Brevet FR2563391A1 — publié le 19851025

La présente invention est relative aux filtres et se rapporte plus particulièrement aux filtres réjecteurs de courants porteurs destinés à être employés dans les installations de gestion de 1 éner gie utilisant le réseau électrique interne à une habitation. Un émetteur placé sur le réseau à lînté- rieur de 1 installation, envoie des signaux codés de fréquence élevée par rapport aux 50 Hz du secteur, que chaque appareil branché sur le secteur est à même de détecter et d interpréter comme étant un signal de commande de mise en route ou non ou tout autre signal codé (point de consigne de régulation par exemple), à 1 aide d un récepteur décodeur. Un tel système de commande permet de réaliser des gains en énergie considérables et il semble pour cette raison devoir se développer dans un proche avenir. L'utilisation des fils du secteur permet de réaliser une économie en matière d'installation électrique. Cependant, il est nécessaire de disposer d'un filtre qui tout en laissant passer l'énergie électrique à 50 Hz destinée à 1 alimentation des appareils d'une installation, arrête les courants porteurs utilisés pour la télécommande des appareils de cette installation afin d'éviter que ces memes courants ne puissent en circulant sur le réseau perturber des installations voisines. Or, les matériels existants sont d'un coût et d'un encombrement tels qu'ils condamnent l'emploi de cette technique de transmission à des fins de gestion de 1 énergie, surtout dans le secteur domestique. L invention vise donc à créer un filtre discriminateur qui permette de résoudre le problème énoncé ci-dessus. Elle a donc pour objet un filtre discriminateur destiné à être branché entre le réseau d alimentation en courant électrique et une installation alimentée par ledit réseau et pourvue de moyens de télécommande de ses appareils par les conducteurs d ali- mentationen courant. caractérisé en ce que toutes les branches du filtre et en particulier les branches situées aux deux extrémités de celui-ci sont constituées par des circuits résdnnants amortis dont les fréquences d'accord sont différentes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d exemple et sur lesquels - la Fig.1 est un schéma montrant des installations télécommandées par les conducteurs du réseau d alimentation équipées de filtres suivant l'in- vention; - la Fig.2 est une vue schématique d'un filtre discriminateur suivant l'invention. Sur la Fiv.1, on a représenté deux installations A et B alimentées chacune par le réseau. L'installation électrique A comporte des appareils électriques 1 télécommandables. A cet effet, chaque appareil électrique 1 est pourvu d'un récepteur de télécommande 2 connecté par les conducteurs d'alimentation de l'appareil correspondant à un émetteur 3. Sur les conducteurs 4 de liaison de l'ins- tallation avec le réseau en aval du compteur 5 est disposé un filtre discriminateur 6 suivant l'invention. L'installation électrique B est agencée de la même maniére que l'installation A et ses constituants portent donc les mêmes numéros de référence. Le filtre discriminateur suivant 1' inven- tion va maintenant etre decrit en référence à la Fig.2. L'originalité de ce filtre réside dans le fait qu'il doit conserver ses caractéristiques d'atténuation sans altération lorsque les impédances bran chées aux deux extrémités (composantes résistives et réactives) varient considérablement, soit en fonction de la nature de la charge branchée par l'abonné, soit en fonction de la configuration géométrique du réseau basse tension de distribution. De plus, ce filtre doit supporter le passage d un courant à 50 Hz important sans que son fonctionnement n'en soit perturbé. Le filtre représenté à la Fig.2 comporte plusieurs cellules 8 à 10 formées chacune d'un circuit à résonance parallèle et d'un circuit à résonance série. Chaque circuit à résonance parallèle comprend une inductance L11, L12 ... L1n, une capacité C C 1 2' ... C1n et une résistance R11, R 1 2' ... R 1 n branchées en parallèle, ces résistances pouvant inclure les pertes des inductances et des capacités. Chaque circuit à résonance série comprend une inductance L21 L22, ... L2n une capacité C21, C22, ... C2n et une résistance R21, R22,--- R 2n branchees en série entre deux circuits à résonance parallèle successifs, ces résistances pouvant inclure les pertes des inductances et des capacités. La première cellule 8 du filtre est connectée aux bornes de l'impédance de charge de l'abonné Za, le générateur G de signaux de telémesure étant connecté en parallèle sur la charge Za, en série avec une capacité d'injection Ci. La dernière cellule 10 du filtre est connectée aux bornes de l'impédance ZR du réseau en série avec l'alimentation à 50 Hz, 220V fournie par celui-ci. Il est à remarquer que toutes les branches et en particulier les branches situées aux deux extrémités du filtre sont constituées par des circuits résonnants amortis dont les fréquences d'accord sont différentes. Le filtre ainsi constitué permet d'obtenir les avantages suivants. - Une forte impédance d'entrée coté abonné, afin de ne pas perturber le signal de télécommande. - Une faible impédance de sortie, coté réseau, ce qui protège 1-' abonné contre un éventuel signal perturbateur externe et limite les rayonnements. - Possibilité de mise en cascade sans interaction entre cellules. - Possibilité d'optimiser les fréquences d'accord des branches du filtre en vue d'élargir au maximum la bande atténuée. - Indépendance des performances vis à vis des variations des impédances, de charge des deux cotés du filtre, dans le cas de l'utilisation projetée. De plus, contrairement aux filtres classiques, les coefficients de qualité des inductances L et L2i sont très faibles ce qui équivaut à placer dans la structure les résistances R li et R 2i aboutissant au schéma de la Fig.2. La structure ainsi obtenue est profondément dissymétrique et ne fonctionne que dans le sens du montage indiqué sur la Fig.2. Afin d'améliorer les performances du filtre, on utilise pour sa constitution des composants qui supportent l'application de fortes puissances à 50 Hz. A cet effet, les inductances sont du type à noyau magnétique en ferrite dont l'emploi est habituellement réservé à des applications hautes frequences. Pour les inductances, y compris les inductances de puissance. on utilise du fil fortement divisé. Le calcul des composants entrant dans la constitution du filtre de la Fig.2 est un calcul complexe d'optimisation qui prend en compte les pertes réelles des composants (résistances R . et R R2i) et 1i 2i détermine les fréquences d'accord optimales des différentes branches. La méthode de calcul utilisée consiste en une formulation du problème permettant une succession de contraintes linéaires enveloppant les contraintes non linéaires. Les contraintes linéaires sont alors résolues par la méthode du simplexe appliqué à la formulation duale. REVENDICATIONS 1. Filtre discriminateur destiné à être branché entre le réseau d'alimentation en courant électrique et une installation alimentée par ledit reseau et pourvue de moyens de télécommande de ses appareils par les conducteurs d'alimentation en courant, caractérisé en ce que toutes les branches du filtre et en particulier les branches (L11 , R11, C L21 , C21, R21), situées aux deux extrémités de celui-ci sont constituées par des circuits résonnants amortis dont les fréquences d'accord sont différentes. 2. Filtre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les inductances (L11 , . . L2n) des circuits résonnants des branches du filtre sont des inductances à noyau de ferrite, 3. Filtre suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérise en ce que les composants du filtre et en particulier les inductances (L11, ,.. L2n > sont realisées en fil fortement divisé.