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Les types d'amplificateurs magnétiques connus ou proposés à ce jour, soit les amplificateurs magnétiques de réglage d'inductance, limiteurs d'intensité, de réglage d'angle de saturation et de réglage de retour, sont utilisés pour influencer un courant de travail soutiré au réseau alternatif directement ou par l'intermédiaire des transformateurs et appliqué, par l'entremise de l'amplificateur magnétique en question agissant en guise d'or- gane de gouverne, directement-où à travers les soupapes, sous la forme d'un courant alternatif.ou continu, à la charge. Dans ce cas, le flux d'énergie se dirige du réseau vers la charge.
Ce flux ne peut pas se diriger dans le sens opposés ; plus particulièrement, une énergie continue, qui avait été accumulée, ne pouvait pas en principe dans le cas d'une charge inductive ou motrice, être restituée au réseau de façon réglable, par l'intermédiaire d'un amplificateur magnétique, en tant qu'énergie alternative. La présence des soupapes ou la nature du processus de désaimantation requis pour la commande de l'amplificateur magnétique.n'autorisaient pas une,restitution d'énergie au réseau ; en d'autres termes, les amplificateurs magnétiques connus à ce jour ne possédaient pas la faculté d'opérer la conversion con tinu-alternatif. Or, la commande des quatre types d'amplificateurs magnéti- ques s'effectue selon deux principes fondamentalement différents.
Alors que les amplificateurs magnétiques de réglage d'inductance, limiteurs d'intensi- té et de réglage d'angle de saturation sont commandés au moyen d'un.courant continu qui, pour un stade de commande, est disponible d'une manière cons- tante et continuelle, tandis que le courant alternatif est chargé de tous les processus d'aimantation et de désaimantation dans le circuit de travail, la disposition dans un amplificateur magnétique à retour est telle que le circuit de travail doit pouvoir, par l'intermédiaire de soupape, aux pro- cessus d'aimantation, tandis que le circuit de commande se voit attribuer les processus de désaimantation.
Par conséquent, la commande de l'amplifi- cateur à retaur ne peut pas s'effectuer avec le courant continu en guise de grandeur déterminante, mais bien au moyen d'intégrales du temps de la tension (flux magnétique) en guise de grandeur déterminante, intégrales ap,- pliquées aux enroulements de commande des inductances des amplificateurs magnétiques à retour dans les limites des périodes de commande, c'est-à-dire des.intervalles de temps au cours desquels le circuit de travail est bloqué à l'intervention des soupapes intéressées.
La présente invention est relative à un amplificateur magnétique à retour. et à courant de sortie normalement continu. Selon l'invention, il est prévu que l'amplificateur, qui débite sur une charge inductive ou motri- ce, est commandé, au cours de dèmi-périodes de travail des tensions d'alimen- tation négatives des bobines d'inductance, par une intégrale du temps de la tension, intégrale qui, dans les limites dune période de commande raccour- eie par rapport à la demi-période de la tension alternative d'alimentation, désaimante la bobine d'inductance.Selon une autre caractéristique de l'in- vention, l'intégrale du temps de la tension, qui agit sur une inductance dans les limites de la période de commande raccourcie et qui produit la désaiman- tation, est choisie d'une grandeur telle que,
pendant la-période de travail qui suit, l'enroulement d'inductance intéressé pourvoit à l'écoulement du courant lors du passage des valeurs positives aux valeurs négatives de la tension d' alimentation. On obtient ainsi, un amplificateur magnétique à re- tour qui est à même, soit d'alimenter-les charges inductives ou motrices en une énergie continue, soit de soutirer à ces charges de l'énergie continue et de la restituer au réseau sous la forme d'énergie alternative, cela à volon- té et par le déplacement d'un simple organe de commande.
Par conséquent, l'amplificateur magnétique à retour selon l'invention peut fonctionner aussi bien en redresseur qu'en onduleur et peut donc de ce fait, de même que grâ- ce à sa rapidité de manoeuvre extrêmement élevée, satisfaire aux mêmes condi- tions de fonctionnement que celles imposées aux redresseurs commandés par des grilles. On dispose désormais d'un amplificateur magnétique robuste et
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ne nécessitant aucune surveillance, que l'on peut également affecter à des applications qui étaient reservées à ce jour exclusivement aux redresseurs à commande par grilles.
Dans l'amplificateur à retour selon l'invention, l'intégrale du temps de la tension, qui assure la -commande et la désaimantation, peut être obtenue d'une manière simple et avantageuse en entaillant une demi-onde si- nusoïdale de la tension alternative d'alimentation des bobines d'inductance.
Par contre, dans -des cas particuliers, il sera avantageux, et toujours con- formément à l'invention, d'engendrer l'intégrale du temps de la tension, qui assureila commande et la désaimantation, à l'aide d'un transformateur à im- pulsions d'intensité ou d'un émetteur d'impulsions analogues.
La figure 1 des dessins annexés représente schématiquement un exem- ple de réalisation particulièrement avantageux de l'amplificateur magnétique à retour selon l'invention. Cette figure montre un amplificateur magnétique à retour b en montage triphasé unidirectionnel. Les trois circuits de tra- vail de cet amplificateur suivent les trajets respectifs suivants : à partir de la phase R du secteur, par l'enroulement 2 de l'inductance 1 et par la soupae 3 ; partir de la phase S du secteur, par l'enroulement 2' de l'in- ductance 1' et par la soupape 3' ; et, à partir de la phase T du réseau, par l'enroulement 2" de l'inductance 1" et par la soupape 3" ; pour aboutir à l'enroulement d'excitation 4 d'un moteur à courant continu, non représenté en détail.
L'enroulement d'excitation 4 est d'autre part connecté au conduc- teur neutre 0. Les circuits de commande de l'amplificateur magnétique à re- tour b sont alimentés par un amplificateur magnétique triphasé à retour et à faible niveau, qui constitue le groupe de commande a Les circuits de commande de l'amplificateur magnétique à retour b coïncident avec les cir- cuits de travail de l'amplificateur magnétique à retour à faible niveau a.
Ces derniers circuits s'étendent à partir des phases R,S,T, en passant par les inductances 55' 5 les enroulements de commande 6 6 6" des induc- tances 1, 1-', 1" de l'amplificateur principal et les distances de décharge des soupapes 7,7,7 pour aboutir au conducteur neutre 0. L'amplificateur magnétique à retour et à faible niveau a est lui-même commandé par des cir- cuits de commande qui, partant des phases R, S, T, passent par les induc- tances 5, 5 5 les distances de décharge des soupapes 8, 8 8" et l'or- gane de commande commun 9, qui est par exemple constitué par une résistan- ce de commande réglable, pour.aboutir au conducteur neutre 0.
Pour expliquer le fonctionnement de ce dispositif, on a représen- té dans la Figure 2 la caractéristique courant-tension de l'amplificateur magnétique triphasé unidirectionnel à retour b. Dans cette caractéristique, on a supposé que pour le moment t=0 les inductances 5,5, 5"t sont blo- quées par l'organe de commande 9. Par conséquent, à ce moment, aucune inté- grale du temps de la tension de desaimantation ne peut se manifester dans les inductances 1, 1, 1" ;il s'ensuit que l'enroulement d'inductance 2, connecté à la phase R du secteur, est parcouru par la totalité du courant de charge. L'amplificateur magnétique B reçoit dans ce cas la pleine excita- tion.
Au bout de 30 degrés (temps mesuré en degrés d'angle),, c'est-à-dire au point d'intersection des tensions positives des phases R et S, l'enrou- lement d'inductance 2,2' assure l'écoulement du courant de travail, lequel est repris 120 degrés plus loin, c'est-à-dire à l'intersection des tensions des phases S et T, par l'enroulement d'inductance 2". L'amplificateur magné- tique b se trouve à la limite de fonctionnement extrême des redresseurs.
Lorsque, 30 degrés plus loin, c'est-à-dire au début de la période de comman- de T1 laquelle est raccourcie par rapport à la demi-période proprement di- te de la tension de commande, l'inductance 1 se voit appliquer, par l'inter- médiaire de l'enroulement 6, une intégrale du temps de la tension convenable- ment calculée, par exemple de la grandeur w6 2 U (le temps étant mesuré
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en degrés d'angle, w6 étant le rapport des enroulements 2 et 6, tandis que
U désigne la valeur w e crête de la tension du secteur), l'enroulement d'in- ductance 2 reprend le courant de service de l'enroulement d'inductance 2' non pas après 120 mais seulement après 1200 + 90 = 210 En ce qui con- cerne la valeur 6 2 U, il convient de noter que,
lorsque le rapport d'en- roulements est 1, elle est égale à 2. U, c'est-à-dire égale au double de l'amplitude de la tension du réseau. Ceci correspond à l'intégrale du temps qui embrasse une demi-période de la tension alternative sinusoïdale. L'aire tension/temps correspondante est représentée dans la figure 2 par des hachu- res verticales. Ioi, la partie située au-dessous de l'axe des temps corres- pond au décalage du point neutre des redresseurs 3,3', 3" vers le négatif, décalage déterminé par le passage du courant dans l'enroulement d'inductance
2". Par conséquent, la phase R, et dont l'enroulement d'inductance 2, ne peuvent pourvoir à nouveau au passage du courant qu'après 120 .
Jusqu'à ce moment, le courant continue à passer par la phase T et donc aussi par l'en- roulement d'inductance 2". Or,ceci signifie - comme on l'a indiqué par des traits renforcés dans la figure 2 - que la phase T, et donc aussi l'induc- tance 2", sont parcourus par le courant dans la demi-période négative éga lement, mais,cette fois-ci, non pas dans le sens de la tension U du réseau, mais à l'encontre de celle-ci. L'enroulement d'excitation 4 restitue de l'é- nergie magnétique au secteur, de sorte que l'amplificateur magnétique à re- toir fonctionne à ce moment en onduleur. Après que l'enroulement d'inductan- ce 2" a été parcouru par le courant de charge sur 210 , l'inductance 1 se trouve magnétisée jusqu'au coude de saturation, de sorte que la phase R et l'enroulement d'inductance 2 reprennent à nouveau le courant.
Lorsque, au cours de la période de commande suivante, abrégée de la même façon, on appli- que à l'inductance 1', l'intégrale du temps de la tension de désaimantation maximum requise, soit w6 3,5 U, l'enroulement d'inductance 2' ne peut pas, ici non plus, reprendre le courant de charge dans les limites de la de- mi-période positive du secteur, mais seulement après 60 +120 = 180 . L'in- tégrale du temps de la tension nommée en dernier lieu est égale à 3,5 U lors- que les enroulements de commande et de travail comportent le même nombre de spires.
Or, ceci représente la valeur d'une aire tension/temps s'étendant sur deux demi-périodes (4 U), lorsque la tension présente une forme sinusoi- dale, moins l'aire tension/temps qui correspond aux derniers 600. Le contenu de cette dernière aire égale 1/2 U== 0,5 U. Cette aire tension/temps de dé- saimantation a été indiquée dans la figure 2 par des hachures horizontales.
La partie de cette dernière aire située au-dessous de l'axe des temps, cor- respond, ici également, au décalage du point neutre des redresseurs 3,3', 3" vers le négatif. Ainsi, la phase R et l'enroulement d'inductance 2 continu- ent à être parcourus par le courant de charge jusqu'au passage à zéro de la phase S, c'est-à-dire sur une étendue de 120 dans les limites de la demi- période négative de la tension du secteur. A ce moment également, l'enroule- ment d'excitation 4 débite de l'énergie de champ magnétique sur le réseau, de sorte que l'amplificateur à retour fonctionne en onduleur.
A ce moment, il est vrai, la phase S et l'enroulement d'inductance 2' pourvoient à nou- veau à l'écoulement du courant, la tension du secteur étant négative ; or, ceci ne signifie simplement que la limite de réglage maximum a été atteinte dans la marche en onduleuro
La répartition désormais établie, et représentée dans la figure 2, des périodes de travail de l'amplificateur magnétique à retour fait ressor- tir qu'un intervalle de temps (période de commande), qui est exempt de cou- rant de travail dans toute l'étendue de réglage et qui sert à la désaimanta= tion des noyaux, n'est plus disponible que pendant 60 , à la fin de chaque période de tension alternative.
Il en résulte que le groupe de commande a
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doit fournir une intégrale du temps de la tension appropriée qui assure la commande, soit, une aire tension/temps de commande convenablement déformée.
A ceci correspond, selon l'invention, le câblage des enroulements de comman- de 6, 6', 6" suivant un rapport de tours w6 = 1 : 6. étant donné que, dans w2 ce cas, et à l'intervention des bobines d'inductance 5, 5', 5", qui ne sont excitées qu'entre zéro et soixante degrés, on dispose d'une aire tension/ temps, soit, d'une intégrale correspondante du temps de la tension (indiquée par une hachure oblique dans la figure 2), que l'on suppose avoir été-obte- nue en entaillant les ondes sinusoïdales de la tension du réseau. Il convient encore de noter que la tension négative s'atténue dans l'enroulement d'exci- tation 4 lorsque l'énergie de champ de ce dernier est restituée'au réseau.
La tension négative précitée se réduit alors à la valeur très-minime, four- nie par les courants d'aimantation des inductances 1,1, 1",
Un autre exemple de réalisation de l'amplificateur magnétique à retour selon l'invention est représenté schématiquement dans la figure 3.
Dans cet exemple, deux amplificateurs magnétiques à retour b à courant de sortie continu, en parallèle et en opposition, c'est-à-dire en montage croi- sé, alimentent un moteur à courant continu 4. Les groupes de commande -corres- pondants a sont commandés en sens opposés par un organe de commande commun 9. Par conséquent, un des amplificateurs magnétiques à retour fonctionne en redresseur et l'autre en onduleur. On obtient ainsi notamment la possibili- -té d'inverser le sens du courant dans une charge alimentée par des amplifica- teurs mangétiques, sans que l'on doive détruire dans des résistances de dé- couplage un multiple de la puissance effectivement requise.
REVENDICATIONS.