Instrument de mesure électrique. La présente invention concerne un ins trument de mesure électrique du type à in duction, dans lequel un tambour cylindrique creux tourne dans l'entrefer formé entre un noyau intérieur en fer feuilleté et les Bail. lies polaires d'un noyau magnétique exté rieur en fer feuilleté appartenant à un élec tro-aimant.
Suivant l'invention, un enroulement d'ex citation principal est prévu, sur le noyau feuilleté extérieur de l'électro-aimant et des enroulements supplémentaires sont prévus sur des saillies polaires du noyau intérieur disposées symétriquement par rapport aux saillies -du noyau extérieur ou sur les noyaux intérieur et extérieur à la. fois, en vue de produire un dhamp ou des champs qui est ou sônt décalés en direction et en phase par rapport .à.
celui ,de l'enroulement principal, tanidhs que d'autres saillies à en roulement ou sans enroulement du noyau in- térieur diminuent ou augment la résistance magnétique du chemin du champ principal.
La construction de l'instrument est de préférence telle que tous les enroulements sont facilement amovibles et remplaçables.
Les saillies polaires @du noyau intérieur sont disposées symétriquement et se rappro chent de près -de la surface intérieure du tambour; ces saillies sont de préférence, mais non nécessairement, établies en forme d'une croix, dies enroulements étant prévus dans le dernier cas sur l'une ou les deux saillies ayant un axe commun, tandis que les saillies perpendiculaires aux premières sont ,d'habi tude sans enroulement et leur axe passe par le centre de la surface polaire du noyau ex térieur.
Les saillies à enroulement du noyau intérieur peuvent avoir une section trans versale plus petite que les saillies sans enrou lement afin de réduire l'inductance des en roulements supplémentaires, et dans des cas spéciaux, la densité du flux magnétique se rapproche du point de saturation pour des courants d'une intensité relativement petite.
L'instrument peut être utilisé, avec des modifications appropriées des enroulements, comme ampèremètre, comme voltmètre ou wattmètre différentiel ou parallélisant, comme relais à. maximum ou à minimum de courant ou de tension, comme relais à inver sion de courant, relais à impédance ou tout autre appareil de protection.
Dans la plus simple forme, le noyau ma gnétique intérieur entouré parle tambour ro- tatif a la forme d'une croix et les bobines, de préférence des bobines de courant dans le cas d'un instrument du type à wattmètre, qui ont été enroulées au préalable sur ,des ga barits ou corps de bobine, sont placées sur l'une ou les deux branches du noyau qui sont perpendiculaires .à la direction du flux engendré par l'enroulement d'électro-aimant principal, d'habitude l'enroulement de ten sion qui est placé sur la culasse ou les bran ches de l'électro-aimant principal.
Une bo bine de compensation du facteur de puis sance qui est court-circuitée en elle-même et disposée pour encercler le flux de tension principal peut servir à établir la relation de phase désirée entre les flux ,d'intensité et de tension.
Le couple exercé par les enroulements susmentionnés sur le tambour rotatif peut être augmenté ou diminués suivant le cas à. l'aide d'une seconde série de bobines supplé mentaires qui peuvent facilement être mon tées sur les pièces polaires en saillie de l'é- lectro-aimant principal et sont réparties au tour de la périphérie extérieure du tambour et à proximité immédiate de celle-ci.
Ces bo bines supplémentaires peuvent également être utilisées pour compenser des inexacti- tudes rd'e température.
Dans le cas d'un instrument polyphasé, deux ou trois de ces systèmes électromagné tiques sont disposés de façon à agir sur un système mobile commun.
Lorsque l'instrument est destiné à être utilisé comme relais à maximum ou à mini mum, l'enroulement d'électro-aimant princi- pal est constitué par quelques spires d'un fil de diamètre comparativement grand et est intercalé dans le circuit ide charge ou bien directement ou dans le secondaire d'un transformateur < l'intensité,
et les enroule ments supplémentaires sur le noyau inté rieur sont excités soit dans un circuit fermé par induction à partir de l'enroulement d'ai mantation principal ou d'une manière équi valente de façon que les flux principal et supplémentaire engendrent ensemble un champ tournant résultant qui tend à_ mettre le tambour en rotation par suite du couple que le champ tournant exerce sur les courants d'induction induits dans le cylin dre.
Avec une légère modification, l'instru ment peut être utilisé comme relais de sur tension ou de tension trop faible.
Le couple .dû aux enroulements sur le noyau intérieur peut être secondé par des bobines placées sur les pièces polaires de 1'C; lectro-aimant qui sont disposées de façon que le flux magnétique qu'elles engendrent danse le noyau soit perpendiculaire au flux d'aimantation principal en direction aussi bien qu'en phase et coopère avec le flux dû aux enroulements sur le noyau intérieur, on. à titre .de variante, les bobines placées sur lesdites pièces polaires peuvent être compo sées avec celles sur le noyau intérieur de fa son positive ou négative.
Cette propriété peut être utilisée avan tageusement pour modifier la sensibilité de l'étendue du relais en faisant sortir toutes les extrémités des enroulements supplémen taires individuels et en les reliant à un ta bleau à bornes .approprié, et à l'aide de commutateurs appropriés, tout nombre dé siré de bobines actives peut être mis en cir cuit. Ces bobines peuvent également être dis posées pour être connectées en séries ou en parallèle, ou leur polarité relative peut être modifiée.
Le nombre d'étendues @d'e fonctionnement différentes dans un instrument ou relais donné peut être augmenté en outre soit à l'aide d'embranchements sur la bobine d'ai- mantation principale ou en établissant cette dernière en sections qui peuvent être con nectées en série ou en parallèle ou en oppo sition les unes des autres.
Lorsque l'instrument est utilisé comme relais à inversion de courant, la bobine il'ai- mantation principale est reliée aux bornes (le tension, les enroulements du noyau in térieur sont de préférence les bobines série et sont reliés aux bornes de courant du re lais, et les enroulements des pièces polaires sont de préférence excités par induction à partir des enroulements de tension princi paux et servent à compenser le relais pour toute chute de voltage.
Cette disposition forme un relais à ac tion différentielle, parce que les enroule ments sur les pièces polaires de l'électro aimant et sur le noyau intérieur engendrent des flux à angles droits à la fois en direc tion et en phase de façon que, grâce à, la. bo bine d'aimantation principale, et dans des conditions normales les dieux jeux d'enroule ments supplémentaires agissent ensemble de manière à tendre à faire tourner le tambour dans la même direction inopérative contre un arrêt.
Si. toutefois, la. phase .du courant devait être renversée par rapport .au potentiel ap pliqué par suite d'une perturbation -dans le système à protéger, le flux dû aux enroule ments de courant sur le noyau intérieur est renversé et s'oppose .à celui noyau par les enroulements compensateurs de tension sur les pièces polmres de l'électro-aimant, et, lorsque leurs valeurs relatives sont conve nablement proportionnées pour une force de ressort donnée, le tambour est mis en rota tion en direction opposée. obligeant le relais à. fonctionner. Dans une construction simpli fiée, la bobine d'intensité est placée sur un pôle .du noyau intérieur et une bobine com pensatrice @de tension sur le pôle opposé.
Le relais suivant cette construction pré sente l'avantage que la valeur du courant renversé requis pour un rémlage donné est -pratiquement constant dans toutes les con ditions @db variation de tension et le fonction- netnent du relais est parfaitement sûr, même si, par suite d'un court-circuit, le voltage appliqué est réduit à. une valeur très basse. Ceci est dû au fait que la, sensibilité du re lais augmente lorsque le voltage tombe.
Le relais a. également une consommation d'éner gie très faible dans tous ses enroulements et en particulier dans ses enroulements-sé- rie.
Une disposition similaire peut être em ployée pour la construction d'un relais à, im- péid@a,nce ou à distance, dont le temps de fonc tionnement est directement proportionnel à. l'impédance ou à la distance entre le relais et la. position -du court-circuit.
Dans ce re lais, la bobine d'aimantation principale est de préférence la, bobine-série et est d'habi- tude alimentée par le secondaire d'un trans formateur d'intensité protecteur Les enroulements du noyau intérieur sont excités par une action @de transformateur de puis la.
bobine d'aimantation principale e\ les enroulements sur les pièces polaires de l'électro-aimant sont les enroulements de volltage. Dans une forme simplifiée, seule ment une bobine de noyau intérieur est ex citée par une a < etion de transformateur de puis l'enroulement d'aimantation principal et l'autre bobine à d'extrémité opposée sur le même axe est la bobine de voltage. Dans chaque cas, dans ides conditions normales, le couple dû aux enroulements d'intensité est inférieur et de sens opposé à celui dû aux enroulements de voltage.
La chute de voltage dans une section donnée d'une ligrne qui doit être protégée est I.Z, où I représente le courant qui la tra verse et Z son impéidiance totale.
Le relais est réglé de telle façon que nor malement il demeure inopératif aussi long temps aue le vo'ltaae appliqué V dépasse la chute de voltage I.Z.
Si toutefois une perturbation se mani feste en un point entre celui auquel le relais est installé et l'extrémité de la ligne d'ali mentation, V sera; inférieur à I.Z et le relais se mettra. à. fonctionner. Afin d'assurer que seulement le relais, qui est le plus près de la perturbation, fonc tionne le premier, une caractéristique à fai ble retard d'inversion est donnée à l'organe mobile de ces relais @de toute manière dési rée.
Pour des formes spéciales de relais équi librés et différentiels il peut être avanta geux de prévoir pour plusieurs ou tous les enroulements des embranchements médians de façon que normalement les courants res pectifs se divisent en deux parties égales, mais passant en sens opposé par les deux moitiés des enroulements et n'exercent par conséquent aucun effet sur l'organe mobile, mais lorsqu'il se produit une perturbation, le courant,
la force électro-motrice ou l'éner- ie déséquilibrée ou différentielle suivant le g cas obligeront le relais à fonctionner dans un sens convenable pour révéler la perturba tion.
Dans le cas de relais biaisés, des dispo- sitions similaires peuvent être faites avec la. seule -différence que les embranohements sont de préférence non reliés au milieu des enroulements, mais divisent les spires des deux portions des enroulements respectifs suivant une autre proportion déterminée quelconque qui dépend du degré ide biaisage requis. A la place .des embranchements, les bobines peuvent être enroulées en sections séparées.
Pour des relais spéciaux, tels que par exemple des relais parallélisant ou à fré quence, ou ceux avec ides caractéristiques distinctives, on peut prévoir deux éléments électromagnétiques coaxiaux séparés comme décrit ci-dessus, qui agissent sur un tam bour commun ou sur deux tambours séparés, ces -derniers étant rigidement fixés à un axe pivoté commun qui actionne les contacts du relais.
Dans les relais de ce genre, l'emploi d'un ressort de réglage peut titre évité en donnant au tambour mobile une forme spéciale de fa çon que le couple produit par un élément dans une direction donnée soit toujours équi libré par rapport à celui produit par l'autre élément dans la direction opposée et ceci ar rive quelles que soient les valeurs relatives des courants (dans l'étendue de mesure de l'instrument) qui passent par les enroule ments respectifs .des deux éléments.
La constructin d'un tambour fendu peut également être employée pour obtenir une échelle suivant toute loi désirée.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont représentées, schématiquement et à titre d'exemple, au ,dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 représente un wattmètre mono phasé, et La fig. 2 montre, à plus grande échelle, les pôles du noyau intérieur et @du noyau extérieur appartenant à l'électro-aimant en forme de fer à cheval; La fig. 3 montre un voltmètre ou relais de surtension ou de tension trop faible; La fig. 4 montre la forme d'un tambour ou rotor cylindrique disposé pour être uti lisé dans des voltmètres, wattmètres ou quelques-uns (des relais décrits;
La fig. 5 est un développement .de la fig. 4; La fig. 6- montre un voltmètre différen tiel pour l'emploi dans une installation po lyphasée ou installation monophasée à trois fils pour des buts d'équilibrage ou de ré glage; La fig. 7 montre un voltmètre qui est pratiquement indépendant ,des erreurs dues à. des variations de température; Les fig. 8 et 9 montrent des constructions préférées d'ampèremètres ou de relais à maximum ou à. minimum de courant; La fig. 10 montre la forme d'un tambour ou rotor utilisé dans un ampèremètre;
La fig. 1.1 est un développement de la fia. 10; La fig. 12 montre une autre forme,d'exé- cution d'un ampèremètre qui est pratique ment indépendant des erreurs dues à des changements ide température; La fig. 13 montre une forme d'exécution de relais à maximum ou à minimum de coii- rant ou de tension; Les fig. 14 à 20 montrent des relais à inversion de courant; La fig. 21 montre un relais à impédance;
La fig. 2.2 représente un relais .à inver sion d'énergie, et La fig. 23 -donne un relais différentiel du type à courant équilibré.
Dans les fig. 1 t 2, V', V2 sont les bor nes d'un enroulement de potentiel principal V d'un wattmètre monophasé; cet enroule ment est monté, sur un corps de bobine 11 placé sur la culasse B du noyau magnétique feuilleté B, Bl, B' d'un électro-aimant en fer à cheval. La culasse B est formée sépa rément des branches Bx, B', de façon que la culasse avec le corps de bobine peut être in sérée en position entre ces branches.
Un tam bour cylindrique creux D, de préférence en tôle d'aluminium ou de cuivre, est monté sur un axe pivoté représenté en coupe en d et est disposé pour être mis en rotation entre les pièces polaires ou pôles E', E2, de l'électro aimant. Le - circuit magnétique est complété par un noyau intérieur F, en forme d'une croix, placé symétriquement par rapport aux pôles E', EZ de l'électro-aimant et coaxia- lement au tambour D.
Dans la construction représentée, l'axe des deux saillies polaires F3, F4 est en ali gnement avec les parties centrales des pôles extérieurs El, E2 de façon qu'on obtient une réduction de la. résistance du chemin magné tique pour le flux principal.
Des corps de bobines G', G2, représen tés en coupe à la fig. 2, sont placés sur les pôles F', Fz du noyau F et portent des bo bines avec peu de spires Cl, C, reliées aux bornes -de courant 11l, <I>L</I> du circuit. Les corps de bobines G', GZ peuvent être omis si les bobines C, CZ sont convenablement envelop pés @clé matière isolante.
Les enroulements C1, CZ peuvent être connectés en série ou en parallèle ou en op position, ou dans quelques cas, un de ces en roulements peut être omis.
Le noyau F est établi en feuilles de ma tière magnétique; les saillies polaires peu- vent avoir toutes formes requises, et la sec tion transversale -des parties F', FZ sur les quelles sont - montés . les _ enroulements :
d'in- tensité, est de préférence. considérablement inférieure à celle des parties F', F4, qui sont en alignement avec les pôles El, E2. -; L'enroulement d'aimantation principal V engende un flux représenté en traits-mixtes, et les bobines C', C? engendrent un flux re présenté en pointillé; ces. deux flux sont à angles droits là où ils traversent le tam bour D.
Comme l'enroulement # de. potentiel V consiste en un grand nombre -de: spires et la résistance magnétique de. son circuit est très petite, il y a une inductance et un retard:
de phase considérables dans ce. circuit, tandis que dans le circuit -des bobines Cl, CZ, par suite du petit nombre .de spires et-de-la section ré duite des parties du noyau sur lequel elles sont enroulées et les entrefers comparative ment grands entre les pôles Fl, FZ et les pôles El, E2, l'inductance. sera, petite et par conséquent le. flux produit par les bobines d'intensité .vexa pratiquement en phase avec le voltage qui. le produit.
Un enroulement auxiliaire $- court-cir cuité sur lui-même ou par une résistance B est placé de manière connue dans une région quelconque @du chemin magnétique. B, B@, B2. ou sur les pôles intérieurs F3, F4, afin de rendre l'angle entre les deux flux exactement égal à 90 0, de façon à .assurer ainsi un champ tournant résultant parfaitement uni forme qui tend à faire, tourner le tambour D dans une direction donnée à l'encontre d'un couple opposé tel que celui d'un ressort.
Pour le mesurage ide l'énergie électrique totale d'une installation polyphasée non équilibrée, deux ou trois de ces éléments peuvent être montés coaxialement, les tam bours étant fixés sur un axe commun pivoté portant une aiguille. indicatrice.
Dans des instruments polyphasés de ce genre, le couple produit par les différents éléments peut être équilibré de, manière très simple à. l'aide'. d'une dérivation magnétique constituée par une bande de matière magné- tique de dimensions appropriées placée en travers des pôles El, EZ de l'électro-aimant de l'élément le plus puissant afin de faire dé vier une portion des .lignes de force magné tiques.
Dans- la fig. 3, qui représente l'instru ment construit dans sa forme la plus simple comme voltmètre, la bobine C' en fil fin est connectée en série avec une grande résistance non inductive R, et en dérivation avec l'en roulement fortement inductif V en travers des bornes V', V2 de l'instrument. La même construction peut être utilisée comme relais de surtension ou de tension trop faible en y ajoutant des contacts appropriés ou analo gues.
La fig. 4 est une élévation du rotor cy lindrique qui est employé en conjonction av(_c la plupart des instruments et relais décrits. La fig. à montre un développement de ce tambour.
La fig. 6 montre un voltmètre différen tiel pour indiquer par exemple si le voltage d'une partie d'une linstallation polyphasée est égal ou supérieur ou inférieur à celui d'une autre partie de la même installation. Les bobines Hl, Ha, H3, H4 sont placées sur des saillies ou pièces polaires des pôles E', E2, se rapprochant du tambour et sont exci tées par une résistance non-inductive R',
à partir de l'enroulement secondaire S d'un dispositif transformateur, dont l'enroulement primaire est représenté par V. L'enroulement V est relié aux bornes Vl, Vz qui sont re liées à une partie ou une phase d'une instal lation polyphasée soit directement, soit par l'intermédiaire d'un transformateur de ten sion.
Les connexions électriques sont telles que le champ tournant résultant dû aux en roulements V et H', H2, H@, <I>Hg</I> exerce un couple dans une direction donnée sur l'élé ment mobile, par exemple dans une direction opposée au sens du mouvement ides aiguilles d'une montre.
Les bobines Cs, C2, montées sur les pôles Fl, FZ idu noyau intérieur sont connectées en série avec une impédance appropriée R', par les bornes Ml, M2, qui sont reliées au travers d'une autre partie de l'installation polyphasée dont on veut comparer la tension à celle entre V' et V2.
Les connexions électriques sont telles que le champ tournant résultant dû aux bobines V et C', CZ exerce un couple sur le tambour dans une direction opposée à celle .du champ dû aux bobines V et Hl, H2, H3, H'.
Il est évident quelorsque tous les enrou lements sont excités simultanément, une ai guille reliée au tambour D ,donnera -des indi cations proportionnelles à la différence en volts entre les deux sources de voltage.
L'élément mobile est mis sous la dé pendance d'un ressort spiral qui est disposé pour l'amener @à une position indiquant zéro au centre id'e la graduatioh de l'instrument.
Les circuits électriques peuvent être réglés de façon que lorsque cles tensions égales sont appliquées aux bornes Vl, V2, et M', M2 respectivement, les champs ma gnétiques en opposition tendront également à amener l'aiguille au centre de la gra duation.
A la fig. .6, on a représenté les enrou lements V et S placés, l'un à côté de l'au tre, mais en pratique ils sont de préférence enroulés concentriquement.
Afin @de rendre l'instrument pzrfaitement apériodique, les saillies F3, F4 du noyau F peuvent être situées dans un plan perpen diculaire à celui du dessin et les pôles d'un aimant permanent être amenés à proximité immédiate du tambour.
Il va de soi qu'on peut employer d-,ns cette construction des enroulements addi tionnels et les placer sur les extrémités P. F4 idu noyau F et choisir les constantes électriques de leur circuit de façon à pro- luire un flux magnétique ayant tout dé calage .de phase désiré par rapport à celui produit par les autres bobines.
Le noyau peut également avoir une au tre section que celle représentée. Par exem ple il peut avoir la forme d'une étoile triau- gujaire, hexagonale @ou octogonale, avec trois, six et huit pôles ou saillies respective ment. De même, l'électro-aimant principal peut être pourvu @de plus ou de moins de quatre pièces polaires entourant le tambour et être disposé dans toute relation géométrique et magnétique @d@ésirée, l'une par rapport à l'au tre et par rapport aux pôles du noyau inté rieur.
Dans chaque cas les flux composants tendent à produire un ou plusieurs champs tournants agissant sur le rotor.
A la fig. 7, qui représente la construction ,d'un voltmètre qui est pratiquement indépen dant des erreurs dues à des variations de température, les bobines Cl, Cj, en série avec une résistance RZ, sont reliées à l'enroule ment secondaire S, auquel sont également reliées les bobines <I>H', Ha,</I> H3, H4 et la ré sistance Bl.
L'action des enroulements est différen tielle et similaire à celle idécrite au sujet de la fig. 6, sauf que les ampère-tours totaux des bobines de compensation H', H2, H9, H4 ne sont que d'un faible pourcentage de ceux des bobines principales C', C2 et que l'ins trument ,a le zéro de sa graduation à une ex trémité de celle-ci et deux bornes seulement.
Afin @de rendre l'instrument exempt d'er reurs de température dues à. des effets inter nes ou externes, les matières utilisées pour enrouler les deux circuits parallèles R', H', H<I>l!</I>, H3, H' et Bz, C', CZ sont choisies et pro portionnées de façon que ces enroulements sont influencés de manière égale par des changements de température indépendam ment de la nature et-des caractéristiques de la tension ou de l'intensité qu'on veut mesu rer.
Les enroulements des bobines H'<I>à</I> H'# et C', CZ peuvent être comme d'habitude en cuivre et la résistance Rx peut être entiè rement en cuivre ou en une autre matière dans laquelle la résistance est relativement fortement affectée par la température, la ré sistance R2 étant constituée d'autre part par un matériel, par exemple de l'Eureka, ayant un coefficient de résistance à température très petite ou négligeable.
L'effet des bobines H' à H' est opposé, mais considérablement inférieur à celui des bobines C',. C2, -de façon que toute réduction de l'intensité des courants dans ces dernières par suite d'un accroissement des températu res sera compensée par la. réduction de l'ac tion apposée des bobines H' <B>ù</B> H4, si le chan gement de résistance -dû à la. température augmentée est proportionnellement plus grande dans le circuit,de compensation.
Dans la fig. 8, qui représente une simple forme d'exécution d'un ampèremètre, la bo bine CZ montée sur le pôle F2 du noyau in térieur F est reliée à l'enroulement secon daire<B>8</B> de l'électro-aimant principal ou bien directement ou en série avec une résistance R2. L'enroulement primaire P est relié au circuit de charge externe soit directement ou par un transformateur d'intensité.
La fig. 9 représente une forme d'exécu tion modifiée d'un ampèremètre similaire à celle de la fig. 8, sauf que des bobines sup plémentaires H2, H4 sont ajoutées sur les pièces polaires inférieures des pôles E', E'. La polarité des bobines C2, HZ, H4 est telle qu'elles se secondent mutuellement et engen drent un flux commun dont l'intensité a sa plus grande valeur .dans la région des pôles à enroulements.
Cette concentration du flux dans une partie particulière du circuit magnétique est avantageuse en conjonction avec un rotor fendu ou de forme appropriée, cette combi naison tendant à donner une graduation uni forme des dérivations dans un instrument dont les forces opératives sont proportion nelles au carré ou à une autre puissance de la grandeur qui dont être mesurée.
Un ampèremètre construit selon les fig. 8 ou 9 donnera des indications précises indépendamment ide la fréquence du courant.
Comme le couple agissant sur le tambour D est propoirtionnel au produit du flux ma gnétique principal, .de la fréquence et de l'intensité du courant dans le circuit secon daire de la bobine C2, ou des bobines C2, ou des bobines C2, Hz, <I>Hg,</I> la force exercée sur le tambour avec toute intensité de courant donnée par le primaire P restera constante pour toute fréquence,
attendu qu'un change- ment de fréquence fera varier le flux prin cipal en proportion inverse et que le courant secondaire est pratiquement le même à toutes les fréquences pour un courant primaire donné et par conséquent le produit des trois grandeurs reste constant.
La fig. 10 représente en élévation une fo=c d'exécution d'un tambour pour l'em ploi dans des ampèremètres comme .décrit au sujet des fig. 8 et 9.
La fig. 11 est un développement de ce tambour.
Les constructions représentées, aux fig. 8 et 9 pourraient aussi être utilisées comme relais à maximum ou à minimum d'intensité de courant.
La fig. 12 représente un ampèremètre dans lequel les erreurs dues à. des change ments de température sont compensées et dont le fonctionnement est similaire à celui -de la construction représentée .dans la fig. 7.
L'élément principal est constitué par uii., bobine CZ montée sur le pôle P, qui est ex cité par l'enroulement secondaire S, soit di rectement ou en série avec une résistance R\. L'élément de compensation consiste dans fexemple représenté en une bobine H' mon tée sur la pièce polaire inférieure de gauche en série avec des résistances-série appro priées R'. La fig 12 montre l'élément de compensation relié en parallèle aux enroule ments sur le noyau intérieur, mais il pour rait, à titre de variante,
aussi être excité di rectement depuis les bornes<I>NI, L</I> en dériva tion avec la bobine primaire P de félectro- aim.ant.
Dans certains cas, une résistance de com pensation additionnelle Bg, dont la matière a le coefficient de température requis, peut aussi être placée en dérivation sur l'enroule ment primaire P.
Comme à la fig. 7, les deux équipements d'enroulement supplémentaire agissent en opposition l'un à l'autre et le couple dû â la bobine principale CZ dépasse considérablement celui,dû à la bobine H', alors que les matiè res pour ces enroulements sont choisies et proportionnées par rapport à leurs coeffi- cient de température de façon que des chan gements de température. affectent les deux équipements d'une manière égale en neutra lisant ainsi des erreurs dues à cette raison indépendamment ,des caractéristiques .:du cou rant qui doit être mesuré.
A la fig. 1$, qui est en général similaire à la fig. 9, on a prévu un commutateur ad ditionnel T, grâce auquel tout nombre désiré de bobines supplémentaires peuvent "être ex citées par l'enroulement S. De cette manière, on peut prévoir convenablement un grand nombre d'étendues de fonctionnement diffé rentes sur un relais. Des résistances ;fe ré glages appropriées r' <I>à</I> r sont prévues pour des buts d'étalonnage soit en série ou en pa rallèle avec chaque enroulement.
La disposition représentée à la, fig. 14 est deµtinée à servir de relais à inversion de courant du type différentiel qui est com pensé pour toute chute de voltage appliquée aux enroulements de tension.
La construction est similaire à celle re présentée à la fig. 6, sauf que les bobines C'-, Cv montées sur les pôles Fl. F' du noyau F sont reliées aux bornes H,<I>L</I> du circuit de charge et que le flux id'aimantation prin cipal est dû à l'enroulement P, relié aux bor nes de voltage P,
P2. Les enroulements R' à H4 montés sur les pièces polaires sont re liés à la bobine S par l'intermédiaire d'une résistance R.
Dans ides conditions normales, les flux engendrés par les enroulements H' à H4 sur les pièces polaires agissent avec les enroule ments d'intensité Cl, CZ et ces deux flux sont pratiquement perpendiculaires en direction et en phase au flux d'alimentation principal dû à l'enroulement P.
Le tambour D est par conséquent mis en rotation vers un arrêt de limite.. .Si la direction du courant devait être renversée, c'est-à-dire si sa, phase par rapport au voltage appliqué devait à un moment quelconque être changée approximativement de 1$0 0, le flux idû aux bobines d'intensité Cl, CZ s'opposera à celui dû aux bobines sur les pièces polaires extérieures, au lieu de le seconder, et il en résulte que-le tambour D sera mis en rotation en sens opposé, lorsque le courant renversé atteint une valeur prédé terminée.
Une bobine H placée sur l'électro-aimant et reliée à une -résistance R4 sert à régler le décalage de phase entre les flux magnéti ques.
Le dispositif fonctionne indépendamment de toute chute ide tension aux bornes V', Vz, attendu que l'effet des bobines compensa trices de tension H' à H4 varie en propor tion avec la tension en V', V2. Il est égale ment important que le relais devienne plus stable si le voltaire en V', VZ augmente au- dessus ide la valeur normale.
A 'la fig. 15, les positions .des enroule ments de compensation de voltage et d'in tensité de courant ont été interchangées; les enroulements d'intensité ide courant sont dans chaque cas indiqués par des lignes épaisses.
La fig. 16 est similaire à la fig. 14, mais des enroulements d'intensité de courant ad ditionnels l', IZ sont prévus sur les pôles E', E' pour augmenter le flux dû aux enroule ments sur le noyau intérieur F. La polarité de ces enroulements additionnels peut être renversée ou ceux-ci peuvent être entière ment retranchés du circuit en tout temps voulu par ides interrupteurs appropriés afin de faire varier l'étendue de mesure de l'ins trument.
A la fig. 17, qui -donne une autre modi fication ide la construction représentée à. la fig. 16, les bobines d'intensité C3 et C4 sont placées sur une paire ide pièces polaires des pôles E', B, et les bobines de compensa tion de voltage Hl, H3 sont placées sur l'au tre paire.
Les bobines compensatrices du fac teur ide puissance g', K2, qui sont court- circuitées sur elles-mêmes par une résis tance R3. sont montées sur les, pôles F4 du noyau -intérieur.
La fig. 18 montre une construction sim plifiée d'un relais à, renversement de cou rant, dans lequel l'enroulement d'intensité de courant consiste en une bobine Cz, pla cée sur 4e pôle FI et dans lequel l'élément de compensation de volta,P consiste en une bobine H' montée sur le pôle opposé F' du noyau intérieur.
Les bobines de compensation du facteur de puisance g', g2 sont placées sur les branches B', B2 @de l'électro-aimant.
La fi-. 19 montre un relais à inversion ide courant dans lequel l'électro-aimant feuil leté est de forme circulaire et est pourvu de pôles équidistants<I>J',</I> JZ, J3, J4 dont les pôles J' et JZ, opposés à F', FZ sont pour vus -de bobines d'intensité de courant L', L2, alors que les pôles<I>J3,</I> J4 sont pourvus ,de bobines<I>N',</I> Nz, reliées aux bornes de ten sion V', V-, les enroulements Cl, CZ sur F'.
F' étant également reliés par une résis tance non-inductive R aux bornes V', V2.
Le fonctionnement de cette modification est pratiquement le même que celui des cons tructions précédentes.
Dans la modification représentée à la fig. 20, les bobines d'intensité I', P sont montées, comme sur la fig. 15, sur les pôles E', EZ, mais non pas sur les pôles F', FZ. Les enroulements H' à H4 sont reliés par une résistance R en série avec la bobine S, comme @à la fig. 15, mais des enroulements C3, C4 sont placés sur les pôles F3,
F4 du noyau F et reliés par des bornes Y', Y2 <I>à.</I> une source indépendante -de courant alterna tif ou continu et afin d'augmenter ou de di minuer la sensibilité du relais, ces enroule ments peuvent être amenés à coopérer avec le flux dû à l'enroulement principal V ou à agir en opposition à ce flux. L'enroulement secondaire S pourrait aussi être omis et les bobines H' à, H4 être connectées en série avec la bobine Y.
La fig. 21 représente une simple forme d'exécution id'un relais à. impédance.
La bobine d'aimantation principale P est la bobine-série et agit comme primaire d'un dispositif transformateur, dont le se condaire consiste dans l'enroulement S. Une bobine supplémentaire C' sur le pôle F' est excitée par l'enroulement S.
La bobine de tension V est placée sur le pôle P du noyau intérieur et est reliée en série avec une résistance appropriée R' par les bornes de tension V', Vz du relais. Dans -des conditions normales, le couple -dît au champ tournant résultant produit par les enroulements 'P et C' est -disposé pour être inférieur et,de direction opposée à celui dû aux bobines P et V et le relais reste ino- pératif.
Si toutefois une perturbation s'établit en un point quelconque entre celui où le relais est installé et l'extrémité de la ligne, le cou ple produit par les bobines d'intensité de courant 'dépassera celui produit par la bo bine de tension et le relais se mettra à fonc tionner. L'organe mobile de ce type de re lais est de préférence muni d'un dispositif à, retard inverse de toute manière désirée afin d'assurer que le relais qui est le plus près de l'endroit de la perturbation opère en pre mier lieu.
La fig. 22 représente un relais à inver sion d'énergie qui n'est pas différentiel, mais du type @de wattmètre ordinaire.
La bobine de courant Cz est placée sur le pôle vertical e du noyau intérieur et les bobines de tension sont placées sur les sail lies polaires horizontales J3, J4 du noyau extérieur de l'électro-aimant. Le tambour D sera mis en rotation vers un arrêt de limite dans la direction inopérative ou actionnera les contacts du relais dans la direction opé- rative en dépendance -de la relation de phase entre le courant et le voltage.
Des bobines de compensation de facteur de puissance 'K', K' court-circuitée sur elles-mêmes par une résistance R4 sont placées sur les pôles Fg, F'4 du noyau intérieur et servent .au même but que la bobine K de la fig. 14.
La fig. 23 représente un relais différen- tiel du type à courant équilibré. principal porte les bobines primai res doubles P', P' et une bobine secondaire commune<B>8</B> qui alimente la. bobine C' sur le pôle F' @du noyau intérieur.
Les ampères-tours et la polarité -des en roulements primaires sont choisis de façon que dans des conditions normales, ils se neu tralisent les uns les autres et ne produisent par conséquent point d'effet sur l'organe ro tatif D; mais lorsqu'il se produit une per- turbation, le courant de déséquilibrage ou différentiel qui passera alors par un pri maire en excédent de l'autre provoquera le fonctionnement du relais.