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DISPOSITIF POUR ENCLENCHER UN TRANSFORMATEUR-PENDANT UN'TEMPS
COURT.
Dans certaines applications électriques, dans lesquelles il est fait usage d'un transformateur., par exemple dans les installations pour l'ali- mentation des tubes à rayons X ou à décharge, pour la soudure par points, pour des essais de laboratoire, etc *, il est souvent nécessaire d'enclencher plu- - sieurs fois de suite le dit transformateur sur le circuit électrique, puis d' interrompre le courant après un temps très court., par exemple d'une durée d' un dixième à un centième de seconde
On connaît déjà des dispositifs qui assurent l'enclenchement et le déclenchement de la tension alternative au transformateur, à l'instant où la valeur momentanée du courant est minimum,, c'est-à-dire à son passage au zé- ro du courant,
de façon à éviter la production d'un arc entre les contacts à la coupure du courant et assurer également une précision dans le temps de fonc- tionnement choisi, en obtenant toujours un chiffre rond en temps de demi alter- nance, Par exemple, pour une tension alternative de 50 périodes des temps de : 1/100., 2/100, 3/100 de seconde,, etc..
Dans ces dispositifs connuson n'a pas tenu compte que par l'en- clenchement et la coupure du courant au moment où sa valeur est minimum, ce moment correspond au maximum de flux dans le transformateur. En outre., suivant le sens de la dernière alternance, ce noyau garde une rémanence magnétique
Il s'ensuit que si le réenclenchement du transformateur est effectué selon le sens de cette dernière alternance, en continuant le cycle interrompu, tout se passera normalement dans le fonctionnement du transformateur- Il n'en est pas de même si le réenclenchement s'effectue en contre-sens dé l'alternance, au moment de la dernière interruption du courant, car la première alternance du courant, dans le transformateur., causera une saturation considérable du noyau magnétique, ce quiprésente de sérieux inconvénients,
En effet,
cette saturation du noyau peut développer un courant d'enclenchement dont la valeur peut largement dépasser celle du régime, et qui produira une chute de tension plus élevée dans le circuit d'alimentation,
D'autre part, après une telle saturation, il faut plusieurs al-
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ternances pour établir l'équilibre magnétique dans le noyauo Il en résulte qu'après une, deux ou trois alternances, les conditions de coupure du courant ne seront pas les mêmes qu'à partir de la dixième alternance, ce qui rend im- possible la synchronisation de la coupure du contacteur de façon à la réali- ser toujours aux mêmes conditions et sans quil se produise un arc entre les contacts. La production d'un arc important à lacoupure du courant.. limite con- sidérablement la puissance utilisable pour le même contacteur.
En outre., à part l'usure des contacts on perd également l'avantage de la synchronisation., au point de vue de la précision, car le temps de passage du courant se prolonge jusqu'à l'extinction de 1-lare. Cette prolongation de temps atteint facilement trois à cinq millièmes de seconde, pour un contacteur simple généralement utilisée Limprécision peut donc atteindre 50% pour un temps réglé à un cen- tième de secondeo
L9invention a pour objet d'écarter ces inconvénients en réali- sant, en combinaison avec un appareil connu quelconque, prévu pour assurer le déclenchement et le réenclenchement d'un transformateur au moment du passage à zéro de la tension alternative,
un dispositif destiné à ne permettre le ré- enclenchement du transformateur que lorsque l'alternance du courant est de même sens que l'alternance au moment de la dernière interruption du courant.
Suivant l'inventions le dispositif comporte un organe mobile, in- fluencé par les variations de polarité d'un courant alternatif de même fréquen- ce et phase que le courant alimentant le transformateur à commander, le dit organe comportant deux positions qui établissent des circuits électriques et chaque position étant déterminée par la polarité de la dernière alternance du courante de façon que le réenclenchement du dit transformateur., après interrup- tion du courante s'effectue chaque fois suivant le sens de l'alternance au moment de cette interruption.
A simple titre d'exemple, une forme de réalisation de l'inventi- on sera décrite ci-après, avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
Figo 1 montre deux alternances de courant espacées par une inter- ruptiong dont la seconde alternance (à droite),, suit le cycle interrompu et débute dans le même sens que la terminaison de la première;
Figo 2 montre également deux alternances séparées du courant dont la seconde débute à contre-sens de la première alternance;
Figo 3 est un schéma d'ensemble du dispositif selon l'invention destiné à actionner les contacteurs commandant la mise en circuit d'un trans- formateur .
Comme montré en Figo 3, le transformateur 5 à alimenter est re- lié au secteur SI.\! par 1-'intermédiaire d'un contacteur principal 60 Sur le secteur S1 est branché un petit transformateur auxiliaire G à noyau saturé, qui produit dans son secondaire une tension déformée en pointes positives et négativeso La relation du courant ondulatoire du secteur S.
par rapport au courant pulsatoire S2 et S3 est montrée dans le schémao
L'enroulement secondaire du transformateur G est à prise médiane et ses bornes extrêmes sont reliées, par des conducteurs 7 et 8 à des contacts fixes 9 et 10 d'un dispositif inverseur I dont l'organe mobile 11 est articu- lé en 12 et est relié, par l'intermédiaire d'un condensateur CI à la grille 13 d'un tube thyratron T1, destiné à esciter la bobine B1, qui commande l'ac- tionnement du contacteur principal 60
La position de l'organe mobile 11 de l'inverseur I par rapport aux contacts 9 et 10, est influencée par des enroulements B2 et B3, excités par des tubes thyratrons T2 et T3 lesquels sont influencés par les signaux S2 et s3 du courant, provenant du transformateur auxiliaire G,
lors de la fermeture du contacteur 14 Ce dernier est commandé simultanément avec le con- tacteur principal 6 par la bobine B1.
Le fonctionnement du dispositif selon 1?invention s'établit comme
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suit Lors de la fermeture d'un interrupteur A, la tension positive d'une batterie 15 atteint l'anode 16 du thyratron T1, en passant par l'enroule- ment de la bobine B1 D'autre part, par l'intermédiaire de l'inverseur I, dont l'organe mobile se trouve par exemple dans sa position vers la droite,appuyé contre le contact los c'est le signal du courant pulsatoire S2 qui arrive à la grille 13.Cette dernière étant polarisée négativement par la résistance R1, ce n'est qu'au moment d'une pointe positive du courant que le thyratron Tl s'amorcera pour exciter la bobine B1 Le contacteur principal 6 est réglé de façon que ses cotacts se ferment 3/4 de période après excitation de la bobine B1 Au signal S ,
la poin- te positive du courant correspond à un maximum positif de la tension alter- native S1, et l'enclenchement du contacteur 6 se fera au zéro de la tension, quand elle passe de négatif à positifLe thyratron Tl étant alimenté à ten- sion continue par la batterie 15, il reste amorcé jusqu'à l'ouverture du contact A.
Les anodes, respectivement 17 et 18, des tubes thyratrons T2 et T3,sont reliéesà la tension positive de la battere 15, en passant par les enroulements B2 et B3, mais les grilles respectives 19 et 20 des dits tubes étant polarisées négativement par les résistances R2 et R3, ceux-ci ne s'amorcent paso Pendant que les contacteurs 6 et 14 sont fermés, les signaux S2 et S atteignent les grilles des tubes T2 et T3, par les condensateurs C2 et et respectivement.
Par effet de la polarisation négative des grilles 19 et 20, ce ne sont que les pointes positives des signaux S2 et S qui auront une influence Quand la tension du secteur S a un maximum positif, c'est la grille 19 du tube T2 qui reçoit une impulsion et s'amorceo L'alimentation de l'a- node étant continue, le tube reste en action. Au maximum négatif de la ten- sion de secteur S1 c'est le tube T3 qui reçoit une impulsion à la grille 20 en amorçant celui.-ci.
Le potentiel de l'anode du tube T3 diminue brusquement, ce qui donne une impulsion négative à l'anode du tube T2, par l'intermédiaire du condensateur C4 interposé entre les anodes 17 et 180 Ceci fait que la tension anodique du tube T2 disparaît momentanément en désamorçant celui-ci, qui ne se réamorcera que sous l'action de la pointe positive suivante à la grille 190
Ce processus continue aussi longtemps que les contacteurs 6 et 14 sont fermés, les tubes T2 et T3 s'amorçant alternativement, l'amorçage de l'un de ceux-ci provoquant le désamorçage de l'autreo
Dans une installation complète, le contact A est remplacé par un dispositif électronique connu qui assure que la coupure de l'alimentation du transformateur 5 soit exécutée au moment d'un passage au zéro de la tension.
Ce dispositif connu de contact ne faisant pas partie de l'invention, il a été schématisé au dessin par un simple interrupteur A, son seul rôle étant de fer- mer et d'interrompre le circuit de la bobine B1, au moment voulu.
Cette interruption peut être provoquée, après un temps déterminé, à l'aide d'une minuterie ou bien à un moment librement choisi, par l'inter- médiaire d'un simple interrupteur.
Lors de l'ouverture des contacteurs 6 et 14, la tension S1 dans le transformateur 5, est interrompue, de même que le passage des signaux S2 et S3 vers les grilles 19 et 20 des tubes T2 et T3 tandis que l'un de ces tubes reste amorcé sous l'effet de la dernière impulsion.
Si, par exemple, le dernier maximum de la tension du secteur S1 est négatif, la dernière impul- sion positive venant du signal S3 atteint le tube T3 lequel reste donc amor- cé
La bobine B3 étant parcourue par le courant anodique du tube T3 celle-ci attire l'organe mobile 11 de l'inverseur I, contre le contact 10, de façon que le tube T1 ne pourra être réamorcé que par une impulsion de S sur la grille 13 du tube G1 Ce dernier assureras par conséquent, lors de la fer- meture du contact A, le réenclenchement suivant du transformateur 5, comme décrit plus haut, et en continuant le cycle interrompu, c'est-à-dire au mo- ment ou l'alternance du courant sera de même sens que l'alternance au moment
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DEVICE FOR STARTING A TRANSFORMER - FOR A TIME
SHORT.
In certain electrical applications where use is made of a transformer, for example in installations for supplying X-ray or discharge tubes, for spot welding, for laboratory tests, etc. *, it is often necessary to switch on the said transformer several times in a row, then to interrupt the current after a very short time, for example lasting from one tenth to one hundredth. of a second
Devices are already known which ensure the switching on and off of the AC voltage at the transformer, at the moment when the momentary value of the current is minimum, that is to say when it passes to zero current. ,
so as to avoid the production of an arc between the contacts when the current is cut off and also ensure precision in the operating time chosen, always obtaining a round figure in half-alternation time, For example, for an alternating voltage of 50 periods of the times of: 1/100., 2/100, 3/100 of a second, etc.
In these known devices, account has not been taken of the fact that, by switching on and off the current at the moment when its value is minimum, this moment corresponds to the maximum flux in the transformer. In addition., Following the direction of the last alternation, this core keeps a magnetic remanence
It follows that if the transformer is reclosed according to the direction of this last alternation, continuing the interrupted cycle, everything will happen normally in the operation of the transformer - This is not the case if the reclosing is carried out. in the opposite direction of the half-wave, at the time of the last interruption of the current, because the first half-wave of the current, in the transformer., will cause a considerable saturation of the magnetic core, which presents serious disadvantages,
Indeed,
this saturation of the core can develop an inrush current whose value can greatly exceed that of the speed, and which will produce a higher voltage drop in the supply circuit,
On the other hand, after such saturation, several al-
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ternances to establish the magnetic equilibrium in the nucleus o As a result, after one, two or three half-cycles, the current cut-off conditions will not be the same as from the tenth half-wave, which makes it impossible to synchronization of the switch-off of the contactor so that it is always carried out under the same conditions and without an arc occurring between the contacts. The production of a large arc when the current is interrupted severely limits the usable power for the same contactor.
In addition, apart from the wear of the contacts, the advantage of synchronization is also lost from the point of view of precision, since the current flow is prolonged until the extinction of 1-lare. This extension of time easily reaches three to five thousandths of a second, for a simple contactor generally used. The precision can therefore reach 50% for a time set to one hundredth of a second.
The object of the invention is to overcome these drawbacks by realizing, in combination with any known device, designed to ensure the tripping and reclosing of a transformer at the moment of the passage through zero of the alternating voltage,
a device intended to allow the transformer to be reclosed only when the alternation of the current is in the same direction as the alternation at the time of the last interruption of the current.
According to the invention, the device comprises a movable member, influenced by variations in the polarity of an alternating current of the same frequency and phase as the current supplying the transformer to be controlled, said member comprising two positions which establish circuits. electrical and each position being determined by the polarity of the last half-wave of the current so that the reclosing of said transformer, after interrupting the current is carried out each time in the direction of the half-wave at the time of this interruption.
By way of example, an embodiment of the invention will be described below, with reference to the accompanying schematic drawings, in which:
Figo 1 shows two alternations of current spaced by an interruptg, the second half of which (on the right), follows the interrupted cycle and begins in the same direction as the termination of the first;
Figo 2 also shows two separate halfwaves of the current, the second of which starts against the first half wave;
Figo 3 is an overall diagram of the device according to the invention intended to actuate the contactors controlling the switching on of a transformer.
As shown in Figo 3, the transformer 5 to be supplied is connected to the sector SI. \! by 1-'intermediate a main contactor 60 On the sector S1 is connected a small auxiliary transformer G with saturated core, which produces in its secondary a voltage distorted in positive and negative peaks o The relation of the undulating current of the sector S.
compared to the pulsating current S2 and S3 is shown in the diagram
The secondary winding of transformer G has a center tap and its end terminals are connected, by conductors 7 and 8 to fixed contacts 9 and 10 of a reversing device I, the movable member 11 of which is articulated at 12 and is connected, by means of a capacitor CI to the grid 13 of a thyratron tube T1, intended to act as the coil B1, which controls the actuation of the main contactor 60
The position of the movable member 11 of the inverter I with respect to the contacts 9 and 10, is influenced by the windings B2 and B3, excited by thyratron tubes T2 and T3 which are influenced by the signals S2 and s3 of the current, from auxiliary transformer G,
when contactor 14 closes. The latter is controlled simultaneously with main contactor 6 by coil B1.
The operation of the device according to the invention is established as
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follows When closing a switch A, the positive voltage of a battery 15 reaches the anode 16 of the thyratron T1, passing through the winding of the coil B1 On the other hand, through the intermediary of the inverter I, the movable member of which is for example in its position to the right, pressed against the contact los it is the signal of the pulsating current S2 which arrives at the gate 13. The latter being polarized negatively by the resistance R1, it is only at the moment of a positive peak of the current that the thyratron Tl will be started to excite the coil B1 The main contactor 6 is set so that its cotacts close 3/4 of a period after energizing of coil B1 At signal S,
the positive peak of the current corresponds to a positive maximum of the alternating voltage S1, and the switching on of contactor 6 will be at zero of the voltage, when it goes from negative to positive The thyratron Tl being supplied with voltage continued by battery 15, it remains energized until contact A opens.
The anodes, respectively 17 and 18, of the thyratron tubes T2 and T3, are connected to the positive voltage of the battery 15, passing through the windings B2 and B3, but the respective grids 19 and 20 of said tubes being negatively polarized by the resistors R2 and R3, these do not ignite o While the contactors 6 and 14 are closed, the signals S2 and S reach the gates of the tubes T2 and T3, through the capacitors C2 and and respectively.
By effect of the negative polarization of the gates 19 and 20, it is only the positive points of the signals S2 and S which will have an influence. When the voltage of the sector S has a positive maximum, it is the gate 19 of the tube T2 which receives an impulse and initiates The supply of the node being continuous, the tube remains in action. At the negative maximum of the sector voltage S1 it is the tube T3 which receives an impulse at the grid 20 by starting this one.
The potential of the anode of the tube T3 suddenly decreases, which gives a negative impulse to the anode of the tube T2, via the capacitor C4 interposed between the anodes 17 and 180 This causes that the anode voltage of the tube T2 disappears momentarily by defusing it, which will only be re-ignited under the action of the positive tip next to the grid 190
This process continues as long as the contactors 6 and 14 are closed, the tubes T2 and T3 alternately priming, the priming of one of these causing the deactivation of the other.
In a complete installation, contact A is replaced by a known electronic device which ensures that the power supply to transformer 5 is cut off at the moment of a zero crossing of the voltage.
This known contact device not forming part of the invention, it has been shown schematically in the drawing by a simple switch A, its sole role being to close and interrupt the circuit of coil B1, at the desired moment.
This interruption can be caused, after a determined time, using a timer or else at a freely chosen time, by means of a simple switch.
When the contactors 6 and 14 open, the voltage S1 in the transformer 5 is interrupted, as is the passage of the signals S2 and S3 to the gates 19 and 20 of the tubes T2 and T3 while one of these tubes remain primed under the effect of the last pulse.
If, for example, the last maximum of the voltage of the sector S1 is negative, the last positive impulse coming from the signal S3 reaches the tube T3 which therefore remains energized.
The coil B3 being traversed by the anode current of the tube T3, the latter attracts the movable member 11 of the inverter I, against the contact 10, so that the tube T1 can only be re-ignited by a pulse of S on the grid 13 of tube G1 The latter will therefore ensure, when contact A is closed, the following reclosing of transformer 5, as described above, and continuing the interrupted cycle, that is to say at the mo- or the alternation of the current will be in the same direction as the alternation at the time
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