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La présenta invention se rapporte à un système d'alimentation en courant électrique auto-équilibré, comportant une sortie monophasée excitée par une source polyphasée.
Les essais effectués jusqu'ici pour obtenir une sortie monophasée à une fréquence représentant un multiple de la fréquence d'alimentation à partir d'u- ne source polyphasée telle qu'une source triphasée n ont pas donné satisfaction par suite de la correction notable du facteur de puissance qui était alors néces- saire.Ainsi, par exemple, un enroulement de sortie unique porté par la branche commune d'un noyau en Y à trois phases portant trois enroulements primaires sur des branches séparées conjuguées à cette branche commune, provoque la réflexion d'harmoniques en direction de la source excitant les enroulements primaires.
Compte tenu de ce qui précède, l'un des buts principaux de l'invention est de permettre la réalisation d'un système d'alimentation étudié de manière à pouvoir alimenter des fours à chauffage par induction ou des dispositifs analo- gues correspondant à une charge élevée, avec un facteur de puissance d'entrée du système très voisin de l'unité, et dans lequel les harmoniques présentes dans la sortie ne sont pas réfléchies vers la source, tandis que le courant de charge effectif est distribué symétriquement sur la source, c'est-à-dire est auto-équili- bré.
Un autre but de l'invention est de permettre la réalisation d'un sys- tème d'alimentation effectivement auto-équilibré du type précitée capable de con- vertir une alimentation triphasée à soixante périodes ou à une fréquence analogue en une sortie monophasée à une fréquence plus élevée, le courant de sortie ayant une teneur relativement élevée en harmoniques.
Un autre but encore de l'invention est de permettre la réalisation d'un système d'alimentation utilisable pour le chauffage par induction, étudié de manière à convertir une alimentation polyphasée à une fréquence déterminée en un courant de sortie monophasé à une fréquence plus élevée, avec un facteur de puissance satisfaisant.
L'invention est matérialisée dans un système d'alimentation étudié de manière à fournir un courant électrique de sortie monophasé riche en harmoni- ques, pouvant être excité par une source de courant polyphasé à un fréquence pré- déterminée, ce système comportant, en combinaison, une inductance non linéaire pour chaque phase de cette source, pouvant être excitée par cette dernière, une ré- actance linéaire pour chaque inductance non linéaire, disposée entre cette der- nière et la phase correspondante de cette source, et servant à, isoler cette der- nière des composantes harmoniques de cette fréquences réfléchies par les induc- tances non linéaires,
ces réactances linéaires étant étudiées de manière à en- gendrer des tensions non sinusoïdales entre lesdites réactances linéaires et les inductances non linéaires, des organes prévus entre ces réactances linéaires et ces inductances non linéaires, afin de fournir un courant non sinusoïdal à ces inductances non linéaires, pour exciter ces dernières, et un enroulement de sor- tie monophasé pour les inductances non linéaires, couplé magnétiquement à ces dernières afin de fournir un courant monophasé à haute fréquence, distribué symé- triquement par rapport à cette source
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, et.
sur lesquels @
La fig. 1 est un schéma électrique d'un système d'alimentation préfé- rentiel capable de convertir une alimentation polyphasée en un courant de sortie monophasé à haute fréquence pouvant servir au chauffage par inductiono
La fige 2 montre une variante du système représenté sur la fige 1, présentant une caractéristique de régulation de tension. '
La fige 3 est une représentation schématique d'une forme préférentiel- le de noyau utilisable dans le système d'alimentation suivant l'invention.
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On a représenté sur la fig. 1 un mode de réalisation possible du sys- tème suivant l'invention. Une source polyphasée telle qu'une source triphasée con'- nectée aux bornes 10, 11 et 12 excite des inductances variant en fonction du cou- rant, c'est-à-dire des inductances non linéaires 13, 14 et 15, connectées en étoi- le à un point 16. Les inductances variant en fonction du courant sont séparées des bornes 10, 11 et 12 de la source par des réactances linéaires 17, 18 et 19, qui peuvent se présenter sous la forme d'inductances telles que des bobines de choc présentant un entrefer (non représenté) et des enroulements 17a, 18a et 19a, ces derniers servant à connecter les inductances variant en fonction du courant à la source,
et également à isoler celle-ci des harmoniques réfléchies par les inductances non linéaires. Des condensateurs 20, 21 et 22 sont montés de manière à être alimentés avec une tension non sinusoïdale engendrée phase pour phase en- tre les inductances linéaires et les inductances variant en fonction du courant ou non linéaires.
Les réactances 17, 18 et 19 peuvent être conjuguées à des condensa- teurs 23, 24 et 25 montés en parallèle, afin de constituer un circuit de résonan- ce en parallèle d'un fréquence choisie, de l'ordre de la cinquième à la septième harmonique.
Chacun des noyaux des réactances 17, 18 et 19 et des inductances 13, 14 et 15, désigné par "b", est en une matière magnétique telle que de la tôle de fer. Bien que les noyaux soient représentés ici schématiquement, on comprendra que n'importe quel noyau en forme de E, en forme de C, ou d'une autre forme usuel- le convient à une utilisation suivant l'invention. Chacun des ces noyaux porte un enroulement et est étudié, dans le cas des noyaux 17b, 18b et 19b, afin de consti- tuer une réactance linéaire pour le courant d'alimentation. La linéarité est obte- nue de préférence grâce à la présence d'un entrefer dans le circuit magnétique de chaque noyau. Cette technique préférentielle est déjà connue.
Suivant cette technique, les dimensions de l'entrefer requis sont fonction de la gamme de cou- rants couverte par les réactances linéaires, désignées ici également par l'expres- sion "inductances linéaires".
Les noyaux..13, 14 et 15 sont étudiés de manière à fonctionner dans la partie non linéaire de leur courbe de saturation magnétique. Un fonctionnement dans cette zone exige des courants de magnétisation élevés, formés par la cinquième harmonique et par les harmoniques plus élevées de la fréquence fondamentale, four- nies par les condensateurs 20, 21 et 22. Les matières utilisées habituellement pour former les noyaux exigent la présence d'un pourcentage élevé de courant à la cinquième harmonique dans la gamme fournissant une densité de flux élevé. Les condensateurs fournissent au noyau un courant de magnétisation à la fréquence fondamentale et à la cinquième harmonique.
Les enroulements de sortie monophasés 26, 27 et 28 sont montés électriquement en série, de manière à constituer en fait un seul enroulement de sortie, pour obtenir un courant de sortie monophasé, et ils sont couplés magnétiquement aux enroulements conjugués 13. 14 et 15, servant d'inductances non linéaires, par les noyajux 13b, 14b et 15b.
On a représenté sur la fig. 2 une variante du système que montre la fig. l, sur laquelle une régulation de tension est obtenue par l'utilisation d' une bobine de réactance variable 29, montée en parallèle avec le condensateur 30, ce dernier pouvant être monté lui-même en parallèle avec un autre conden- sateur 31, commandé par un interrupteur manuel 32, afin d'effectuer la correction du facteur de puissance.
On a représenté sur la fig. 3 une forme préférentielle à donner au noyau 48. Les cinq branches de ce noyau, désignées par les références 1 à 5, portent les enroulements 13, 14 et 15 formant les inductances non linéaires, qui sont distribués sur les branches 2, 3 et 4 ou sur les branches 1, 3 et 5. Les deux branches restantes du noyau, qui ne portent pas d'enroulement primaire, con- stituent des conducteurs pour un flux à harmoniques élevées. En conséquence, on peut obtenir aisément un courant de sortie monophasé en plaçant un enroulement monophasé (non représenté) sur l'une au moins des deux branches restantes, ou sur
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ces deux branches.
On indiquera que les réactances linéaires 17, 18 et 19, bien que se présentant sous la forme d'inductances linéaires ayant une valeur prédéterminée, peuvent être remplacées par des bobines de réactance saturables de type usuel.
Habituellement, on considère qu'une bobine de réactance saturable forme une réac- tance non linéaire,étant donné la nature non linéaire de la matière utilisée pour former son noyau. Il est importante pour la mise en oeuvre de l'invention, de bien comprendre la nature exacte d'une bobine de réactance saturable au point de vue fonctionnel.Une bobine de réactance saturable suivant l'invention consti- tue un dispositif à réactance linéaire en l'un des points de travail. En consé- quenoe, des bobines de réactance saturables peuvent remplacer les réactances liné- aires 17, 18 et 19 pour former effectivement des réactances linéaires réglables, de sorte qu'on peut commander le courant de sortie du système décrit ici pour 1' amener à des niveaux de travail pouvant être choisis en fonction des besoins.
Outre les avantages du système d'alimentation qui seront compris ai- sément par les techniciens spécialisés dans ce domaine, on voit que le facteur de puissance d'entrée du système d'alimentation suivant l'invention est très voi- sin de l'unité, c'est-à-dire qu'il dépasse 0,9. Ce résultat est atteint étant donné que le courant d'excitation des inductances non linéaires est obtenu à partir de condensateurs d'excitation chargés par la tension engendrée entre les inductances linéaires et non linéaires, ces tensions étant déformées de la même manière que le courant d'excitation des inductances non linéaires.
Les détails de réalisation peuvent être modifiés, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Système d'alimentation comportant une source de courant électrique polyphasé à une fréquence déterminée, étudié pour fournir un courant de sortie monophasé, comprenant, en combinaison, une inductance non linéaire pour chaque phase de cette source, pouvant être excitée par cette dernière, une réactance li- néaire pour chaque inductance non linéaire, disposée entre cette dernière et la phase correspondante de.cette source, et servant à isoler cette dernière des composantes harmoniques'de cette fréquence, réfléchies par ces inductances non linéaires, ces réaotances linéaires étant étudiées de manière à engendrer des tensions non sinusoïdales entre lesdites réactances linéaires et les inductances linéaires,
des éléments prévus entre ces réactances linéaires et ces inductances non linéaires pour appliquer un courant non sinusoïdal à ces inductances non linéaires, afin d'assurer leur excitation, un enroulement de sortie prévu pour chaque inductance non linéaire, couplé magnétiquement à celle-ci, et des éléments reliant les enroulements de sortie en série, de manière à obtenir un courant mo- nophasé à haute fréquence distribué symétriquement par rapport à cette source.