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"Procédé et dispositif pour produire une tension alternative stable".
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La pr' -'serâ =N'.' r.:,#-ex1 ;.in se ia'ppo6 . 1 un procédé et à un dispositif pour pr oda; e un* tension alt *native sinusoïdale stable à partir d=."r; ;ea.c.3> alternative q< lconque.
On connaît d,i'.:';r.*e oystèmes ci) régulation ou de stabilisation d'une tns:'OJ-, Une premier? ,r:;oa-ie oonprend 13s systèmes en chaîne ouverte dans Icoqut;],!7, :.a ,,'.GgulaUon est assurée par un élément non linéaire dont la fex:w.Jn aux bornes varie très peu en fona- tion du courant qui le traverse dans la gamme des tensions norma-
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les utilisées. Un rësulateur c'e ce type est le stabilisateur magnétique.
Une seconde catégorie comprend les systèmes en chaîne fermée dans lesquels une correction est apportée en fonction de l'écart existant entre la tension de sortie et une tension de référence donnée. Parut les systèmes en chaîne fermée, les régulateurs du type proportionnel permettent d'obtenir des
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précisions 6atisfaisanc&.
Plusieurs di0:','):l.tif9 ont déjà été proposés dans cette catégorie, et no:,are: c\,,, ',':'8poo1 tifs électroniques. Tous les dispositifsconnus font usage d'un élément non linéaire servant de référence. On ci. fait appel, par exemple, à une
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diode saturée dont l' imp .5: e est fonction de la tension de sortie et qui se trouva in / "';0 -an pont de l'beatxtone dont l'équilibre est réal- , .,j .i 1:''. tl:1,::U..,m de sortie est égale . à la tension désir.e 'fi, tl*ç,,.rt quelconque entre ces tannions en- traine un déaiS<l\dL\ 11" Jq :10.' xet-vant à rétablir l'égalité entre
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lea tensions pr' ;êea.
On a également fait appel à des élwents --.en linéaires utilisés dans la zone où la pente de leur our oté- ristique tension-courant est négative - notamment des therm !tors- parfois associée à des éléments résiatifs à caractéristique .on-
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aïort-courant à pente positive.
En général, ces dispositifs présentent un déphasa, ! kt.i.ab.e de la tension de sortie par rapport à la tension dl:,- 'c. car ils font intervenir comme élément correcteur des re "'.Mes varivbleu. En tension monophasée, ce déphasage n'est ,,,1 @nant, mais il n'en est pas de même dans un système triphasé ilibré, car dans ce cas, il n'est possible de maintenir à
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. 1.'¯,' ire un déphasage constant de 1200 entre les tensions oom- osëee qc'ti condition d'introduire des complications dans le 1.ia:1t= Ud sait, en ;i'fet, qu'il est possible de stabiliser ' '...trions conpoeëea d'un réseau triphasé à l'aide d'un stabi11s '';-;;,1:';' 4:3,eofx.,;
nj,izae courant, c'est-à-dire utilisant un élément non 7.i>ôa.".re tel qu'une diode saturée, si l'on mesure les tensions pnoosées par trois transformateurs dont les primaires sont oon'- @@cés on triangleet les secondaires en étoile, les tensions
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:-'P':1'1.i3s"nt au.x secondaires étant réinjectées aux diodes. Voir 'l1.' ,'tiole de Ringlet publié dans le Bulletin Soientifique de : 3,y'.II (Association des Ingénieurs Electriciens sortie de l'Institut Electrotechnique Montefiore, Liège), N 2 - février 1959.
D'autre part, les dispositifs connus demandent des éléments sélectifs de filtrage, soit à la sortie même du stabi- lisateur lorsque l'élément correcteur est constitué par une
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:",5actallce variable par saturation magnétique, soit après l'élé- ment non linéaire servant de référence. La distorsion harmonique
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z la tension produite à la sortie du stabilisateur par ces 1éents non linéaires d,a8se en effet généralement la distor-
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aion de la tension du réctau d'une manière elle qu'un filtrage interne s'impose.
Dans des cas d'utilisation de pli@ en plus nombreux, il est nécessaire de disposer d'une tension '.'alimentation dont la stabilité est très poussée. Cette exigenc, générale conduit
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pratiquement à la nécessité d'accroître les Icrformancea en précision ou réduction ce l'écart de la vale). effioaoe de la tension de sortie par rappert à la valeur niainale, en rapidité de réponse pour résorber cet écart, et en pureté de forme de
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la tension de sortie r8 rapport à la courbe sinusoïdale théorique.
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De pl\'J. z, l'on veut pouvoir se servir d'une tension triphasée, sans a0un 9cp11oation, il faut que la tension stable produite soit en aooord de phase aveo la tension alternative d'en créa,
La présente invention a pour but de satisfaire à ces quatre exigences gràce à un procédé efficace assurant simul- tanément et d'une manière simple : précision élevée, grande vitesse de réponse, taux d'harmoniques négligeables, absence de déphasage entre la tension d'entrée et la tension de sortie.
Le procédé suivant la présente invention permet de produire une tension alternative sinusoïdale stable à partir d'une tension alternative quelconque en comparant à chaque
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instant, d'une manière parfaitemen< linéaire, la tension '----"'-!dale produite avec ime tension de référence alternative sinusoïdale de même fréquence et de même phase que la tension d'entrée et botenue à partir de cette tension d'entrée. La
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mesure des écarts inatiritinés entre la tension sinusoïdale produite et la te3iJn s,.nusoldale de référence enjendrée permet d'obtenir ie sxtrâme rapidité de stabilisation et de contribuer i 1 g.=E;1;t,ù; élevée de la valeur de la tension produite.
Te F:1. i.. :.' 1s taa-i daL'al.âw iques, non seule-
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ment le procédé p" ntroduit aucune distorsion supplémentair , mais il corrige également la distorsion en provenance de ré eau.
Le procédé assure ainsi la fonction d'éliinution des harmoi - ques sans exiger des éléments sélectifs de filtrage nécessai e- ment sensibles à la fréquence. Enfin, le procédé suivant l'i@@en- tion maintient la tension de sortie et la tension d'entrée en accord de phase l'une par rapport à l'autre de sorte qu'un dispositif utilisant le procédé suivant l'invention convient parfaitement pour être raccordé à un réseau triphasé sans levcir faire appel à un artifice quelconque.
La présente invention a, en outre, pour but de procu- rer un dispositif utilisant le procédé suivant l'invention pour produire une tension sinusoïdale stable à partir d'une tension alternative quelconque, monophasée ou triphasée. Le dispositif est caractérisé par un générateur de tension de référence sinusoïdale constitué par deux étages conformateurs montés en série le premier étage, alimenté par la tension d'entrée, comprend un écrêteur suivi d'un circuit intégrateur, le second étage comprend un circuit de mise-en forme ayant pour effet d'éliminer lea premiers harmoniques, suivi d'un circuit intégra- teur, les pointa de polarisation des deux étages conformateurs étant connectés chacun à une source de tension continue symétrique,
Suivant une forme particulière de réalisation,
une au moins des tensions continues symétriques appliquées aux points de polarisation des étages conformateurs est liée à l'écart entre la valeur de la tension sinusoïdale produite et une consi- gne. cette dépendance est assurée par un bloc de conversion oom- portant en cascade un convertisseur analogique CA/CO dont l'entrée est connectée à la sortie du dispositif, un organe comparateur dont la seconde entrée est connectée à une tension continue de
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consigne,
et un amplificateur dont les tensin sde sortie symé- triques appliquées aux points de polarisation des étages confor- mateurs du générateur de tension sinusoïdale le référence sont inversement proportionnelles aux variations 13 la tension analo- gique de la valeur efficace de la tension aliernative de sortie du dispositif par rapport à la tension conti'ue de consigne.
L'invention sera décrite suivant ;aux formes parti- culières de réalisation, non limitatives, à ;.'aide des figures jointes aux présent mémoire, dans lesquelles :
Figure 1 représente un schéma simplifié d'une première forme de réalisation utilisant le procédé suivant l'invention.
Figure 2 est un diagramme illustrant le fonctionne- ment du circuit réalisant le procédé suivant l'invention.
Figure 3 représente un schéma simplifié d'une variante de la forme de réalisation illustrée à la figure 1.
La figure 1 représente un schéma simplifié d'un dis- positif réalisant le procédé selon l'invention. Le générateur de tension de référence est représenté dans son ensemble en 1 = 2 représente un organe de détection et de correction, connu en soi, et raccordé par l'intermédiaire d'un transformateur 3 à la tension alternative d'entrée.
Suivant l'invention, le générateur de tension de réfé- renoe 1 est alimenté par la tension alternative d'entrée. Le circuit du générateur comporte deux étages conformateurs en série. Le premier étage est constitué par un écréteur compre- nant la résistance 4 et les diodes 6, 7 suivant un montage usuel, et par un circuit intégrateur conventionnel oomprenant la résis- tanoe 5, la capacité 9 et l'amplificateur opérationnel 8.
Le second étage est constitué par un circuit de mise en forme ayant pour effet d'éliminer les premiers harmoniques, comprenant les résistances 10, 12 et les diodes 13, 14 suivant un montage ueuel, et par un cirouis @ntégrateur conventionnel comprenant
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la é1Btance 11, la ca1t6 16 et l'amplificateur opérationnel 15. Les diodes 6. une part, et 13, 14 d'autre part, sont
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polùiaéea par une tension oontinue symétrique fournie par lea 8uroe8 17 et 18 respectivement. Le fonctionnement de ces oiro ..t6 iso14s est connu et ne doit pas être repris ici, mais on va voJ en détail comment on obtient une tension sinusoïdale de référen e ne contenant qu'un taux d'harmoniques négligeable.
La figure 2 représente un diagramme montrant l'allure du signal alternatif
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44 points a,b,b,d et r. L'éorêteur (a - b), ainsi qu'il est (,:l.C1;o connu, écrite chaque alternance de la tension alternative l-,tre7 le seuil d'écrdtage étant déterminé par la tension du L. -.isatïon des diodes 6, 7. De la valeur du niveau dléord- tage dépend le taux d'harmoniques du signal résultant et on a constaté que par un choix judicieux de ce niveau, il est possible
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de r4-duire considérablement le taux des harmoniques de rani,ü 5 et 7, Dans la' forme de réalisation décrite, on a choisi ce niveau égal à la moitié environ de l'amplitude de crête de la
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tension d'entrée ü1 car dans ce cas, le taux des harmoniques v . os . r oiB1n de zéro.
La fonction d'intégration bien connue (14 - c) permet ensuite d'obtenir le signal représenté au W.4:,..:,e ie la figure 2.
Le circuit (c - d) réalise ensuite une mise en forme du signal, destinée à rendre plus sinusoïdal le signal obtenu à la sortie du premier étage. Le fonctionnement de ce circuit est connu : lorsque les diodes sont conductrices - o'est-àdire
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J ':;a.ue l'amplitude du signal en o, est supérieure en valeur o.bl.!c111C à la tension de polarisation des diodes 13, 14 - le ni- veau du signal en d dépend du rapport des résistances 10, 12.
Le choix judicieux de la tension de polarisation des diodes et des valeurs des résistances permet d'obtenir une allure du signal telle que montrée au diagrarame d de la figure 2 de manière
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à avoir dans le signai résultant un taux d'h< moniques de rangs et 5 négligeable. ,
Dans la réalisation décrite, la tendon de polarisa- tion a été choisie égale à 52% environ de la tension de crête à l'entrée du seoond étage, c'est-à-dire au point c, tandis que les valeurs des résistances 10 et 12 ont été choisies de manière que l'atténuation résultante soit égale à environ 58%.
On a constaté dans ces conditions que le taux des harmoniques de range 3 et 5 est négligeable. Une dernière fonction d'intégra- tion (d - r) réalise l'allure du signal telle que montrée au diagramme e de la figure 2 ; le signal est pratiquement sinusoi- dal,de même fréquence que le signal d'entrée et de phase opposée à celui-ci.
Profitant de cette dernière opposition de phase, l'é- cart instantané entre la tension de référence Ur (changée de signe) et la tension de sortie est mesuré par un circuit sommateur usuel comprenant les résistances 19, 20, 21. L'écart éventuel détecté est alors aussitôt corrigé dans le circuit 2, connu en soi.
La comparaison instantanée entre les deux tensions alternatives et la correction rapide de l'écart détecté assurent au dispositif décrit une vitesse de stabilisation et une préoi- sion très élevées, tout en augmentant la pureté de forme de la @ l@ cortie pratiquement au niveau de celle de la tension de référence.
La figure 3 représente une variante de la réalisation de la figure 1. Elle n'en al fère que par le fait que les sources 17 et 18 fournissant les tenalons de polarisation des étages conformateurs du géné@ateur de tension de référence sont rempla-
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cées par un circuit @nt ces tensions de polarisation à l'écart entre la valeur de la tension alternative de sortie et une consigne.
Ce circuit est constitué par un convertisseur analo- gique CA/CC 22 dont l'entrée est connectée à la sortie du dispositif, un organe comparateur 23 et un amplificateur à 'sorties symétriques 24, connus en soi, Le comparateur 23 reçoit d'une part la'tension continue analogique de la valeur efficace de In tension alternative de sortie et d'autre part une tension @@inue de consigne symbolise par 25. Les sorties symétriques 7 de l'amplificateur 24 sont connectées aux pointa de polarisation du générateur 1 . Les variations des tensions aux sorties 26 et 27 sont inversement proportionnelles aux écarts ontre les deux tensions appliquées a l'organe comparateur 23.
Une autre variante serait encore de remplacer une des sources 17 et 18 seulement par le oirouit de la figure 3.
Il est entendu, en outre, que le procédé selon l'in- vention ainsi que le dispositif mettant ce procédé en oeuvre ne sont nullement influencés par la nature ou la structure de l'organe correcteur 2 qui peut être quelconque.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.