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Dispositif de stabilisation à noyau magnétique saturé La présente invention a pour objet un dispositif de stabilisation à noyau magnétique saturé, permettant d'obtenir un courant ou une tension de sortie qui, à volonté, croît, reste constante ou décroît lorsque la tension d'alimentation augmente, caractérisé par le fait qu'il comporte deux circuits alimentés en parallèle par la tension d'entrée variable et comprenant chacun, en série, une self à noyau saturé, et une impédance, les self-inductances se saturant pour des tensions différentes, et un effet des courants traversant les impédances étant mis en opposition pour ces deux circuits.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du dispositif objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma électrique explicatif.
La fig. 2 est un diagramme correspondant. La fig. 3 est un schéma des connexions d'une première forme d'exécution.
La fig. 4 est un diagramme illustrant le fonctionnement de cette forme d'exécution. Les fig. 5, 6, 7 et 8 sont des schémas électriques de quatre autres formes d'exécution. La fig. 9 est un diagramme illustrant le fonctionnement du dispositif selon la fig. 8. On sait que la caractéristique tension-cou- rant d'une self-inductance avec noyau à haute perméabilité magnétique présente un coude qui correspond à la tension de saturation du noyau.
Considérons le circuit de la fig. 1 constitué par la self-inductance L et une impédance Z. Lorsque la tension alternative U augmente jusqu'à la valeur U" qui représente la tension de saturation du noyau, l'inductivité de la self- inductance est assez grande pour empêcher pratiquement le courant de passer dans le circuit. Au-delà de cette valeur, le noyau de la self-inductance est saturé et le courant croit linéairement avec la tension comme représenté à la fig. 2.
Dans la forme d'exécution du dispositif selon la fig. 3, on a deux circuits analogues à celui de la fig. 1, mais dont les self-inductances se saturent pour des tensions différentes. La tension de saturation de la self-inductance L2 étant, dans cet exemple, supérieure à celle de la self-inductance Ll. Si on alimente les deux circuits L,-Z, et L2-Z., par la même source alternative U et que l'on oppose les tensions prises aux bornes des impédances ZZ et Z2@ comme le montre le schéma de la fig. 3, le courant traversant une impédance de charge Z,
. aura la caractéristique indiquée à la fig. 4. Lorsque la tension U croît de U"Z à Uo2, le
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courant augmente jusqu'à ce que la self-inductance L, se sature. Pour une tension U supérieure à Uo2, le courant résultant i, est proportionnel à la différence des tensions aux bornes des impédances Z, et Z,, On voit que, si les caractéristiques des deux crircuits ont la même pente, le courant traversant l'impédance Z, reste constant.
En faisant varier la pente de l'une des deux caractéristiques, on obtient un courant de sortie i,. qui, au lieu d'être constant, croît ou décroît en fonction de la tension d'alimentation U, comme indiqué respectivement en pointillé et en traits mixtes sur la fig. 4. On peut donc obtenir à volonté l'une ou l'autre de ces trois caractéristiques.
La forme d'exécution selon la fig. 5 diffère de la précédente par l'adjonction d'un groupe redresseur R, grâce auquel le courant de sortie alimentant l'impédance Z, est pulsé.
Dans la forme d'exécution selon la fig. 6, qui est analogue à la précédente, chacun des circuits L,-Z, et L_,-Z., comporte un groupe redresseur R,, respectivement R_,. Le courant de sortie est donc pulsé.
Cependant, pour pouvoir augmenter la puissance de sortie du dispositif, il est nécessaire d'utiliser l'effet magnétique des courants traversant les impédances Z, et Z,, ; on obtient alors la disposition représentée à la fig. 7. Les impédances Z, et Z, sont constituées par celles des enroulements d'excitation d'un dispositif à commande magnétique T, par exemple une machine à courant continu ou un amplificateur magnétique.
La disposition de la fi-. 7 peut être appliquée à un transducteur parallèle, de manière à obtenir une plage de stabilisation très étendue. Les connexions de ce dispositif sont indiquées sur le schéma de la fig. 8. Les deux impédances Z, et Z, représentent celles des enroulements de prémagnétisation d'un transducteur comprenant les deux enroulements de travail Zt et Zt couplés en parallèle et alimentés par la tension alternative variable U.
En l'absence de courant dans les enroulements Z, et Z.,, le courant traversant l'impédance de charge Z,, en fonction de la tension U est pratiquement nul jusqu'à une valeur Ut, (fig. 9) correspondant à la tension de saturation des noyaux ZI et Zt. Au-delà de ces deux valeurs, le courant augmente linéairement avec la tension comme indiqué à la fig. 9. Pour un courant de prémagnétisation constant, on obtient les droites horizontales représentées à la fig. 9.
La prémagnétisation constante (K) est alors obtenue par la différence (soit AT,-AT,=K) des ampère-tours AT, et AT@ fournis par les courants circulant dans les enroulements Z, et Z.,. On obtient de cette façon une plage de stabilisation très étendue, par exemple entre les points A et B.
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The present invention relates to a stabilization device with a saturated magnetic core, making it possible to obtain an output current or voltage which, at will, increases, remains constant or decreases when the supply voltage increases, characterized by the fact that it comprises two circuits supplied in parallel by the variable input voltage and each comprising, in series, a saturated core inductor, and an impedance, the self-inductors saturating for different voltages, and an effect of the currents flowing through the impedances being put in opposition for these two circuits.
The appended drawing represents, by way of example, several embodiments of the device which is the subject of the invention.
Fig. 1 is an explanatory electric diagram.
Fig. 2 is a corresponding diagram. Fig. 3 is a circuit diagram of a first embodiment.
Fig. 4 is a diagram illustrating the operation of this embodiment. Figs. 5, 6, 7 and 8 are electrical diagrams of four other embodiments. Fig. 9 is a diagram illustrating the operation of the device according to FIG. 8. It is known that the voltage-current characteristic of a self-inductor with a high magnetic permeability core has a bend which corresponds to the saturation voltage of the core.
Consider the circuit of fig. 1 constituted by the self-inductance L and an impedance Z. When the alternating voltage U increases to the value U "which represents the saturation voltage of the core, the inductivity of the self-inductance is large enough to practically prevent the current to flow through the circuit Beyond this value, the core of the self-inductance is saturated and the current increases linearly with the voltage as shown in Fig. 2.
In the embodiment of the device according to FIG. 3, there are two circuits similar to that of FIG. 1, but whose self-inductances are saturated for different voltages. The saturation voltage of the self-inductance L2 being, in this example, greater than that of the self-inductance L1. If we supply the two circuits L, -Z, and L2-Z., By the same alternating source U and that we oppose the voltages taken at the terminals of the impedances ZZ and Z2 @ as shown in the diagram in fig. 3, the current flowing through a load impedance Z,
. will have the characteristic shown in fig. 4. When the voltage U increases from U "Z to Uo2, the
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current increases until the self-inductance L, becomes saturated. For a voltage U greater than Uo2, the resulting current i, is proportional to the difference in the voltages at the terminals of the impedances Z, and Z ,, It can be seen that, if the characteristics of the two circuits have the same slope, the current flowing through the impedance Z, remains constant.
By varying the slope of one of the two characteristics, we obtain an output current i ,. which, instead of being constant, increases or decreases as a function of the supply voltage U, as indicated respectively in dotted lines and in phantom lines in FIG. 4. One or the other of these three characteristics can therefore be obtained at will.
The embodiment according to FIG. 5 differs from the previous one by the addition of a rectifier group R, thanks to which the output current supplying the impedance Z, is pulsed.
In the embodiment according to FIG. 6, which is analogous to the previous one, each of the circuits L, -Z, and L _, - Z., Comprises a rectifier group R ,, respectively R_ ,. The output current is therefore pulsed.
However, to be able to increase the output power of the device, it is necessary to use the magnetic effect of the currents flowing through the impedances Z, and Z ,,; the arrangement shown in FIG. 7. The impedances Z, and Z, are formed by those of the excitation windings of a magnetic control device T, for example a direct current machine or a magnetic amplifier.
The layout of the fi-. 7 can be applied to a parallel transducer, so as to obtain a very wide stabilization range. The connections of this device are shown in the diagram in fig. 8. The two impedances Z, and Z, represent those of the premagnetization windings of a transducer comprising the two working windings Zt and Zt coupled in parallel and supplied by the variable alternating voltage U.
In the absence of current in the windings Z, and Z. ,, the current through the load impedance Z ,, as a function of the voltage U is practically zero up to a value Ut, (fig. 9) corresponding to the saturation voltage of the ZI and Zt nuclei. Beyond these two values, the current increases linearly with the voltage as indicated in fig. 9. For a constant pre-magnetization current, we obtain the horizontal lines shown in fig. 9.
The constant premagnetization (K) is then obtained by the difference (ie AT, -AT, = K) of the ampere-turns AT, and AT @ supplied by the currents flowing in the windings Z, and Z.,. In this way, a very wide stabilization range is obtained, for example between points A and B.