Brevet FR2640076A1 — publié le 19900608

"Transformateur triphasé/monophasé équilibreur d'intensité" DESCRIPTION DETAILLEE L'invention a pour objet l'obtention d'une tension alternative monophasée à partir d'un réseau ou d'une source de courant triphasé montée en étoile et comportant un neutre.Son but est surtout de neutraliser les inégalités de charge en ligne en nivelant les intensités dans les trois phases et dans le neutre. Elle ne vise pas un équilibre rigoureux de la puissance. Ce transformateurest remarquable en trois points a) En ce qu'il assure une répartition uniforme des intensités absorbées aux trois phases et au neutre. b) En ce que cette réparti Lion des intensité est assurée en un seul bloc - transformateur c) Le circuit d'utilisation étant indépendant de celui du réseau,se trouve être isolé de celui-ci.La valeur d'utilisation de la tension peut être définie d'après le besoin.Le principe de fonctionnement est décrit ci-après;les circuits électriques et magnétiques sont décrits à titre indicatif et non limitatif en se référant - aux figures 1 et 2 annexées Ce transformateur se compose de deux circuits magnétiques comportant chacun un bobinage primaire et un bobinage secondaire.La figure 1 donne la représentation schématique du transformateur ; la figure 2 donne la représentation graphique des relstions de phases et d'amplitude des tersons Aecondaires Dars un esprit de synthèse,des repères de phases sont communs a la figure 1 et à la figure 2 Soit,dans la figure l,une source de courant alternatif triphasé comportant les phases 1- 2 - 3 ainsi qu'un neutre 4,Cette source est reliée aux bobinages primaires 9 et 1O;;Les bobinages secondaires 11 et 12 sont couplés en série La somme de heur tension ,recueillie en 5 et 6 aboutit à l'utilisation 8 - Le secondaire 11 traversé par le circuit magnétique 13 le secondaire 12 est traversé par le circuit magnétique 14 . Appelons ( u ) la tension issue du secondaire ( 11 ) et ( u') la tension issue du secondaire ( 12 Les deux tensions ( u ) et ( u') sont décalées de 900 entre-elles.On recueille entre ( 5 ) et ( 6 ) une tension ( U ) hypothénuse telle que Ç t NL2 + yj2 ) - d'où Lorsque les deux bobinages ( ll ) et ( 12 ) sont respective -ment calculés de façon à ce que le rapport des tensions ( u ) et ( u') soient: La puissance utilisée aux secondaires se répartit d'une façon apparente dans le même rapport 4 entre les phases ( 1 ) et ( 2 ) d'une part et dans la pisse ( 4 ) ( 3 ) d'autre part. Les intensités sont équilibrées et réparties dans les trois phases et dans le neutre.La puissance se trouve ainsi répartie , le réseau se trouve être à la fois équilibré en intensité et moins chargé comparativement à la même puissance tirée sur une seule phase.Un calcul simple , inutile dans cet exposé, montre qu'une puissance donnée,tirée sur une seule phase et le neutre exige une intensité trois fois plus élevée que la même puissance répartie uniformément sur les trois phases. La figure ( 2 ) représente , dans la partie gauche - La grandeur et la direction des phases primaires d'alimentation ( 1-2-3 ) ainsi que le neutre ( 4 - La résultante ( 5 ) des tensions ( i ) et ( 2 ) déterminée , d'une part avec le vecteur ( 4-1 ) et d'autre part avec l'inverse ( 4-2bis) du vecteur ( 4-2 - Le point ( 4 ) qui est le neutre primaire est également l'origine d'une projection s'effectuant vers la droite suivant l'axe ( 4 - 4bis) .A l'extrême droite (4bis) qui est également un neutre secondaire , sont représentées: - seulement en directions relatives , les phases ( 1-2-3 - La valeur ( u ) et sa direction qui est la tension du secondaire ( t, - La valeur ( u') et sa direction qui est la tensiondu secondaire ( 12 - La valeur et la direction de la tension ( U ) d'utilisation, résultante des tensions ( u ) et ( u') . Pour la commodité de l'exposé , on a supposé être mises en phases , les composantes primaires avec celles du secondaire ; ce qui est inexact. Cette relation de phase étant très variable dans la marge des utilisations comprises entre la marche à vide et la pleine charge au secondaire. Toutefois , ce fait ne change en rien les données finales du problème posé. I1 est nécessaire que le rapport des tensions ( u ) et ( u' ) soit égal à #3 àfin d'assurer une absorption convenablement répartie dans les deux primaires ( 9 ) et ( 10 ) de telle sorte que les puissances absorbées par ces derniers soient dosées dans un rapport similaire. En nous rapportant à la figure ( 1 ) le calcul de ce transformareur est classique en tenant compte d'une part , des intensités magnétiques adoptées pour-le fer dans les champs(13)et(ifl ainsi que des tensions respectives appliquées aux bobinages ( 9 ) et ( 10 ). Il faut respecter les valeurs relatives des bobines secondaires ( 11 ) et ( 12 ) afin d'obtenir le rapport des tensions indiqué plus haut..................... En définitive , une ultime retouche est nécessaire pour le nombre de spires des bobinages secondaires , pour neutraliser les faibles divergences subsistant dans les circuits magnétiques . On obtient alors une judicieuse répartition des puissances ainsi qu'un équilibre rigoureux des intensités dans les trois phases primaires. REVENDICRTION 1) L'elaboration d'un transformateur statique permettant une uti lisation d'un courant monophasé a partir d'un courant triphasé en respectant une répartition rigoureuse des intensites en ligne tri phasee est caracterisée par la definition d'un rapport de tension égal d F entre u et u' des bobinages secondaires Il et 12, par un rapport similaire des bobinages primaires 9 et 10 qui concer nent l'absorption de l'energie sur le reseau, par la disposition symetrique des circuits magnetiques 13 et 14.