Brevet FR2406908A1 — publié le 19790518

De plus en plus, pour de nombreuses applications, il est nécéssaire de disposer de courant électrique dont la tension soit stable malgré les variations de la charge et du secteur, et cela avec un rendement élevé. Les techniques actuelles de régulation ont un mauvais rendement et en général elles déforment la sinusoïde du courant alternatif. La présente invention, qui consiste à utiliser les technques du comptage électronique pour commander des interrupteurs électroniques afin de commuter des enroulements de transformateurs ou d'autotransformateurs pour obtenir le courant électrique régule désiré, est exempte des défauts des régulateurs classiques de courant alternatif. La Fig I montre un tel régulateur composé de 7 transformateurs TI, T2, T3, T4, T5, T6, T7 dont les enroulements secondaires fournissent respectivement 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1 volts. L'enroulement primaire de chaque transforamteur est commandé par deux interrupteurs électroniques dont l'un est à ltétat isolant et l'autre à l'état conducteur, la commande de l'un provoquant obligatoirement le blocage de l'autre. Si les interrupteurs IA, IB, IC, ID, IE, IF, IG, sont commandés à 1' état conducteur les tensions secondaires des 7 transformateurs s'additionnent et on trouve en sortie du régulateur une tension totale de 127 volts. Si par contre ce sont les interrupteurs 'A', IB', IC', ID', IE', IF', IG', qui sont commandés, les interrupteurs correspondants IA, IB, IC, ID, IE, IF, IG, sont à ltétat bloques et la tension de sortie sera nulle, avec tous les enroulements primaires court-circuités et coupés du secteur. La commande des interrupteurs électroniques est réalisée a partir d'un compteur électronique à 7 bits.Lorsqu'un bit est å O le transformateur correspondant n'est pas aliments, lorsque ce bit est à.I, letransformateur correspondant est alimenté et sa tension se retrouve en sortie du régulateur. ainsi si le compteur affiche 0000000 la tension de sortie sera nulle. L'affichage 00000II correspond a la commande des interrupteurs IF et IG qui alimentent les transformateurs T6 et TT et donnera une tension de sortie de 33 volts. L'affichage IIIIIII alimentera la totalité des transformateurs et donnera une tension de sortie de 127 volts. La commande électronique des interrupteurs est montrée Fig 2,cette commande comprend une source de tension de référence réglable M qui fournit une tension qui est comparée à la tension de sortie du régulateur US, cette comparaison est faite par un détecteur d'erreur N qui donne le signal d'erreur, suivant le sens de ce signal le compteur électronique P prévoit des impulsions qui augmentent ou au contraire diminuent le nombre en mémoire dans le compteur P, ce qui, par conséquent augmente ou diminue la tension de sortie du régulateur. Si pour une raison quelconque tel que variation de la charge ou du secteur la tension de sortie variait le détecteur d'erreur commande du générateur d'impulsion 0 une série d'impulsion généralement à la fréquence du secteur, qui suivant le sens du signal d'erreur modifient en + ou en - le nombre affiché en mémoire du compteur F de façon à obtenir de nouveau la tension correcte de sortie. La commutation des interrupteurs I se fait à l'aide des commandes d'interrupteur K à chaque demie alternance du courant et au passage a zéro de la sinusoide pour éviter les perturbations électriques. Le primaire de chaque tranformateur est commandé par 2 interrupteurs I, dont l'un est conducteur et l'autre isolant. Cette commutation se fait à partir du compteur P. L'une des commande d'interrupteurs K est directement branchée sur le compteur,l'autre commande correspondante passe par un inverseur logique L afin que l'un des interrupteurs I soit bloqué lorsque l'autre est conducteur. A la mise en marche du régulateur, la tension de sortie est nulle et le détecteur d'erreur provoque l'envoi d'impulsions dans le compteur P jusqu'à ce que le nombre affiché et par conséquent la tension de sortie correspond à la tension de référence et que le signal d'erreur s'annule. Toute la partie électronique du régulateur a été concue avec des circuits standards du commerce, mais pourrait éventuellement etre concue avec des circuits électroniques spécialement adaptés à cette réalisation. Les interrupteurs électroniques I sont constitués par un triac, deux thyristo s montés tete-bèche ou par des transistors. Le régulateur décrit peut fournir aussi bien du courant alternatif que du courant continu en redressant et filtrant le courant de sortie. Le régulateurpeut etre réalisé de la meme manière avec un seul transformateur dont les 7 enroulements secondaires sont commutés par les interrupteurs électroniques Fig 3. Il est bien évident que suivant le cas, ce type de régulateur peut entre réalisé avec un plus ou moins grand nombre de circuits de commutation. Le dispositif peut entre utilisé de la mne manière en comparant à la tension de référence non pas la tension de sortie mais une autre tension fonction du courant de sortie du régulateur, par exemple la température d'un four alimenté par la tension de sortie. Dans le cas de régnlation du secteur alternatif la tension de sortie du régulateur n'est en général qu'une fraction de la tension régulée et vient s'ajouter ou se retrancher de celle du secteur pour que la résultante soit la tension désirés. Pour certaines applications la tension de référence peut varier automatiquement ou manuellement pour obtenir en sortie une tension variant dans les memes proportions. Le dispositif peut servir de gradueur de tension ou de courant électrique en faisant varier le nombre affiché au compteur sans utiliser une boucle de régulation. Le dispositif objet de l'invention est utilisé principalement comme régulateur de l'intensité ou de latension du courant alternatif, mais il peut etre également utilisé pour le réglage ou la régulation de toute grandeur qui sera fonction du courant de sortie du dispositif, comme par exemple la vitesse d'un moteur électrique, la température d'un four etc..... Il peut également etre utilisé dans tous'les eES OÙ l'on désire régler la tension-ou l'intensité drun courant électrique. te dispositif peut égålement etre commandé par plusieurs paramètres agissant simultanément sur la commande du compteur pour obtenir une tension de sortie asservie à ceux-ci. REVENDICATIONS I. Système de transformateurs à tension de sortie alternative stabilisée, caractérisée en ce qu'il comporte une série d'enroulements commandés indépendamment par un système d'interrupteurs électroniques contrôlés par un compteur décompteur binaire. ta grandeur électrique de sortie correspondant à la mise en service de ces enroulements est proportionnelle au nombre affiché par le compteur. 2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que chaque enroulement est commuté par deux interrupteurs électroniques dont l'un est à l'état conducteur et l'autre à l'état isolant. 3. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que la commutation des interrupteurs électroniques se fait à chaque demi alternance au passage à zéro du courant alternatif. 4. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que la commande de l'affichage du compteur électronique se fait par des impulsions qui peuvent etre obtenues à partir d'un signal d'erreur en comparant la tension de sortie à une tension de référence. 5. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que le dispositif peut servir de graduateur de tension ou de courant en faisant varier automatiquement ou manuellement le nombre affiché par la compteur. 6. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que le dispositif peut également fonctionner en fournissant en sortie du courant continu.