<Desc/Clms Page number 1>
,TRANSDUCTEURS DE .GOURANT
La présente invention se rapporte aux appareils d'induction élec- tromagnétique et, en particulier, aux transducteurs de courant.
Les transducteurs comprennent d'habitude une paire de noyaux magnétiques couplés inductivement par une'barre conductrice ou un conducteur, par exemple enfilé dans ces noyaux et dans lequel circule du courant conti- nu, chaque noyau étant pourvu d'un enroulement à courant alternatif, les deux enroulements à courant alternatif étant connectés de façon que les flux résultant du courant alternatif tournent en sens opposés autour.. de la barre enfilée dans les deux noyaux. Dans de tels transducteurs, la barre condui- sant le courant continu est destinée à recevoir le courant continu à mesu- rer et constitue l'enroulement primaire tandis que les enroulements à cou- rant alternatif constituent les enroulements secondaires.
Un appareil de mesure du courant est habituellement inséré dans le circuit des enroule- ments secondaires pour permettre une mesure du courant continu circulant dans la barre à courant continu.
Comme on le sait, il faut qu'en cours de fonctionnement d'un transducteur, le courant alternatif, pendant une partie du cycle du courant alternatif envoyé dans les enroulements secondaires, démagnétise- l'un ou- l'autre des noyaux quand la polarité de la tension du courant alternatif chan- ge de signe. Avec.les transducteurs connus jusqu'ici, ce résultat à été dif- ficile à atteindre en toutes circonstances et l'on a éprouvé aussi des dif- ficultés à mesurer des courants continus d'intensité extrêmement élevée.
Ceci est évident, puisque lorsque le courant continu à mesurer augmente, le courant alternatif secondaire augmente en proportion et exige des enrou- lements secondaires à plus grosse section si l'on veut assurer un f onction- nement régulier du transducteur.
<Desc/Clms Page number 2>
Cette augmentation des dimensions physiques des conducteurs du circuit secondaire entraîne une augmentation générale des dimensions de l'appareil. Si le gradient du potentiel magnétique-du courant continu n'est pas réparti uniformément le long de tout le noyau, ce qui est habituellement le cas, et si les spires des enroulements de courant alternatif sont enrou- lées uniformément sur le noyau et se trouvent toutes en série, l'enroule- ment à courant alternatif ne démagnétisera pas convenablement le noyau pen- dant les parties appropriées du cycle. Il s'ensuit des erreurs de mesure' augmentant avec les dimensions du transducteur de courant.
L'invention a pour buts de procurer
Un appareil pour la mesure des courants continus;
Un transducteur dont les enroulements à courant alternatif sont répartis d'une fagon déterminée afin de limiter le courant alternatif secon- daire à une valeur faible comparativement au courant continu à mesurer;
Plus spécialement un transducteur dans lequel les enroulements à courant alternatif de chaque noyau sont répartis autour du noyau respectif et-connectés en parallèle.
D'autres buts de l'invention ressortiront clairement de la des- cription donnée ci-après avec référence au dessin annexé.
La figure 1 est une vue partiellement en perspective et partiel- lement schématique d'un appareil avec ses circuits de commande représentant une forme d'exécution de l'invention ; et
La figure 2 est une vue partielle montrant une autre façon de connecter les enroulements à courant alternatif de l'appareil de la figure 1.
Le dessin représente un transducteur 10 comprenant une paire de noyaux à circuit fermé 12 et 14 placés côte à côte à une certaine distance l'un de l'autreo Les noyaux 12 et 14 sont constitués de tôles empilées (non représentées) en matière magnétique et sont construits de préférence de fa- çon à être pratiquement identiques ou aussi identiques que la fabrication le permet.
Comme le montre la figure 1, un enroulement à courant continu 16 est couplé inductivement aux noyaux 12 et 14 et sert à conduire le cou- rant continu à mesurer. L'enroulement 16 constitue donc l'enroulement.pri- maire du transducteur 10 qui peut être enroulé autour des nôyaux 12 et 14 ou peut se présenter sous la forme d'une barre conductrice unique passant par l'ouverture des noyaux fermés 12 et 14 et couplant ceux-ci comme indi- qué au dessin. L'enroulement primaire prend habituellement la forme de la barre conductrice 16 représentée, puisqu'il doit pouvoir laisser passer des courants continus d'intensité très élevée.
Afin que le transducteur 10 puisse répondre à différentes.va- leurs de courant continu passant dans la barre conductrice 16, des enroule- ments à courant alternatif sont mis en circuit avec une source de tension alternative 18 et sont disposés de telle façon sur les noyaux respectifs 12 et 14 qu'en fait les enroulements sur les noyaux respectifs- sont mis en opposition et produisent dans les deux noyaux des flux opposés dont les effets magnétiques sont contraires.
Suivant l'invention, dans le but de répartir convenablement les enroulements à courant alternatif sur les noyaux 12 et 14 afin que le courant alternatif circulant dans ces enroulements dé- magnétise, pendant une partie du. cycle du courant alternatif, l'un ou l'au- tre noyau, c'est-à-dire que les ampères-tours alternatifs autour d'un noyau annulent les ampères-tours continus dûs au courant circulant dans la barre conductrice 16, les enroulements à courant alternatif de chaque noyau sont subdivisés en plusieurs groupes-de spires et sont répartis pratiquement de fagon égale sur les quatre branches de chacun des noyaux 12 et 14,
tous les groupes de spires de chaque noyau étant connectés en parallèle pour recevoir le courant de la source de tension alternativeo Le courant alter- natif se divise ainsi automatiquement dans les divers circuits parallèles,
<Desc/Clms Page number 3>
de sorte que la force magnétomotrice alternative à opposer à la force magné- tomotrice continue dans chaque partie de noyau aura la valeur exacte dans des limites très étroites.
Dans la forme d'exécution de la figure 1, les enroulements à courant alternatif de chaque noyau 12 et 14 sont répartis pratiquement uni- formément sur les quatre branches des noyaux respectifs.
Ainsi les enroulements à courant alternatif du noyau 12 se com- posent de douze bobines pratiquement identiques disposées par groupes de trois 20-22-24, 26-28-30, 32-34-36 et 38-40-42 sur les branches respectives 44, 46, 48 et 50 du noyau 12 et mises en parallèle entre elles aux bornés de la source de tension alternative 18. Les enroulements à courant alterna- tif du noyau 14 se composent de même de douze bobines pratiquement identi- ques disposées par groupes de trois 52-54-56, 58-60-62, 64-66-68 et 70-72-74 pratiquement uniformément répartis sur les branches respectives 76, 78, 80 et 82 du noyau 14, toutes les bobines étant mises en parallèle entre elles aux bornes de la source de tension alternative 18.
Comme le montre le dessin, si les enroulements à courant alternatif et les noyaux 12 et 14 sont prati- quement identiques, les bobines à courant alternatif reliées en parallèle du noyau 12 sont connectées aux bornes de la source 18 de manière à être a- limentées en opposition par rapport aux bobines à courant alternatif reliées en parallèle du noyau 14, de sorte que les enroulements à. courant alternatif des noyaux 12 et 14 produisent dans les noyaux des flux opposés.
Quoique les bobines à courant alternatif du noyau 12 soient re- liées en série, suivant la figure 1, avec les bobines à courant alternatif connectées en parallèle entre elles du noyau 14 et avec la source de ten- sion alternative 18, on conçoit facilement que de tels groupes de bobines puissent être mis en parallèle entre eux et aux bornes de la source de ten- sion alternative 18, comme le montre la figure 2. Que les enroulements à courant alternatif des noyaux 12 et 14 soient mis en série entre eux et avec la source 18, comme le montre la figure 1, ou qu'ils soient mis en parallèle comme le montre la figure 2, ils sont disposés sur les noyaux 12 et 14 et connectés à la source 18 de fagon à se trouver en opposition et à produire dans les noyaux des flux opposés.
Dans les deux cas, un ampère- mètre 84 est ,inséré entre les enroulements à courant alternatif des noyaux 12 et 14 et la source de tension alternative 18, l'ampèremètre étant étalon- né en courant continu et servant à mesurer le courant continu passant dans la barre conductrice 16.
En subdivisant les enroulements à courant alternatif et en les répartissant de façon pratiquement uniforme sur toutes les branches des noyaux, on peut mesurer des courants continus d'intensité extrêmement éle- vée moyennant des conducteurs de section relativement faible dans le circuit secondaire ou à courant alternatif. Le nombre de bobines placées sur cha- cune des quatre branches des deux noyaux 12 et 14 dépend évidemment de la valeur du courant continu à mesurer. Ainsi le nombre de bobines par branche peut varier de un'pour un petit noyau, à une grande quantité quand le noyau est grand et le courant continu circulant dans la barre conductrice 16 in- tense.
Dans tous les cas, le fonctionnement du transducteur 10 consis- te en ce que, lorsque le courant continu traversant la barre conductrice 16 varie, le courant alternatif mesuré par l'ampèremètre 84 varie en pro- portion directe et donne une mesure précise du courant continu. Dans un transducteur de série construit conformément à 1.'invention pour la mesure d'un courant continu de 75.000 ampères fourni à une installation de réduc- tion, le secondaire est constitué de quatorze bobines, toutes reliées en parallèle et réparties pratiquement uniformément sur les quatre branches de chaque noyau, les enroulements d'un noyau étant en série avec les en- roulement.s de l'autre..
Dans cette forme d'exécution¯ la fenêtre- du noyau est plus longue que large et les bobines à courant alternatif sont répar- ties régulièrement sur le périmètre du noyau en mettant quatre bobines sur les longues branches et trois- bobines sur les bouts ou courtes bran- ches du noyau. Un tel nombre de bobines en parallèle est nécessaire pour
<Desc/Clms Page number 4>
obtenir un bon résultat avec un courant continu primaire élevé. Avec une telle construction, les valeurs au circuit secondaire comprenant les ,bo- bines à courant alternatif sont 37,5 ampères, 440 volts et 60 cycles soit 16,5 KVA pour le courant donné. Le transducteur donne de très bons résul- tats, le courant alternatif dans les enroulements secondaires suivant de très près les variations du courant continu dans la barre conductrice..
Le transducteur de la présente invention peut concurrencer directement la méthode shunt connue en courant continu pour la mesure de courants continus de 1.000 ampères et plus. Par exemple les pertes'dans le transducteur à 75.000 ampères précité sont de 1000 watts, valeur à com- parer aux 30750 watts de perte dans un shunt classique de 50 millivolts.
Le transducteur présente aussi l'avantage que le circuit de mesure est à un potentiel relativement bas par rapport à la terre, alors que dans la méthode shunt le circuit de mesure se trouve par rapport à la terre au po- tentiel de la ligne à courant continu. De plus le transducteur permet les mesures à distance sans étalonnage spécial, l'influence des connexions étant négligeable, alors qu'avec le shunt, l'appareil de mesure doit être étalonné avec ses connexions si l'on veut avoir de la précision.
La description qui précède montre que le transducteur de l'in- vention peut être facilement fabriqué en série. Il est de construction re- lativement simple, d'exploitation robuste et de bon rendement.
REVENDICATIONS.
1. Transducteur comprenant, en combinaison, une paire de noyaux magnétisables, un dispositif conducteur de courant continu pour le passage du courant à mesurer, le dispositif conduisant le courant continu étant cou- plé inductivement aux deux noyaux, plusieurs enroulements à courant alter- natif placés, écartés l'un de l'autre, autour de chaque noyau, les enrou- lements à courant alternatif d'un noyau étant reliés en parallèle entre eux, les enroulements à courant alternatif de l'autre étant reliés en parallèle entre eux, les enroulements reliés en parallèle des deux noyaux étant con- nectés à une source de courant alternatif commune de telle façon qu'ils pro- duisent des flux opposés dans les deux noyaux quand ils sont alimentés si- multanément,
et un dispositif en circuit avec les enroulements à courant alternatif servant à mesurer l'intensité du courant continu circulant dans le dispositif conducteur de courant continu.
2. Transducteur comprenant, en combinaison, une paire de noyaux magnétisables, un dispositif conducteur de courant continu couplé inducti- vement aux deux noyaux, plusieurs enroulements à courant alternatif placés, écartés l'un de l'autre, autour de chaque noyau,. les-enroulements à courant alternatif d'un noyau étant reliés en parallèle entre eux, les enroulements à courant continu de l'autre étant reliés en parallèle entre eux, un dispo- sitif conducteur pour relier en sens inverses les enroulements connectés en parallèle des deux noyaux à une source de tension alternative de manière à développer des flux opposés dans les deux noyaux quand ils sont alimentés simultanément, et un dispositif en circuit avec les enroulements à courant alternatif servant à mesurer l'intensité du courant continu'circulant dans le dispositif conducteur de courant continu.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.