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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE REGULATION.-
La présente invention est relative à des systèmes de régulation d'une grandeur électrique d'un circuit à courant alternatif, et son objet est de créer un système de régulation amélioré qui ne comprenne aucune ou seule- ment quelques parties mobiles, et qui soit à la fois rapide et sensible dans son fonctionnement. Dans le brevet américain Alexanderson 1.337.875, du 20 Avril 1920, on a décrit une disposition selon laquelle un circuit de charge à courant alternatifest relié à différentes prises de courant d'un secondai- re de transformateur, par l'intermédiaire de bobines à noyau magnétique, qui sont disposée de manière que la valeur de leur réactance puisse être modifiée, @
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dans le but de régler la tension appliquée au circuit par le transformateur.
Conformément à la disposition décrite dans le brevet mentionné ci-dessus, plusieurs machines dynamo-électriquesont chacune leur enroulement d'armature relié à une source appropriée de courant disposée en série avec la bobine de saturation d'une self distincte, et leur force contre électro-motrice peut être modifiée au moyen d'un dispositif vibratoire prévu dans les circuits de champ des machines, et disposé pour être actionné conformément à une condi- -tion électrique d'un circuit de charge à courant alternatif.
Avec une telle disposition, une tension trop élevé-e du circuit de charge détermine la satu- ration du noyau de la réactance reliée à la prise de courant de faible tension, ce qui fait décroître la tension du circuit de charge, et une trop faible ten- sion du circuit de charge détermine une saturation plus intense du noyau de la bobiae reliée à la prise de courant de haute tension, ce qui fait croître l'a tension du circuit de charge, la présente invention est, par certains côtés, analogue à celle décrite dans le brevet mentionnéci-dessus, maiselle en diffère principale- ment en ce que la fonction de commander le courant des bobines de saturation est remplie par un dispositif à décharge électrique, en réponse au déplace- ment d'un dispositif vibratoire,.ou encore sans l'emploi d'aucune partie mé- canique mobile.
La présente invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels :
La Fig.1représente une disposition où un redresseur à mercure est associé à un dispositif vibratoire, pour commander le courant de la bobine de saturation.
La Fig.2 montre un détail du redresseur à mercure,
La Fig.3 représente une modification qui ne comprend pas l'emploi - de parties mécaniques mobiles.
Les Fig.4 et 5 montrent certaines relations électriques qui existent pendant le fonctionnement de l'appareil représenté sur la Fig.3.
La Fig.l représente un circuit de charge 1 disposé pour être ali- menté de courant par une ligne de transmission d'énergie polyphasée 2, par l' intermédiaire de moyens de transformation ou d'alimentation représentés, sur la figure, comme un transformateur 3 qui comprend un enroulement primaire 4, @
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un enroulement secondaire 5, et un enroulementtertiaire 6. Le circuit de cha- rge 1 est relié, d'un côté, à l'enroulement secondaire 5, et de l'autre côté, aux bornes 7 et 8 du transformateur, par l'intermédiaire de bobines de réac- tance 9 et 10, respectivement. Un noyau magnétique 11 et une bobine de satu- ration 12 sont associés à la bobine de self 9 ; noyau semblable 13 et une bobine 14 sont associés avec la bobine de réactance 10.
Les bobines de saturation 12 et 14 sont disposées pour être ali- mentées de courant par l'enroulement tertiaire 6, par l'intermédiaire d'un dispositif à décharge électrique représenté schématiquement sous la forme d'un redresseur à mercure 15 qui comprend une cathode 16, des anodes 17 et 18 et des grilles 19 et 20. Des moyens convenables, représentés comme une batte- rie @1 et un commutateur 22, sont prévus pour amorcer le fonctionnement du re- dresseur 15.
Un transformateur 23 et un dispositif vibratoire 24 sont prévus pour commander la tension des grilles 19 et 20, en réponse aux variations de la tension du circuit de charge 1, Le dispositif vibratoire 24 comprend un noyau 25 et une bobine de fonctionnement 26 disposée pour être reliée entre les bornes de la ligne 1, et commander le mouvement de l'élément vibratoire 27 qui peut venir appuyer contre les contacts 28 ou 29, sous différentes con- ditions de fonctionnement de la ligne 1. Ainsi que représenté sur la Fig.2, l'anode 18, peut être entourée par une grille 20. D'autres dispositions conve- nables des grilles, relativement aux anodes, se présenteront aisément à l'es- prit des experts.
Si l'on suppose que le fonctionnement du dispositif 15 a été amorcé par la batterie 21, un accroissement de tension du circuit de charge 1 détermine le déplacement de l'élément 27 de façon à l'amener à appuyer contre le contact 28, ce qui relie la grille 20 à la borne secondaire supérieure de l'enroulement de transformateur 23. Dans ces conditions, la grille 20 et la cathode 16 sont chargées négativement durant des périodes de temps qui sont les mêmes ou coïncident partiellement, et la transmission du courant par l'en- roulement tertiaire 6 à l'enroulement de saturation 12, est en grande partie, ou totalement, empêchés.
Pendant que l'élément 27 n'est pas relié au contact 29, la bobine de saturation 14 est alimentée de courant redressé, et la réac- tance de la bobine 10 reliée à la prise 8 du transformateur, est réduite, ce qui modifie le rapport effectif de transformation, de manière à réduire la - 0
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tension appliquée à la ligne 1. Quand la tension de la ligne 1 devient trop faible, l'élément 27 est déplacé de façon à venir engager le contact 29. la grille 19 et la cathode 16 sont alors chargées négativement pendant des pério- des de temps qui sont les mêmes, ou coïncident partiellement, et la transmis- sion du courant, dans la bobine de saturation 14, est empêchée ou grandement réduite, du courant est fourni à la bobine de saturation 12, et la tension aux bornes de la ligne 1 croît.
Un écart de tension du circuit de charge de sa va- leur normalmet donc en action une force tendant à ramener la tension à sa va- leur normale.On peut remarquer que la seule pièce mécanique mobile utilisée pour obtenir ce résultat est l'élément 27 du dispositif vibratoire 24, qui peut être choisi et proportionné, de façon à maintenir la tension du circuit de charge à sa valeur normale.
La Fig.3 représente une modification de l'invention, qui ne com- prend pas l'emploi de pièces mécaniques mobiles. Dans cette réalisation, les phases des tensions résultantes appliquées aux circuits de grilles 19-20, sont commandées par l'intermédiaire des transformateurs de courant 30 et 31, dont les enroulements primaires sont relié-sau circuit de charge à courant alter- natif 1, et les enroulements\,secondaires aux diverses phases de la ligne poly- phasée 2, par l'intermédiaire de la.résistance 32 et la réactance 33 reliées en parallèle, et de la résistance 34 e la réactance 35 également reliées en parallèle.
Un transformateur de grille 36 est relié à une phase de la ligne polyphasée 2 en série avec la résistance 32 et la réactance 33 reliées en pa- rallèle. Un transformateur de grille 37 est de même relié à une autre phase de la ligne pholyphasée, en série avec la résistance 34 et -la réactance 35 re- liées en parallèle.
Ainsi qu'expliqué dans ce qui suit, les liaisons sont telles que la tension inverse de la ligne polyphasée est appliquée au transformateur 36 et à la résistance 32 et la réactance 33. On doit également remarquer que les circuits secondaires des transformateurs 30 et 31 agissent en sens inverses l'un de l'autre. Avec ces liaisons, les intensités et les phases des tensions appliquées aux circuits de grille dépendent de 1* intensité du courant du cir- cuit de chargeai. Ceci sera aisément compris en examinant les Fig. 4 et 5 simultanément avec la Fig.3.
Sur la Fig.4, les tensions polyphasées de la ligne 2, à des ins-
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tants qui se succèdent, sont représentées par des courbes a ,b,c; et sur la Fig.5, ces tensions sont représentées par les vecteurs A, B, C. Sur les
Fig.4 et 5, on a tracé la courbe'b' et le vecteur B' correspondant respective- ment à la courbe b et au vecteur B décalés de 180 . On a représenta la courbe b' et le vecteur B' parce que, dans la disposition de la Fig.3, c'est la ten- sion inverse de celle de la phase B de la ligne polyphasée 2, qui est appli- quée au transformateur 36 et à la résistance 32 et la réactanoe 33 reliées en parallèle.
Il est clair que la tension appliquée au circuit de charge 1, par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire 7 du transformateur 3, est prati- quement en phase avec celle appliquée aux circuits de fonctionnement du redres- seur 15, par l'intermédiaire de l'enroulementtertiaire 6 de ce transformateur la tension disponible pour faire passer le courant dans les bobines de satura- tion 12 et 14 peut, par suite, être représentée par les parties en traits ac- centués de la courbe.2 L'intensité réelle du courant traversant les bobines de saturation 12 et 14, dépend toutefois aussi de la tension appliquée aux circuits de commande du redresseur.
Ainsi, quand la grille 19 est à une ten- sion négative, la tension de l'enroulement tertiaire 6 est incapable de faire passer un courant dans la bobine de saturation 14, et quand la grille 20 a une tension négative, aucun courant ne passe dans la bobine de saturation 12.
Si l'on suppose qu'aucun courant ne passe dans le circuit de charge 1, la tension appliquée à la grille 19 par le transformateur 36 sera peu modifiée par sa liaison avec la résistance 32 et la réactance 33, et elle peut être représentée par la courbe b' de la Fig.4. la tension appliquée à la grille 20 peut de même être représentée par la courbe a , Si 1'on considé- re la première demi-onde positive c,on peut remarquer que l'onde b' devient positive avant la courbe @; par suite, la bobine de saturation 14 sera alimen- tée de courant pendant une période de temps beaucoup plus longue que.la bo- bine 12, et la ligne 1 fonctionnera sous une tension relativement basse.
Si l'on suppose qu'un courant I décalé en arrière sur la tension C d'un angle traverse le circuit de charge 1, il se produit, à travers la résistance 32 et la réactance 33, une chute de tension représentée par le vecteur CE., Simultanément, une chute de tension représentée par le vecteur OE' se produit dans la résistance 34 et la réactance 35. Les'tensions alors ap- pliquées aux grilles 19 et 20 peuvent être représentées par les vecteurs OG @
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et OF, respectivement. Puisque ces vecteurs ne diffèrent que légèrement en phase, le courant fourni à la bobine de saturation 14 ne commencera à passer qu'un peu}! avant l'instant où prendra naissance le courant traversant la bo- bine de saturation 12, et une tension plus élevée sera appliquée au circuit de charge.
Quand le courant du circuit de charge croît, les tensions de grille sont décalées dans des directions opposées, jusqu'à ce qu'elles soient en phase l'une avec l'autre. Lorsque ceci se produit, le courant est fourni aux bobines 12 et 14 au même instant, et c'est la tension correspondant au point médian entre les prises 7 et 8, qui est appliquée au circuit de charge 1.
Si le courant du circuit de charge croit davantage, la tension du circuit de chai . ge croît graduellement, jusqu'à ce que le noyau 11 soit complètement saturé, et que pratiquement, la totalité de la tension secondaire du transformateur 3 soit appliquée au circuit de charge, @@@@@@@@.la manière dont la disposition fonctionne pour diminuer la tension du circuit de charge, lorsque le courant qui le traverse diminue de valeur, peut être aisément comprise par ce qui pré- cède.
Les réalisations de l'invention représentées et décrites ci-dessus ont été choisies pour mettre en évidence les principes de cette invention, mais il est clair que celles-oi peuvent être modifiées de bien des façons, en vue de satisfaire aux conditions qui se présentent, sans sortir pour cela du domaine du présent brevet.