Brevet FR2010667A1 — publié le 19700220

1919Î- i 2010667 La présente invention a trait d'une façon générale à un appareil de Changement de prise et plus précisément à tin appareil statique de changement de prise permettant de changer les prises -r. d'un transformateur en réponse à 1*amplitude d'un signal de com-5 mande unidirectionnel. le procédé le plus commun permettant de faire varier la puissance appliquée à une charge alternative consiste à commuter en phase des commutateurs statiques alternatifs bilatéraux, par exemple des redresseurs commandés au silicium, communément appe-10 lés des thyristors. Ce procédé fournit une tension de sortie continuellement variable» mais il nécessite que les thyristors soient commutés chaque demi-période de la source de tension, d'habitude en des points autres que les points de traversée par zéro du courant • La variation rapide du courant di/dt à partir 15 de zéro jusqu'à la valeur limitée par la charge engendre un spectre de fréquence d'énergie qui transmet de l'énergie à fréquence radio-électrique dans le système de puissance* Ainsi, quand ce type de système de commande de puissance ou de système régulateur de puissance est connecté à un circuit de puissance qui comprend 20 un appareil, électronique sensible, des filtres à fréquence radio lourds et encombrants doivent être connectés à l'entrée et à la sortie du oottteôleur. En outre, des filtres de distorsion harmonique peuvent être nécessaires parce que la tension alternative résultante est constituée seulement de parties de sinusoïde* 25 Dans les applications où. l'encombrement et le poids sont des paramètres essentiels, 1'addition à cet appareil de filtres à fréquence radio lourds et de filtres de distorsion harmonique également lourds et encombrants e& indésirable. Par exemple, dans des systèmes électriques d'avion, l'encombrement et le poidê 30 ajoutés, nécessités par ces filtres, est spécialement indésirable» Donc, il est souhaitable de mettre en oeuvre un contrôleur de puissance nouveau et perfectionné ou un système régulateur de puissance dans lequel la génération d'énergie à fréquence radio et la distorsion harmonique soient rendues minimales, ce qui permet 35 de réduire sensiblement le poids de l'encombrement de l'appareil. 69 19191 2 2010667 L'une façon généralè, la présente invention a pour objet un système statique changeur de prise, nouveau et perfectionné, qui peut être utilisé dans un système régulateur ou contrôleur de puissance et qui permet d'appliquer et de supprimer la puis-5 sance alternative appliquée à une charge par degrés. Chaque degré est une tension sinusoïdale d'amplitude déterminée, qui engendre un courant sinusoïdal. Ainsi, très peu d'énergie à fréquence radio est engendrée, et la distorsion harmonique est minimale, ce qui réduit l'encombrement et le poids des filtres nécessaires jusqu'à 10 un point où ils ne créent plus de difficultés. le système statique changeur de prise selon l'invention comprend un transformateur ayant au moins un enroulement, une série de connexions ou prises sur cet enroulement, et un ensemble de systèmes de commutateurs alternatifs statiques bilatéraux con-15 nectés à ces prises. Des bornes pouvant être connectées à une source de potentiel alternatif et un circuit de change sont connectées à ce transformateur, certaines de ces bornes étant connectées à un transformateur par l'intermédiaire du système de commutation alternatif» Chacun des commutateurs alternatifs comporte 20 un circuit de commande engendrant des signaux de commutation transmis au commutateur alternatif associé, et un détecteur desauil. Ces détecteurs de seuil sont tous connectés à un circuit lie commande convenable qui engendre une tension unidirectionnelle ayant une amplitude répondant à un paramètre qui. doit être stabi-25 lisé. Les détecteurs de seuil sont arrangés chacun de façon à détecter des tensions déterminées d'amplitudes différentes en passant d'un premier niveau de tension à un deuxième niveau de tension quand leur amplitude déterminée est atteinte, ce qui oblige leur circuit de commande associé à engendrer des signaux 30 de commande transmis à leur commutateur alternatif. Ces détecteurs de seuil ont une hystérésis déterminée, qui les ramène à leur premier niveau de tension pour une tension de commande inférieure à ladite tension déterminée pour laquelle ils sont amenés à leur deuxième niveau de tension de sortie. Ces détecteurs de seuil 35 sont arrangés de façon à être amenés à lèur deuxième niveau de sortie séquentiellement ce qui, quand la tension de sortie augmente, connecte le commutateur alternatif qui vient d'être rendu conducteur au commutateur alternatif précédemment conducteur. 69 19191 3 2010667 Quand on réduit la tension de sortie, la commutation se produit automatiquement pour un point de traversée zéro du courant. Des moyens sont prévus pour commander la commutation des prises, quand on augmente la tension de sortie du système chan-5 geur de prises jusqu'à un angle de phase déterminé de la tension d'entrée alternative, dans le "but d'empêcher un court-circuit de l'enroulement du transformateur. D'autres buts et avantages de l'invention seront mieux compris en se référant à la description qui va suivre et aux 10 dessins annexés sur lesquels : - la fig. 1 représente un schéma d'un appareil changeur de prise selon l'invention ; - la fig. 2 représente un groupe de courbes permettant d'expliquer le fonctionnement du mode de réalisation de l'inven- 15 tion présentée sur la fig* 1 ; - la fig. 3 représente un schéma d'un appareil changeur de prise selon un autre mode de réalisation de l'invention, et - la fig* 4 représente un groupé de courbes permettant d*expliquer le fonctionnement du mode de réalisation représenté 20 sur la fig* 3* Sur les figures et sur la fig. 1, en particulier, on a représenté un schéma d'un appareil changeur de prise 10 selon un mode de réalisation de l'invention, dans lequel la charge a un facteur de puissance égal à l'unité* D'une façon générale, 25 l'appareil 10 est un circuit de puissance ou de tension par échelon, permettant de connecter une source 12 de potentiel alternatif à un circuit de charge 14 ayant un facteur de puissance égal à 1. L'appareil 10 modifie l'amplitude de la tension alternative appliquée à la. charge 14 en réponse à l'amplitude d'une 30 tension de polarisation continue ou tension de commande appliquée à l'appareil 10 par l'intermédiaire du conducteur 16. Comme représenté sur la fig. 1, cette tension de polarisation ou de commande continue peut être engendrée par un régulateur 18 connecté de façon à détecter un paramètre à stabiliser. Comme représenté 35 sur la fig. 1, ce paramètre peut être la tension aux bornes du circuit de charge 14, détectée par le régulaterur 18, par l'intermédiaire des conducteurs 20 et 22, la tension de sortie unidirectionnelle du régulateur 18 étant appliquée au conducteur 16 69 19191 201064? de façon à engea&xw 1®. polai?issa-i£i&ja continue variable aéesssai^e pour faire fonctionner appareil 10, On comprendra que cette tes>-sion ûe polarisation continue peut répondre à n'importe quel autre paramètre convenable, par exemple à un courant, à une puissance, à 5 une température ou une vitesse, suivant les caractéristiques de la charge.' envisagée. Suivant une variante, une source de tension continue et un rhéostat manoeuvré manuellement peuvent être utilisés si on désire avoir un système changeur de prise pouvant fonctionner manuellement. 10 Plus précisément, 1®appareil 10 comprend un transformateur 30 qui peut être un auto-transformateur comme représenté sur la fig. 1, ayant un enroulement 32, ou un transformateur ayant des enroulements primaire et secondaire isolés. Le transformateur 30 peut être commuté dans son circuit primaire, dans son circuit 15 secondaire, ou bien dans les deux. Deux circuits de commutation primaire et seconJ^^nt représentés sur la fig. t, parce qu'il peut être souhaitable d'utiliser cette disposition dans certaines applications de façon à réduire les tensions de blocage des dispositifs de commutation. 20 Le transformateur 30 comporte une série de prises ou de connexions, leur nombre étant déterminé par le nombre d'échelons de tension demandé pour une application particulière, Aiiitre d'exemple, le transformateur 30 a été représenté comme ayant trois prises ou connexions , TPg ©t 33?^ dans le circuit primaire et 25 deux prises ou connexions et dans le circuit secondaire. Chacun des circuits de connexion comprend un système de commutation alternatif bilatéral statique qui lui est connecté, les circuits de connexion primaire ÏP^, TPg ^3 étant connectés à des systèmes de commutation alternatifs 34, 36 et 38, et les 30 circuits de connexion seconl aire et TSg étant connectés à des systèmes de commutation alternatifs 40 et 42. Comme représenté sur la fig. 1, chacun des systèmes de commutation bilatéral alternatif, tel que le système 34, comprend deux redresseurs commandés au silicium 44 et 46 ayant chacun des élec-35 trodes de commande, de cathode et d'anode respectives £, ç et a, connectées en parallèle et de façon inverse entre les bornes 48 et 50. De la même façon, les systèmes de commutation alternatifs 36 comportent des redresseurs commandés au silicium 37 et 39, le BAD ORIGINAL 69 19191 5 2010667 système de commutation alternatif 38 comprend des redresseurs commandés au silicium 41 et 43» le système de commutation alternative 40 comprend des redresseurs commandés au silicium 45 et 47, et le système de commutation alternatif j 42 comprend des 5 redresseurs commandés 49 et 51• Un thyristor, encore appelé triac, qui est une triode bidirectionnelle, peut aussi être utilisé à la place des systèmes de commutation alternatifs, si on le désire. Une des "bornes de chacun des systèmes de commutation 10 bilatérale alternatifs est connectée à sa prise associée. les autres bornes du système de commutation alternatif connectées dans le circuit primaire du transformateur 30 sont reliées à un côté de la source alternative 12 par l'intermédiaire du conducteur 54 et l'autre côté de la source 12 est connecté à la borne 56 15 sur l'enroulement 32. les autres bornes du système de commutation alternatif connectées dans le circuit secondaire du transformateur 30 sont connectées à un côté du circuit de charge 14, et l'autre côté de ce circuit 14 est' connecté à la borne 56 sur l'enroulement 32. Ainsi, en commutant séquentiellement les systèmes" de commuta-20 tion 34, 36 et 38 et en les amenant à leurs états conducteurs, la tension de sortie fournie par une prise sélectionnée quelconque du circuit secondaire de l'enroulement 32 augmente, parce que les volts par tour augmentent successivement quand les prises changent. Oomae on l'expliquera ci-après, le passage d'une prise de numéro 25 ou rang supérieur à son état conducteur dans le circuit primaire commute automatiquement le système de commutation alternatif connecté à la position de prise immédiatement inférieure en l'amenant à son état non conducteur. La tension de sortie pour un nombre quelconque donné de 30 volts par tour peut augmenter en commutant séquentiellement les systèmes de commutation associés au circuit secondaire, dans le sens de la séquence des prises secondaires. Ainsi, la commutation de la prise secondaire TSj jusqu'à la prise secondaire TSg augmente la tension de sortie parce qu'elle augmente le nombre de 35 tours du circuit secondaire et parce que les volts par tour sont fixés par la connexion primaire, l'augnentation 69 19191 6 2010667 automatiquement le système de commutation connecté à la prise secondaire de numéro immédiatement inférieur à son état conducteur» Ainsi, l'enroulement 32 comporte des prises séquentielles de façon à réduire le nombre de tours du circuit primaire et il 5 comporte également des prises séquentielles de façon à augmenter le nombre de tours du circuit.secondaire quand des tensions de sortie élevées sont nécessaires. Si des tensions de sortie faibles sont nécessaires, cette séquence est inversée, les prises étant commutées dans un sens qui ajoute un plus grand nombre de spires au 10 circuit primaire, et qui réduit le nombre de tours du circuit secondaire# Quand on réduit la tension de sortie, le système de commutation alternatif conducteur continue à être conducteur jusqu'à ce qu'il atteigne une traversée par zéro de son courant, et à ce moment un changement de prise précédemment signalé réduit la ten-15 sion de sortie automatiquement. Chacun des systèmes de commutation alternatif comporte un circuit de commande d'un transformateur engendrant des signaux de commande transmis aux redresseurs commandés de son système de commutation associé, pendant le temps où chaque redresseur commandé 20 reçoit une tension directe* Par exemple, les systèmes de commutation alternatifs 34, 36, 38, 40 et 42 comprennent des circuits de commande respectifs 60, 62, 64, 66 et 68. Comme tous les circuits de commande d'un transformateur sont analogues, seul le circuit de commande 60 connecté au système 34 a été représenté en détail. 25 Plus précisément, le circuit 60 comprend un transformateur 70 ayant un enroulement primaire 722 avec une prise centrale 73» et des enroulements secondaires 74 et 76, des diodes 84, 86, 88 et 90 ayant chacune une anode et une cathode a et £ des résistances 92 et 94» 30 L'enroulement primaire 72 a ses extrémités connectées aux conducteurs 78 et 80 par l'intermédiaire des diodes respectives 84 et 86 , les cathodes c des diodes étant connectées aux extrémités de 1 ' enroulement primaire 72 et leurs anodes a étant connectées aux conducteurs 78 et 80 sur les bornes respectives 85 et 87. 35 L'enroulement secondaire 74 fournit un signal de commande du redresseur commandé 44, une extrémité de l'enroulement 74 étant connectée à la borne 48 et l'autre extrémité étant connectée à l'électrode de commande g du redresseur 44 par l'intermédiaire 69 19191 201066/ de la résistance de limitation d© courant 92o h2 ©nroulement secondaire 76 fournit un signal de commande du redresseur 46, une extrémité de lfenroulament 76 étant connectée à l'électrode de commande g du redresseur 46 par l'intermédiaire de la résis-5 tance 94 et son autre extrémité étant connectée à la borne 50. Une limitation du courant de commande dans les enroulements secondaires du transformateur 70 est préférable, dans le but d'obtenir une commande complète des demi-périodes pour les redresseurs commandés. La limitation du courant dans le primaire 10 peut saturer le transformateur du fait des différences des redresseurs commandés. Les diodes 88 et 90 sont connectées entre les cathodes respectives des redresseurs 44 et 46 at orientées de façon à empêcher des tensions inverses excessives de leur être appliquées. 15 La prise centrale 73 de l'enroulement primaire 72 est connectée par l'intermédiaire du conducteur 89 à un commutateur de commande statique 96, dont le fonctionnement sera expliqué ci-après en détail. Le circuit de commande 60 du transformateur est inopérant jusqu'à ce que la prise 73 soit connectée à la 20 masse par l'intermédiaire de son commutateur 96. Les autres circuits de commande du transformateur ont leurs enroulements primaires connectés aux conducteurs 78 et 80 et les prises centrales à* leurs enroulements primaires sont chacune connectées à un commutateur de commande, à l'exception du circuit de commande 66. 25 Le circuit 66 peut avoir sa prise centrale connectée directement à la masse 100 par l'intermédiaire du conducteur 112 et d'une résistance de limitation de courant 98 0 Ce gain d'un commutateur de commande est possible parce qu'une prise du circuit secondaire peut être alimentée de façon continue par un signal de commande 30 provenant de l'électrode de commande, du fait qu'il n'y a pas de tension de sortie jusqu'à ce qu'une prise du primaire soit connectée à la source 12 de potentiel alternatif. Le circuit de commande 62 du transformateur est connecté aux conducteurs 78 et 80 sur leurs bornes respectives 102 et 103 35 et à un commutateur de commande 114 par l'intermédiaire du conducteur 110* Le circuit de commande 64 est connecté aux conducteurs 78 et 80 sur les bornes 104 et 105 et à un commutateur de commande 115 par l'intermédiaire du conducteur 111® Le circuit de 69 19191 8 2010667 commande 66 est connecté ans"conducteurs 78 et 80 sur les bornes 106 et 107 et à la masse 100 par l'intermédiaire du conducteur 112 et de la résistance 98 et le circuit de commande 68 d'un transformateur est connecté aux conducteurs 78 et 80 sur les bornes 108 5 et 109 et au commutateur 116 par l'intermédiaire du conducteur 113. La tension de commande de cette série de circuits de commande de transformateurs, synchronisée sur la source alternative 12, est appliquée aux conducteurs 78 et 80. Des tensions convenablement synchronisées peuvent être fournies par un oscillateur de 10 signaux rectangulaires 120. L'oscillateur 120 peut comporter un transformateur 121 ayant un enroulement primaire 122 connecté à la source 12 aux bornes 123 et 124 et un enroulement secondaire 125 ayant une prise centrale 126. La prise 126 est connectée à une borne 127 qui peut être connectée à la borne positive d'une 15 source Y de potentiel continu. La tension de sortie pulsatoire de l'oscillateur 120 apparaît sur les bornes de sortie 140 et 141 et elle est engendrée en faisant basculer deux circuits à transistors 128 et 131 connectés suivant un montage du type Darlington. Le circuit 128 du type Darlington comprend des transistors à jonc-20 tions 129 et 130 du type PHP ayant chacun une base, un collecteur et un émetteur b, c et g. Les collecteurs c des transistors 129 et 130 sont connectés à la borne de sortie 140, la base b du transistor 130 est connectée à l'émetteur §_ du transistor 129, la base b du transistor 129 est connectée à une extrémité de 25 l'enroulement secondaire 125 par l'intermédiaire de la résistance 137, et l'émetteur §_ du transistor 130 est connecté à la borne 127. Une résistance de polarisation 134 et une diode de blocage 139 sont connectées aux bornes du circuit base-émetteur du -circuit Darlington 128, l'anode a de la diode 139 étant connectée_à la base b du 30 transistor 129 et sa cathode o étant connectée à l'émetteur s. transistor 130. De la même façon, le circuit 131 du type Darlington comprend des transistors 132 et 133 à jonctions du type PHP ayant chacun des base, collecteur, et émetteur respectifs b, c et g. Les collecteurs o des transistors 132 et 133 sont connectés 35 à la borne de sortie 141, la base b du transistor 133 est connectée à -l'émetteur e du transistor 132, la base b du transistor 132 est connectée à l'autre extrémité de l'enroulement secondaire 125 par l'intermédiaire de la résistance-136, et l'émetteur e du 69 19191 9 2010667 transistor 133 est connecté à la borne 127* Une résistance de polarisation 135 et une diode de blocage 138 sont connectées dans le circuit base-émetteur du circuit Darlington 131» l'anode a de la diode 138 étant connectée à la base b du transistor 132 et sa 5 cathode £ étant connectée à 1* émetteur ,§ du transistor 133* Quand 1*extrémité de l'enroulement secondaire 125 connectée à la base b du transistor 129 est négative par rapport à la borne 127, les transistors 129 et 130 sont conducteurs, ce qui connecte la tension continue V appliquée à la borne 127 à la borne 10 de sortie 140 et au conducteur 78. Le circuit 131 est alors non conducteur* Ainsi, la diode 84 du circuit de commande 60 est polarisée en sens direct et tin courant circule dans la diode 84; si le commutateur 96 est conducteur, en engendrant un signal de commande transmis au redresseur commandé 46* Quand la source 12 15 change de polarité, l'extrémité de l'enroulement secondaire 125 connectée à la base b du transistor 132 est négative, et le circuit 131 est conducteur, ce qui applique la tension Y au conducteur 80, et le circuit 128 est non-conducteur. Ainsi, la diode 86 est polarisée en sens direct et un courant circule dans cette diode si le 20 commutateur 96 est conducteur, en engendrant un signal de commande transmis au redresseur commandé 44. Ce signal de commande est transmis au redresseur commandé, connecté de la môme façon, de l'autre système de commutation alternatif, si leurs commutateurs de commande associés sont conducteurs* Comme le circuit de commande 66 25 n'est pas connecté à un commutateur de commande, des signaux de coaaande sait appliqués au système de commutation alternatif 40, dès que l'oscillateur 120 oscille* Cependant, un courant ne circule pas dans la charge 14 jusqu'à ce qu'un des systèmes desommu-tation alternatif du circuit primaire reçoive un signal de com-30 mande* Comme les commutateurs de commande 96, 114, 115 et 116 destinés à actionner leurs circuits de commande associés 60, 62, 64 et 68 peuvent avoir tous la môme construction, seul le commutateur de commande 96 permettant d'exciter le circuit 60 a été 35 représenté en détail. Ce commutateur 96 comporte un transistor 150 du type NPN ayant des électrodes respectives de'base, de collecteur, et d'émetteur b, c, et g, son électrode £ étant connectée au conducteur 89, et par suite à la prise centrale 73 du 69 19191 10 2010667 transformateur 70 du circuit de commande 60. L'émetteur £ du transistor 150 est connecté à un conducteur 153 qui est connecté à la masse 100 par l'intermédiaire d'une diode de Zener 154» La diode de Zener 154 a sa cathode ç connectée au conducteur 153 sur 5 la borne 158 et son anode a_ connectée à la masse 100 0 La diode de Zener 154 est choisie de façon à transmettre un potentiel légèrefilent positif sur le conducteur 153 qui est polarisé en sens inverse de façon à empêcher le transistor 150 et les transistors des autres dispositifs de commande d'être commutés de façon erronée du 10 fait de signaux transitoires transmis par le système» -La base J, du transistor 150 est connectée au conducteur 153 et par suite à l'émetteur ,§ du transistor 150 par l'intermédiaire d'un condensateur 152. La fonction du condensateur 152 sera indiquée ci-après. Les autres commutateurs de commande sont connectés de la 15 même façon à leur circuit de commande associé et au conducteur 153» le commutateur 114 étant connecté à son circuit de commande associé 62 par l'intermédiaire du conducteur 110 et au conducteur 153 sur les bornes 159» 160 et 161. Le commutateur 115 est connecté à son circuit de commande associé 64 par l'intermédiaire du condue-20 teur 111 et au conducteur 153 sur les bornes 162, 163 et 164, et le commutateur 116 est connecté à son transformateur de commande associée 68 par l'intermédiaire du conducteur 113 et au conducteur 153 sur les bornes 165» 166 et 167- Les commutateurs de commande 96, 114, 115 et 116 compor-25 tent chacun un circuit d'excitation connecté de façon à rendre conducteurs leurs transistors associés, par exemple, le commutateur 96 comporte un circuit d'excitation 170 connecté à la base b du transistor 150 par le conducteur 171, le commutateur 114 est connecté au circuit d'excitation 172 par l'intermédiaire du con-30 ducteur 173» le commutateur 115 est connecté au circuit d'excitation 174 par l'intermédiaire du conducteur 175 et le commutateur 116 est connecté au circuit d'excitation 176 par l'intermédiaire du conducteur 177. Gomme tous ces circuits d'excitation peuvent avoir une construction identique, seul le circuit d'excitation 35 170 est représenté en détail sur la fig. 1. 69 19191 ii 2010667 Chacun des circuits d'excitation reçoit la polarisation de commande variable unidirectionnelle appliquée au conducteur 16 par le circuit régulateur 18o Ces circuits d'excitation doivent être des détecteurs à seuil, ayant chacun un seuil prédéterminé 5 distinct, et, à ce moment, ils passent d'un premier niveau de tension à un deuxième niveau de tension de sortie. Une fois que les circuits d'excitation ont atteint leur deuxième niveau de sortie, la tension pour laquelle la tension de commande doit décroître dans le but de les ramener à leur premier niveau de sortie doit 10 être inférieure à leur niveau de seuil prédéterminé, dans le but d'empêcher le changeur de prise de sauter des prises quand la tension de commande est voisine du seuil d'un des circuits d*excitation Ces circuits d'excitation doivent avoir pour caractéristique de commuter brutalement leur niveau de sortie, quelle que 15 soit la vitesse avec laquelle la tension de commande approche de leur niveau de seuil. Un multivibrateur bistable connecté suivant un montage de Schmitt fournit toutes les caractéristiques demandées pour ces détecteurs de seuil. La tension de seuil prédéterminé pour laquelle 20 le multivibrateur de Schmitt change d'état de sortie est déterminée par les valeurs des résistances d'un diviseur de tension. Ce multivibrateur de Schmitt est régénérateur. Ainsi, une fois que sa tension de seuil a été atteinte, il est commuté brutalement, quelle que soit la vitesse avec laquelle il approche de sa tension 25 de seuil. En outre, en rendant le gain de ce multivibrateur de Schmitt supérieur à l'unité, ce multivibrateur présente de l'hystérésis* En d'autres termes, quand le multivibrateur de Schmitt passe de son premier à son deuxième niveau de sortie pour sa tension de seuil, la tension de commande doit tomber au-dessous de 30 l'amplitude de seuil d'une quantité déterminée avant que ce circuit de Schmitt revienne à son premier état de sortie. Plus précisément, le détecteur de seuil ou multivibrateur de Schmitt 170 est un multivibrateur bistable comportant un premier et un deuxième transistors 180 et 181 du type NPN, ayant cha— 35 cun des base, collecteur, et émetteur b, ç et e et des résistances 182, 183, 184, 185, 186 et 187. Les résistances 182 et 183 sont connectées en série entre la borne 196 sur le conducteur 16 qui transmet la tension de polarisation ou de commande et la borne 194 sur le conducteur 188, 40 le point de jonction 189 de ces résistances étant connecté à/ la base b du premier transistor 180. Les valeurs des résistances 182 69 19191 2010667 et 183 so*it. choisie®1 de façon à foiarnir la tensi.Q£ de seuil désirés pour laquelle le détecteur de seuil 170 doit passer à son deuxième niveau de sortie en réponse à la tension provenant du régulateur 18. Le collecteur/cfu transistor 180 est connecté à 5 la borne 192 sur le conducteur 190 par l'intermédiaire de la résistance 184 et le conducteur 190 est connecté à une borne 191 qui permet une connexion avec la borne positive d'une source E stabilisée de tension continue® l'émetteur du transistor 180 est connecté à l'émetteur e du transistor 181, 10 I«a base b du transistor 181 est connectée au collecteur c du transistor 180 par l'intermédiaire de la résistance 185, son collecteur c, est connecté à la borne 193 sur le conducteur 190 par l'intermédiaire de la résistance 186 et au commutateur de commande 96 par le conducteur 171, et son émetteur e est connecté à la 15 borne 195 du conducteur 188 par l'intermédiaire de la résistance 187. De la même façon, le multivibrateur de Schmitt 172 est connecté à la borne 197 du conducteur 16, aux bornes 200 et 201 du conducteur 190 et aux bornes 206 et 207 du conducteur 188. Le circuit de Schmitt 174 est connecté à la borne 198 du conducteur 20 16, aux bornes 202 et 203 du conducteur 190, et aux bornes 208 et 209 du conducteur 188. Le circuit de Schmitt 176 est connecté à la borne 199 du conducteur 16, aux bornes 204 et 205 du conducteur 190 et aux bornes 210 et 211 du conducteur 188. Dans le fonctionnement du multivibrateur de Schmitt 170, 25 quand la tension de commande appliquée au conducteur 16 est inférieure à la tension de seuil de ce multivibrateur, le transistor 180 n'est plus conducteur et le transistor 181 est conducteur. La tension sur le collecteur c du transistor 181 est inférieure à la tension de polarisation inverse appliquée à l'émetteur e du 30 transistor 150 et le transistor 150 du commutateur 96 n'est plus conducteur. Quand la tension de commande sur le conducteur 16 atteint la tension de seuil du circuit 170, le transistor 180 est amené à son état conducteur et le transistor 181 est amené à son état non conducteur. Quand le,? transistors 180 et 181 commen-35 cent à être commutés, la tension sur l'émetteur £ des transistors 180 et 181 commence à diminuer, ce qui amène le transistor 180 à la saturation plus rapidement, et ce qui amène le transistor 181 au blocage plus rapidement. Quand le transistor 181 devient non 69 19191 13 2010667 conducteur, sa tension du collecteur augmente jusqu'à sensiblement l'amplitude de la tension de la diode de Zener, et cette tension dépasse la polarisation inverse de l'émetteur 3 du transistor 150, ce qui amène le transistor 150 à son état conducteur et ce qui 5 connecte la prise centrale 73 du transformateur 70 à la masse 100. Ainsi, le transformateur 70 commence à engendrer des signaux commandés par une phase transmis aux redresseurs commandés 44 et 46 du système de commutation alternatif bilatéral 34. Quand le transistor 180 est conducteur et le transistor 10 181 non conducteur, la tension sur l'émetteur g, du transistor 180 est inférieure à la tension obtenue quand le transistor 181 est conducteur, parce que la chute de tension est dfie seulement à la résistance 184* Ainsi, pour ramener le détecteur de seuil à son premier niveau de tension, la tension de commande appliquée au 15 conducteur 16 doit diminuer jusqu'à une valeur inférieure à la tension de seuil pour laquelle le détecteur de seuil 170 est amené à son deuxième niveau de tension. Cette caractéristique est appelée hystérésis et elle est essentielle pour un fonctionnement correct de l'appareil changeur de prises 10, parce qu'elle empêche 20 un saut rapide entre des prises contigâes quand la tension de commande varie lentement au voisinage de la tension de seuil d'un des multivibrateurs de Schmitt. Le multivibrateur de Schmitt n'a pas besoin d'être commuté au hasard pendant une période de la tension de la source* La com-25 mutation sur une nouvelle prise qui au&nente la tension de sortie de l'appareil 10 pour le point de traversée par zéro du courant, qui est le même que le point de traversée à zéro de la tension, parce que la charge a un facteur de puissance égal à l'unité, peut rendre conducteur le système de commutation alternatif de 30 ces deux prises, ce qui doit court-circuiter la partie de l'enroulement 32 située entre ces deux prises. Pour expliquer ceci plus complètement, on supposera que l'appareil 10 fonctionne sur la prise primaire TP^ dans la demi-période négative de la tension de la source, ce qui signifie que le redresseur commandé 44 est con-35 ducteur et que le signal de commande augmente jusqu'à un point où. le système de commutation 36 reçoit des slguaux.de commande pour le point de traversée à zéro dans le sens positif de la tension alternative de la source, le redresseur commandé 39 du système de 69 19191 14 2010667 commutation 36 est amené à son état conducteur « Ceci rend la tension sur la prise plus positive que la tension sur la borne 48, en provoquant un changement de polarité ou une inversion de phase aux bornes du redresseur commandé 44. Comme le redresseur 44 a juste 5 fini d'être conducteur pour le point zéro du courant de charge, l'inversion de polarité aux bornes du redresseur 44 dûe à l'action du transformateur 30 applique immédiatement une tension directe à ce redresseur 44. Si le temps qui s'écoule entre la cessation du courant direct dans le redresseur 44 et l'application d'une ten-10 sion directe à ce redresseur par l'inversion de polarisé n'est pas supérieur au temps de blocage du redresseur 44, qui est d'habitude de l'ordre de 10 à 15 microsecondes, le redresseur commandé 44 continue à être conducteur. Comme le redresseur commandé 39 est également conducteur, l'enroulement entre les prises TPj et TPg est 15 c ourt-circuité. On observera que cette inversion de polarité associée à un système de commutation alternatif, quand la prise de la tension immédiatement supérieure est excitée, peut être utilisée avec avantage en supprimant la nécessité de bloquer les signaux d® 20 commande transmis au système de commutation alternatif associé aux prises de tension inférieure, parce que ces signaux de commande sont appliqués à un redresseur commandé associé à ces prises de tension inférieure, seulement quand une tension inverse lui est appliquée* Cependant, cet avantage peut seulement être utilisé si 25 un temps suffisant est accordé à un redresseur commandé pour être bloqué avant qu'une tension directe lui s o tljfeppliqué e • l'appareil 10 supprime tout fonctionnement incorrect du changeur de prise en commandant la conduction des multivibrateurs de Schmitt en un point prédéterminé pendant la période de la ten-30 sion de la source, le point choisi, dans ce mode de réalisation de l'invention, est la traversée par zéro dans le sens positif de la tension de la source, les multivibrateurs de Schmitt passent alors de leur premier à leur deuxième état de sortie seulement pour des traversées par. zéro èans le sens positif de la tension de la 35 source et le signal de sortie de ces basculeurs de Schmitt transmis au commutateur de commande est alors retardé d'un nombre déterminé de degrés électriques, de façon à faire démarrer la génération de signaux de commande transmis au système de commutation alternatif 69 19191 15 010667 un certain nombre de degrés déterminés après la traversée de la tension par zéro. Plus précisément, la commande de l'excitation du bascu-leur de Schmitt est fournie par un circuit à impulsions 220 qui 5 engendre une impulsion négative sur le conducteur 188, ce conducteur étant connecté à l'émetteur e du transistor -détecteur de seuil, cette impulsion étant appliquée à chaque fois que la tension de la source passe par zéro dans la direction positive, l'amplitude de cette impulsion négative est choisie de façon à 10 être inférieure au niveau d'hystérésis des basculeurs de Schmitt0 Par exemple, si ce niveau d'hystérésis est de 0,4 volt, l'impulsion négative peut être choisie de façon à avoir une amplitude de 0,2 volt» En outre, la tension de commande appliquée au conducteur 16 doit avoir une vitesse de variation faible comparée à la fré-15 quence de la source alternative. Ceci peut être obtenu en prévoyant un générateur d'une tension en forme de rampe dans le régulateur 18, qui convertit toute variation du signal de sortie du régulateur en un signal en forme de rampe ayant une pente déterminée. Par exemple, la sortie du régulateur 18 peut être connectée à un 20 condensateur de valeur convenable. Le circuit à impulsions 220 comporte un transistor 221 du type NP1T ayant une base, un collecteur et un émetteur b, c et e, des résistances 222 et 228, et un condensateur 223» Le condensateur 223 et la résistance 222 sont connectés en série entre 25 la borne 225 du conducteur 78 et la masse 100. Le condensateur 223 a une extrémité connectée à la borne 225 qui reçoit une tension rectangulaire en phase avec la tension de la source, et l'autre extrémité du condensateur 223 est connectée à la résistance 222 au point de jonction 230. La résistance 222 est connectée à' la 30 masse par l'intermédiaire du conducteur 226. Le transistor 221 a sa base b connectée au point 230, son collecteur ç connecté au conducteur 188 sur la borne 227 et son émetteur e connecté à la masse 100 par l'intermédiaire du conducteur 226. La résistance 228 est connectée entre le collecteur et l'émetteur du transis-35 tor 221. Quand la tension rectangulaire entre, le conducteur 78 et la masse 100 passe de sa valeur minimale à sa valeur maximale, un courant circule dans la bas© b du transistor 221, ce qui amène 69 19191 ' 2010667 es- transistor 221 à état coaâ&Gt®Uïs et ce qui eourt-eircuite la tension légèrement positive appliquée au conducteur 188, en provoqua*?, t raie diminution momentanée des tensions d'émetteur des transistors des basculeurs de Schmitt. Ainsi, si la tension de 5 commande est voisine d'un seuil d'un des "basculeurs de Schmitt, en augmentant suivant une pent© déterminée , la chute momentanée de la tension d'émetteur réduit la tension de seuil du basculeur suffisamment pour faire basculer le basculeur de Schmitt sélectionné® Un® fois que le basculera' de Schmitt a été amené à son 10 deuxième état de sortie, l'hystérésis de ce basculeur'fait tomber la tension pour laquelle il bascule de nouveau d'une quantité supérieur® à la chut© de tension fournie par le circuit à impulsions 2209 &axib±s quand un changement de prise doit être effectué, ce changement démarre par la commutation d'un basculeur de 15 Schmitt pour un point de traversée zéro du cycle de la tension de la source. Quand un basculeur de Schmitt est amené de son premier à son deuxième état de sortie, par exemple le basculeur 170, la tension augmente sur la bas© b du transistor du commutateur de 20 commande, par exemple du transistor 150 du commutateur 96. La tension aux bornes du condensateur 152 ne change pas instantanément, mais demande un certain temps pour s'établir. Ainsi, la commutation du transistor 150 est retardée par la durée de charge du condensateur 152. La fonction du condensateur 152 est donc 25 celle d'un dispositif à retard qitL retarde le changement de prise d'une phase ou d'un angle déterminé après un point de traversée par zéro de la tension de la source» Donc, un changement de prise ne peut pas se produira pour un point de traversée par zéro, ce qui exclut la possibilité de rendre deux prises conductrices en 30 même temps, et ce qui empêche l'enroulement 32 d'être court-circuit é. La seule discontinuité cl© tension sinusoïdale appliquée au circuit de charge se produit quand l'appareil de changement de prise 10 change de prise, c-:a aygaentant la tension de 35 sortie. Cette discontinuité est dr- au changement de prise pour un nombre de degrés déterminés à partir d'un point de traversée par zéro de la tension, qui fait varier la tension de sortie suivant le nombre de tours compris ©ntr© les prises. Cette 69 19191 " 2010667 variation de la tension de sortie cependant engendre une quantité négligeable d'énergie à fréquence radio-électrique. Une fois qu'un changement de prise a été effectué, toute la commande s'effectue pour des traversées de la tension par zéro, en 5 engendrant des signaux sinusoïdaux fournissant très peu d'énergie à fréquence radio-électrique, et dépourvus de distorsion harmonique* Quand le changement de prise réduit la tension de sortie, le blocage d'un basculeur de Schmitt n'est plus commandé, mais il peut se produire au hasard. Cependant, la cessa-10 tion des signaux de commande appliqués à un redresseur conducteiu* commandé n'a aucun effet sur sa conductibilité. Il continue à être conducteur au premier passage par zéro du courant de charge, et à ce moment il devient non conducteur et la nouvelle prise sélectionnée est automatiquement connectée* Donc, quand on réduit la 15 tension de sortie, cette tension de sortie est sinusoïdale avec line énergie à fréquence radio très faible. Ii» fonctionnement de l'appareil 10 représenté sur la fig. t va maintenant Ôtre décrit en ut Hissait les courbes A à I représentées sur la fig* 2* lia courbe A de la fig* 2 représente 20 la tension d'outrée alternative 240, qui comporte des points de traversée par zéro dans le sens positif 241, 242 et 243» et des points da traversée par zéro dans le sens négatif 244» 243 et 246. lia courbe B de la fig* 2 représente la tension de commande ou de polarisation unidirectionnelle 250* la ligne en traits interrom-25 pas 2511 représenta la tension de seuil du bassulotîr de S@hmitt 170» la chute 252 dans le sens négatif étant psw&oqaée par 1© circuit 220 pour le point zéro 241 de la tension alternative 240o la tension de" commande croissante 250 coup© cetto psœti© 252? oc-qui amène le basculeur 170 de son premier nirssa d© sortie 255 90 à un deuxième niveau de sortie 254? corne représenté stsr la courbe C de la fig. 2. Cette commutation des niveaux de sortie se produit pour le point zéro 241 du signal alternatif 240. Comme représenté sur la courbe B de la fig. 2, la tension pour laquelle le basculeur 170 est ramené à son premier niveau de 35 sortie tombe maintenant à une amplitude indiquée par 3» ligne en traits interrompus 255. la courbe D de la fig. 2 représente l'état de conduction du commutateur 96, qui est bloqué ou non conducteur jusqu'à un angle ou une phase déterminée après le 69 19Î91 18 2010667 changement des niveaux de sortie du basculeur 170. Quand la tension de commande continue à croître» elle approche du niveau de seuil du système de commutation alternatif 36 représenté par la ligne en traits interrompus 256 de la courbe 5 B de la fig. 2, et l'impulsion négative 257 de la tension de seuil coupe le signal de commande 250, ce qui fait passer le basculeur 172 (courbe E) de son premier niveau de sortie 258 à son deuxième niveau de sortie 259» en un point qui coïncide avec le passage, par zéro 242 de la tension alternative 240. l'état conducteur du com-10 mutateur de commande 114 est représenté sur la courbe E de la fig« 2, qui devient conductrice un angle ou une phase déterminé après que le basculeur 172 a été amené à son deuxième niveau de sortie* Après que ce basculeur 172 a été amené à son deuxième niveau de sortie, la tension pour laquelle il revient à son premier 15 niveau de sortie tombe jusqu'à l'amplitude indiquée par la ligne en irait s interrompus 260. Si la tension de commande 250 tombe maintenant et croise la ligne 260 au point 961» le "basculeur 172 est ramené à son premier niveau de sortie 258' au point 262» et le commutateur 114 devient non conducteur au point 263. 20 l'effet des changements de prise décrit ci-dessus sera maintenant examiné par rapport à la tension aux bornes du système de commutation alternatif 34» la tension aux bornes du système de commutation 36 et la tension aux bornes du circuit de charge 14» sur les courbes respectives G-, H et I de la fig. 2. Sur la courbe 25 €■ de la fig. 2, la tension 265 aras bornes du système d® cossmita-tioa 34 est égale à la chute de tension directe aux bornes d'un redresseur commandé» démarrant au point 264 qui est le point pour lequel l'appareil 10 a d'abord été excité, tandis -que la tension 266 aux bornes du dispositif de ooismutation non conducteur 36 est 30 la différence de tension entre les prises 33^ et et cette tension est en phase avec la tension 240 de la ssurse représenté® sur la fig. 1. Quand le changement de prise a été effectué, la tension aux bornes du système de commutation 34 augmente, en démarrant au point 267, et elle y est déphasée de 180° par rapport 35 à la tension 240. Ainsi, quand la tension alternative de la source se trouve dans sa démi-période positive, la tension aux bornes du système 34 se trouve dans sa demi-période négative. Ceci est dû. au fait que la tension sur la prise est maintenant supérieure à la 69 19191 19 201066? tension sur la borne 48, comme on l'expliquera ci-après. Quand le changement de prise a été effectué, la tension aux bornes du système de commutation 36 tombe jusqu'à la chute de tension directe aux bornes d'un redresseur commandé conducteur, au point 268,, 5 Comme représenté par la ligue en traits interrompus 269» le signal suivant pour un changement de prise se produit au milieu de la demi-période de la tension alternative. Comme cette variation de prise abaisse la tension de sortie, il n'est pas nécessaire de la commander en un point particulier. Comme représert-10 té sur les courbes G et H de la fig. 2, le système de commutation alternatif conducteur 36 continue à être conducteur jusqu'au premier point zéro de courant 270, et en ce point il devient non conducteur parce qu'il n'a plus de signal de commande, le commutateur alternatif 34 est resté non conducteur au point 271 > même 15 s*11 a reçu de façon continue des signaux de commande, comme le montre la courbe & de la fig. 2, parce que le signal de commande direct a été déphasé par rapport aux signaux de commande. Une fois que le système de commutation 36 est devenu non conducteur, la tension aux bornes du système;.de commutation 34 est de nouveau en 20 phase avec des signaux de commande et le système 34 devient conducteur au point 271. Ces variations de prise sont illustrées dans la tension de sortie ou de charge représentée sur la courbe I de la fig. 2. la tension de sortie suit la tension sinusoïdale 272 au point 273 25 et en ce point elle monte de façon à suivre une sinusoïde 274 de plus grande amplitude. Au point zéro 275» la tension de charge suit la sinusoïde d'amplitude inférieure 272'. Donc, la seule discontinuité de la tension de sortie se produit quand on augmente la tension de sortie pour chaque changement de prise, l'énergie à 30 fréquence radio produite par cette variation de la tension de sortie cependant est très faible, et ne nécessite qu' un filtrage à fréquence radio réduit qui peut être inclus dans l'appareil de changement de prise dans les applications où une grande sensibilité est nécessaire, et dans la plupart des applications, aucun 35 filtrage n'est nécessaire'. 69 19191 20 2010667 Qaa&d les circuits prisi33.ro ©t secondaire du transformateur 30 sont commutés» ce qui présente l'avantage de permettre la réduction des tensions de blocage inverse de crête des dispositifs d Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la fig. 1, le circuit de charge a un facteur de puissance égal 25 à l'unité, tous les systèmes de commutation alternatifs connectés à des prises ayant un numéro inférieur à celui de la prise en fonctionnement continuent à recevoir des signaux de commande, et les points de blocsige des basculeurs de Schmitt ne sont plus commandés. Comme la plupart des circuits de charge ne sont pas pu-3O rement résistants, il est souhaitable de pouvoir modifier l'appareil 10 de façon à lui permettre de fonctionner avec un facteur de puissance de la charge créant un retard ou une avance. Il est également souhaitable de pouvoir bloquer la commande des systèmes de commutation alternatifs associés aux prises de numéros 35 inférieurs à celui de la prise en fonctionnement, de façon à augmenter le rendement du système. Il est également souhaitable de pouvoir commander les points de blocage des basculeurs de Schmitt sur un angle ou une phass déterminé, dans le but de réduire au ndnimua lea signaux de blocage. 69 19191 21 2010667 La £Lg* 3 est un schéma d'un appareil changeur de prise 10* construit suivant un mode de réalisation de l'invention» qui incorpore les modifications ci-dessus mentionnées* Les numéros de référence identiques sur les fig. 1 et 3 indiquent des éléments 5 identiques, et ils ne seront pas décrits à nouveau en détail. L'appareil 10 de la fig. 1 peut être modifié de façon à fonctionner avec un facteur de puissance en avance ou en retard. A titre d*exemple, on supposera que la charge 14 a un facteur de puissance en retard. La modification envisagée demande la géné-10 ration d'un courant qui soit déphasé d'un angle déterminé par rapport à la tension alternative de la source, et par suite qui fournisse une tension unidirectionnelle rectangulaire en phase avec le courant* Cette tension unidirectionnelle est transmise à un circuit qui engendre des impulsions dirigées du côté des ordonnées négati-15 ves quand la tension rectangulaire passe de sa valeur minimale à sa valeur maximale et des impulsions positives quand cette tension passe de sa valeur maximale à sa valeur minimale. Ces impulsions dirigées du côté des ordonnées négatives sont utilisées pour commander la commutation des basculeurs de Schmitt de leur 20 premier à leur deuxième niveau de sortie et les impulsions positives sont utilisées pour commander la commutation de ces basculeurs de leur deuxième niveau de sortie à leur premier niveau de ■ortie* Ainsi, les impulsions d * actiormement et de Blocage four-niespar le circuit de commande sonf déphasées de 180* les unes par 25 m1 autres. Bn choisissant l'angle d'actionnement, on sélectionne automatiquement l'angle de blocage. L'angle ou la phase d'actionnement doivent être suffisamment en retard dans une période de la tension, de la source alternative pour que le courant de retard traverse l'axe des zéro et l'angle de blocage doit être tel, qu'un J0 flux minimal se trouve dans le fer du transformateur de commande, de façon à réduire au minimum certains paramètres transitoires, quand le flux revient à zéro,sans quoi cela pourrait d'une façon erronée exciter un redresseur commandé. Un angle de 60° avant la traversée par zéro dans le sens des ordonnées négatives de la 35 source de tension alternative est une bonne valeur pour bloquer les basculeurs de Schmitt, parce qu'elle est voisine du point pour lequel l'impulsion de remise à zéro des transformateurs de commande passe par zéro, et 1*angle d'actionnement résultant est 69 19191 22 2010667 alors à 60° avant la traversée par zéro de la tension de la source* Cette valeur permet aussi au courant de charge d'être retardé par rapport à la tension de la ligjae de 0° à 90°, sans changer les prises pour un point de traversée zéro du courant, 5 ce qui laisse également un temps suffisant aux thyristors pour recouvrer ses possibilités de blocage avant qu'une tension directe ne lui soit appliquée. Donc, ces angles peuvent être utilisés dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la fig. 3, mais il est clair que d'autres angles convenables pour-10 raient aussi être ufilisés. Un circuit de commande 280 fournissant ces fonctions est représenté sur la fig. 3. Un courant en avance de 60° par rapport à la tension de la source est engendré en ajoutant un enroulement supplémentaire 281 au transformateur 121* Suivant 15 une variante, un autre transformateur pourrait être utilisé qui serait connecté à la source 12 de potentiel alternatif. Un condensateur 282 et une résistance 283 sont connectés en série à tua côté de l'enroulement 281 • L'enroulement 281, avec le condensateur et la résistance connectés en série, est connecté à un 20 transistor 284 du type NPN, ayant une base, un collecteur et un émetteur b, c et £. La résistance 283 est connectée à la base b du transistor 284 et l'autre extrémité de l'enroulement 281 est connectée à son émetteur e. Le collecteur ç du transistor 284 est connecté à la source de tension stabilisée continue S, par 25 l'intermédiaire de la résistance 283, et une diode de blocage 286 peut être connectée entre la base et l'émetteur du transistor 284 et orientée de façon à permettre seulement aux demi-périodes positives de la tension alternative engendrée dans l'enroulement 281 d'être appliquées au transistor 284. Le transistor 284 est 30 commuté sur les points à 60° avant les points de traversée par zéro de la tension de la source, en fournissant une tension rectangulaire unidirectionnelle en avance de 60° sur son collecteur. Cette tension est couplée de façon capacitive aux transistors NPU 290 et 291 par l'intermédiaire des condensateurs respectifs 292 35 et 293. les transistors 290 et 291 ont chacun des bases, des collecteurs et des émetteurs b, o et e. La base b du transistor 290 est connectée au collecteur g du transistor 284 par le condensateur de couplage 292 et à la source E de la tension stabilisée 69 19191 25 20Î0667 continu© par la résistance 296. Son émetteur e est connecté à un conducteur 294 sur la borne 500, ce conducteur étant connecté à une extrémité du diviseur de tension des circuits basculeurs de Schmitt 170, 172, 174 et 176,sur les bornes respectives 301, 302, 5 303 et 304 et son collecteur c est connecté par l'intermédiaire de la résistance 297 à un conducteur 295 sur la borne 305, ce conducteur étant connecté aux émetteurs des transistors des basculeurs 170, 172, 174 et 176, sur les bornes respectives 306, 307, 308 et 309. 10 Le transistor 291 a sa base b connectée au collecteur ç du transistor 284 par l'intermédiaire du condensateur de couplage 293 et au conducteur 294 par la résistance 298. Son collecteur c est connecté au conducteur 295 et son émetteur £ est connecté au conducteur 294. Une résistance 299 est connectée entre les conduc-15 teurs 294 et 295. Dans le fonctionnement du circuit pulsatoire 280, le transistor 290 est normalement conducteur du fait de la commande de la base fournie par la résistance 296. La constante de temps du condensateur 292 est choisie de façon à être faible, comparée 20 à une période de la tension de la source alternative en sorte que le transistor 290 est bloqué une fois par période par le bord de la tension rectangulaire qui passe de sa valeur maximale à sa valeur minimale. Ceci au^nente momentanément la tension apparaissant aux bornes de la résistance 299, qui apparaît aussi sur les émet-25 teurs des transistors des circuits de Schmitt sous forme d'une impulsion positive faible. Le transistor 291 par ailleurs est normalement bloqué, mais le hmhT—i'iIihii "13 amène ce transistor 291 à son état conducteur à chaque fois que la tension rectangulaire sur le collecteur 30 £ du transistor 284 passe de sa valeur minimale à sa valeur maximale, ce qui réduit momentanément la tension aux bornes de la résistance 299, et elle apparaît sur les émetteurs des transistors des circuits de Schmitt sous forme d'une faible impulsion négative. Les amplitudes de ces impulsions positives et négatives sont 35 déterminées par les valeurs des résistances 297 et 299 et elles sont choisies de façon à être inférieures à l'hystérésis des circuits de Schmitt. Ces impulsions négatives et positives commandent l'actionnement et le blocage des basculeurs de Schmitt sur 69 1 '9191 2010667 les points à 60° avant 1® passage par zéro du courant de la source alternative? les impulsions positives se produisant à 60° avant le passage par zéro dans le sens des ordonnées négatives de la tension de la source» en bloquant les basculeurs de Schmitt sur 5 3et anglo caractéristique» les impulsions négatives se produisant à 60° avant le passage par zéro dans le sens positif de la tension de la source» en excitant les basculeurs de Schmitt sur cet angle caractéristique. Comme 11actionnsment des basculeurs de Schmitt ne se fait pas pour un® traversée du courant par zéro, un retard 10 antre l'excitation de ces basculeurs et la commutation -de leurs commutateurs associés n'est pas nécessaire. Des signaux de commande peuvent être engendrés par le transformateur de commande dès que son basculeur associé est amené à son deuxième niveau de tension. La changement de l'appareil 10' représenté sur la fig. 3 15 par rapport à l'appareil 10 de la fig. 1 correspond à une caractéristique de blocage qui bloque automatiquement le "signal de commande appliqué au système de commutation alternatif associé à une prise de numéro ou rang inférieur, quand le système de commutation d'une prise d'un numéro supérieur devient conducteur. Cette fonc-20 tion de blocage est obtenue en connectant chacun des commutateurs de commande à son basculeur de Schmitt associé par l'intermédiaire d'une diode de Zener et en connectant une diode entre le point de jonction de chaque diode de Zener et du basculeur de Schmitt et les collecteurs des transistors de tous les commutateurs de commande 25 associés à une prise d'un numéro supérieur du même circuit primaire ou du même circuit secondaire. Dans c® mode de réalisation de l'invention, le transformateur 66 nécessite un commutateur de commande 350 parce que la commande n'est pas appliquée de façon continue au système de commutation 40 une fois qu'une prise secondaire d'un 30 numéro plus élevé a été excitée. Cependant, le système de commutation 40 ne demande pas encore un basculeur de Schmitt, parce qu'il peut être connecté directement à la tension E de la source continue stabilisée par l'intermédiaire d'une résistance 326, et parce que» de ce faitf des signaux de commande Ecsit appliqués de façon conti-35 nue au système de commutation 40 jusqu'à ce qu'une prise secondaire d'un numéro plus élevé soit excitéea 19191 25 2010667 Les commutateurs 96'» 114*, 115', 350 et 116' comportent des transistors EPN 150, 314, 319, 322 et 328, ayant chacun des bases, des collecteurs et des émetteurs b, .ç et £. Ces transistors 150, 314 , 319, 322 et 328 ont leurs émetteurs .e connectés au conducteur 153 et des résistances 151, 318, 321, 327 et 340 sont connectées entre leurs collecteurs et leurs émetteurs. La base b du transistor 150 du commutateur 96' est connectée au collecteur c du transistor 381 du basculeur 170 par l'intermédiaire d'une diode de Zener 310 et des .diodes 311 et 312 sont connectées entre le point de jonction 313 de la diode de Zener 310 et du basculeur 170 et le collecteur c du transistor 314 du commutateur 114', et aussi au collecteur c du transistor 319 du commutateur 115*. S'il y avait encore des prises supplémentaires dans le circuit primaire, des diodes devraient en outre être connectées entre le point de jonction 313 et les collecteurs de iurs transistors de commutation associés. La diode de Zener 310 a son anode a connectée à la base b du transistor 150 et sa cathode £ connectée au point 313. les anodes a des diodes 311 et 312 sont connectées au point de jonction 313, tandis que la cathode o de la diode 311 est connectée au collecteur c du transistor 314 et la cathode ç de la diode 312 est connectée au collecteur st du transistor 319. Le commutateur 114* a la base b de son transistor 314 connectée à son basculeur associé 172 par l'intermédiaire de la diode de Zener 315, et il a sa diode 316 connectée entre le point de jonction 317 àe la diode de Zener 315 et du basculeur 172, et le collecteur c du transistor 319 du commutateur 115*. Le commutateur 114' nécessite seulement une diode de blocage parce qu'il y a seulement une prise de tension plus élevée dans le circuit primaire du transformateur 30. Le commutateur 115* a sa base b de son transistor 319 connectée au basculeur 174 par l'intermédiaire d'une diode de Zener 320. Comme ceci est la dernière prise du circuit primaire, elle ne nécessite aucune diode de blocage. Le commutateur de commande 350 est connecté à la tensioa S de la source stabilisée par l'intermédiaire-d'une diode de Zener 323 et d'une résistance 326. Comme il y a une prise supplémentaire dans le circuit secondaire, une diode de blocage 324 69 19191 2010667 est connectée au point de jonction 325 de la diode de Zener 323 et de la résistance 326 et le collecteur c du transistor 328 du commutateur 116'. Ge commutateur 116* a la "base b de son transistor 328 connectée au basculeur 176 par l'intermédiaire d'une diode de 5 Zener 329 • Comme ceci est la dernière prise du circuit secondaire, elle ne nécessite aucune diode de blocage. Dans le fonctionnement du circuit de blocage, quand le basculeur 170 a son deuxième niveau de tension, une tension supérieure à la tension de Zener de la diode 310 apparaît sur le col-10 lecteur c du transistor 181Q Ainsi, le transistor 150 "est amené à son état conducteur et le transformateur 60 fournit des signaux de commutation au système de commutation 34» le système de commande 66 du transformateur fournit également des signaux de commutation au système de commutation 40, parce que la tension sur le conduc-15 teur 190 dépasse la tension de Zener de la diode 323* Ainsi, un signal de sortie est appliqué au circuit de charge 14. Si la tension de commande ou de polarisation appliquée au conducteur 16 augmente jusqu'à un point où. le basculeur 172 est amené à son deuxième niveau de sortie, ce qui amène le transistor 314 à son état 20 conducteur, la cathode c de la diode de Zener 310 est connectée à la masse 100 par l'intermédiaire de la diode 311, du transistor conducteur 314 et du conducteur 153» Ainsi, la diode de Zener 310 ne fournit plus de commande de la base du transistor 150 et ce transistor 150 devient non conducteur, ce qui supprime l'excita-25 tion du transformateur 60. Si la tension de commande augmente jusqu'au point où le basculeur 174 est amené à son deuxième niveau de sortie, le transistor 319 devient conducteur. La cathode c de la diode de Zener 315 est connectée à la masse par l'intermédiaire de la diode 316, du transistor conducteur 319 et du conducteur 153» 30 Gomme le transistor 314 est maintenant non conducteur, il ne fournit plus de voie à la masse par l'intermédiaire de la diode 311» Cependant, la cathode de la diode de Zener 310 est maintenant connectée à la masse par l'intermédiaire de la diode 312, du transistor conducteur 319 et du conducteur 153. Donc, les deux transis» 35 tors 314 et 150 sont maintenus bloqués par le transistor 319. Si le basculeur 176 du circuit secondaire devient conducteur, le transistor de commutation 328 est dans son état conducteur, la cathode de la diode de Zener 327 est connectée à la masse 69 19191 27 2010667 100 par l'intermédiaire de la diode 324, du transistor conducteur 328 et du conducteur 153£ Ainsi, le transistor 222 devient non conducteur et le transformateur 66 n'est plus excité. Le fonctionnement de l'appareil 10' représenté sur la 5 fig. 3 sera maintenant expliqué en utilisant les courbes A à I de la fig. 4. la courbe A de la fig. 4 représente la tension 350 de la source 12 de potentiel alternatif, ayant des points de traversée par zéro vers les ordonnées négatives 351 et 353, et des points de traversée par aéro vers les ordonnées positives 352 et 10 354, et elle montre aussi le signal unidirectionnel qui apparaît sur le collecteur c du transistor 284 du circuit de commande 280. Ce signal unidirectionnel a une forme 355 qui passe de sa valeur maximale à sa valeur minimale en 356, pour 60e avant la traversée par zéro 351» puis qui augmente jusqu'à sa valeur maximal® en 357 15 à 60° avant la traversée par zéro 352, puis qui redescend jusqu'à sa valeur minimale en 358, pour 60° avant le point de traversée par zéro 353,puis qui augmente jusqu'à sa valeur maximale en 359, pour 60® avant le point de traversée zéro de la tension alternative 350 au point 354. Dans cet exemple, on supposera que le basculeur 20 170 est dans son deuxième état de sortie, la tension de commande continue 360 représentée sur la courbe B de la fig. 4 étant au-dessus de la ligne en traits interrompus 361 qui représente f l'amplitude pour laquelle le basculeur de Schmitt 170 est ramené à son premier état de sortie, la tension de commande 360 augmenta 25 graduellement, en approchant du seuil du basculeur 170 qui est représenté par la ligne en "traits interrompus 362. Quand la tension de commande 360 approche du seuil 362, elle coupe la retombée négative 363, ce qui oblige le basculeur 172 à passer de son premier état de sortie à son deuxième état de sortie au point 370, 30 comme représenté sur la courbe D de la fig. 4. les états de conduction des commutateurs associas aux basculeurs 170 et 172 répondent immédiatement, comme représenté sur les courbes 1 et 3? de la fig. 4, le commutateur 114s passant de son état non conducteur comme représenté en 373 à son état conducteur au point 374, 35 en réponse à son basculeur. 172, et le commutateur 961 passant de son état conducteur à son état non conducteur au point 377 en réponse à son circuit de blocage. Gomme représenté sur la courbe B de la fig; 4, dès que le basculeur 172 passe à son deuxième niveau 2010667 de tension, le niveau de téasion pour lequel il est ramené à son premier état de sortie tombe, comme indiqué par la ligne en traits interrompus 364. Si la tension de commande continue 360 démarre maintenant de façon à descendre suivant une rampe ou pente déterminée, elle coupe l'impulsion positive 365 produite par la partie 358 du signal unidirectionnel correspondant à la courbe A de la fig. 4, et le basculeur 172 est amené de son deuxième état de sortie 372 à son premier niveau de sortie au point 371. Cette commutation du basculeur 172 s'effectue à 60° avant 10 le poiiit de traversée par zéro 353 de la tension de la source 350. les effets de ces changements de prise sur la tension aux bornes du système de commutation alternatif 34, sur la tension aux bornes du système de commutation 36 et sur la tension aux bornes de la charge, seront maintenant examinés en se référant 15 aux courbes respectives G, H et I de la fig. 4. la tension aux bornes du système de commutation 34 est représentée sur la courbe G de la fig. 4 et, comme il est conducteur, la chute de tension est seulement égale à la chute de tension directe aux bornes de ce dispositif conducteur, la chute de tension aux bornes du sys-20 tème de commutation 36 qui est représentée sur la courbe H de la fig. 4 est la différence de tension entre les prises et TPg. Quand le changement de prise a été effectué, la tension aux bornes du système de commutation 34 inverse sa polarité en 381 et commence à suivre une sinusoïde 380 qui est déphasée de 180° par 25 rapport à la tension sinusoïdale de la source alternative, la tension aux bornes du système 36 tombe au point 385 à la chute de tension directe aux bornes du dispositif conducteur. Quand la prise connectée revient à 'ÎP^, ceci s'effectue pour un-point de traversée zéro du courant de charge, et, pour plus de simplicité, on 30 supposera que le courant de charge et la tension de charge sont en phase, même si le circuit représenté sur la fig. 3 fonctionne avec un facteur dé puissance de la charge retardé. Ainsi, au point 382 de la courbe G de la fig. 4$ la tension aux bornes du système de commutation 34 est de nouveau seulement égale à la chute de 35 tension aux bornes du dispositif conducteur et, au point 386 de la courbe H de la fig. 4, la tension aux bornes du système de commutation 36 est de nouveau égale à la différence entre les tensions sur les prises T2^ et ÏPg. 69 19191 69 19191 29 2010667 L'effet sur la tension de la charge dû à ces changements de prise est représenté sur la courbe I de la fig. 4» la tension aux bornes de la charge ayant la forme représentée en 390. Au point 391 , la tension de la charge monte au milieu de la demi-5 période négative et elle suit cette amplitude plus grande jusqu'au point 392 et à ce moment elle revient à une sinusoïde d'amplitude inférieure. Ainsi, comme dans le premier mode de réalisation de l'invention de la fig. 1, la tension de sortie est une sinusoïde sauf aux points où. un changement de prise est effee-10 tué pour augmenter la tension de sortie» et en ces points il y a une légfere augmentation de la tension. Quand on réduit la tension de sortie» tous les changements de prise sont effectués sur vin point de traversée par zéro du courant, et il ne résulte aucun changement de 1* amplitude du courant de charge dû à cette com-15 mutation. Donc, le paramètre di/dt dû à la variation du niveau de tension de sortie est faible, d'où il résulte la.génération d'une quantité négligeable d'énergie à fréquence radio. In résumé, on a décrit un appareil changeur de prise statique nouveau et perfectionné qui change les prises d'un transfor-20 mateur en réponse à l'amplitude d'une tension de commande ou de polarisation continue* La tension de sortie est toujours une sinusoïde, sauf quand un changement de prise est effectué pour augmenter la tension de sortie et il y a à ce moment un changement de la forme de cette tension de sortie» Cette variation cependant 25 crée une faible variation du courant de charge, en sorte que le coefficient di/dt est faible, ce qui engendre une énergie à fréquence radio insignifiante. Donc, dans la plupart des applications, les filtres à fréquence radio et les filtres de distorsion harmonique peuvent être éliminés. Dans certaines applications 30 particulières, un minimum de filtrage est seulement nécessaire, ce qui demande des filtres petits et de faible poids, comparés à ceux nécessaires dans un appareil de commande de puissance utilisant une commutation commandée par une phase. Bien que l'appareil selon l'invention ait été décrit à 35 l'aide de différents modes'de réalisation, il est clair que de nombreuses modifications pourraient leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention. 69 19191 30 2010667 KEVEKDIC ATIQUS. 1 • - Appareil statique changeur de prises répondant à une tension unidirectionnelle et comprenant un transformateur renfermant au moins un enroulement ayant une série de prises, une première et une deuxième bornes connectées au transformateur et à 3 une source alternative et à un circuit de charge, caractérisé par une série de commutateurs alternatifs bilatéraux connectés aux prises, au moins une desdites bornes étant connectée audit enroulement par l'intermédiaire de son commutateur alternatif bilatéral correspondant et étant sélectivement et séquentiellement connec-10 table à cet enroulement, un circuit de commande de chaque commutateur alternatif bilatéral, des détecteurs de seuils disposés de façon à détecter différentes valeurs de tension fournies par un système de commande et de façon à passer d'un premier niveau de sortie à un deuxième niveau de sortie quand leur tension de seuil 15 déterminée est atteinte, le système de commande engendrant une tension unidirectionnelle ayant une amplitude qui peut varier et étant connectée aux détecteurs de seuil, le circuit de commande de chaque commutateur alternatif bilatéral étant connectée au détecteur de seuil correspondant, en fournissant un signal de 20 commande de la base de son commutateur bilatéral correspondant quand son détecteur de seuil associé est amené à son deuxième niveau de sortie. 2. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le système de commande incorpore un régulateur en-25 gendrant une tension unidirectionnelle ayant une amplitude répondant à un paramètre déteminé à stabiliser. 3» - Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une série de détecteurs de seuils sont connectés au régulateur, et par le fait qu'un de ces détecteurs est connecté JO à chacun des dispositifs de commande, ces détecteurs étant disposés de façon à détecter une tension unidirectionnelle déterminée provenant du régulateur et à passer d'un premier niveau de sortie à un deuxième niveau de sortie pour cette tension unidirectionnelle, et à revenir à leur premier niveau de sortie quand 35 la tension unidirectionnelle tombe au-dessous d'une valeur déterminée. 69 19191 2010667 4. - Appareil selon la revendication caractérisé par le fait que l'amplitude de la tension unidirectionnelle pour laquelle chacun des détecteurs de seuil est amenée de son deuxième niveau de sortie à son premier niveau de sortie» et est infé- 5 rieure à l'amplitude pour laquelle ±1 est amené dg son premier niveau de sortie à son deuxième niveau de sortie. 5. - Appareil selon la revendication 4» caractérisé parle fait que les détecteurs de seuils peuvent être amenés de leur-premier à leur deuxième niveau de sorti® pour un point d© tra- 10 versée par zéro de la tension alternative de l'enroulement, et renferment un dispositif à retard qui retarde le début du signal de commande de chacun des dispositifs de commande d'un angle déterminé après que son détecteur de seuil correspondant a été amené à son niveau de sortie. 15 6. - Appareil selon les revendications 1 à 5» caractérisé par le fait que les détecteurs de seuils passent de leur deuxième à leur premier niveau de sortie pour une tension déterminé© inférieure à la tension déterminée pour laquelle ils passent de leur premier à leur deuxième niveau de sortie. 20 7» - Appareil selon revendications 1 à 6f caractérisé par le fait que les détecteurs de seuils sont des multivibrateurs bistables connectés suivant une configuration de basculeurs d© Schmitt, ayant une réaction positive qui augmente leur vitesse de commutation entre leurs deux niveaux de sortie» et un gain @n 25 circuit fermé supérieur à l'unité» de façon à créer une hystérésis° 8. - Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque dispositif de commande fournit des signaux de commande à son commutateur alternatif bilatéral associé quand son détecteur de seuil associé a son d@u~ 30 xième niveau de sortie, la séquence de sélection des prises étant telle que, quand chaque commutateur alternatif bilatéral supplémentaire reçoit un signal de commande ©t devient conducteur, il commute le commutateur bilatéral alternatif précédemment conduc-= teur. 69 19191 * 2010667 • 9o «■ Appareil. ealzç/wmslcations 1 et 8» caractérisé par ta circuit d® ©osBEaade renfermant un. oscillateur engendrant me toasioa raetangiîlair® ©n phase avec la tension alternative nppliq^s audit enrouleosat» sn transformateur et un commutateur 5 h transistorss ladit® tension rectangulaire étant appliquée au . transfersasteur quand son çoEssatateur à transistors associé est oondactsKP» un® diodo d® Zener connectée entre chacun des détecter© de seuils ®t sa» QO®mxk&* 11g " Appareil selon use quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le transformateur comprend 25 wa premier ®t m deuxième enroulement ayant chacun une série de • prises, les coafflEit atours alternatifs bilatéraux étant connectés aux prises du premier et du deuxième enroulement, la première borne étant cosm«©1ié© au premier e&rouXesaent par l'intermédiaire d® son. ©OEËsatatssr alternatif bUaté^sl associé, la deuxième borne 30 étant ©osa@sté© am doîssième earGulsment par l'intermédiaire de" soa coEEStsrèsas- bilatéral asseoit •