Filtre de courant inverse On sait que pour obtenir les composantes symé triques (directes et inverses) d'un système de cou rants ou de tensions polyphasés, on utilise des filtres constitués par des bobines de réactance et des résis tances, lesquels, lorsqu'ils sont montés de façon appropriée, produisent des courants de valeurs et de déphasages convenables, par rapport aux courants ou aux tensions qui les alimentent.
Un filtre de courant bien connu pour circuit triphasé comporte une résistance non inductive alimentée par le secondaire d'un transformateur de courant dont le primaire est branché dans l'une des phases, cette résistance étant reliée par une de ses extrémités à l'une des extrémités d'une impédance alimentée par le secondaire d'un transformateur de courant dont le primaire est branché dans une autre phase, cette impédance étant dimensionnée de telle sorte que son module soit égal à la valeur de la résistance non inductive et que la tension à ses bornes soit décalée de 600 en avant par rapport au courant qui la traverse.
Un relais ou un appareil de mesure est branché aux bornes extrêmes de la résis tance et de l'impédance ; il est donc alimenté par la résultante des tensions aux bornes de la résistance et aux bornes de l'impédance. Il s'ensuit que si les courants primaires sont égaux et déphasés de 1200 dans le sens normal (ou direct), les tensions aux bornes de la résistance et aux bornes de l'impédance sont égales et opposées, et leur résultante est nulle. Si, au contraire, les courants primaires sont égaux et déphasés de 120o en sens inverse, les deux ten sions sont égales, mais déphasées de 600 et leur résultante n'est plus nulle.
On connaît également des filtres pour circuit tri phasé, modifiés pour être alimentés par des tensions ou\ courants diphasés par l'utilisation d'un transfor mateur Scott par exemple. Ces filtres comportent une résistance non inductive, connectée, soit avec une bobine de réactance, soit avec un condensateur, ces différents éléments étant disposés de façon qu'on obtienne, dans un relais ou dans un appareil de mesure, une tension égale à la résultante des tensions aux bornes de la résistance et aux bornes de la bobine de réactance ou du condensateur,
les valeurs de ces différents éléments étant déterminées pour que, d'une part, si les courants dans le circuit triphasé sont équilibrés, ces tensions soient égales, et pour que, d'autre part, celles-ci soient de même signe ou de signes contraires suivant le sens de succession des phases.
Ces différents filtres présentent l'inconvénient d'être sensibles à la fréquence, du fait qu'une partie de leur circuit est constituée par une impédance ou une bobine de réactance ou encore un condensateur. Ils ne fonctionnent donc correctement qu'à la fré quence pour laquelle ils ont été réglés.
La présente invention a pour but surtout de remédier à cet inconvénient.
Le filtre suivant l'invention comprend, comme les filtres connus, un circuit composé de deux parties dont l'une est constituée par une résistance non inductive. II est caractérisé en ce que l'autre partie du circuit comprend un condensateur et une induc tance dimensionnés et branchés de façon telle que les tensions aux bornes de ce condensateur et de cette inductance s'additionnent arithmétiquement.
Dans ces conditions, lorsque la fréquence varie autour d'une valeur de référence, l'une de ces ten sions augmente, tandis que l'autre diminue, de sorte que leur somme arithmétique reste sensiblement constante.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution de l'objet de l'invention, applicables aux circuits triphasés. La fig. 1 représente le schéma d'une première forme d'exécution.
La fig. 2 représente le schéma d'une seconde forme d'exécution, analogue à la fig. 1, mais utilisant un montage Scott.
Les fig. <I>3a, 3b,</I> 3c sont des diagrammes se rap portant à la forme d'exécution de la fig. 2.
La fig. 4 représente le schéma d'une troisième forme d'exécution utilisant également un montage Scott.
Sur la fig. 1, A, B et C désignent les trois phases d'un réseau triphasé. Dans chacune des phases A et B, est intercalé un transformateur de courant 1, 2. L'enroulement secondaire du transformateur 1 est branché aux bornes 13-11 d'un circuit comprenant une résistance 4, un condensateur 5 et l'enroulement 7 d'une inductance mutuelle 6. Le deuxième enrou lement 8 de cette inductance mutuelle est connecté en 10 entre l'enroulement 7 et le condensateur 5 ; son sens d'enroulement est tel que la tension à ses bornes l0-12 s'ajoute arithmétiquement avec la ten sion aux bornes du condensateur 5.
L'enroulement secondaire du transformateur 2 est branché aux bornes d'une résistance non induc tive 9. Cette résistance est connectée à la borne 12 de l'enroulement 8. 14 et 15 désignent les bornes de sortie du filtre.
La tension U2 aux bornes de la résistance non inductive 9 est en phase avec le courant Iv issu de l'enroulement secondaire du transformateur 2.
Si on désigne par R la valeur de la résistance 4, par C la valeur de la capacité du condensateur 5, par M le coefficient d'induction mutuelle de l'induc tance 6, par Id le courant issu de l'enroulement secon daire du transformateur 1 et parcourant le circuit 4-5-7, par w la pulsation du courant qui est égale à 2nF, F étant la fréquence, la tension Ul aux bornes 13 et 12 satisfait à la relation
EMI0002.0018
Si coo est la pulsation de référence pour laquelle
EMI0002.0020
la relation (1) devient, en posant w = x - cao
EMI0002.0023
D'après cette relation,
il est facile de voir que pour toute variation de x autour de 1, (c'est-à-dire pour toute variation de w autour de coo), la variation du terme est très faible et que, par consé quent, la
EMI0002.0026
Tension Ul est pratiquement indépendante des variations de fréquence, puisque lorsque Mco varie varie en sens inverse sensiblement de la même
EMI0002.0030
valeur.
La résistance 4 est dimensionnée pour que la tension U1 soit décalée de 60o en arrière par rapport au courant I, La résistance non inductive 9 est dimensionnée pour que, lorsque la est égal à 'b, les modules des tensions Ul et U2 soient égaux.
Dans la fig. 2, où les mêmes références ont la même signification que dans la fig. 1, la résistance 9 et l'autre élément de circuit du filtre qui contient le condensateur 5 et l'inductance mutuelle 6 sont res pectivement alimentés par deux transformateurs de courant, 20 et 30, réalisés et disposés suivant le montage Scott.
Les enroulements primaires 21 et 22 du trans formateur 20 sont respectivement parcourus par les courants Id et I, fournis par les enroulements secon daires des transformateurs de courant 1 et 3, ce dernier étant intercale dans la phase C. Les enroule ments primaires 31 et 32 du transformateur 30 sont respectivement parcourus par le courant Ib fourni par l'enroulement secondaire du transformateur de cou rant 2 et par la composante homopolaire <B>31,</B> des courants Ia, Iv, I, <I>23</I> et 33 désignent les enroule ments secondaires respectifs des transformateurs 20 et 30.
Le nombre de tours et le sens des différents enroulements de ces transformateurs est déterminé pour que le courant secondaire Il soit égal à
EMI0002.0050
et pour que le courant secondaire I2 soit égal à
EMI0002.0052
Lorsque le réseau triphasé est équilibré, la compo sante homopolaire est nulle et les vecteurs Il et 1. sont en quadrature, comme cela résulte de l'examen des fig. 3a et 3b.
La tension U2, aux bornes de la résistance non inductive 9 est en phase avec 12. La tension Ul, comme cela a été déjà indiqué, est la somme arithmé tique des tensions aux bornes du condensateur 5 et de l'inductance mutuelle 6, de sorte que cette ten sion Ul est en quadrature avec le courant Il et sa valeur est donnée par la relation Ul = la .
EMI0002.0062
c)ù les mêmes termes ont la même signi fication que dans la relation (2), ce qui lui confère la même insensibilité à la fréquence.
Le branche ment du condensateur 5 et de l'inductance mutuelle 6 est réalisé de telle sorte que la tension Ul soit en quadrature arrière avec le courant h, comme cela est représenté sur la fig. 3c.
En outre, la résistance non inductive 9 est ajustée pour que, lorsque I2 est égal à Il, le module de la tension U2 soit égal au module de la tension Ul. Dans ces conditions, lors que les courants sont égaux dans chacune des phases A, B, C du réseau, et si l'ordre de succession des phases desdits courants est correct, les tensions Ul et U2 sont égales et en opposition de phases ; leur résultante aux bornes 14-15 est donc nulle.
La fig. 4, où les mêmes références ont la même signification que dans les fig. 1 et 2, diffère de la fig. 2 par la constitution du circuit branché aux bornes de l'enroulement secondaire 23 du transfor mateur de courant 20.
Ce circuit comporte, d'une part, une self-induc tance 25 en série avec une résistance 26 et, d'autre part, un condensateur 5 en série avec une résistance 27. 28 désigne le point milieu de l'enroulement 23, connecté avec une des extrémités de la résistance non inductive 9. La borne de sortie 15 du filtre est reliée au point 29 du circuit susmentionné.
La tension Ul contient, dans le cas général, un terme en phase avec le courant h, égal à la diffé rence des tensions aux bornes des résistances 26 et 27, et un terme en quadrature avec le courant Il, égal à la somme arithmétique des tensions aux bor nes du condensateur 5 et de la self-inductance 25, et qui s'exprime par la relation
EMI0003.0009
Pour une pulsation de référence w", le coefficient de self-induction L de la self-inductance 25 et la capacité C du condensateur 5 sont réglés pour que l'on ait :
EMI0003.0012
de façon que, comme cela a été expliqué précédemment, la tension Ul aux bornes 28-29 soit pratiquement indépendante des variations de fréquence.