Brevet FR2315191A1 — publié le 19770114

Pour obtenir une tension électrique de valeur réglable à par tir donne tension d'entrée donnée, on utilise actuellement soit un auto-transformateur à curseur, soit un amplificateur magnétique, soit encore un dispositif à thyristor. Mais ces divers dispositifs présentent tous de graves inconvénientR. Les transformateurs à curseur sont limités en puissance car la tension entre deux spires adjacentes ne peut dépasser environ 0,7 V; les amplificateurs ma -gndtiques agissent par rotation de phase et réinjectent par suite au courant réactif dans le réseau d'alimentation, les thyristors tsrXifit des pics importants dans la valeur de la tension, ce qui est une source de rayonnement, donc de perturbations électroniques. La présente invention a pour objet un dispositif pour obtenir une tension de valeur réglable à partir d'une tension d'entrée constante et, d'une manière générale, une grandeur électrique réglable fonction d'une tension constante. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur ou un auto-transformateur à prises dont une prise sur deux est reliée par un interrupteur, mécanique ou statique à l'une des bornes d'entrée d'un diviseur de tension, chacune des autres prises étant reliée par un interrupteur, mécanique ou statique, à l'autre borne d'entrée de ce diviseur. En fermant et en ouvrant successivement les divers interrupteurs reliant les prises au diviseur de tension et constitués, par exemple, par de simples contacts mécaniques, et en réglant le diviseur de tension, on peut obtenir une tension variant progressivement de O à la valeur de la tension d'alimentation. Comme la fermeture et l'ouverture des contacts se fait au potentiel zéro, comme on le montrera plus loin, le contacteur formé par ces conta cts et leurs moyens de commande peut etre très simple. Le diviseur -de tension étant alimenté sous une tension qui n'est qu'une frac tion de la tension d'alimentation, donc avec une puissance réduite, il est possible d'utiliser un appareil de type usuel, par exemple un auto-transformateur à curseur.Cependant, si la tension d'alimentation est très élevée, on peut utiliser comme diviseur de ten sion un dispositif selon l'invention comprenant lui-meme un divi seur de tension de type usuel. On a décrit ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation du dispositif selon l'invention, avec reférence au dessin annexé dans lequel La Fig. 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation, La Fig. 2 et la Fig. 3 sont des schémas destinés à faire comprendre le fonctionnement du dispositif, La Fig. 4 est un schéma d'un deuxième mode de réalisation. Tel qu'il est représenté à la Fi. 1, le dispositif selon l'invention comprend un auto-transformateur 1 dont les extrémités sont connectées à des bornes d'entrée 2a et 2b et qui comporte un certain nombre de prises 3a, 3b, 3CIJ. 3n, n étant ici supposé pair. Les prises 3a, 3c-. .. 3 n-l peuvent être connectées par des contacts 4a, 4c ... 4n-1, à un conducteur 5a; les prises telles que 3bo Be trouvant entre les précédentes et la prise d'extrémité 3n, peuvent être connectées par des contacts 4b ..-. 4n à un conducteur 5L. Ces conducteurs Sa et 5b sont connectés à un variateur de tension de type classique constitué par exemple par un auto-transformateur 6 à curseur 7f. Les bornes de sortie 8a et 8b sont connectées respectivement à la borne d'entrée 2a et au curseur 7. Pour expliquer le fonctionnement du dispositif1 on supposera par exemple que la tension d'alimentation est de 200 volts et que le transformateur 1 comporte onze prises. La différence de tension entre deux prises adjacentes est alors de 20 volts. Si tous les contacts 4a, 4b, .;. 4n sont ouverts, l'autotransformateur 6 nSest pas sous tension et la tension aux bornes de sortie 8a-8b est nulle. On ferme le contact 4a; l'auto-transformateur n'est toujours pas sous tension. On ferme ensuite le contact 4b, l'auto-transformateur 6 est alors alimenté sous une tension de 20 volts. Si le curseur 7 est placé à l'extrémité de l'auto-transformateur connectée au conducteur 5a, la tension de sortie aux bornes 8a et 8b est nulle. En déplaçant progressivement le curseur, on peut faire varier la tension de sortie de O à 20 volts. Quand le curseur 7 se trouve à l'extrémité de l'auto-transformateur 6 connectée au conducteur 5b, on ouvre le contact 4a; 12 au to-transformateur 6 n'est plus alimenté, mais les bornes 8a et 8b restent alors sous une tension de 20 volts qui est fournie par la partie de l'enroulement de 11 auto-transformateur 1 comprise entre les bornes 3a et 3b, comme cela apparait clairement au schéma de la Fig. 2-, On voit également à cette figure qutau moment de la coupure, les deux extrémités du contact 4a étaient à la tension zéro, de sorte que la puissance de coupure est nulle. Puis on ferme le contact 4c, ce qui a pour effet d'alimenter à nouveau l'auto-transformateur sous une différence de potentiel de 20 volts. La Fig. 3 montre que, là encore, la fermeture du contact 4c se fait sous une puissance nulle, puisque les deux extrémités de ce contact se trouvent à la même tension de 40 volts. Si on déplace alors le curseur 7 vers l'extrémité de l'autotransformateur 6 connectée au conducteur 4a, donc au contact 4c, la tension de sortie aux deux bornes 8a et 8b croit progressivement de 20 volts à 40 volts. Si leon veut encore augmenter la tension de sortie, alors qu'elle a atteint 40 volts, il suffit d'ouvrir le contact 4b et de fermer le contact 4d, cette ouverture et cette fermeture se faisant sous une puissance nulle, puis de ramener le curseur 7 vers l'extrémité de l'enroulement connectée au conducteur 5b. On voit ainsi qu'en connectant successivement les contacts 4a, 4~ ., 4n et en imprimant un mouvement de va-et-vient au curseur 7, on peut faire varier progressivement et sans coupure la tension de sortie de O à 200 voltez Les contacts étant ouverts et fermés alors que lets deux extrémités sont au meme potentiel, la réalisation du contacteur etre très simple. Par ailleurs, comme l'auto-transformateur 6 est alimenté sous une tension qui ne dépasse jamais 20 volts, sa réalisation ne pose aucune difficulté, sa puissance est dix fois plus faible que s'il recevait directement la tension d'alimentation. La tension de sortie reste sinusoidale, de sorte que si un redresseur est connecté à la sortie du dispositif, l'ondulation rési duelle n'est pas augmentée comme elle le serait avec un variateur de tension à thyristor Si la tension d'alimentation est élevée, on peut mettre deux dispositifs en série, en remplaçant l'auto-transformateur 6 par un dispositif selon l'invention comme le montre la Fig. 4. Le dispositif comprend alors deux auto-transformateurs à prises 1 et 1', l'auto-transformateur 1' étant connecté aux conducteurs 5a et 5b et un diviseur de tension 6' connecté aux conducteurs 5'a et 5'b. Les bornes de sortie 8a-8b sont connectées respectivement à l'une des extrémités de l'auto-transformateur à prises 1 et au curseur 7' de l'auto-transformateur 6'. Par exemple, si la tension d'alimentation est de 2000 volts et que les auto-transformateurs à prises soient réalisés comme à la Fig. 1, le deuxième dispositif sera alimenté sous une tension de 200 volts et l'auto-transformateur à curseur 6' de ce deuxième dispositif sera alimenté sous une tension de 20 volts. On pourra donc faire varier la tension de sortie de façon continue et progressive de O à 2000 volts, tout en utilisant un auto-transformateur à curseur de réalisation très simple et de puissance réduite. I1 va de soi que la présente invention ne doit pas Qtre considérée comme limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. En particulier, l'auto-transformateur 6 à curseur pourrait être remplacé par un amplificateur magnétique ou par un dispositif à thyristor. De plus, on peut interposer un transformateur de courant entre les conducteurs 5a et 5b et llauto-transformateur 6 de manière à-diminuer le courant de commutation de cet auto-transformateur. On peut également remplacer les contacts mécaniques 4a ... 4n par des interrupteurs statiques formés, par exemple, par deux thyristors montés tête bêche. REVENDICATIONS I. - Dispositif pour obtenir une tension de valeur réglable à partir d'une tension d'entrée constante et, d'une manière générale, une grandeur électrique réglable fonction d'une tension constante, caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur ou un auto-transformateur à prises dont une prise sur deux est reliée par un interrupteur, mécanique ou statique, à l'une des bornes d'entrée dsun diviseur de tension, chacune des autres prises étant reliée par un interrupteur, mécanique ou statique, à l'autre borne d'entrée de ce diviseur. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce queux transformateur de courant est interposé entre les prises du transformateur ou auto-transformateur et le diviseur de tension. 3. - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les interrupteurs sont constitués par de simples contacts mécaniques. 4. - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les interrupteurs sont constitués par des ensembles de d deux thyristors montés tête bêche. 5. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diviseur de tension est luimême constitué par un transformateur ou un auto-transformateur à prises dont une prise sur deux est reliée par un interrupteur, mécanique ou statique, à l'une des bornes d'entrée d'un second diviseur de tension, chacune des autres prises étant reliée par un interrupteur, mécanique ou statique, à l'autre borne d'entrée de ce diviseur.