernière doit être remplacée en temps voulu.
L'emploi d'éléments de force contre électro-motrice dans le circuit de charge a été déjà décrit, entre autres, au brevet
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hollandais n 46.131
L'objet de la présente invention est d'éviter ces inconvé- nients, qui sont de grande importance dans les grands standards, où l'entretien de la ou des batteries tampons constitue un fecteur im- portant.
Conformément à l'invention, selon une de ses caractéristi- ques particulières, la batterie tampon qui, grâce à une charge conti- nuelle à faible régime est toujours maintenue en état de fonctionne- ment, et les batteries de force contre électro-motrice sont connec- tées de telle sorte à la barre omnibus de décharge que la batterie n'est pas soumise aux fluctuations de tension du secteur alternatif, ni aux variations de charge et que, lorsque l'alimentation en cou- rant alternatif vient à faire défaut, la batterie assure immédiate- ment la charge, sans interruption.
Ceci peut être obtenu en vertu de ce que les éléments de force contre électro-motrice sont directement connectés entre la barre' omnibus de décharge et la batterie tampon et de ce qu'en cas de faùte de fonctionnement de l'alimentation en alternatif ils sont court-circuités par un dispositif de court-circuitage sous l'effet même dudit défaut. La tension des éléments de force contre électro- motrice est choisie telle que le maintien d'une communication, ou de plusieurs communications établies avant ou pendant le défaut, est également assurée ensuite.
Le dispositif de court-circuitage peut être constitué, par exemple, par un dispositif de commutation électro-magnétique, ali- menté par la batterie tampon et fonctionnant lorsqu'il est excité, par suite de l'absence de courant dans ladite barre omnibus.
Dans un système de circuits tel que ci-dessus mentionné, la batterie tampon est maintenue à l'état de fonctionnement de la manière la plus économique et un certain nombre d'éléments de force contre électro-motrice de faible capacité, dans lesquels il ne se
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produit pas de pertes d'énergie et qui ne nécessitent aucun entre- tien sont alors suffisants.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion suiva,nte et à l'examen du dessin joint qui en représente sché- matiquement, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation.
Sur cette figure, 1 désigne la batterie tampon, 2 le char- geur à faible régime, réalisé sous forme d'un redresseur sec, qui maintient la batterie à la tension nécessaire. Le courant de charge à faible régime peut être réglé à l'intensité voulue, au moyen d'une résistance régulatrice, ou d'un dispositif analogue.
En temps normal, l'intensité de courant, de charge est d'en- viron 0,001, le nombre d'ampères-heures d'étalonnage de la batterie tampon. Cette valeur n'est d'ailleurs citée qu'à titre d'exemple et n'a pas 'besoin d'être observée avec précision. La batterie tampon est reliée par un de ses pôles à, la terre et son autre pôle est relié en permanence, à travers un certain nombre d'éléments de force contre électro-motrice 5 à la, barre omnibus de décharge 4, aboutissa,nt au circuit de charge.
Le nomore d'éléments de force contre électro-motrice ainsi connectés en série doit être suffisant pour réduire la tension de la batterie suffisamment pour que le voltage à la borne de gauche de la barre omnibus 4 soit inférieur au voltage minimum fourni à ladite barre omnibus par le redresseur sec 6 et par le moteur-générateur 7, de manière à ce que la décharge de la batterie en service normal soit empêchée.
Dès que le voltage du résea,u alternatif vient à manquer, ou si l'un des éléments 6 ou 7 est seul présent, une perturbation de service s'étant produite, la tension continue sur la barre omnibus 4 décroît au-dessous de la limite de fonctionnement de l'installa- tion, et ceci produit l'actionnement d'un dispositif de court-cir- cuita.ge 8, représenté ici sous forme d'un relais électro-magnétique.
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Le dispositif est commandé par des relais de phase qui relâchent dès que la tension alternative diminue au-dessous d'une limite prédéter- minée et par un relais de tension 10, qui ferme un contact quand la tension sur la barre omnibus 4 tombé au-dessous de la limite de ten- sion de fonctionnement.
Comme éléments de force contre électro-motrice, on peut utiliser des éléments d'accumulateurs au plomb ou au nickel non for- més, les éléments au nickel étant particulièrement préférables.'Leur seul rôle est de fournir la force contre électro-motrice nécessaire.
Un exemple pratique peut illustrer cet état de choses. On suppose que la batterie tampon 1 est constitué par 25 éléments, les- quels doivent être maintenus à une tension d'environ 2,18 volts par élément. Le voltage de la batterie totale est donc de 54,5 volts.
S'il est nécessaire que le voltage sur la barre omnibus 4 reste com- pris entre les limites de 48 et de 50,6 volts,' il suffit de prévoir quatre éléments de force contre électro-motrice. Même avec un courant de charge très faible, la tension aux bornes d'un élément de force contre électro-motriqe du type au nickel reste supérieure à 1,7 volt et la tension de la batterie, diminuée de la tension des éléments de , force contre électro-motrice, est inférieure à la tension minimum disponible sur la barre omnibus de décharge, de sorte qu'aucun cou- rant ne s'écoule dans le circuit de charge.
Si la tension alternative fait brusquement défaut et qu'à l'instant considéré la charge soit uniquement alimentée par le redres- sèur sec 6, la tension à la barre omnibus 4'deviendra égale au vol- tage de la 'batterie, diminuée de la chute de la tension dans les éléments de force contre électro-motrice 5, soit, approximativement, à 40 volts. Cette valeur de 40 volts est trop faible pour assurer un fonctionnement convenable du standard, mais très suffisante pour -éviter que les communications déjà établies ne soient interrompues.
Comme les relais 9 sont désexcités lors d'un défaut de
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l'alimentation alternative et que le relais de tension.10 ferme ses contacts quand le potentiel continu tombe au dessous de la limite de fonctionnement du standard, le dispositif de court-circuitage 8 fonc- tionnera au bout d'une fraction de seconde et court-circuitera alors les éléments de force contre électro-motrice. Dans ce système de cir- cuits, le relais 8 est excité par les éléments de force contre élec- tro-motrice.
La période de temps très courte pendant laquelle ces élé- ments de force contre électro-motrice sont en circuit permet de choi- sir leur capacité très faible.
Comme indiqué plus haut, il ne se produit dans ces éléments, pratiquement aucune perte d'énergie.
Si les convertisseurs rotatifs 7 sont seuls prévus, la ten- sion continue ne tombera pas si rapidement par suite de l'énergie cinétique des pièces tournantes, que dans le cas où les redresseurs 6'auraient été seuls prévus.
De multiples variantes du système de circuits ci-dessus décrit, conformément à certaines caractéristiques de l'invention peuvent être employées. Pa,r exemple, le dispositif 8 peut être nor- malement excité à partir de la barre omnibus 4 et, lors du défaut, fermer seulement un contact qui court-circuite les éléments de force contre électro-motrice.