Phasemètre électrodynamique à relais indicate. ur et enregistreur.
I1 est connu que les phasemètres électrodynamiques indicateurs et enregistreurs usuels comprennent une ou plusieurs bobines ampèremétriques fixes, dans le champ desquelles est disposé un équipage mobile comprenant au moins un système de deux bobines voltmétriques montées sur le même axe, et dont les plans forment un certain angle.
Les bobines de l'équipage mobile sont parcourues par des courants proportionnels à la tension (ou aux tensions) du circuit et opportunément déphasés. Dans ces conditions l'équipage mobile, dépourvu d'un couple quelconque antagoniste ou directeur, prend spontanément une position d'équilibre qui dépend du décalage instantané entre les tensions et les courants existant dans le circuit auquel l'appareil est branché.
I1 est aussi connu que ces appareils sont peu appropriés pour servir comme enregistreurs à écriture directe à cause de la faiblesse des couples en jeu. Les meilleurs phasemètres enregistreurs électrodynamiques avec ou sans fer, sont donc des instruments à enregistrement indirect (à relais et servomoteur) dans lesquels l'instrument proprement dit, agissant comme relais, est toujours reporté à une position déterminée par le servomoteur qui modifie la position des bobines ampèremétriques ou fait varier la phase des tensions appliquées aux bobines mobiles a l'aide d'un décaleur de phase.
Dans l'appareil suivant la présente invention, on a cherché à atteindre le même résultat d'une facon considérablement plus simple en faisant varier les couples électrodynamiques qui agissent en opposition dans le système, à l'aide d'au moins un rhéostat variable réglé par le servomoteur qui est à son tour commandé par l'équipage mobile fonctionnant comme relais. De cette manière on obtient, outre une plus grande simplicité dans la structure mécanique, également l'avantage que les indications du phasemètre sont indépendantes de la fréquence du réseau; tandis que les indications du plus grand nombre des phasemètres usuels ne le sont pas.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, les schémas de quelques formes d'exécution de l'appareil suivant l'invention.
La fig. 1 montre le schéma d'un phasemètre pour circuits triphasés symétriques et équilibrés, dans lesquels est incorporée la disposition susindiquée.
Dans le champ magnétique de la bobine ampèremétrique fixe A est disposé un équipage mobile formé de deux bobines voltmétriques mobiles V solidaires entre elles, auxquelles sont appliquées deux tensions déphasées de 60 et en série entre lesquelles est inséré un rhéostat R.
Avec ce schéma, si on choisit convenablement le sens des courants dans les deux bobines mobiles, à chaque valeur du facteur de puissance correspondra une position de cur
seur du rhéostat pour laquelle l'équipage mo
bile reste dans sa position normale d'équilibre.
Aussitôt que le facteur de puissance prend
une valeur différente, il se crée un couple mo-
teur différentiel tendant à faire tourner
l'équipage mobile dans un sens ou dans
l'autre, selon que le déphasage est en avance
ou en retard. Alors le contact mobile a qui
est commandé par l'équipage, se porte sur l'un ou sur l'autre des contacts fixes C.C.
en faisant tourner dans un sens ou dans
l'autre le servomoteur SM commandant le curseur E du rhéostat R. En consé
quence, la résistance en série avec l'une des
bobines mobiles augmente d'autant que
l'autre diminue, jusqu'à ce que les deux
couples agissant en opposition sur l'équipage
mobile, qui sera alors ramené à sa position ordinaire d'équilibre, soient à nouveau égaux.
I1 est évident que les déplacements du curseur, à partir de la position correspondant à
cosç = 1, seront une fonction univoque de cos gaz de sorte qu'une aiguille et une plume
(ou tout autre organe écrivant) commandé mécaniquement par le curseur K pourront respectivement indiquer sur une échelle fixe convenablement graduée, ou enregistrer sur un diagramme, les valeurs successives de cos.
Le réglage des courants dans les deux bobines mobiles (et par conséquent des couples) pourra être - effectué de plusieurs manières.
Ainsi, par exemple, chacune des bobines voltmétriques pourra être pourvue d'un rhéostat indépendant R.R. (fig. 2) et, dans ce cas, le réglage pourrait être limité même à une seule bobine; ou bien, au lieu d'être fait par des rhéostats en série, comme dans les exemples précédemment considérés, le réglage pourra être fait par des rhéostats en parallèle (fig. 3); dans cette figure, comme dans la fig. 2, on a supprimé pour plus de simplicité tout ce qui se rapporte au circuit du relais et du servomoteur.
Enfin le réglage pourra être reporté sur le circuit ampèremétrique A-A' par rhéostat en dérivation, lorsque, comme à la fig. 4, les deux systèmes électrodynamiques agissant en opposition sont séparés, c'està-dire lorsque chacun des systèmes voltmétriques V-V' solidaires est disposé dans le champ d'une bobine ampèremétrique correspondante.
Dans le cas du réglage en dérivation des deux derniers exemples, la loi régissant les déplacements du curseur du rhéostat, en relation avec les valeurs de cos p, ne peut pas aisément être établie théoriquement comme dans le cas de la fig. 1, mais il est toujours aisé de la déterminer par un étalonnage empirique.
D'ailleurs, la forme de l'échelle pourra être facilement modifiée, en l'adaptant aux exigences les plus diverses, soit en choisissant opportunément la valeur et la phase des courants qui parcourent les bobines voltmétriques, soit en graduant convenablement la résistance des rhéostats de réglage qu'on a jusqu'à présent supposée uniformément distribuée, soit enfin en interposant des organes appropriés (cames ou organes analogues) dans la connexion mécanique entre le curseur du rhéostat commandé par le servomoteur et l'aiguille ou la plume de l'enregistreur.
L'extension de cet artifice au cas des phasemètres pour les systèmes triphasés non équilibrés dans les courants, mais symétriques dans les tensions, dérive naturellement du principe général appliqué dans une forme plus ou moins diverse, dans tous les phasemètres connus, qui consiste dans un traitement égal des deux systèmes wattmétriques mécaniquement solidaires et insérés dans le circuit selon le schéma classique Aron. Si les deux bobines voltmétriques disposées dans le champ de chaque système amperemétrique sont parcourues par deux courants déphasés du même angle, le dispositif mesurera dans chaque cas le facteur de puissance du système, défini par
cos f = cos arc tg
P où Q et P sont respectivement la puissance réactive et la puissance réelle totales du système.
A titre d'exemple, on a indiqué à la fig. 5 la disposition d'un phasemètre à relais pour des circuits triphasés non équilibrés.
Dans cette figure, les deux systèmes ampèremétriques sont indiqués par A RAII, et les deux bobines voltmétriques disposées dans le champ de chacun desdits systèmes sont désignés par V1-V'3 et VI7V'II. Les autres organes sont indiqués par les mêmes références que celles des figures précédentes 1-4.