Procédé pour assurer aux transformateurs d'intensité un rapport de transformation et un écart angulaire pratiquement constants à toutes charges. La présente invention concerne un pro cédé pour assurer aux transformateurs d'in tensité un rapport de transformation et un écart angulaire pratiquement constants à toutes charges.
Le procédé suivant l'invention est carac térisé en ce qu'on engendre dans le circuit magnétique d'un transformateur au moyen d'un enroulement auxiliaire parcouru par un courant continu, une induction moyenne voi sine du point d'inflexion de la caractéristique du circuit magnétique.
Des diagrammes concernant les conditions électriques et des dispositifs pour la réalisa tion de l'invention sont représentés, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 est' un diagramme montrant les caractéristiques d'un transformateur d'in tensité; La fig. 2 est une vue schématique d'un premier dispositif; La fig. 3 est une vue schématique d'un deuxième dispositif; La fig. 4 est un diagramme vectoriel des courants et des tensions.
Dans un transformateur d'intensité, on peut compenser la composante magnétisante du courant au moyen d'un condensateur, branché en parallèle sur le circuit du secon daire ou alimenté par un enroulement auxi liaire -de compensation, mais la compensation obtenue de cette fagon n'est, sans autre, rigou reuse que pour une certaine charge.
Le courant du condensateur est en effet proportionnel à la tension, tandis que cela n'est pas le cas pour le courant magnétisant. Soit (fig. 1)<B>Of</B> la caractéristique partielle du fer, C8 .celle des joints et Ct la caractéris tique totale du circuit magnétique du trans formateur, donnant la valeur de l'induction en fonction des ampères-tours ou du courant magnétisant.
La courbe Cf est déduite de la courbe de magnétisation d'une tôle employée couramment pour ce genre d'appareils et on remarque que pour les très faibles inductions cette caractéristique, ainsi que la caractéris tique totale Ct qui en découle, s'écartent sensiblement d'une droite; si le transformateur est compensé pour l'induction Bo, correspon dant par exemple à la pleine charge, il ne l'est plus pour des charges plus faibles.
Pour assurer la proportionnalité entre la tension et le courant magnétisant, afin que la compensation air moyen d'un condensateur invariable puisse être pratiquement exacte à toute charge, on excite le circuit magnétique par du courant continu de faÇori à y faire régner titre induction B, correspondant au point d'in flexion III de la caractéristique, en profitant du fait que celle-ci présente toujours une partie sensiblement droite assez étendue air dessus et au-dessous de ce point d'inflexion.
En charge, les ampère-tours dus au courant alternatif s'ajoutent ou se retranchent, selon le sens instantané du courant, des ampère- tours <I>DL'</I> du courant continu et hrnductron, au lieu de varier entre -+- Bo et - Bo varie entre E,
11 -f- NQ et Ell- N'Q'. La variation 1Q de l'induction et le courant magnétisant correspondant<I>JIN</I> sont proportionnels si on ne fait usage que de la partie droite de la caractéristique.
On remarque un autre avantage de cette disposition; non seulement la compensation au moyen d'un condensateur est parfaite à toute charge, mais la capacité de celui-ci est plus faible que celle qui est nécessaire dans le cas de la compensation sans excitation par courant continu. En effet, du fait de l'in clinaison plus grande de la caractéristique, les ampère-tours flIN sont notablement in férieurs aux anrpère-tours D<B>A</B> du dernier cas. Il s'crr suit, que même saris condensateur l'Écart angulaire du transformateur excité dans les conditions indiquées est notablement inférieur à celui du transformateur noir excité.
La variation de flux du circuit magnétique (lit transformateur induit, dans l'enroulement à. courant continu, une force électromotrice alternative pour laquelle la source de cou rant continu constitue un court-circuit. Il conviendra donc= d'employer, par exemple, deux circuits magnétiques dont les enroule ments primaires et secondaires sont montés en série ou en parallèle et dont les enroule- menu à courant continu sont montés en opposition, ou bien de se servir d'autres moyens pour réduire les effets de l'induction mutuelle sur le circuit de. l'enroulement à courant continu.
Lors de l'emploi de deux circuits magnétiques séparés, il conviendra de munir chacun d'eux d'un enroulement de compensation, les enroulements de compen sation des deux circuits magnétiques pouvant être montés en série pour alimenter un con densateur unique.
Un dispositif à deux circuits magnétiques est représenté par la fig. 2, suivant laquelle les deux circuits magnétiques Ci et C2 cri forme de tore possèdent un enroulement pri maire P unique pour courant de haute tension. La perte de place qui résulte de cette dis position est insignifiante, car les enroulements basse tension, non dessinés, entourant chacun des deux circuits magnétiques séparé ment, sont de volume très réduit, permettant de disposer les deux tomes à une distance très petite.
Une autre forme d'exécution d'un dispositif de ce genre est représentée par la fig. 3 où les enroulements d'excitation Zr et Z:; de chacun des circuits magnétiques Lr et L:, servent en môme temps d'enroulement de compensation ci) alimentant chacun séparé ment les capacités T', et<B>F_,.</B>
Vu les petites puissances qui entrent cri jeu, la capacité du condensateur et la puis sance d'excitation sont très faibles; pour un transformateur d'intensité de 25 VA par exemple, pour une fréquence de 50 périodes, un condensateur d'une capacité de 2 à 3 mi- crofarads alimenté sous une tension maximum de 20 à 30 volts, ainsi qu'un courant d'ex citation de 0,1 ampère fourni par fur accu mulateur, sont suffisants. Lorsqu'il s'agit de transformateurs de tableaux,
on se sert avan tageusement pour l'excitation du courant con tinu des services auxiliaires, tandis que pour les transformateurs de précision (les labora toires l'emploi de l'accumulateur se trouve indiqué.
En se reportant au diagramme de la fig. 4, il est facile de voir quel est le courant i,, à fournir par le condensateur. Soit U: =<B>08</B> la tension secondaire et I2 <I>= OR</I> le courant secondaire présentant sur<I>U2</I> un déphasage #o. En ajoutant géométriquement à U2 les chutes ohmique ST <I>=</I> r2 12 et inductive <I>TU=</I> x2 <I>12</I> du secondaire, on obtient la force électromotrice induite<I>OU= E2.</I> Outre le vecteur OF = im du courant magnétisant,
en avance de
EMI0003.0007
sur E2, il y a encore lieu d'ajouter au vecteur<I>OR</I> le- vecteur FG du courant in, représentant les pertes dans le fer, pour obtenir le vecteur GR du courant primaire.
L'écart angulaire entre les courants pri maire et secondaire est donné par l'angle 8, et le rapport de transformation par le rap port des longueurs des vecteurs<I>OR</I> et<I>GR.</I> Pour annuler l'écart angulaire, il suffit d'ajou ter au vecteur<B>OR</B> le vecteur GK, repré sentant le courant i,, à fournir par le con densateur; le nouveau rapport de transforma tion est donné par le rapport des longueurs <I>OR</I> et<I>KR.</I>
Lorsque le courant secondaire varie, le diagramme de la fig. 4 reste semblable à lui- même pour un déphasage y9 donné, de sorte que l'écart angulaire est nul et le rapport constant pour toutes les charges. En effet, <I>U2,</I> r? 12,x = I2 et par suite E2 sont propor tionnels au courant 12.
D'autre part, i., du fait de l'excitation par courant continu, ainsi que ia, sont proportionnels à E2, et il en est encore de même pour 2P, car les pertes dans le fer sont sensiblement proportionnelles au carré de la variation de l'induction et par suite au carré de 1f;2.
Si une compensation absolument rigou reuse, pour différentes valeurs du décalage, est nécessaire, comme cela peut être le cas pour des transformateurs de laboratoire, la capacité de compensation ou le nombre de spires de l'enroulement alimentant la capacité devront être ajustés pour chaque valeur de ço, ce dernier procédé de réglage étant prévu dans le dispositif fig. 3; on pourra aussi monter une résistance ou une réactance réglable en série ou en parallèle avec la capacité.
Dans la plupart des cas, notamment pour les trans- formateurs d'intensité alimentant les appareils de mesure des tableaux de distribution, il suffira d'ajuster la capacité, ou le nombre de spires de l'enroulement alimentant la capacité, ou une résistance ou une inductance en série ou en parallèle avec la capacité, pour la valeur de #o correspondant auxdits appareils de mesure.