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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY S.A., résidant à ANVERS.
CIRCUIT REGULATEUR TAMPON POUR RESEAU D'ALIMENTATIONo
La présente invention se rapporte à un circuit régulateur tampon pour usage dans les centrales de distributions utilisés par exemple dans les installations d'éclairage de chemins de fer électriques.
Dans de telles centrales des circuits ont été prévus dans lesquels une batterie est reliée en parallèle au circuit de charge tandis qu'un re- dresseur alimente l'installation avec de l'énergie prise au réseau alterna- tif auquel ce redresseur est relié par l'intermédiaire d'une réactance de prémagnétisation. Suivant la tension du réseau alternatif et l'état de char- ge de la batterie, ou bien le redresseur et la batterie débitent en paral- lèle sur le circuit de charge, ou bien le redresseur doit fournir à la fois le courant d'utilisation dans la charge et le courant de recharge de la bat- terie.
Du fait que le courant du redresseur circule dans la bobine de pré- magnétisation de la réactance, l'inductance de cette dernière diminue lors- que le courant redressé augmente, d'où il résulte que la chute de tension dans la réactance diminue tandis que l'énergie absorbée augmente. Un tel dispositif ne remplit cependant pas tous les desiderata au point de vue de la compensation des variations de la charge, de la tension 'du réseau alter- natif ou de la tension de charge de la batterie.
Un circuit analogue à celui décrit brièvement ci-dessus comporte la bobine prémagnétisée de la réactance en parallèle avec le redresseur et comporte en outre une réactance insérée en série avec la première et dont l'inductance est relativement basse. Dans ce cas il faut alors prévoir un enroulement à courant continu, parcouru par un courant continu constant. Le courant du redresseur circule à travers un deuxième enroulement à courant continu dont l'effet de prémagnétisation est superposé à l'effet de l'en- roulement à courant continu premièrement nommé. L'effet global de ce dispo-
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sitif est à peu près le même que dans l'autre cas.
Suivant une caractéristique principale de l'invention le circuit premièrement cité est amélioré par l'introduction d'un second enroulement de prémagnétisation seulement parcouru par le courant de la batterie.
Le fonctionnement de ce circuit est expliqué ci-après dans l'hy- pothèse d'une charge variable. Supposons que la tension de la batterie res- te constante dans un grand intervalle, alors le circuit idéal serait celui dans lequel la tension de la batterie détermine les conditions existant au dispositif de charge sans absorber la moindre énergie à la batterie. De même, si la batterie a été déchargée elle devrait se recharger avec des courants pas trop intenses et cela jusqu'à la valeur maximum tolérée de la tension de charge de la batterie.
Si, comme il est montré à la Fig. 1, le courant du redresseur Jl est représenté en fonction du courant de charge J2, la même échelle étant utilisée pour les deux courants, l'état idéal serait représenté par une ligne droite inclinée de 45 et passant par l'origine, pour signifier que le courant du redresseur est égal au courant de charge et qu'aucun courant n'est fourni par la batterie. Ce cas se rapporte à la charge dite "propor- tionnelle".
La Fig. 2 montre le circuit en question, 1 désigne le redresseur, 2 la batterie, 3 le dispositif de charge. Dans le côté de l'alimentation alternative on a inséré la bobine de réactance de prémagnétisation 5 en sé- rie. Le courant de consommation circule à travers la bobine de prémagnéti- sation 7 tandis que le courant de batterie traverse l'enroulement de pré- magnétisation 6.
Si la charge est telle que le redresseur 1 et la batterie 2 dé- bitent en parallèle sur le dispositif de charge 3,l'effet magnétisant de la bobine 6 fait décroître l'inductance de la réactance 5 et croître le potentiel du redresseur 1, car dans ce cas les effets magnétisant des bo- bines 6 et 7 ont les mêmes polarités puisque les deux bobines ont le même sens d'enroulement. Ainsi, au contraire des circuits dans lesquels ont ne fait pas usage d'un tel enroulement 6, le débit demandé à la batterie est fortement diminué et l'on se rapproche de la droite idéale représentée à la Fig. 1. Dans un certain intervalle, la ligne Jl = f (J2) sera située à une très petite distance en dessous de la ligne droite idéale à 45 .
Si, cependant, la tension de la batterie a tellement baissé que le redresseur doit fournir en plus du courant de charge J2 un courant pour recharger la batterie, alors l'enroulement 6 sera magnétisé dans le sens opposé, d'où il résulte une certaine augmentation de l'inductance de la réactance 5.
En conséquence la tension du redresseur sera légèrement diminuée, d'où une nouvelle tendance vers une diminution du courant de charge. Cette tendance dépend évidemment du rapport entre les nombres de tours des bobi- nes 6 et 7. Quand l'enroulement 6 a comparativement un petit nombre de tours, le cas où les ampères-tours de l'enroulement 6 prédomine sur ceux de l'en- roulement 7 ne peut seulement se produire que si le courant J2 absorbé par la charge est petit par rapport au courant rechargeant la batterie. Dans ce cas on peut revenir à l'état normal de charge d'équilibre de la batterie.
Indépendamment du nombre de tours, cet état est naturellement celui pour lequel le courant J2 est devenu nul. La batterie sera complètement chargée mais non surchargée.
Il en découle ainsi que l'enroulement 7 doit avoir un nombre de tours plus grand que l'enroulement 6 si l'on veut réduire le débit fourni par la batterie à la charge.
Le mode de fonctionnement décrit montre également que les varia- tions de la tension du réseau n'ont pas d'effet sur le courant de la batte-
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rie ni sur la tendance à ramener ce courant à une valeur approximative- ment nulle.
Ainsi de toute façon tout le courant de charge est fourni par le redresseur tandis que la batterie est épargnée.
Dans la Fig. 3 on montre l'application du principe de l'inven- tion au cas déjà mentionné dans lequel la réactance prémagnétisée est con- nectée en parallèle avec le redresseur. Comme dans la Fig. 2,1 représente le redresseur, 2 la batterie, 3 le dispositif de charge, 4 la réactance série, 5 la réactance prémagnétisée en parallèle avec le redresseur. L'en- roulement de prémagnétisation parcouru par le courant de la batterie por- te le numéro 7. L'enroulement 6 peut être alimenté d'une manière constan- te par la tension de la batterie, mais il peut être alimenté par un re- dresseur séparé 8 branché sur le réseau en série avec la résistance stabi- lisatrice 9. D'une manière analogue cet arrangement tend à maintenir le courant de la batterie à une valeur relativement basse.
Il peut être aussi utile dans certains cas d'éviter l'influence des courants alternatifs sur les enroulements de prémagnétisation. Ceci peut être réalisé au moyen de deux circuits équivalents connectés de manière à ce que les effets dus aux courants alternatifs dans chacun d'eux s'opposent l'un à l'autre, la mé- thode employée à cette fin étant bien connue en soi.
Bien que les principes de l'invention aient été décrits ci-dessus en se référant à des exemples particuliers, il est bien entendu que cette description est faite seulement à titre d'exemple et ne constitue aucune- ment une limitation de la portée de l'invention.