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PERFECTIONNETS AUX SYSTEMES DE REGLAGE DES CIRCUITS ET MACHINES EEEOiDBIQt#S
La priorité du brevet déposé en Angleterre le 15 Avril 1926 sous le No 9943 par Mr. H. de BOYNE KNIGHT. est revendiquée pour cette demande en vertu de la Convention Internationale de 1883.- BREVET PRINCIPAL ..........333*701 du 24 Avril 1926, 1er Perfectionnement = .......334.351 du 22 Mai 1926.
2 Perfectionnement = .......337.396 du 27 Octobre 1926.
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3e Perfectionnement m .. ' . - - Z68.036 (No de la demande) du 15/14/26. e Perfectionnement .........868.840 (No de la demande) du 1512.-
La présente invention est relative aux moyens de régler l'alimen- tation de circuits en courant électrique, particulièrement lorsqu'il est four- ni par des sources de courant continu, telles que des commutatrices, des géné- rateurs, des redresseurs ou appareils analogues, qui fonctionnent en parallèle avec des appareils à décharge électrique à vapeur, tels que des redresseurs à arc à mercure, des redresseurs TUNGAR$ dans lesquels la tension du courant
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continu débité peut être commandée au moyen d'électrodes.
Dans certaine cas, il peut être avantageux de faire fonctionner la source à une certaine charge parti- culière, en prenant des dispositions pour que l'appareil à décharge qui est en parallèle avec cette source, fournisse le reste de la charge du système. Par exemple, si une commutatrice et un redresseur à arc à mercure fonctionnent en parallèle, il est généralement avantageux que la conmutatrice fonctionne sous la charge pour laquelle son rendement est le plus élevé;
cette charge peut d'ail- leurs être celle qui correspond à sa pleine capacité nominale, tandis que le re- dresseur à arc à mercure fournit les pointes de charge, Comme ce dernier présente un rendement élevé aux faibles charges, l'ensemble du système fonctionne alors dans les conditions d'efficacité optimum,,
Le système conforme à l'invention fonctionne donc tout d'abord de façon à accroître la tension du courant débité par l'appareil à décharge élec- trique à vapeur, ce qui fait croître le courant qu'il débite, pour toute varia- tion de la charge totale pour laquelle l'autre unité en parallèle tendrait à accroître son débit, ou encore de façon analogue pour amener la première machine à débiter la plus grande partie de l'accroissement de charge,
tandis que l'autre ne fournit qu'une faible part prédéterminée de cet accroissement, en restant dans les limites de son meilleur fonctionnement. L'opération inverse se produit quand la charge totale diminue. Le fonctionnement en parallèle est pratiquement indépen- dant des caractéristiques de charge des éléments qui peuvent être construits sans avoir en vue leur fonctionnement en parallèle. Par exemple, les difficultés que l'on rencontre actuellement dans le fonctionnement en parallèle des machines rotatives à enroulements composés, se trouvent diminuées, sinon éliminées.
L'invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels s
La Fig.l représente schématiquement un système où un redresseur à arc à mercure est accouplé en parallèle avec un générateur, et la Fig.2 repré- sente des courbes de la tension du redresseur.
La méthode conforme'à l'invention de commander, la tension de débit de l'appareil à décharge électrique à vapeur, sera mieux comprise en se référant à la Fig.2 des dessins joints où Ea représente la tension du courant alternatif d'alimentation d'une anode, et Eg la tension, relativement à la cathode, de l'é- lectrode de commande associée à l'anode. on constate que, même si Ea est positif,
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l'arc ne s'amorce pas à l'anode, tant que la tension Eg est négative. L'arc s'amorce approximativement à l'instant où Eg passe d'une valeur négative à zéro, instant représenté par Ti sur la Fig.2.
Ainsi, si l'on modifie l'instant TI, la portion de la demi-onde positive de Ea, qui se trouve redressée, est modifiée et, par suite également la tension redressée moyenne,
L'invention sera mieux comprise en se référant à la Fig.ldes des- sins, où 1 représente une source de courant continu alimentant les conducteurs 2, elle est représentée comme constituée par l'armature d'une machine rotative, qui peut être, par exemple, une commutatrice, un moteur-générateur, un générateur, un redresseur ou une autre source de courant continu.
cette unité fonctionne en pa- rallèle avec un dispositif à décharge électrique à vapeur, représenté comme un redresseur à arc à vapeur de mercure monophasé 3, mais il est clair que l'on peut employer tout appareil redresseur convenable,
Le redresseur 3 est alimenté de courant au moyen des connexions usuelles de courant alternatif, comme de coutume, par les barres omnibus d'une source de courant alternatif 7, la liaison comprenant un transformateur approprié 4 qui comporte un primaire 5 et un secondaire 6 dont le point neutre, ainsi que la cathode 18 du redresseur, sont reliés respectivement aux lignes positive et négative du circuit 2, par l'intermédiaire de bobines de choc et autres disposi- tifs auxiliaires dont la nature varie selon les nécessités.
Le redresseur 3 comprend une cathode 18, un dispositif d'amorçage représenté par une électrode d'amorçage 8, et un commutateur 9 associé à une batterie 10, des'anodes 12 reliées à la source de courant alternatif, et des é- lectrodes de commande 11 associées Respectivement aux anodes. Chaque électrode de commande est reliée à la cathode 18 par l'intermédiaire d'une résistance 13, d'une partie du secondaire 15 du transformateur 14, et d'une même résistance 19 connectée, d'une part, au point neutre du secondaire 15, d'autre part, à la ca- thode 18, cette résistance pouvant, si on le désire, être shuntée par un conden- sateur 20 destinéà amoindrir les pulsations de courant.
L'enroulement primaire 16, du transformateur 14, est relié par les conducteurs 17, aux conducteurs de la source alternative 7, par l'intermédiaire d'un chargeur de phase, qui peut être un transformateur changeur de phase ou un régulateur d'induction. La phase de Eg peut être modifiée à volonté relativement à la tension d'anode Ea, et l'instant TI peut aussi être modifié, ainsi que représenté Fig.2.
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la tension Eg de l'électrode de commande peut être modifiée par exem- ple, par une tension de réglage engendrée par la chute de tension dans la résis- tance 19, qui est traversée par le courant de la batterie 21. Une valve ther- mionique 22 est disposée en série avec la batterie 21 et la résistance 19.
Le filament de cette valve peut être porté à l'incandescence par les moyens usuels, et il peut être avantageux de porter la grille à une tension de réglage de tou- te façon approprié-e , en conformité avec les caractéristiques du type particu- lieur de valve thermionique utilisé. La grille et le filament de la valve 22 sont connectés à une résistance 23, qui se trouve en série dans le circuit de débit de la source de courant continu 1, et entre cette source et les conduc- teurs principaux 2.
Avec les connexions représentées, où le shunt 23 est disposé en série avec la ligne négative, et la grille 22 reliée à l'extrémité négative de ce shunt, le fonctionnement du dispositif est le suivant ;Lorsque le courant débité par 1 a une certaine valeur prédéterminée, la tension négative de grille de la valve 22 a aussi une certaine valeur correspondant à la chute de tension dans le shunt 23. La chute de tension dans la résistance 19 est alors également déter- minée et elle est due au passage du courant fourni par la batterie 21, dont l'effet est de porter les électrodes de comnande 11 à une tension de réglage négative.
Sur la Fig.2, on a indiqué que l'effet de cette action est de déplacer la ligne de zéro OX des volts Eg de l'électrode de conmande, en direction posi- tion OY ,et d'une distance égale à Eb, qui représente la chute de tension de ré- glage dans la résistance 19. Par suite, la tension de l'électrode de commande passe d'une valeur négative à zéro, et la valve-redresseur s'ouvre à l'instant T2, au lieu de l'instant TI. La position de T2, et par suite la valeur moyenne des tensions redressées, peut être réglée à l'aide du changeur de phase qui ali- mente le transformateur 14.
Si le courant qui traverse 23 croit, la tension négative appliquée à la grille de la valve thermionique 22 croit en valeur absolue, et il en ré- 'suite que la chute de tension Eb, dans la résistance 19, diminue, ce qui a pour effet d'ouvrir la valve du redresseur à un instant antérieur à T2, de faire croître les tensions à courant continu du redresseur, et de lui faire débiter une fraction plus importante de la charge*
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PERFECTION IN EEEOiDBIQt # S CIRCUIT AND MACHINE ADJUSTMENT SYSTEMS
Priority of the patent filed in England on April 15, 1926 under No. 9943 by Mr. H. de BOYNE KNIGHT. is claimed for this application by virtue of the International Convention of 1883. - MAIN PATENT .......... 333 * 701 of April 24, 1926, 1st Improvement = ....... 334.351 of May 22, 1926 .
2 Improvement = ....... 337,396 of October 27, 1926.
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3rd Improvement m .. '. - - Z68.036 (Application number) of 15/14/26. e Improvement ......... 868.840 (Application number) from 1512.-
The present invention relates to the means of regulating the supply of electric current to circuits, particularly when it is supplied by direct current sources, such as switches, generators, rectifiers or the like. , which work in parallel with steam electric discharge devices, such as mercury arc rectifiers, TUNGAR $ rectifiers in which the voltage of the current
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continuous flow can be controlled by means of electrodes.
In some cases it may be advantageous to operate the source at a certain particular load, making provision for the discharge apparatus which is in parallel with that source to provide the remainder of the load in the system. For example, if a mercury arc switch and rectifier operate in parallel, it is generally advantageous for the switch to operate under the load for which its efficiency is highest;
this load can also be that which corresponds to its full rated capacity, while the mercury arc straightener provides the load peaks. As the latter has a high efficiency at low loads, the whole system then operates under optimum efficiency conditions,
The system according to the invention therefore operates first of all in such a way as to increase the voltage of the current delivered by the electric steam discharge apparatus, which increases the current which it delivers, for any variation. of the total load for which the other unit in parallel would tend to increase its flow, or again in a similar way to cause the first machine to deliver most of the increased load,
while the other provides only a small predetermined portion of this increase, remaining within the limits of its best functioning. The reverse operation occurs when the total load decreases. Parallel operation is practically independent of the load characteristics of the elements which can be constructed without having in mind their parallel operation. For example, the difficulties which are currently encountered in the parallel operation of rotary machines with compound windings are reduced, if not eliminated.
The invention will be better understood by referring to the following description and to the accompanying drawings in which s
Fig. 1 schematically shows a system where a mercury arc rectifier is coupled in parallel with a generator, and Fig. 2 shows curves of the voltage of the rectifier.
The method according to the invention of controlling the output voltage of the electric steam discharge apparatus will be better understood by referring to Fig. 2 of the accompanying drawings where Ea represents the voltage of the supply alternating current. of an anode, and Eg the voltage, relative to the cathode, of the control electrode associated with the anode. we see that, even if Ea is positive,
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the arc does not strike at the anode as long as the voltage Eg is negative. The arc starts approximately at the instant when Eg goes from a negative value to zero, instant represented by Ti in Fig. 2.
Thus, if one modifies the instant TI, the portion of the positive half-wave of Ea, which is rectified, is modified and, consequently also the average rectified voltage,
The invention will be better understood by referring to the drawings, where 1 represents a direct current source supplying the conductors 2, it is represented as constituted by the armature of a rotary machine, which can be, for example, a commutator, motor-generator, generator, rectifier, or other direct current source.
this unit works in parallel with an electric vapor discharge device, shown as a single phase mercury vapor arc rectifier 3, but it is clear that any suitable rectifying device can be used,
The rectifier 3 is supplied with current by means of the usual alternating current connections, as usual, by the bus bars of an alternating current source 7, the link comprising a suitable transformer 4 which comprises a primary 5 and a secondary 6 of which the neutral point, as well as the cathode 18 of the rectifier, are respectively connected to the positive and negative lines of circuit 2, by means of shock coils and other auxiliary devices, the nature of which varies according to requirements.
The rectifier 3 comprises a cathode 18, a starting device represented by a starting electrode 8, and a switch 9 associated with a battery 10, anodes 12 connected to the alternating current source, and electrodes of. control 11 associated respectively with the anodes. Each control electrode is connected to the cathode 18 by means of a resistor 13, part of the secondary 15 of the transformer 14, and a same resistor 19 connected, on the one hand, to the neutral point of the secondary 15, on the other hand, to cathode 18, this resistance being able, if desired, to be shunted by a capacitor 20 intended to reduce the current pulses.
The primary winding 16, of the transformer 14, is connected by the conductors 17, to the conductors of the AC source 7, by means of a phase charger, which can be a phase-changing transformer or an induction regulator. . The phase of Eg can be modified at will relative to the anode voltage Ea, and the instant TI can also be modified, as shown in Fig.2.
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the voltage Eg of the control electrode can be modified, for example, by an adjustment voltage generated by the voltage drop in the resistor 19, which is passed through by the current of the battery 21. A ther- ionic 22 is arranged in series with battery 21 and resistor 19.
The filament of this valve can be made to glow by the usual means, and it can be advantageous to bring the grid to a tension of adjustment in any suitable way, in accordance with the characteristics of the particular type. thermionic valve used. The gate and the filament of the valve 22 are connected to a resistor 23, which is in series in the flow circuit of the direct current source 1, and between this source and the main conductors 2.
With the connections shown, where the shunt 23 is arranged in series with the negative line, and the gate 22 connected to the negative end of this shunt, the operation of the device is as follows; When the current drawn by 1 has a certain value predetermined, the negative gate voltage of valve 22 also has a certain value corresponding to the voltage drop across shunt 23. The voltage drop across resistor 19 is then also determined and is due to the passage of the current supplied. by the battery 21, the effect of which is to bring the control electrodes 11 to a negative adjustment voltage.
In Fig. 2, it has been indicated that the effect of this action is to move the zero line OX by volts Eg of the control electrode, in the direction of position OY, and by a distance equal to Eb, which represents the regulating voltage drop across resistor 19. As a result, the voltage of the control electrode goes from a negative value to zero, and the valve-rectifier opens at time T2, at place of the moment TI. The position of T2, and therefore the average value of the rectified voltages, can be adjusted using the phase changer which supplies the transformer 14.
If the current flowing through 23 increases, the negative voltage applied to the gate of the thermionic valve 22 increases in absolute value, and it follows that the voltage drop Eb, in the resistor 19, decreases, which has for effect of opening the rectifier valve at an instant prior to T2, of increasing the direct current voltages of the rectifier, and making it deliver a larger fraction of the load *
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