Brevet FR2204067A1 — publié le 19740517

La présente invention se rapporte à un montage pour engendrer une tension continue dépendant du courant réactif dans un réseau alternatif monophasé ou polyphasé, qui joue le rôle de valeur d'indication ou grandeur de mesure pour la régulation de la tension d'un générateur, dans le cas d'une charge inductive variable. On a besoin de montages de ce type, lorsque plusieurs générateurs alternatifs sont montés en parallèle. On risque, dans ce cas, de surcharger thermiquement les générateurs par une répartition variable de la puissance réactive sur laquelle on ne peut, contrairement à la répartition de la puissance active, agir par l'intermédiaire du couple moteur. On y remédie par une ca ractéristique de charge réactive faible, ce que l'on appelle la charge statique; lorsque le courant réactif augmente, un circuit de régulation réduit le courant réactif, pour que la puissance réactive fournie reste dans des limites admissibles. L'attaque a lieu par l'intermédiaire du régulateur de tension du générateur. Dans un montage connu de ce type, on ajoute vectoriellement à la valeur réelle de la tension du générateur une tension proportionnelle au courant de charge, de façon qu'en prédominance la fraction réactive du courant de charge seule déclenche une correction allant dans le sens d'une diminution de l'excitation. Pour l'addition vectorielle, il faut remplir deux conditions : 1.- les tensions à additionner doivent être du même ordre de grandeur, et 2.- Les deux tensions doivent avoir entre elles un déphasage déterminé. Dans l'agencement connu, on y parvient par une transformation triphasée de la tension du générateur, au faible niveau de la tension proportionnelle au courant de charge, et par addition de cette tension proportionnelle au courant de charge. Ensuite, on redresse la tension résultante et on en tire une valeur réelle de la tension du générateur. On obtent le déphasage mutuel au moyen d'un montage étoile-triangle, lors de la transformation.L'inconvénient de cette solution réside dans l'encom- brement élevé nécessaire pour la transformation triphasée, par rapport au volume de l'ensemble du régulateur, dans la rotation de phase nécessaire lors de l'addition des tensions, et dans le fait que, même dans le cas d'une charge active pure, il suosiste encore une influence finale de la charge statique, à cause de l'addition vectorielle dissymétrique effectuée de façon seulement monophasée, pour des raisons économiques. L'invention a pour objet de réaliser un montage du type précité, ne comportant pas les inconvénients cités et engendrant une tension dépendant de l'amplitude et de la phase, destinée a réguler la tension du générateur et à protéger le générateur contre les surintensités dues à la charge réactive. On y parvient, selon l'invention, au moyen d'un circuit porte comprenant un amplificateur à tension continue, en comparant au point de sommation d'entrée une tension proportionnelle à la charge engendrée par un transformateur d'intensité à résistance à une tension de phase prélevée directement sur le générateur, de façon que, lorsque les deux tensions à comparer ont la même phase, c'est-à-dire dans le cas d'une charge active, l'amplificateur à tension continue présente la valeur de sortie zéro et lorsque les deux tensions à comparer sont déphasées, c'est-à-dire en cas de charge inductive, il présente une valeur de sortie qui augmente lorsque le déphasage augmente. Avantageusement, les tensions amenées au point de sommation de l'amplificateur à tension continue sont produites par le courant de charge et la tension aux bornes d'une phase du générateur, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de procéder à une transformation triphasée de la tension du générateur et que, comme la tension aux bornes du générateur est envoyée directement, par une résistance série, au point de sommation, on évite un transformateur à trois phases. Un mode d'exécution avantageux de l'invention est caractérisé en ce qu'une diode est montée entre le point de sommation de l'amplificateur à tension continue et sa sortie, la cathode de cette diode étant reliée à la borne de sortie de l'amlificateur, en ce qu'une diode est intercalée entre la borne de sortie de l'amplificateur et la borne-de sortie/montage, l'anode de cette diode étant reliée à la borne de sortie de l'amplificateur, en ce qu'un condensateur ou une résistance est montée dans chaque cas entre le point de sommation et la borne de sortie du montage, et en ce que des diodes sont montées en opposition entre les bornes d'entrée de l'amplificateur à tension continue, pour assurer une protection contre les surcharges. Selon un autre mode d'exécution, également avantageux, de l'invention, la borne de la tension entre phases est reliée par une résistance à la base d'un transistor dont l'émetteur est relié au point de sommation de l'amplificateur à tension continue et est relié, par une résistance, à la borne d'entrée du montage, pour le branchement de la tension proportionnelle à la charge, et dont le collecteur est relié par une résistance au poule d'une source de tension continue d'alimentation. Ainsi, la tension du générateur n'est pas appliquée directement par la résistance à l'entrée de l'amplificateur, de sorte que la dissipation dans la résistance série est réduite du facteur d'amplification de courant du transistor. La description détaillée qui va suivre, et les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins annexés: La figure,1 représente un circuit de régulation, destiné à régler la tension d'un générateur; La figure 2 représente un exemple d'exécution de l'invention; La figure 3 représente un second exemple d'exécution de l'invention; La figure 4a représente l'allure de la tension et du courant, pour une charge active, et l'allure de la tension qui en résulte à la sortie du montage; La figure 4b représente l'allure de la tension et du courant dans le générateur pour une charge réactive faible, et l'allure du courant et de la tension qui en résulte à la sortie du montage. Des composants identiques ou des composants jouant le même rôle sont désignés de la même façon. Le circuit de régulation représenté sur la figure 1 doit régler la tension du générateur dépendant de l'excitation, en fonction de la tension aux bornes du générateur et du déphasage dépendant de la charge.On introduit dans ce but une valeur prescrite us qui agit, par l'intermédiaire d'un régulateur proportionnel et intégral 1, sur le courant d'excitation, qui provoque sur le trajet 2 une tension dont la valeur est ramenée d'une part, par l'intermédiaire de I'organe de mesure 11, au noeud 5 à l'entrée du circuit de régulation, mais est transmise, d'autre part, à l'entrée 6 d'un montage 4 qui compare la tension présente à la borne 6 avec la tension engendrée par l'instrvment de mesure 3 qui dépend du courant de charge, appliquée à la borne 7 du montage 4. lorsque le déphasage auente, le montage s engendre une tension crois- sante qui produit une diminution du courant d'excitation. On va décrire à présent avec davantage de détails la réa libation du montage 4 représenté sur la figure 1, en regard des figures 2 et 3. Dans le montage conforme à la figure 2, la borne 6 est reliée, par une diode D5 et une résistance Ri, au point de sommation 1C de l'amplificateur à tension continue Al. La seconde borne 7 est reliée, par la résistance R2, au point de sommation 10. Entre le point de sommation 10 et la borne de sortie 9 de l'amplificateur Al est intercalée la diode Dl à laquelle la diode D2 se raccorde, en direction de la borne de sortie 8 du montage 4. Entre le point de sommation 10 et la borne de sortie 8 du montage sont intercalés, en outre, le condensateur C et la résistance R3. le -montage selon la figure 2 fonctionne, eu égard au circuit de régulation selon la figure 1, de la façon suivante. le générateur 2 fournit une tension à ses bornes proportionnelle à l'excitation; une phase quelconque est mise en liaison avec la borne 6 du montage 4; le courant correspondant est transformé, par l'intermédiaire du dispositif de mesure 3, en une tension proportionnelle et transmis en opposition de phase à la borne 7 du montage 4. A cause du montage des diodes D1 et D2, l'amplificateur Al ne peut être mis en action que dans le sens positif, et seulement lorsque la somme des courants il + i2 est inférieure à zéro. Si les tensions U6 sur la borne 6 et U7 sur la borne 7 sont de même phase (figure 4a), le générateur ne délivre qu'une charge active, et ainsi la tension du générateur. positive redressée U6 prédomine dans la première demi-période. Dans la seconde demi-période, U6 est nulle, mais U7 est positive, c'est-à-dire que la somme il + i2 est toujours positive, et la sortie U8 de l'amplificateur est donc nulle. Il en va différemment, lorsqu'il apparaît un déphasage entre les tensions U6 et U7. Dans la première demi-période de U6 (figure 4b), comme précédemment, c'est U6 qui prédomine et la sortie U8 de l'amplificateur reste nulle. Dans la seconde demi période, il apparaît cependant alors une intégrale tension-temps négative entre tl et t2, dont la grandeur dépend de l'angle de phase et de l'amplitude du courant et attaque dans le sens positif l'amplificateur Al. il apparaît à la sortie 8 une série d'impulsions qui sont filtrées par le condensateur C pour prendre la forme de tension représentée sur la figure 4b. Cette tension est amenée au point 5 de l'entrée du circuit de régulation (figure 1) et elle produit une diminution de l'excitation du générateur, en fonction du déphasage entre la tension de phase et le courant de charge de la phase, ainsi que de l'intensité du courant lui-meme. Dans le montage selon la figure 3, la diode D5 est remplacée par un transistor T1, ce qui augmente la résistance série R1 du facteur d'amplification en courant B du transistor T1 et diminue dans la même mesure la puissance dissipée sur R1. la diode D6 protège le transistor de la contrainte de tension négative, les diodes D3 et D4 protègent l'amplificateur Âl contre une tension d'entrée inadmissible. Les avantages obtenus par l'invention consistent en ce que, grâce au branchement direct de la tension de phase, il n'y a pas lieu de prévoir de transformation triphasée; par conséquent, on peut choisir une réalisation sans fer, dont le volume est beaucoup plus petit que celui du montage connu; en outre, il n'est plus nécessaire d'effectuer une rotation de phase artificielle pour additionner les tensions dépendant du courant réactif engendrées, pour former la valeur réelle de la tension du générateur. La tension statique a la valeur nulle, pour une charge purement active. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1.- Montage pour produire une tension continue dépendant du courant réactif dans un réseau alternatif monophasé ou polyphasé, qui constitue une valeur d'indicaticn ou une grandeur de mesure pour la régulation de la tension d'un générateur, lorsque la charge réactive inductive varie, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit-porte comprenant un amplificateur à tension continue (AI), une tension proportionnelle à la charge, engen durée par un transformateur de courant à résistance, étant comparée, au point de sommation d'entrée 10 avec une tension de phase prélevée directement sur le générateur, de façon que, lorsque les deux tensions à comparer ont la meme phase', c'est-à-dire lorsque la charge est active, la valeur de sortie de l'amplificateur à tension continue (Al) soit nulle et que, lorsque les deux tensions à comparer sont déphasées, c'est-à-dire lorsque la charge est inductive, cet amplificateur présente une valeur de sortie augmentant avec le déphasage. 2.- Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tensions à comparer, amenées au point de sommation d'entrée 10, sont constituées par le courant de charge et la tension entre les bornes d'une phase du générateur. 3.- Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la borne 6 sur laquelle est appliquée la tension de phase du générateur est reliée directement, par une résistance série R1, à la borne de l'amplificateur à tension continue Al conduisant au point de sommation d'entrée 10. 4.- Montage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'entre la borne 6 de l'amplificateur à tension continue Al rattachée à la tension du générateur et le point de sommation d'entrée 10 est interposéune diode D5 montée dans le sens direct. 5.- Montage selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'entre le point de sommation d'entrée 10 de l'amplificateur à tension continue AI et sa sortie 9 est montée une diode D1, la cathode de cette diode étant reliée à la borne de sortie 9 de l'amplificateur, en ce qu'une diode D2 est intercalée entre la borne de sortie 9 de l'amplificateur et la bore de sortie 8 du montage, l'anode de cette diode étant reliée à la borne de sorti 9 de l'amplificateur, en ce qu'un condensateur C et une résistance R3 sont respectivement intercalés entre le point de sommation d'entrée 10 et la berne de sortie 8 du montage, et en ce que deux diodes (D3, D4) montées en opposition sont branehées entre les bornes de sortie de l'amplificateur à tension continue Al pour assurer une protection contre les surcharges. 6.- Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la borne 6 du montage est reliée, pour le branchement de la tension de phase du générateur, par l'intermédiaire d'une résistance R1, à la base d'un transistor T1 dont l'émetteur est relié au point de sommation d'entrée 10 de l'amplificateur à tension continue Al et, par une résistance R2, à la borne 7 du montage, pour le branchement de la tension proportionnelle au courant de charge, et dont le collecteur est relié, par une résistance R4, au polie U9 d'une alimentation continue 7.- Montage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la connexion de base est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une diode de protection D6 branchée dans le sens de blocage.