Brevet FR2028359A1 — publié le 19701009

Dans la technique dé la transmission dlénergie, on utilise en général des transformateurs de mesure pour dériver des grandeurs de mesure à partir du réseau haute tension. Pour la transmission à distance et le traitement de ces grandeurs dérivées, il est avantageux de les convertir en valeurs proportionnelles de courant continu. En particulier, il est nécessaire de former, à partir des grandeurs de courant et de tension dérivées, une valeur de mesure relative à la puissance, et de convertir celle-ci en une intensité proportionnelle de courant continu. La technique delatéUmesure a utilisé jusqu'ici à cette fin des systèmes de mesure essentiellement dynamométriques, dont le couple de torsion était équilibré par un instrument de mesure à courant continu.On a toutefois également utilisé des wattmètres statiques, par exemple sur le principe du multiplicateur de Hall. Un autre principe de multiplication est connu sous le nom de procédé de " division du temps ", proposé par exemple dans une publication de D.L.A. Barrer " A High Speed Analogue Multiplier " dans ELECTRONIC ENGINEERING, avril I963, ppF 242-245. Ce principe repose sur le fait que l'une des grandeurs qui doivent être multipliées entre elles, est mise sous forme d'impulsions au moyen d'un dispositif de commutation. La différence entre la durée des impulsions et des pauses, rapportées à la période des impulsions, est rendue proportionnelle à la seconde des grandeurs qui doivent être multipliées entre elles. La valeur moyenne dans le temps de la grandeur mise sous forme d'impulsions représente alors le produit des deux grandeurs. Par ailleurs, il a déjà été proposé d'utiliser, pour la commande du dispositif de commutation, un multivibrateur dont le rapport d'impulsions est réglé par la seconde grandeur alternative. L'invention a en particulier pour but de fournir un multiplicateur basé sur le principe de " division du temps " pour la mesure de la puissance dans la technique de la télémesure, multiplicateur qui exige un minium de composants pour une précision suffisante. Un circuit pour la multiplication de deux grandeurs électriques alternatives selon le principe de " division du temps comportant un multivibrateur à rapport d'impulsions commandé par l'une des grandeurs alternatives et un dispositif de commutation commandé par le signal de sortie du multivibrateur pour l'autre grandeur alternative, est caractérisé, selon l'invention, par le fait que cette dernière grandeur alternative est appliquée au dispositif de commutation à l'état divisé en deux grandeurs partielles égales au moyen de l'enroulement secondaire à prise centrale d'un transformateur et le produit des deux grandeurs est prélevé sur la prise. La division des grandeurs d'alimentation du primaire en deux grandeurs égales dans le secondaire permet de simplifier la structure du dispositif de commutation. A la place de contacts de commutation, on peut choisir des contacts de travail qui sont facilement réalisables par des composants électroniques, par exemple des transistors. Les extrémités du secondaire peuvent être opportunémaS connectées entre elles par des diodes polarisées en sens inverses et montées en série. Cette disposition sert à limiter les surintensités. En outre, chaque extrémité de l'enroulement est connec tée au circuit émetteur-collecteur d'un transistor de commutation. Avantageusement, l'autre grandeur alternative est elle aussi divisée en deux grandeurs partielles égales au moyen du secondaire à prise centrale d'un transformateur. Chaque extrémité de cet enroulement est raccordée à la connexion de base. d'un transistor dans le circuit de l'émetteur duquel est ùxter calée une résistance et dont le collecteur est connecté à l'une des bornes de commande du multivibrateur. Sur la prise du secondaire peut être appliquée une tension de référence, à titre de tension dite d'impulsion. Les connexions de base sont opportunément reliées entre elles par l'intermédiaire d'une résistance. Pour compenser l'erreur de phase du transformateur, on utilise des condensateurs montés aux points appropries, par exemple en parallèle avec les secondaires. Le montage selon l'invention est utilisable de divises manières en vue de la sommation ou de la soustraction des puissances de différents réseaux ou de plusieurs phases d'un réseau. Les sorties des dispositifs de commutation sont alors connectées à un dispositif amplificateur commun. L'invention va être expliquée plus en détail avec référence au dessin qui représente à titre d'exemple une forme de réalisation du montage pour la mesure de la puissance. Un courant I est appliqué au primaire d'un transformateur d'intensité Wl. Le secondaire du transformateur d'in tensité W1 comporte une prise centrale et est connecté à la masse par l'intermédiaire d'une résistance R1. Une chute de tension qui est proportionnelle à la puissance à mesurer se produit aux bornes de la résistance Ri. Les extrémités du secondaire du transformateur W1 sont connectées aux émetteurs de transistors de commutation Tr7 et Tr8 dont les collecteurs sont reliés à la masse. Les extrémités de l'enroulement sont en outre reliées entre elles au moyen de deux diodes Zener Z3 et Z4 qui servent de protection contre les surintensités.Un condensateur C2 est également monté entre les extrémités de l'enroulement. I1 fait partie d'un dispositif pour la correction de phase du transformateur d'intensité. Deux résistances non désignées par des lettres de référence et montées aux bornes du secondaire du transformateur d t intensité W1, servent à la production d'une tension réglable dans certaines limites. Les bases du transistor de commutation Tr7 et Tr8 sont commandées par des transistors amplificateurs Tr5 et Tr6. Les transistors amplificateurs Tr5 et Tr6 asplifient les signaux de sortie d'un multivibrateur constitué par des transistors Trl et Tr2, signaux qui parviennent à leurs bases par des résistances R2' et R3'.Des résistances de travail R2 et R3 du multivibrateur relient les transistors Trl et Tr2 à une tension de service positive + Ug. La même tension est en outre appliquée par l'intermédiaire d'une résistance R7 aux transistors amplificateurs Tr5 et Tr6. La connexion de base de chacun des transistors Trl et Tr2 est reliée, par l'intermédiaire de la diode Zener Z1 ou Z2, au collecteur de l'autre transistor. En outre, les bases sont mises à la masse par l'intermédiaire de deux résistances qui n'ont pas été désignées par des lettres de référence. Les émetteurs des transistors Trl et Tr2 du multivibrateur sont connectés entre eux par l'intermédiaire d'un condensateur C. Le multivibrateur est du type à émetteurs couplés. Son rapport d'impulsions est réglé par les courants d'émetteur I1 et I2. On suppose qu'à un instant donné le transistor Trl soit conducteur et le transistor Tr2 soit bloqué. Le courant I1 et I2 traverse alors le transistor Trl et la résistance R2'. Dans ces conditions, le condensateur C est chargé par le courant 12. Lorsque le potentiel de l'émetteur du transistor Tr2 atteint le potentiel de sa base, le transistor Tr2 devient conducteur. A ce moment, la chute de tension qui se produit aux bornes des résistances R3 et R3' bloque le transistor Trl et le courant de somne I1, I2 parcourt le transistor Tr2 et la résistance R3'. Dans ces conditions, le condensateur C est déchargé par le courant I1. Lorsque les tensions d'émetteur et de base de Trl sont de nouveau approximativement égales, le processus de basculement intervient. Les courants I1 et I2 des transistors Trl et Tr2 du multivibrateur sont commandés respectivement par des transistors Tr3 et Tr4. A cette fin, les émetteurs des transistors du multivibrateur sont connectés aux collecteurs correspondants des transistors Tr3 et Tr4. Les émetteurs des transistors Tr3 et Tr4 sont reliés par les résistances d'émetteur R4 ou R5, à une tension de service négative - Ug, à laquelle sont aussi reliées les rEsistances de collecteur des transistors amplificateurs Tr5 et Tr6. Les bases des deux transistors Tr3 et Tr4 sont reliées entre elles par une résistance R8. Aux deux bases sont en outre raccordées les extrémités du secondaire d'un second transformateur W2 dont le primaire reçoit une tension U.Dans le but de réduire L'encombrement, le transformateur est également réalisé sous forme de transformateur d'intensité. Son primaire est alimenté par l'intermédiaire d'une résistance Rv avec un courant dérivé de la tension U. Au moyen de la résistance Rv, une modification simple de la gamne de mesure est également possible. La tension base-émetteur des transistors Tr3 et Tr4 peut étire différente de zéro, sans outil survienne de ce fait une erreur de linéarité, pourvu seulement que 1esdeux tensions base-émetteur soient égales. Elles peuvent être alors considérées comne une partie d'une tension de déclenchement ou de référence V et il en est donc tenu compte lors du choix de cette tension de référence. L'allure de cette tension de référence, en fonction de la température, sera opportunément choisie de telle sorte qu'elle compense llallure en fonction de la température, des tensions baseémetteur des transistors Tr3 et Tr4. Les résistances d'émetteur R4 et R5 n'ont pas besoin d'être égales, étant donné que lors de la commande des transistors Tr3 et Tr4 par tension alternative, les erreurs dans l'une des demi-ondes sont compensées par des erreurs de même grandeur dans l'autre demi-onde. La correction - de phase de l'amplificateur W2 est effectuée B l'aide d'un condensateur C1 monté en parafléle avec le secondaire. fl est du reste bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrite ci-dessus, en référence au dessin annexé, a été donné W titre pure ment indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses w difications peu vent être apportées sans qui l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente inves- tien. R E V E N 6 -I C A T I O N S 1 - Montage pour la multiplication de deux grandeurs alternatives électriques selon le principe de la " division du Temps ", avec un multivibrateur à rapport d'impulsion commandé par l'une des grandeurs alternatives et avec un dispositif de commutation commandé par le signal de sortie du multivibrateur pour l'autre grandeur alternative, caractérisé par le fait que cette dernière grandeur alternative est appliquée au dispositif de commutation à l'état divisé en deux grandeurs partielles égales au moyen de l'enroulement secondaire à prise centrale d'un transformateur et que le produit des deux grandeurs est prélevé sur la prise 2 - Montage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les extrémités du secondaire du transformateur sont reliées entre elles par des diodes Zener montées en série en sens opposés et sont connectées chacune au circuit 8mettEur-co-llecteur d'un transistor de commutation 3 - Montage pour la multiplication de deux grandeurs alternatives électriques suivant le principe de la"division du Temps ", avec un multivibrateur à rapport d'impulsion commandé par l'une des grandeurs alternatives et avec un dispositif de commutation commandé par le signal de sortie du multivibrateur pour vautre grandeur alternative, caractérisé par le fait que la grandeur alternative qui commande le multivibrateur est divisée en deux grandeurs partielles égales au moyen du secondaire à prise centrale d'un transformateur, chacune des extrémités de l'enroulement étant connectée à la base d'un transistor dans le circuit de émetteur duquel est intercalée une résistance et dont le collecteur est raccordé à l'une des bornes de commande du multivibrateur, et la prise du secondaire du transformateur étant reliée à une tension de référence 4 - Montage suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que les bases des transistors sont connectées entre elles au moyen d'une résistance 5 - Montage suivant la revendication I ou l'une des suivantes, caractérisé par le fait que des condensateurs sont utilisés pour la compensation des erreurs de phase des transformateurs 6 - Montage suivant la revendication l ou l'une quelconque des revendications suivantes, caractérisé par le fait que plusieurs montages sont connectés à un dispositif amplificateur commun en vue de la somnation ou de la soustraction des puissances de différents réseaux ou de plusieurs phases d'un réseau 7 - Montage suivant les revendications I et 3, caractérisé par le fait que la grandeur alternative qui commande le multivibrateur est divisée en deux grandeurs partielles égales au moyen du secondaire à prise centrale d'un transformateur, chacune des extrémités de l'enroulement étant connectée à la jonction de base d'un transistor dans le circuit de l'émetteur duquel est intercalée une résistance et dont le collecteur est raccordé à l'une des bornes de commande du multivibrateur, la prise du secondaire du transformateur étant reliée à une tension de référence, et par le fait que la seconde grandeur alternative est appliquée au dispositif de commutation à l'état divisé en deux grandeurs partielles égales au moyen du secondaire à prise centrale d'un transformateur, le produit des deux grandeurs étant prélevé sur cette prise centrale.