Brevet FR2293102A1 — publié le 19760625

I1 est connu en électricité d'utiliser pour la variation de tension des dispositifs tels que des autotransformateurs à rapport largable du type Variac, des induoteurs saturables, des régulateurs d'induction et autres. Les autotransformateurs à rapport variable sont cependant limités à des puissanoes relativement faibles (de l'ordre de 30 kW). Pour des puissances plus élevées il existe des régulateurs d'induction, mais ils sont d'un prix prohibitif. Quant à d'autres dispositifs disponibles tels que des amplificateurs magnétiques ou des dispositifs de contrôle de puissance à thyristor, ils présentent comme inconvénients entre autres de provoquer la distorsion de courant qui rendent leur utilisation souvent délicate. La présente invention a pour objet un dispositif ne présentant pas les inoonvénients cités et permettant une variation continue dans la tension entre des limites définies avec la possibilité d'atteindre des puissances de 200 à 500 ici. Il consiste à utiliser en association un transformateur à rapport fixe et un autotransformateur à rapport variable (par exemple du type Va riao) combinés de telle manière que ce dernier soit prévu pour fonctionner à une frootion de la tension totale existant entre les bornes de l'auto- transformateur à rapport fixe et l'une quelconque des extrémités, la oon nexion de l'autotransformateur à rapport variable avec l'autre permettant de modifier à volonté la tension à obtenir. Ainsi, par exemple, l'autotransformateur à rapport variable sera prévu pour fonctionner à la moitié de la tension totale admise pour fixer les idées à 100 V. Pour faire varier la tension d'une fanon continue, soit entre O et 100 V à l'aide de ce dispositif, le transformateur à rapport fixe comprendra deux enroulements de 50 V branchés en série. Dans un premier temps l'autotransformateur à rapport variable sera connecté entre O et 50 V autorisant une progression eontinue entre ces deux valeurs. Pour le passage de 50 à 100 V il suffira de conneoter l'autotransformateur à rapport variable entre les prises 50 et 100 V. Dans une autre forme d'exécution il est prévu pour ltautotransfor- mateur à rapport variable quatre enroulements de 50 V chacun ainsi que quatre curseurs. Ces quatre enroulements sont connectés en parallèle et les quatre curseurs sont réunis en un même point. Il est ici possible d'additionner l'intensité susceptible d'être fournie par chacun des curseurs de fagon à obtenir un courant quadruple de celui de chacun des enroulements élémentaires. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, le schéma de deux formes d'exécution d'un tel dispositif de variation continue de puissance. Fig. 1 se rapporte à un dispositif comprenant un autotransforma- teur à rapport variable comportant deux enroulements. Fig. 2 montre un transformateur à rapport variable utilisé dans le dispositif de variation continue de puissance à quatre enroulements. Dans le schéma de la forme d'exécution dé la Fig. 1 l'autotransformateur U1 à rapport fixe de 100 V et d'extrémités a et b comporte trois prises, à savoir O V, )0 V et 100 V. ~'autotransformateur U2 à rapport variable c, d avec curseur e est raccordé aux boxes de l'autotransformateur U1 à rapport fixe a, b par trois contacteurs f, g, h. Dans un premier temps, les extrémités c et d sont raccordées respectivement aux bornes O V et 50 V par l'intermédiaire des contacteurs f et . Cette disposition permet une variation de la tension de O à 50 V. Lorsque le curseur e arrive sur llextrémité d, l'autotransformateur à rapport variable est connecté entre les bornes 50, et 100 V, ltextré- mité d restant raccordée à la borne 50 V-et ltextrémité c venant se raccorder à la borne 100 V en c' par l'intermédiaire d'un contacteur h. Cette disposition permet de passer de 50 à 100 V. Le processus inverse aurait lieu pour ramener la tension de 100 à O V. À remarquer que les commutations s'effectuent à l'instant où le curseur e se trouve exactement en face des prises de l'autotransformateur à rapport fixe de telle sorte qu7au moment de la commutation aucun courantactif ne circule dans les contacteurs. Pour des questions de simplicité d'exposé, dans le schéma de la Fig. 1 l'autotransformateur à rapport fixe a été limité à deux sections, mais rien ne s'oppose de subdiviser son enroulement en autant de sections qu'il est souhaitable. Pour des raisons de commodité le dispositif représenté a été prévu en monophasé. il est évident que trois systemes identiques permettraient un fonctionnement sur un réseau triphasé. Il y a en particulier avantage d'utiliser quatre sections correspondant chacune à un quart de la tension existante entre les deux extrémités de llautotransformateur à rapport fixe. La Fig. 2 représente le schéma de réalisation d'un autotransformateur à rapport variable susceptible d'etre appliqué au dispositif faisant l'objet de l'invention. il comporte quatre enroulements de 50 V chacun ainsi que quatre curseurs. Ces quatre enroulements sont connectés en parallele, les quatre curseurs sont réunis en un meme point e. il est possible d1addi- tionner l'intensité susceptible d'être fournie par chacun des curseurs de sorte que l'autotransformateur à rapport variable ainsi constitué a une puissanoe quatre fois celle de chacun des enroulements élémentaires. Les curseurs sont entraianés par un moteur i qui leur fait effectuer une rotation de 900 environ dans le sens de la flèche k pour l'augmenta- tion ce qui a pour effet une variation de tension de O à 50 V. L'intéret de l'emploi de l'autotransformateur à rapport variable consiste dans la possibilité de pouvoir diviser l'intensité par le nombre de prises prévu sur l'autotransformateur à rapport fixe. En plus, lorsque cet autotransforiateur à rapport variable est commandé par l'intermédiaire d'un servo-moteur, il peut être obtenu une variation continue de la tension depuis 0 jusqu'au maximum en contactant l'enroulement de l'autotransforma- teur suivant le schéma indiqué à la rig. 2. Rien ne s'oppose, bien entendu, à choisir pour l'autotransforma- teur à rappert fixe, un nombre quelconque d'enroulements et de prévoir aussi un autotransformateur à rapport variable fractionné à un nombre quelconque d'enroulements banchée en parallèle aveo le nombre correspondant de curseurs réunis en un seul point. REYENDICÂTIOS 1) Dispositif de variation continue de puissance aux bornes d'une charge électrique, caractérisé en ce qu'un autotransformateur à rapport fixe et un autotransformateur à rapport variable sont combinés de telle manière que ce dernier est prévu pour fonotionner à une fraotion de tension totale existant entre les bornes de l'autotransformateur & rapport fixe et l'une quelconque des extrémités, la connexion de 1 'autotrans- formateur à rapport variable avec l'autre permettant de modifier 9 volonté la tension à obtenir. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le transformateur à rapport fixe comporte un nombre quelconque d'enroule ment s et que le transformateur à rapport variable est fractionné en un nombre quelconque d'enroulements connectés en parallèle avec un nombre correspondant de curseurs réunis en un seul point. 3) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en oe que le transformateur à rapport variable, lorsqu'il est appelé & fonctionner à la moitié de la tension totale, comprend deux enroulements branchés en série. 4) Dispositif suivant les revendications précédentesa caractérisé en ce que les curseurs sont entratnés par un moteur.