Brevet FR2232823A1 — publié le 19750103

La présente invention concerne un montage pour commutateur de changeurs de prises en charge de transformateurs de réglage, comportant deux branches de courant identiques pour commuter la charge sans coupure, d'une prise à l'autre, chaque branche de courant comportant deux points de commutation principaux et un point de commutation auxiliaire, les points de commutation principaux comportant deux résistances partielles, identiques, en parallèle, que l'on peut couper par l'intermédiaire des points de commutation auxiliaires, après l'ouverture des points de commutation principaux. De tels montages sont déjà décrits dans le brevet allemand N 1 220 034 La puissance de commutation de tels montages est limitée s'ils ne comportent pas des moyens particuliers, généralement onéraux, pour éteindre les arcs électriques. Dans le cas de puissances de commutation importantes, rendues nécessaires par les unités dimensionnées de façon toujours plus importante des transformateurs de réglage et donc des puissances nominales des prises, qui augmentent de plus en plus, on utilise de préférence des changeurs de prise en charge a coupures multiples, tant au niveau des points de commutation principaux qu'au niveau des points de commutation auxiliaires (communications techniques AEG-TELEFUNKEN 60 (1970) 3, page 185).Toutefois cela signifie du fait du plus grand nombre de points de coupure, ces dispositifs ne peuvent plus se monter dans un même plan de cylindre dans le cas de commutateurs cylindriques, car le diamètre du cylindre devien drait trop grand. En outre, les multiples points de coupure demandent en plis d'un moyen d'entraînement onéraux, également des moyens de commande de la tension de réapparition au niveau des divers poits de commutation, pour arriver à une répartition au.i reguiiére que possible de la tension de réapparition. La présente invention a pour but de c reer 'in montage permet tant de commuter des puissances élevées, e t qui ne nécessite que trois points de commutation par branche de courant. A cet effet. I invention concerne un @ontage du @@p@ ci-dessus, montage t , t,' t' c a rac t c'r st en t. e que les points de commutation principaux et les points de commutation auxiliaires d'une branche de courant sont montés en série, les points de commutation principaux de la branche de courant qui est conductrice étant commandés successivement dans le. temps de façon que le point de commutation principal le plus proche de la prise s'ouvre en premier lieu et que la branche de courant qui reçoit le courant ferme en dernier lieu le point de commutation auxiliaire Dans ce cas, de façon avantageuse, chaque point de commutation est réalisé sous forme de point de coupure double, comportant un pont de commutation mobile. Le montage de commutatlon selon l'invention convient de façon particulièrement avantageuse pour le montage en parallèle de deux chemins de commutation identiques, dont les points de commutation parallèles sont couplés mécaniquement pour être actionnés pratiquement simultanément Les avantages de l'invention sont les suivants La puissance de commutation peut être augmentée considérablement par rapport aux autres montages de commutation ne comportant que trois points de commutation. Du fait du branchement par prises de la résistance, dans l'ordre indiqué, on assure que les points de commutation,qui sont sollicités par des arcs électriques, se trouvent pratiquement à la tension de sortie, c'est-à-dire que ces points ne sont pas sollicités en tension par rapport aux parties inactives du commutateur qui se trouvent également à la tension de sortie Le principe d'une coupure multiple reste maintenu toutefois, il n'est pas nécessaire d'envisager des moyens particuliers pour la commande en tension, car cette commande se fait au niveau des points de commutation principaux où elle est assurée par les résistances de passage, et au niveau des points de commutation auxiliaires, intervient uniquement la tension des prises souks forme de tension de réapparition, et non la somme de la tension des prises et de la chute de tension sur les résistances de passage En outre, le point de commutation auxiliaire ne coupe que le courant d'équilibre et non la somme du courant d'équilibre et de la moitié du courant de charge, car a fermeture du poitit de commutation auxiliaire dans la branche qui reçoit le courant, laisse passer tout le courant de charge dans cette branché. Comme dans le cas d'un commutateur cylindrique, tous les points de commutation peuvent se trouver dans un seul plan avec un cylindre dont le diamètre extérieur reste acceptable,les gaz de commutation, ionisés, chauds, s'échappant par le haut sans passer entre les autres points de commutation qui viennent de s!ouvrir. La sollicitation dynamique du bac à huile contenant le commutateur est également réduite considérablement, car dans les montages classiques correspondant aux dimensions envisagées dans le cas présent, les quantités de gaz engendrées par les arcs électriques peuvent aboutir à des pressions très importantes. Dans le cas du montage selon l'in- vention, par phases, on n a que deux arcs électriques, qui apparaissent simultanément sur un pont de commutation, de sorte que la formation de gaz reste contrôlable pendant la commutation et cette formation se fait régulièrement. On évite de solliciter le bac à huile du commutateur, par des pressions dynamiques élevées.La quantité globale du gaz et l'apparition de produits de combustion, par opération de commutation, est plus faible dans le montage selon l'invention que dans les montages à coupures multiples connus. Du point de vue mécanique, le commutateur comportant le montage de l'invention est considérablement plus simple. Du fait des intensités très importantes qui doivent être commutées, il faut que le commutateur soit équipé de pièces de contact relativement lourdes. Par ailleurs, il faut que les points de contact puissent être déplacés aussi rapidement que possible à cause des tensions de prises élevées. Cela pose des conditions très sévères quant à la réalisation de leaccumulateur de force et de l'organe de transmission. Dans le cas d'un mouvement échelonné dans le temps pour les contacts de commutation. il suffit de n'accélérer qu'un pont de contact, de sorte que l'accumulateur de force et les quelques organes de transmission peuvent outre dimensionnés de façon plus réduite. En outre, la commutation se fait plus régulièrement et avec moins d'å-coups, car apres l'accélération des contacts de commutation,, il ne reste plus beaucoup d'énergie excédentaire emmagasinée dans l'accumulateur de force. La présente invention sera décrite F,l.us en .'.rait :' l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente le schéma d'un montage selon l'invention, - la figure 2 représente le déroulement des commutations selon le montage de la figure i - la figure 3 représente un montage à deux branches parallèles. Selon la figure 1, le montage se compose de deux branches de courant I, II qui sont prévues entre les deux prises U1 et U2 et le conducteur'de sortie Y. Dans chaque branche I, II, on a prévu en série trois ponts de commutation 1, 2 et 5 ainsi que 3, 4 et 6, montés en série. Dans ces deux montages, les parties 1, 2 et 3, 4 réalisées comme points de commutation principaux, et se trouvant à proximité de l'enrou- lement, sont respectivement shuntées par deux résistances de passage R identiques. Chaque résistance de passage R est dimensionnée de façon à produire une chute de tension correspondant à la hauteur d'une tension de prise, lorsque cette résistance est traversée par une intensité de courant double de l'intensité nominale. Partant de la figure i, qui représente l'état fixe du montage de commutation relié à la prise U1, on décrira plus en détail ci-après une opération de commutation (voir figure 2). Pendant la première phase de commutation, le pont de commutation 1 s'ouvre et dans l'autre branche de courant II, l'un des ponts de commutation (par exemple 4) ferme les deux points de commutation principaux. La sortie de phase de commutation commence sensiblement à 15 - 25 ms après le début de la première phase de commutation : le pont de commutation 2 s'ouvre et le pont de commutation (par exemple 3) de l'autre point de commutation principal se ferme. Au cours des deux phases de commutation, on a la même puissance de commutation. Pour un dimensionnèment classique des résistances et une limitation de l'intensité maximale à 2 x IN, on arrive a une tension de réapparition, maximale correspondant a la valeur d'une tension de prise.Au cours de la phase de commutation suivantes le pont de contact 6 du point de commutation auxiliaire de l'autre branche de courait II se ferme, si bien que la branche de courant II, qui est à commuter, reçoit tout le courant de charge. De plus après la fermeture du pont de commutation ó, on arrive à un courant d'équilibre qui atteint la valeur de i 'intensité nominale si les résistances sont choisies comme indiqué ci-dessuse Au maximum, le pont de commutation 6 (ou 5 lorsque la commutation se fait en sens inverse) doit commute un courant egal au triple de l'intensité nominale. Après un temps de rec ouvrement aussi court que possible pour les ponts de contact 5 et 6 des points de commutation auxiliaires des deux branches de courant I et Il, le pont de contact 5 s'ouvre et il coupe ainsi définitivement la branche de courant I par rapport au conducteur de sortie Y. Lorsqu'on coupe les contacts auxiliaires 5, 6, il faut toujours vaincre, indépendamment de la charge du transformateur, la même puissance de commutation. Comme tension de réapparition, on a toujours la tension de prise et le courant de rupture est identique au courant d'équilibre (sensiblement égal à l'intensité nominale). Lors dé la commutation de U2 sur Ul, les points de commutation principaux commutent en premier lieu et les points de commutations auxiliaires (voir figure 2) ne commutent que dans la dernière phase de commutation. Le déroulement de deux commutations se se fait ainsi de façon asymétrique. Selon la figure 3, le montage selon l'invention permet également de brancher en parallèle deux chemines de commutation I, I', II, Il', les ponts de contact eii parallèle 1 1' ; 2, 2' ; 3, 3'... étant reliés respectivement a des moyens de commande mécaniques, fonctionnant simultanément. Lorsqu'on utilise deux chemins de commutation parallèles pour chaque branche de courant, on a une division ohmique du courant sauf aux ponts de contact 5, 5', 6, 6'- des points de commutation auxiliaires et sur les ponts de contact 2, 2' et 4, 4t des points de commutation principaux, Par contre, lorsqu'on commute sans courant, il n'y a qu'une division ohmique Bien entendu 1 'invention n'est pas limitée a l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté a partir duquel un pourra prévoir d'autres formes et d'autres nod,'s REVEND ICAT IONS 10) Montage pour commutateur de changeurs de prises en charge, de transformateurs de réglage comportant deux branches de courant identiques pour commuter la charge sans coupure d3une prise à l'autre, chaque branche de courant comportant deux points de commutation principaux et un point de commutation auxiliaire, les points- de commutation comportant deux résistances partielles, identiques, en parallèle; que l'on peut couper par 1 T intermédiaire des points de commutation auxiliaire après l'ouverture des points de commutation principaux, montage caractérisé en ce que les points de commutation principaux (19 2 3 3s 4! et les points de com- mutation auxiliaires(5, 6) d'une branche de courant (I, II) sont montés en série, les points de commutation principaux (par exemple 1, 2) de la branche de courant qui est conductrice (par exemple I) étant commandés successivement dans le temps de façon que le point de commutation principal (1) le plus proche de la prise (par exemple U1) s'ouvre en premier lieu et que la branche de courant qui reçoit le courant (par exemple II) ferme en dernier lieu le point de commutation auxiliaire (6). 20) Montage selbn la revendication 1, caractérisé en ce que chaque point de commutation est réalisé comme point de coupure double pour chaque pont de commutation mobile. 3 ) Montage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque branche de courant se compose du montage en parallèle de deux chemins de courant, identiques (I, I' ? Il, II') dont les points de commutation parallèles, sont couplés l'un à l'autre mécaniquement, pour être commandés pratiquement simultanément