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"TRANSFORMATEUR DE COURANT A SATURATION"
Si on néglige le courant magnétisant, on peut dire que le courant secondaire d'un transformateur de cou- rant est proportionnel au courant primaire. Cependant, on désire fréquemment pouvoir limiter le courant secondaire, de manière à pouvoir ainsi protéger des récepteurs sensibles, par exemple des relais, qui sont raccordés à l'enroulement secondaire. On a dans ce but déjà proposé d'utiliser, pour le noyau magnétique des transformateurs de courant, un maté- riau dont la caractéristique magnétique présente un coude très accusé quand on arrive à la saturation. Les phénomènes qui entrent alors en jeu sont expliqués à l'aide des figures 1 et 2.
Sur la figure 1 on a porté en abaisses le courant magnétisant J et en ordonnées le flux magnétique #. Dans la
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partie a de la courbe, on a une variation de flux relati- vement importante, tandis que dans la partie b de la cour- be, cette variation est pratiquement nulle. Comme suivant la loi de l'induction une force électromotrice finie e suppo- se également une valeur finie du coefficient différentiel df/dt (d # = élément de flux, dt = élément de temps), quand , on dépasse le coude de saturation K, la FEM secondaire et le courant secondaire du transformateur doivent également ten- dre vers zéro.
La figure 2 représente ces conditions en sup- posant une charge purement résistive dans le circuit secon- daire. i2 représente le courant secondaire que l'on aurait s'il n'y avait pas saturation du fer et i'2 tient compte de la saturation. Dans le cas où la charge du circuit secondai- re est inductive, le courant i'2 a une allure trapézoïdale.
Un inconvénient rencontré, dans les transformateurs à saturation de type déjà connu, est que la valeur de crête de la tension n'est pas limitée par la saturation. Dans le cas où l'on a des courants de court-circuit de forte intensité, la vitesse de variation di/dt du courant est considérable au moment du passage par zéro et à ce moment le fer n'est pas saturé. L'inductance L, qui est donnée par le quotient dif- férentiel d # /dJ, prend à ce moment une valeur très impor- tante, de sorte que la tension secondaire induite (L di/dt) peut atteindre des valeurs dangereuses.
Si l'on connecte une inductance en série avec l'enroulement secondaire du transformateur, les surtensions sont bien écartées des ré- cepteurs sensibles, mais aux bornes de l'enroulement secon- daire lui même, ces surtensions ne sont pas diminuées et peu- vent provoquer des dégâts importants.
Les défauts de ces systèmes déjà connus peuvent être évités si, suivant l'invention, le circuit magnétique du transformateur de courant à saturation est composé d'au moins deux branches magnétiques, une de ces branches ayant
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un entrefer et l'enroulement primaire étant bobiné uniquement sur la branche qui n'a pas d'entrefer, l'enroulement secon- daire par contre étant bobiné sur les deux branches.
Les figures 3 - 5 représentent sous une forme simplifiée des exemples de réalisation de l'objet de l'inven- tion. 1 désigne l'enroulement primaire, 2 l'enroulement se- condaire, I la branche du circuit magnétique sans entrefer et II la branche du circuit magnétique avec entrefer du transformateur de courant à saturation.
Comme le montre la figure 3, l'enroulement primai. re 1 entoure le noyau la de la branche I sans entrefer, l'en- roulement secondaire 2 par contre entourant aussi bien le noyau 1b de la branche I sans entrefer que le noyau 2a de la branche II avec l'entrefer3.
Dans la disposition de la figure 4, l'enroulement primaire 1 entoure le noyau 1b de.la branche I sans entrefer, tandis que l'enroulement secondaire 2 entoure le même noyau 1b ainsi que le noyau 2a de la branche II avec l'entrefer 3.
Le transformateur de courant à saturation repré- senté par la figure 5 possède un noyau 1c, auquel appartien- nent aussi bien la branche I sans entrefer que la branche 11 avec $'entrefer 3.
L'avantage de l'objet de l'invention est que, @ pour des courants de court-circuit très importants, les @ tes de tension sont certainement supprimées. L'enroulemen secondaire 2 joue un rôle qui combine l'effet d'un tran@f mateur de courant et d'une bobine de self. Par la branche ' est induite une FEM très élevée, mais la branche II indui une PEU de valeur correspondante en sens inverse.
Pour obtenir un fonctionnement correct du circu II, il est nécessaire qu'il reste largement en dessous de la saturation. La branche I sans entrefer doit avoir une sec- tion de fer plus faible que celle de la branche II avec l'en
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terfer 3.
Dans le cas où la'charge du transformateur est fortement inductive, la tension qui y prend naissance, quand di/dt a une très grande valeur, peut être amortie en plaçant en parallèle sur la charge une résistance ou un condensateur.
REVENDICATIONS
EMI4.1
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1. Transformateur de courant à saturation, carac- térisé en ce que son circuit magnétique se compose d'au moins deux branches (I, II), une de ces branches (II) ayant un en- trefer (3) et l'enroulement primaire (1) étant bobiné uni- quement autour de la branche (I) sans entrefer, tandis que l'enroulement secondaire (2) est bobiné autour des deux branches (I, II).