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Patent 1181813 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 1181813
(21) Application Number: 1181813
(54) English Title: CIRCUIT DE DEMAGNETISATION DE TRANSFORMATEUR DE COURANT
(54) French Title: CURRENT TRANSFORMER DEMAGNETIZATION CIRCUIT
Status: Term Expired - Post Grant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • G1R 33/12 (2006.01)
  • G1R 31/00 (2006.01)
  • G1R 33/00 (2006.01)
  • G1R 35/02 (2006.01)
  • H1F 13/00 (2006.01)
(72) Inventors :
  • CHENIER, ANDRE (Canada)
(73) Owners :
  • HYDRO-QUEBEC
(71) Applicants :
  • HYDRO-QUEBEC (Canada)
(74) Agent: SWABEY OGILVY RENAULT
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1985-01-29
(22) Filed Date: 1981-07-07
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data: None

Abstracts

French Abstract

ABREGE DESCRIPTIF
Système et méthode de mesure du flux rémanent d'un
transformateur d'intensité. Le système comporte un circuit de
contrôle générant de deux périodes de tension pour la commuta-
tion du courant dans le transformateur. Le circuit de commuta-
tion est relié à un enroulement du transformateur d'intensité
et provoque une variation d'induction à partir du niveau du
flux rémanent jusqu'à saturation, par commutation successive
du courant au moment d'une application de ladite tension aux
bornes de cet enroulement. Un ensemble de traitement reçoit
dudit circuit de commutation un premier signal représentatif
de ladite variation d'induction dans un premier temps, due à
la première période de tension. L'ensemble de traitement
reçoit en plus dans un second temps un signal représentatif
de la variation d'induction due à la deuxième période de
tension. Ledit ensemble détermine des niveaux de saturation
correspondant à une variation positive et à une variation
négative du flux par rapport audit flux rémanent, et génère
un signal représentatif du flux rémanent du transformateur
d'intensité.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles
un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué,
sont définies comme il suit:
1. Système de mesure du flux rémanent d'un transforma-
teur d'intensité, comportant:
un circuit de contrôle générant une onde de tension
à deux niveaux successifs pour inversion du courant dans ledit
transformateur d'intensité, ledit circuit de contrôle inclut
un circuit compensateur de résistance série relié entre
l'enroulement dudit transformateur et qui génère un signal
d'arrêt vers ledit ensemble de traitement sur détection d'une
valeur de courant prédéterminée circulant dans ledit enroule-
ment;
un circuit de commutation relié à un enroulement
du transformateur d'intensité et provoquant une variation
d'induction à partir du niveau du flux rémanent, jusqu'à
saturation, par commutation successive du courant au moment
d'une application de ladite onde de tension aux bornes de
cet enroulement; et
ledit ensemble de traitement recevant dudit circuit
de commutation un premier signal analogue représentatif de
ladite variation d'induction due à l'onde de tension d'une
première période et un second signal analogue représentatif
de la variation d'induction due à l'onde de tension de la
deuxième période, ledit ensemble déterminant des niveaux
de saturation correspondant à une variation positive et à
une variation négative de l'induction par rapport audit flux
rémanent, et générant un signal représentatif de l'induction
rémanente du transformateur d'intensité.
17
2. Système selon la revendication 1, incluant un
circuit de démagnétisation agissant à travers le circuit de
commutation pour alimenter ledit enroulement du transformateur
d'un courant continu, suivant un signal de commande émis par
ledit circuit de contrôle.
3. Système selon la revendication 1, dans lequel ledit
circuit de traitement inclut un circuit intégrateur dudit
premier signal et dudit second signal représentatif de la
variation d'induction et émis par ledit circuit de commutation.
4. Système selon la revendication 3, dans lequel ledit
ensemble de traitement inclut un détecteur de crête positive
alimenté par un signal positif émis par ledit circuit
intégrateur, et un détecteur de crête négative recevant un
signal négatif du circuit intégrateur.
5. Système selon la revendication 4, dans lequel
chacun desdits circuits détecteurs de crête inclut un circuit
de mémorisation des signaux provenant dudit circuit intégrateur.
6. Système selon la revendication 5, dans lequel
lesdits circuits de mémorisation sont mis à zéro sur commande
dudit circuit de contrôle.
7. Système selon la revendication 4, dans lequel
ledit ensemble de traitement inclut un circuit sommateur
alimenté par un signal positif issu dudit circuit détecteur
de crête positive et un signal négatif provenant dudit circuit
détecteur de crête négative et générant ledit signal repré-
sentatif du flux rémanent.
18
8. Système selon la revendication 7, dans lequel les
signaux positif et négatif desdits circuits détecteurs de
crête alimentent également un second circuit sommateur qui
génère un signal de sortie représentatif du flux de saturation
du transformateur d'intensité.
9. Système selon la revendication 7, dans lequel ledit
circuit de commutation inclut un circuit de démagnétisation
du transformateur, le circuit de démagnétisation agissant par
injection d'un courant continu à travers ledit enroulement,
et dans lequel un circuit de détermination de la valeur de
courant continu à injecter est alimenté par le signal repré-
sentatif du flux rémanent issue dudit circuit sommateur et
par une valeur résiduelle du signal de sortie dudit circuit
intégrateur.
10. Système selon la revendication 8 ou 9, dans lequel
une unité d'affichage affiche de façon sélective la valeur
des signaux provenant du circuit intégrateur, du premier
circuit sommateur, du second circuit sommateur ainsi que du
circuit de détermination de la démagnétisation.
11. Méthode de mesure du flux rémanent présent dans un
transformateur d'intensité, comportant les étapes suivantes:
on génère une onde de tension à deux niveaux
successifs pour inversion du courant dans ledit transformateur
d'intensité;
on provoque une variation d'induction à partir d'un
niveau de flux rémanent jusqu'à saturation dans une polarité
et par la suite jusqu'à saturation dans l'autre polarité en
commutant un enroulement dudit transformateur aux bornes
duquel est appliqué ladite onde de tension;
19
on détermine à l'aide d'un ensemble de traitement
une valeur de variation d'induction due à l'onde de tension
de la première période une valeur d'induction due à l'onde
de la deuxième période et on effectue une sommation desdites
valeurs d'induction positive et négative dont le résultat est
un signal analogue représentatif dudit flux rémanent du trans-
formateur, ledit ensemble de traitement inclut un circuit
compensateur de résistance série relié entre l'enroulement
dudit transformateur; et
on génère un signal d'arrêt vers ledit ensemble
de traitement sur détection d'une valeur de courant prédéter-
minée circulant dans ledit enroulement.
12. Méthode selon la revendication 11, caractérisée
en ce que ladite onde de tension est une onde carrée de période
prédéterminée.
13. Méthode selon la revendication 11, caractérisée
en ce que, suivant la mesure d'induction rémanente, on injecte
un courant continu à travers l'enroulement du transformateur
pour amener le flux rémanent à une valeur nulle.
14. Méthode selon la revendication 11, caractérisée
en ce que l'étape de détermination inclut une intégration de
chaque valeur de variation de l'induction et une mise en
mémoire des valeurs ainsi intégrées.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.

La présente invention a trait ~ la mesure du flux
résiduelle permanente, appelée rémanence, présente dans les
transformateurs de courant ou d'intensité, et concerne plus
particuliarement une méthode et un système permettant de
mesurer de façon directe ce flux rémanent. De plus, suivant
un mode préféré, la présente invention incorpore une méthode
et les moyens pour annuler le flux rémanent par d~magnétisation
contrôlé du noyau du transformateur d'intensité.
Il est bien connu que la présence de composantes
apériodiques dans un courant transitoire auquel est soumis un
transformateur de courant ou d t intensité est à l'origine de
l'évolution asymétrique du flux ou de l'induction dans le
noyau du transformateur d'intensité durant ce régime transi-
toire. Cette condition d'asymétrie peut, dans certains cas,
amener le noyau en saturation et causer une erreur dans le
rapport de transformation du transformateur de courant. Cette
éventualité est plus probable dans le cas des transformateurs
à noyau fermé, c'est-à-dire sans intrefer, en raison de la
présence possible du flux résiduel permanent ou rémanent.
L'existence du flux rémanent dans le noyau de ce type de
transformateur diminue la plage dynamique disponible pour la
variation asymétrique de 1'induction en régime transitoire.
De plus, un régime transitoire pendant lequel l'induction a
atteint un niveau assez élevé peut laisser, après ce régime
transitoire, un flux rémanent qui pourra réduire sensiblement
la plage dynamique du transformateur pour un défaut ou un
régime transitoire subséquent.
Une méthode conventionnelle suggérée pour la mesure
du ~lux dans un noyau sur lequel est bobiné un enroulement
consiste à mesurer la tension induite dans cet enroulement
lors d'un changement d'induction et d'intégrer cette mesure
au moyen d'un intégrateur électronique. Le signal de sortie
de l'intégrateur est alors, à une constante près, égale à la
variation d'ind~ction à partir du niveau initial qui, à priori,
n'est pas connu. Dans cette méthode conventionnelle, ce
niveau initial qui constitue le niveau du flux rémanent doit
etre évaluéO
L'objet premier de la présente invention réside dans
la conception d'une méthode et d'un système de mesure du flux
rémanent des transformateurs d'intensité, et ce de fa~con
directe, tout en éliminant les inconvénients inhérents aux
techniques conventionnelles et en préconisant une procédure
de mesure qui soit simple et relativement rapide.
En conséquence, la présente invention préconise un
système de mesure du flux rémanent d'un transformateur d~inten-
sité. Le système comporte un circuit de contrôle générant
une onde de tension à deux niveaux successifs pour inversion
du courant dans le transformateur d'intensité. Le circuit
de contrôle inclut un circuit compensateur de résistance
série relié entre l'enroulement du transformateur et qui
génère un signal d'arrêt vers l'ensemble de traitement sur
détection dlune valeur de courant prédéterminée circulant
dans l~enroulement. Un circuit de communication est relié
à un enroulement du transformateur d'intensité et provoque
une variation d t induction à partir du niveau du flux rémanent,
jusqu'à saturation, par commutation successive du courant au
moment d'une application de l'onde de tension aux bornes de
cet enroulement. L'ensemble de traitement re~coit dudit
~ - 2 -
circuit de commutation un premier signal analogue représentati~
de la variation d'induction due à l'onde de tension d'une
première période et un second signal analogue représentatif
de la variation d'induction due à l'onde de tension de la
deuxième période. L'ensemble de traitement détermine les
niveaux de saturation correspondant à une variation positive
et à une variation négative de l'induction par rapport au
flux rémanent et génère un signal représentatif de l7induction
rémanente du transformateur d'intensité.
La présente invention est également relative à une
méthode de mesure du flux rémanent présent dans un transfor-
mateur d'intensité. La méthode comporte les étapes suivantes.
On génère une onde de tension à deux niveaux successifs pour
inversion du courant dans le transformateur d'intensité. On
provoque une variation d'induction à partir d'un niveau de flux
rémanent jusqu'à saturation dans une polarité et par la suite
jusqu'à saturation dans l'autre polarité et en commutant un
enroulement du transformateur aux bornes duquel est appliqué
ladite onde de tension. On détermine à l'aide d t un ensemble
de traitement une valeur de variation dlinduction due à l'onde
de tension de la première période, une valeur d'induction due
à l'onde de la deuxième période et on effectue une sommation
desdites valeurs d'induction positive et négative dont le
résultat est un signal analogue représentatif du flux rémanent
du transformateur. L'ensemble de traitement inclut un circuit
compensateur de résistance sérle reliée entre l'enroulement
du transformateur~ Ensuite 9 on génère un signal d'arret vers
l'ensemble de traitement sur détection d'une valeur de courant
prédéterminé circulant dans l'enroulement.
3 ~
Dans un mode de réalisation préféré9 l'invention
incorpore en outre un circuit de démagnétisation susceptible
de ramener à une valeur nulle le niveau du flux rémanent.
Cela sleffectue en faisant circuler à travers l'enroulement
du transformateur un courant continu de valeur positive ou
négative suivant le cas d'un ~1ux rémanent négatif ou positif,
respectivement. Cette procédure de déma~nétisation est
réalisée de fa~on controlée par l'émission d'impulsions a
courant continu suivie d'une opération de vérification du
niveau du flux rémanent restant, et ce jusqu'à l'obtention
d'un niveau de flux rémanent nul~
Concernant l'opération de démagnétisation du noyau
du tra~sformateur de courant, la méthode conventionnelle
u-tilisée jus~u'ici consistait à appliquer une tension alter-
native de 60 hertz aux bornes d'un enroulement du transforma-
teur d'intensité à l'aide d'un transformateur survolteur et
d'un auto-transformateur variable~ Suivant cette méthode, la
puissance nécessaire pour une démagnétisation complète est
d'environ 2,000 watts~ A l'aide de l'auto-transformateur
variable, les familles de courbe d'hystérésis du noyau sont
parcourues depuis la saturation jusqu'à un courant nul. Cette
méthode conventionnelle a le désavantage d'utiliser de ltappa-
reillage très encombrant 9 donc difficilement portatif, dange-
reux à cause de la nécessité d'application d'une tension
élevée et de plus aucune valeur quantitative du flux rémanent
n'est obtenue lors du processus de démagnétisation.
Un mode de réalisation préféré de la présente
invention sera decrit ci-après avec référence au~ dessinsy
dans lesquels:
- 4 -
la Figure 1 illustre une courbe hystérésis d'un
transformateur de courant où se retrouve un flux rémanent
afin de démontrer le principe sur lequel s'appuie la méthode
et le fonctionnement de la présente invention;
la Figure 2 montre le circuit de principe de la
pr~sente invention;
la Figure 3 illustre un diagramme bloc du système
de mesure et de démagnétisation du no~au d'un transformateur
d'intensité;
les Figures 4 et 4a sont un schéma sous forme de
diagramme bloc du circuit de controle faisant partie du
système de mesure de la Figure 3 .
la Figure 5 illustre un diagr~e bloc du commutateur
de puissance utilisé dans le système de mesure de la Figure 3
et
la Figure 6 montre l'agencement de l'intégrateur
et les détecteurs de crête illustré sur la Figure 3.
La Figure 1 montre de facon schématique la technique
ou le principe sur lequel s'appuie la méthode et le système
de l'invention en vue de déterminer et de mesuLer le niveau
du flux résidu~l ou rémanent dans le noyau d'un transformateur
d'intensité. Suivant la technique illustrée, le transforma-
teur d'intensité est porté ~'la saturation positive BSat~ et
la saturation négative BSat-3 c'est-à-dire à des niveaux
de saturation correspondants à la polarité positive et
négative du noyau suivant les caractéristiques propres de
perméabilité de ce dernier. La mise en saturation du noyau
dans l'une et l'autre polarité s'effectue de facon successive
par application d'une tension à deux niveaux aux ~ornes de
l'enroulement du transformateur de sorte à obtenir une valeur
- 5 -
de variation positive ~ Bl et une valeur de variation négative
a B~ de l'induction par rapport à un niveau du ~lux rémanent
Br qui est inconnu et présent dans le noyau du tran.sformateur~
Cela s'exprime mathématiquement de la façon suivante:
Br + A Bl Bsat
Br - ~ B2 = Bsat
Compte tenu que les niveau~ de saturation positif et négatif
d'une courbe d'hystérésis de magnétisation du noyau du
transformateur~ on déduit alors la valeur de l'induction
de saturation par l'expression suivante:
B t~ = B
Bsat+ = (QBl + AB2 )/
Connaissant les valeurs représentatives des variations
d'induction par rapport au niveau initial de l'induction
rémanente Br, on obtient une mesure de cette dernière,
comme suit:
Br = (ABl ~ AB2)~2
La Figure 2 illustre le schéma de principe du
présent système de mesure. Com~e illustré, une source
d'alimentation ~1~ comportant une pile Ub et un interrupteur
S débite un courant I a travers un conducteur de résistance
rc¦3) et llenroulement d'un transformateur d'intensité (4~
de résistance interne ri. Une chute de potentiel uO apparaît
aux bornes A' et B' du transformateur, ce qui se traduit par
une tension ue. Un unité d'integration est tranché a travers
les bornes A' et Bs et fournit alors un signal de sortie de
tension US proportionnelle à l'induction B. Mathématiquement,
la mesure de cette induction B s'obtient de la façon suivante
en considérant que l'interrupteur s est ~ermé au temps
t = O~
- 6 -
B = 1 o~t uo dt où: N: nombre de ~ours ~econdaire
A~ section du noyau magn.(m )
Or 9 Uo = ( Ue - ( rC ~ r~
ft
~rc ~ ri) i <~ue, uO = ue et B = 1 J Ue dt
La condition (rc ~ ri~ i ~<ue peut être réalisée tant que le
noyau n~est pas saturé (Lo grand)
u = 1 ft u dt = 1 ~AB o~ K: constante de
K J e _ l'intégrateur
B = K s
NA
On note en conséquence que les variations d'induction
requises pour la détermination du niveau du flux rémanent
~euvent etre provoquées par l'application d'une faible tension
continue à travers l'enroulement secondaire du transformateur.
Il est ~ remarquer que le courant qui circule par suite de
l'application de cette tension doit être assez élevé pour
que les ampères résultant soient suffisants pour saturer le
noyau du transformateur. Par contre9 ce courant doit être
limité afin que la chute de tension dans l'enroulement et le
cablage ne viennent pas fausser la valeur de la tension
appliquée au moment de la fermeture de l'interrupteur S du
circuit d'alimentation.
Se référant maintenant à la Figure 3, celle-ci
illustre un diagramme bloc des éléments constituant le
système de mesure du flux rémanent suivant la technique
élaborée précédemment. Il est à noter que le système de
la Figure 3 incorpore tous les éléments susceptibles d'effectuer
une démagnétisation complète du noyau du transformateur
d'intensité de sorte que le circuit de démagnétisation et
~ 7
la méthode afférente preconisée seront décrits coinjointement
avec le système de mesureO
Suivant le mode de réalisation illustré 9 un circuit
de contr81e 5 envoie des signaux de commande à un commutateur
électronique de puissance 6 à travers le conducteur M ainsi
qu'à un intégrateur 7 via le conducteur N et a des détecteurs
de cr8te positive 8 et négative 9 par les conducteurs T et V,
respectivement. Ces détecteurs sont connus sous les modèles
3523 de la Société BurrrBrown. Comme on le verra ~ la Figur~
5, le commutateur 6 est relié aux bornes A' et B' de l'enrou-
lement secondaire du transformateur d'intensité TI dont on
veut mesurer la valeur du flux rémanent. Les détecteurs de
cr~te 8 et 9 alimentent un circuit sommateur 10 qui fournit
à sa sortie la valeur de l'induction de saturation, ainsi
qu'un circuit différentiateur 11 qui génère un signal de
sortie correspondant à la valeur du flux rémanent du noyau
du transformateur dSintensité. Un circuit indicateur de
démagnétisation 12 re~oit des signaux provenant du circuit
différentiateur 11 par le conducteur H et du circuit intégrateur
20 ~ 7 par le conducteur C pour fournir à sa sortie une indication
de la valeur du courant continu ~ injecter à travers 1 t enrou-
lement du transformateur pour démagnétiser le noyau de celui-ci.
Les circuits 10, 11 et 1~ sont des amplificateurs (Modèle MC
1741G de la Société Motorola).
Un sélecteur 13 de type manuel, rotatif, reçoit les
divers signaux du circuit sommateur 10, du circuit différen-
tiateur 11 ou du circuit indicateur du niveau de démagnétisa
tion 1~ à travers les conducteurs I, J ou K, respectivement
et alimente un circuit d'amplification et de calibration 14
3Q (Motorola Modèle MC 1741G) qui est relié à un circuit d'affi-
chage 15. De plus~ lorsque le sélecteur 13 est tourné sur son
- 8 -
plot d'entrée B, le commutateur de puissance 6 est alors
relié via le conducteur P ~a une source d'alimentation ~
courant continu lors du processus de démagnétisation du noyau
du transformateur.
Sous llaction du circuit de contr81e 5, le système
opère suivant un des modes d'opération sélectionnés à l'aide
de boutons poussoirs 16 dont le nombre de contacts a été
maintenu à un stricte minimum dans le but de faciliter les
diverses opérations du système par un opérateur. Ainsi, une
pression sur le bouton de remise ~ zéro RA2 provoque une
double action au niveau du circuit de contrôle 5: la première
est la remise à zéro d'une section du circuit autorisant un
nouveau départ, et la seconde d'émettre une impulsion vers le
circuit d'intégration 7 et vers les détecteurs de cr8te 8 et 9
pour leur remise à zéro. Dlautre part9 en actionnant le bouton
DEPART, le circuit de contr81e 5 dirige une impulsion vers les
circuits détecteurs de cr8te 8 et 9, par les conducteurs T et
V~ respectivement, pour permettre au mémoire de ces détecteurs
de se préparer ~ recevoir un nouveau contenu, de plus, llac-
tionnement du bouton DEPART provoque 1'envoi vers le commuta-
teur de puissance 6 de signaux de deux périodes et de polarité
positive qui actionnent llun ou l'autre des commutateurs
électroniques (voir Figure 5~ permettant au courant de passer
dans un sens, puis dans l'autre, à travers l'enroulement
secondaire du transformateur. Par ailleurs, les boutons
DEMI et DEM2 commandent une action directe sur le commutateur
6 pour permettre l'injection dans l'enroulement secondaire
du transformateur d'un courant continu, positif ou négatif
pour effectuer la démagnétisation du noyau de ce transformateur.
- g _
Le circuit de contr81e 6 re~coit également du
commutateur de puissance 6, par l'entremise du fil 09 une
information qui est uti.lisée par le circuit compensateur de
résistance afin d'arreter l'intégrateur 7 lorsque le courant
traversant le transformateur atteint 80% de sa valeur; cela
évite l'intégration de la tension d'erreur causée par les
résistances séries du système, soit celles du circuit, de
l'enroulement du transformateur et des fils conducteurs.
La fonction de l'intégrateur 7 consiste ~ intégrer
la tension qui apparaît aux bornes de l'enroulement du trans-
formateur c'est-à-dire la tension de sortie entre les bornes
AB du commutateur de puissance 6. Le signal de sortie sur le
conducteur S de 1 t intégrateur 7 est mis en mémoire par les
détecteurs de crête 8 ou 9 selon qu'il s t agit d'une valeur
positive ou négative de la tension circulant à travers
l'enroulement du transformateur. La valeur en mémoire dans
le détecteur de crete positive 8 correspond alors à ~Bl et
celle en mémoire dans le détecteur de crete négative 9 a
~B2. Ces valeurs ~Bl et ~B~ sont ensuite acheminées vers le
circuit sommateur 10 et le circuit différentiateur 11 qui
fournissent respectivement à leur sortie un signal représen-
tatif de l'induction saturée et du flux rémanent du transfor-
mateur d'intensité.
Par ailleurs, les divers signaux re~cus par le
sélecteur 13 sont sélectionnés puis aiguillés vers l'amplifi-
cateur de calibration 14~ calibration que l'on peut effectuer
en variant le gain de l'amplificateur à l'aide dlun potentio-
m~tre de calibration (non montré~, et la valeur de ces signaux
est affichée sur le cadran 15.
- lQ -
La Figure 4 présente l'agencement détaillé des
éléments constituant le circuit de contrôle 5 de la Figure 3.
Le circuit est formé de deux générateurs de type Schmitt Ul
et U2 (intégrateurs COSMOS) qui génerent des signaux d'impulsion
suivant l~actionnement d'un des boutons poussoirs 16. Le
générateur Ul est mis en fonctionnement lorsque le bouton
DEP~RT ou RA2 est actionné lors de la détermination d'une
mesure du flux rémanent du transformateur d t intensité alors
que le générateur U2 entre en fonctionnement lorsque les
boutons DMl ou D~2 est pressé au moment de la mise en opération
de la démagnétisation du noyau du transformateur.
Le générateur Ul alimente deux bascules de type
J-K U3A et U3B (RCA Modèle CD 4027). La bascule U3~ a pour
fonction d'effectuer la remise à zéro du monostable U5
(RCA Modèle DC 4047), de la bascule U3B, du compteur à décade
de type Johnson U7 et~ dans un autre temps, l'amorce de la
gachette positive du monostable U5. En ce qui regarde U3B,
sa fonction consiste à la remise à zéro du monostable U6
(RCA Modèle CD 4047) qui commande un verrouillage après cinq
secondes~ Le multivibrateur monostable U5 opère la mise à feu
de la gachette positive du monostable U6, le départ de l'horloge
du compteur à décade U7,et produit une impulsion vers les
portes NO~-ET U8 (RCA Modèle CD 40113. Le multivibrateur
monosta~le U6 envoie un signal sur la gachette négative du
monostable U5. Ces deux monostables U5 et U6 sont montés en
astable et contr81ent la durée des impulsions de sortie vers
le commutateur de puissance. Quant au compteur à décade U7,
celui-ci effectue des changements d'état des portes U8 et
contrôle le départ de l'horloge de la bascule U3B. Les portes
NON-E~ U8 envoient des impulsions aux portes NON-OU U4 ainsi
~ -- 11 --
~ 3
qu~ 17interrupteur Sl du circuit dlintégration de la Figure 60
Les portes NON-OU U4 (~CA Modèle ~001~ recoivent d'autre part
des signaux des portes U8 et du générateur U2 et émettent des
signaux qui polarisent les transistors formant le circuit de
couplage Darlington Q (Motorola Modèle 3904~ qui lui génere
une ou des information(s) aux opto-isolateurs du circuit de
puissance de la Figure 5 via le conducteur M.
Le circuit de contrôle incorpore également un
compensateur de résistance qui est illustré à la Figure 4a,
ce compensateur ayant pour fonction d'arrêter l'intégration de
la tension vue aux bornes secondaires du transformateur
lorsque le courant qui y circule a atteint 80% de la valeur
de saturation du noyau. Ce compensateur est formé d'un opto-
isolateur U9 (Hewlett-Packard Modèle 5082-4350) qui reçoit
à travers le conducteur O un signal du commutateur de puissance
de la Figure 5. Ce signal qui est un signal de tension est
directement proportionnel au courant circulant dans l'enroule
ment secondair2 du trans~ormateur. Cette tension est ensuite
comparée à une tension de référence qui équivaut à 80% du
courant de saturation, par le comparateur de tension U10
(~ational semiconductor modèle LM 311). Lorsque cette tension
de référence est dépassée, un signal est envoyé vers l'inter-
rupteur S2 du circuit intégrateur de la Figure 6 pour inter-
rompre le processus d'intégration. Lorsque la tension
redescend en dé~ca de 80% de sa valeur de saturation, il ne
subsiste aucune tension ~ la sortie du comparateur de tension
U10 et ainsi 17interrupteur S2 est fermé. Ainsi, on compense
pour la résistance série puisque llintégration est arrêtée
avant que la tension s'accro~t aux bornes de la résistance
série, due à la saturation du transformateur.
~Y~ - 12 -
Le commutateur de puissance 6 de la Figure 1 est
illustré de fa~on détaillée à la Figure 5. On sait que lors
de la prise d t une mesure, le signal de commande généré par le
circuit de controle 6 sur le conducteur M est le cycle de
mesure d'une durée totale d'environ 3 secondes. Ce signal
de commande est appliqué à 1'entrée de 1'un ou 1lautre des
opto~isolateurs U13 et U14 (Monsanto Modèle EL 100). Une
série d'inverseurs U12 reçoivent ensuite une impulsion de
sortie de chaque opto~isolateur et polarisent deux à deux
les circuits de couplage de type Darlington Ql à Q4 (Motorola
Modèle MW 3001), le couplage étant effectué deux à deux, soit
Ql et Q4 ou Q2 et Q3. De cette facon le courant ne peut
circuler que dans une direction ou dans l'autre (positive ou
négative) à travers l'enroulement secondaire du transformateur
d'intensité qui lui est relié aux bornes de sortie A' et Bt
du commutateur de puissanceO Une résistance R3 limite le
courant dans le transformateur d'intensité lorsque le sélecteur
rotatif 13 est à la position de démagnétisation ce qui autorise
un meilleur contr81e de la démagnétisation. En ce cas, si un
départ est effectué, un trop faible courant circulera dans
l'enroulement du transformate~r9 ce qui sera insuffisant pour
saturer le noyau de celui-ci dans les deux polarités. Par
contre, lorsque le sélecteur 13 est en contact avec le conduc-
teur de sortie I du circuit sommateur 10, la résistance R3
est court-circuitée. En outre, les résistances parallèles
Rl et R2 servent à limiter le courant à travers l'enroulement
du transformateur alors que les diodes CR2, CR3 7 CR4 et CR5
servent à éliminer les surtensions lorsque l'excitation est
coupée~ ces surtensions étant dues à l'énergie emmagasinée
dans le transformateur sous forme de champ magnétique.
~ - 13 -
La tension de sortie du commutateur de puissance 6,
qui est la tension apparaissant aux bornes de l'enroulement
du transformateur, alimente un ensemble de circuits, que nous
appelons ici un ensemble de traitement, ce dernier étant formé
de l'inté~rateur 7, des détecteurs 8 et 9, du sommateur 10,
du différentiateur 11 et du circuit déterminant la valeur du
courant de démagnétisation 12. La tension apparaissant aux
bornes At et B' de l'enroulement du transformateur est appli-
quée à l~entrée de l'intégra-teur U21 (Burr-Brown Modèle 3491-14)
lorsque l'interrupteur S2 commandé par le circuit compensateur
de résistance série de la Figure 4a, est fermé. Une batterie
de condensateurs CP, agencée selon le type de transformateur
d'intensité à démagnétiser est montée en dérivation sur
l'intégrateur U21 ainsi qu'en parallèle avec l'interrupteur
Kl. Ce dernier est commandé par une impulsion provenant du
circuit Ul du circuit de controle de la Figure 4, par l'entre-
mise du conducteur ~9 lorsque le bouton poussoir de remise
à ~éro RA2 est actionné. De même, l'interrupteur Sl est
fermé sur commande du circuit U8 du circuit de controle de
la Figure 4 lorsque le circuit de contrôle émet des impulsions
vers le commutateur de puissance 6. Il est à noter que dans
le mode de démagnétisation~ 1'interrupteur Sl est constamment
ouvert. Selon la polarité de la tension de sortie de l'inté-
grateur U21~ celle.-ci est dirigée vers l'un ou l'autre des
détecteurs de crete 8 ou 9. Le détecteur 8 est formé des
unités d'amplification U23 et U26 (Motorola Modèle 1741 G et
Burr-Brown Mod~le 3523) et du circuit de memoire MO (capacitance3
alors que le détecteur 9 comporte les circuits amplificateurs
U2~ et U23 ainsi qu'un circuit de mémoire ME (capacitance~.
Dans ces détecteurs~ les amplificateurs U23 et U26 sont des
~ - 14 -
g ~
unit~s tampon. Les unités de mémoire ME et M0 incluent des
condensateurs (non montrés3 qui mémorisent le signal de
tension positive ou négative provenant de ltintégrateur U21
Ces condensateurs sont déchargés lorsque le circuit de
contrôle 5 émet un signal de remise ~ zéro des détecteurs
de crête, par ltentremise des conducteurs T et V, respective-
mentO
La somme de la tension positive provenant de
1'amplificateur U26 et de la tension négative à la sortie
de l'amplificateur U23 est effectuée par le circuit 11, qui
est un amplificateur, et qui génère à sa sortie un signal
représentatif de la valeur de l'induction rémanente du
transformateur d t intensité, soit la valeur suivante:
Br = (~Bl - AB2) /2
D~autre part, le circuit sommateur 10 qui est un
amplificateur1 re~oit ~ son entrée inversée la tension
négative de sortie de l'amplificateur U23, et à son entrée
non inversée la tension positive de l'amplificateur U26 pour
ainsi émettre à sa sortie I un signal représentatif de
l'induction de saturation du transformateur d'intensité,
ce qui est:
Bs = (ABl + ~B2) /
Le circult de détermination de la valeur de
démagnétisation 12 est également un amplificateur qui donne
à sa sortie la valeur du courant continu, positif ou négatif,
à injecter à travers l'enroulement du transformateur
d'intensité pour le démagnétiser, c'est-à-dire pour ramener
à zéro le niveau du flux rémanent du noyau du transformateur.
Pour déterminer la valeur du courant continu à injecter dans
cet enroulement, on se sert de la valeur de 1 t induction ou
. . .
~ - 15 -
flux rémanent Br et de la valeur du courant ~ I restant dans
l'intégrateur U21. Le flux rémanent est appliqué à la borne
positive de l'amplificateur 12 alors que A I est ~ sa borne
négati~e. La somme de ces deux valeurs devra etre égale a
zéro à la fin du processus de démagnétisation qui est ef~ectué
en injectant aux bornes de l~enroulement du transformateur
des impulsions de courant continu, négatif ou positif, suivant
que le bouton poussoir DMl ou DM2 est actionné, de sorte à
ramener le noyau du transformateur à une valeur de flux
rémanent nul. Il est à noter que la démagnétisation du noyau
ne requiert qu'une source d'alimentation de 12 volts cc.
Il est entendu que la présente invention incorpore
toute modification à caractère d'évidence de la méthode de
mesure et de démagnétisation ainsi que du système mettant en
oeuvre cetta méthode décrite plus haut, faisant partie et
étant inhérent à la portée de la présente invention.
? - 16 -

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Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
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Grant by Issuance 1985-01-29

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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Drawings 1993-10-29 3 91
Abstract 1993-10-29 1 27
Cover Page 1993-10-29 1 15
Claims 1993-10-29 4 136
Descriptions 1993-10-29 16 611