Brevet FR2037048A1 — publié le 19701231

L'invention se rapporte à un commutateur à gradins pour transformateurs réglables, composé d'un commutateur en charge et d'un sélecteur à gradins avec des contacts fixes et mobiles qui sont l'un en dessous de l'autre dans deux plans de cominutation par phase. De préférence ce commutateur à gradins convient pour les transformateurs réglables triphasés, commutateur dans lequel les contacts de sélecteur des différentes phases sont disposés l'un en dessous de l'autre. Dans les commutateurs à gradins de ce genre le point neutre ou la dérivation du transformateur réglable se trouve dans le commutateur en charge du commutateur à gradins, de sorte que les contacts de commutateur en charge sont constamment parcourus par tout le courant de charge, surtout aussi dans la positionrde repos du commutateur à gradins qui comme on le sait est ae lolos la plus longue position de commutation du commutateur à gradins. Dans le cas de charge assez élevées il est donc prévu sur le commutateur en charge des contacts principaux permanents qui reçoivent le courant de charge dans la position de repos du commutateur à gradins.Les contacts de commutation ou les contacts principaux permanents du commutateur en charge doivent être consti- tuée de façon correspondante à cette charge, c'est-b-dire être exécutées de façon forte correspondante. En outre, dans les commutateurs à gradins de ce genre, le commutateur en charge dans la position de repos se trouve à chaque fois entre la prise branchée et la prise présélectionné. de l'enroulement du transformateur. Il en résulte qu'entre les contacts fermés et les contacts ouverts du commutateur en charge, il s'établit normalement la tension d'étage. Mais, dans des cas de commutation spéciaux, il s'établit des tensions de choc considérables qui rendent nécessaire de prévoir une construction à l'épreuvede la tension da commutateur en charge pour des tensions relativement élevées.Cela est également lié à une dépense correspondante Pour éviter cela on a déjà proposé d'appliquer à chaque fois aux contactswde commutation du commutateur en charge se trouvant dans la position de repos le potentiel de l'étage. commuté du.aélectaur à gradins. Dans la présente invention se pose le problème de mettre complètement hors de fonctionnement le commu- tâteur an chnrnt d'un commutateur à gradins dans la position de repos,d. telle -sorte qu'il ne soit, ni parcouru par le courant, ni que des tensions différentes ne soient appliquées à ses contacts. Suivant l'invention cela est obtenu en ce que, dans la position de repos du commutateur à gradins, les contacts mobiles du secteur sont reliés entre eux ou entre eux et dans une dérivation commune, de sorte que dans la position de repos le point neutre ou la dérivation du transformateur réglable se trouve dans le sélecteur à gradins, le commutateur en charge n'étant plus sollicité électriquement. Pratiquement les contacts mobiles du sélecteur sont constitués sous forme de ponts de contacts et sont munis en plus de contacts demo.ntage qui s'appliquent à cha- que fois en faisant contact sur les contacts dé sélecteur mobiles voisins dans la position de repos du sélecteur à gradins.Si,au lieu d'un point isolé, il faut admettre. une charge du point neutre, il peùt titre prévu un nombre de contacts de montage correspondant au nombre de contacta fixesdu sélecteur se trouvant dans un plan de commutation et qui sont reliés à la dérivation du point neutre0 Par cette disposition du commutateur à gradins suivant l'invention, on obtient que le commutateur en charge dans la position de repos n'est soumis en aucune façon à des charges de courant, de sorte que ,nOme en cas de charges assez élevées,ltemploi de contacts principaux permanents est superflu. Egalement, sur les contacts. du commutateur en charge, il ne peut pas se produire de tensions différentes.En conséquence, le commutateur en charge. peut entre exécuté de façon plus simple cor- respondante. En outre, il est encore avantageux que les lignes de Jonction entre le commutateur en charge et le sélecteur à gradins et les bagues de prise de courant pour les contacts mobiles du sélecteur dans la position de repos du commutateur de courant st sans charge de courant. Les contacts du commutateur en charge ainsi que les bagues de prise de courant et les lignes de Jonctiqn,qui ne sont soumis au courant et àla tension que pendant le temps de commutation relativement court,peuvent donc titre étudiés pour cette charge momentanée,ce qui représente une simplication sensible.Il faut encore tenir compte aussi de ce que les contacts de montage exercent sur les contacts mobiles du sélecteur une pression de contact supplémentaire,de sorte que les les sorts de contact de ceux-ci peuvent être constitués de façon plus faible correspondante et par conséquent leur montée sur les contacts fixes du sélecteur nécessite moins de force. En outre une révision du commutateur en charge peut avoir lieu sans que le commutateur à gradins doive entre mis hors service pendant le temps de la révision. Cela n'était possible antérieurement que par l'insertion-d'ùn dispositif 'de point neutre rigide qui devient ainsi superflu. La disposition du commutateur à gradins convient particulièrement pour les transformateurs réglables triphasés. De plus, le sélecteur à gradins peut être exécuté avec un point neutre non chargeable ou bien avec un point neutre chargeable, une liaison avec la dérivation du point neutre étant établie par les bagues de contact. Dans le cas d'une exécution monophasée du sélecteur à gradins ,les deux bagues de contact sont absolument nécessaires comme dérivation. Pour augmenter le courant de service, dans les commutateurs monophasés, les secteurs des commutateurs en charge triphasés sont souvent branchés en parallèle, la division du courant étant imposée par des bobines d'induction enroulées en bifilaire. Dans l'exécution du commutateur à gradins suivant l'invention, de telles bobines de division de courant sont sans charge à l'état de repos, de sorte que la perte ohmique fixe de puissance est réduite et que les bobines d'induction peuvent titre dimensionnées pour le service momentané. Un commutateur a gradins triphasé conforme à l'invention est représenté,à titre d'exemple non limita tif,sur les figures ci-Jointes, dans lesquelles s - la figure 1 est une représentation schématiqueKdes contacts du sélecteur en coupe longitudinale avec un commutateur en charge, - la figure 2 représente les deux plans du sélecteur à gradins d'une phase avec les raccordements à l'enroulement de réglage du transformateur, - Ja figure 3 représente la bague de contact supérieure vue du dessous à échelle réduite, - la figure 4 représente la bague de contact inférieure vue du dessus à échelle réduite. Le commutateur en charge L est exécuté sous forme de commutateur en charge triphasé avec des contacts fixes 21 et des contacts mobiles 22 disposés en forme de secteur, ces derniers pouvant btre commutés par un disque excentrique 23. Le repère 24 désigne les résistances ohmiques de commutation. Le sélecteur à gradins St est également exécuté en triphasé avec les phases U, V, W. Ses contacts fixes 1, 3, 5, 7, 9, il et 2, 4, 6, 8, 10, 12, qui sont disposés sous forme de contacts de rang impair et de contact de rang pair dans deux plans de commutation,l'un en-dessous de l'autre, sont reliés aux prises correspondantes 1 à 12 de l'enroulement de réglage 31 du transformateur Te Entre les contacts fixes 1, 32 5 ... ou 2, 4, 6 ... et les bagues de prise de courant 32 fixées sur une colonne de sélecteur non représentée sont prévus comme liaison les contacts mobiles du sélecteur exécutés sous forme de ponts de contact 33 qui sont entraînés pas à pas d'une façon connue par un mécanisme à croix de Malte.La cinématique du sélecteur à gradins et du commutateur en charge est,d'une façon générale, connue. Les ponts de contact 33 sont munis en plus de contacts de montage 34 qui s'appliquent à chaque fois en faisant contact sur les ponts de contact mobiles voisin8 dans la position de repos du sélecteur à gradins 8t. Cette position des ponts de contact superposés dans la position de repos du sélecteur à'gradins est obtenue en ce que chaque pas de pré-sélec- tion des ponts de commutation est subdivisé en deux demi-pas. Par cette liaison des~contact8 mobiles 33 du sélecteur par les contacts de montage 34. dans l'exécution triphasée du sélecteur à gradins dans l'exemple de réalisation considéré on a le point neutre du commutateur à gradins dans le sélecteur à gradins St, le commutateur en charge L étant déchargé de courant.En outre, la mSme tension est appliquée sur les contacts de commutation fermés ainsi que sur les contacts de commutation ouverts 21, 22 du commutateur en charge L. Si au lieu d'un point neutre isolé, comme décrit, il faut admettre une charge du point neutre, une dérivation doit se faire par les contacts du sélecteur. Cela se produit en ce qu'au contact mobile du sélecteur 33 le plus haut et en-dessous du contact mobile 33 du sélecteur le plus bas est disposée,à chaque fois, une bague de contact fixe 35 ou36 munie de contacts de montage 34t e De plus, le nombre des contacts de montage 34' corres pond à chaque fois au nombre des contacts fixes 1, 3, 5 ... ou 2, 4, 6 ... d'un plan de commutation. Les contacts de montage 34' sont en outre distribués sur les bagues de contact 35, 36 de telle sorte que dans chaque position de contact ils relient alternativement à la dérivation Y les contacts mobiles de sélecteur 33 pour les contacts fixes de rang impair 1, 2, 3 5 et pour les contacts fixes de rang pair 2, 4, 6 ... Le point neutre relié à la dérivation Y se trouve aussi danss ce cas dans le sélecteur à gradins et décharge ainsi le commutateur en charge. Le montage du sélecteur à gradins St dans l'exemple de réalisation considéré, -dans lequel les contacts de sélecteur de rang impair et les contacts de sélecteur de rang pair sont disposés l1un en dessous de l'autre dans deux plans de commutation par phase, correspond au genre de sélecteur à gra din employé le plus souvent. Cependant l'invention convient aussi de la même façon pour un sélecteur à gradins dans lequel les deux contact s mobiles 33 du sélecteur par phase se trouvent dans la position de gradins sur le même contact fixe (par exemple 7) et sont conducteurs de courant. Ce montage est employé pour doubler l'in- tensité du courant. Tous les contacts doublés disposes de façon fixe sont de plus montés dans un plan de contact.En outre, ce n'est qu'entre les phases U,V,W, que les contacts de montage 34 sont placés sur les contacts mobiles 93 du sélecteur pour obtenir un point neutre dans le sélecteur. Le commutateur en charge L est relié aux bagues de prise de courant 32 par l'intermédiaire de lignes de jonction 41. De même, il y a une ligure de jonction 42 entre la bague excentrique 23 et la dérivation Tv Pendant le temps de commutation, très court, du commutateur en charge, le courant de service est refoulé du point neutre fixe du sélecteur au point neutre auxi liaire du commutateur en charge.La tension de commatation ainsi produite peut cependant tre maintenue faible par un dimensionnement approprié et un déplacement des lignes de jonction 41. Dans l'exécution monophasée du commutateur à gradins, une dérivation in courant doit Be faire par les ponts de contact 33 par exemple de la phase U, c'est-à-dire qu'au-dessus du pont de commutation 33 pour les contacts d'ordre impair 1, 3, 5 ... et en-dessous du pont de commutation 33 pour les contacts d'ordre pair 2, 4, 6 ... il faut prévoir à chaque fois une bague de contact 35 ou 36, reliée à la dérivation Ys Bien entendu l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et repré senté , à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de ltin- vention. REVENDICATIONS 10) Commutateur à gradins pour transformateurs réglables9 composé d'un commutateur en charge et d'un sélecteur à gradins séparé avec des contacts de sélecteur fixes et mobiles qui sont disposés l'un enQdessous de l'autre dans deux plans de commutation par phase, commutateur caractérisé en ce que, dans la position de repos du commutateur à gradins, les contacts mobiles du sélecteur sont reliés éntre eux ou entre eux et avec une dérivation communeode sorte que ,dans la position de repos* le point neutre ou la dérivation d'un transformateur réglable se trouve dans le sélecteur à gradins, le. commutateur en charge n'étant plus sollicité électriquement. 20) Commutateur à gradins suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les contacts mobiles du séîecteur.conetitués sous forme deAponts de contact sont munis en plus de contactede montage qui s'appliquent chaque fois en faisant contact sur le contact de sélecteur mobile voisin dans la position de repos du sélecteur à. gradins. 30) Commutateur à gradins suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'au dessus du contact de sélecteur mobile supérieur et en dessous du contact de.séleteur.mobile iniérieur, il est prévu à chaque fois une bague de contact fixe présentant un nombre de contacts de sé lecteur fixes se trouvant dans un plan de commutation, correspondant au nonbre de contacts de montage qui sont reliés à la dérivation du point neutre.