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L'invention se rapporte aux dispositifs- et aux appareils que l'on utilise pour transmettre l'énergie, soit d'un circuit à courant continu à un circuit à courant alternatif, et vice versa, soit d'un circuit à courant alternatif à un circuit à fréquence différente; elle évite , grâce à des per- fectionnement apportés aux appareils transformateurs, les court-circuits qui se produisaient généralement dans le fonctionnement de ces appareils, et elle assure à ceux-ci des avantages au point de vue de la construction, du bon fonctionnement et du prix de revient.
On comprendra mieux les caractéristiques de la présente inven- tion en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent
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donnés simplement à titre d'exemple et sans aucune limitation, et dans lesquels:
La Figure 1 représente un appareil transformateur conforme à l'invention.
Les Figures 2, 3 et 4 représentent diverses modifications appor- tées à cet appareil.
Dans la Figure 1, on a représenté en 10 les bornes d'un circuit à courant continu, et en 11 les bornes d'un circuit à courant alternatif, ou autre circuit ou réseau. Quand l'appareil fonctionne pour transférer l'énergie des bornes 10 aux bornes! 11, il transforme du courant continu en courant alter- natif. Quand il transfère l'énergie des bornes 11 aux bornes 10, il redresse le courant alternatif emprunté au premier réseau. Les liaisons entre ces deux paires de bornes comportent les enroulements 12 et 13 du transformateur 14 , deux résistances de commande de potentiel de grille 19 et 20 et plusieurs ca- pacités 21, 22 et 23.
Les réactances 17 et 18 peuvent être accouplées inducti- vement entre elles, afin de régler la chute par impédance, et le fonctionnement du système ne change pas essentiellement si on sépare ces deux réactances.
On supposera que l'appareil doit transmettre l'énergie du cir- cuit à courant continu 10 au circuit à courant alternatif 11, auquel cas, le sens du courant dans les diverses parties de l'appareil est suivant les flèches représentées en traits pleins. On remarquera que le courant passe du pôle posi- tif du réseau à courant continu, et de la capacité 23, à travers l'enroulement 12 et la valve 15, au point de jonction 24 où il se divise : là, une partie du courant passe par la capacité 21, la résistance 20 et la réactance 18, pour atteindre le pôle négatif de la ligne à courant continu, et l'autre partie du courant passe à travers la résistance 19, la réactance 17 et la capacité 22.
Les valves 15 et 16 peuvent être d'un type Quelconque, à vidé poussé par exemple, mais on peut avantageusement utiliser des valves à ionisa- tion qu'on soumet à une polarisation négative de grille d'une valeur dépendant de la chute de tension dans les résistances 19 et 20. La façon suivant laquelle le courant continu fourni aux bornes 10 est converti 'en courant alternatif aux bornes 11, se comprend facilement sans commentaires.
pendant l'intervalle de temps pour lequel le courant passe par la valve 15,'la valve 16 est soumise à une tension qui est la somme des tensions dans la réactances et dans la capacité et sa grandeur croit jusqu'à ce que la tension négative de grille de la valve 16 @
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ait atteint, en diminuant, une valeur qui permet le passage du courant à traveis la valve 16 et l'enroulement 13. De ce fait, la tension anodique de la valve 15 est inversée, son courant se trouve coupé, et la polarisation négative de grille du tube 15 augmente de valeur-
Pendant l'intervalle de temps solvant, le courant passe par la valve 16 qui est maintenant soumise à une tension de plaque dépendant de la différence antre les tensions de la réactance et de la capacitance.
En même temps, la valve 15 est soumise à une tension de plaque qui dépend de la somme des tensions de réactance et de capacitép et qui croît jusqu'à ce que le poten- tiel négatif de grille soit tombé à une valeur qui permet au courant de traver- sé la valve 15. Quand ce courant s'amorce, la valve 16 est soumise à une ten- sion négative de plaque, son courant est coupé, et sa grille et sa plaque chan- gent, de façon à permettre l'ouverture de la valve 16 et la fermeture de la valve 15.
La fréquence à laquelle le courant est fourni au circuit à cou- rant alternatif dépend des caractéristiques des valves 15 et 16 et du réglage des polarisations de grille par les résistances 19 et 20. Il est bien connu que les valves électriques à vapeur peuvent être étudiées de manière à s'amorcer, soit pour un potentiel de grille égal à zéro, soit pour un potentiel de grille négatif ou positif déterminé à l'avance. Si on suppose que les valves 15 et 16 commencent à transmettre du courant pour une certaine valeur négative de poten- tiel de grille, il est évident que la fréquence de fonctionnement de la ligne 11 peut varier si on introduit plus ou moins de résistances 19 et 20 dans le circuit de grille des valves 15 et 16.
Ainsi, si le potentiel négatif de pola- risation de grille des valves augmente, la fréquence de la ligne 11 augmente, et inversement.
L'introduction de la capacité 23 offre l'avantage considérable, que le courant est emprunté au circuit à courant continu d'une façon ininter- rompue , tandis que sans cette capacité, le courant passe seulement quand la valve la est conductrice, et il en résulte une grande émélioration de la forme d'onde et du réglage de la tension appliquée au circuit 11.
Il est évident que les capacités 22 et 23 sont reliées en série entre les bornes à courant continu 10. Cette connexion a été trouvé satisfai- sante pour la plupart des cas. Dsns certains cas cependant, elle peut tendre à n
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produire des fluctuations indésirables dans le courant du circuit à courant continu.
On peut éviter ces fluctuations en supprimant le condensateur 22, com- me indique Fig.2. L'appareil fonctionne alors de la même manière que l'appareil qui a été indiqué sur la Figure 1, et comme cet appareil offre l'avantage que la rupture de l'une ou l'autre des valves 15 ou 16 n'entraîne pas un court-cir- cuit destructif par inversion d'arc, lorsque l'appareil fonctionne en redresseur
Par exemple, si la valve 15 est en court-circuit ou cesse de fonctionner, la réaotance 17 reçoit le courapt de la valve 16 dans un sens, et le courant de la valve 15 dans l'autre, de sorte que le courant résultant de la réastance 17 est inappréciable, et le courant alternatif est seulement fourni au circuit à travers le circuit représenté comportant la capacité 23, la valve 15,
la capa- cité 21 et la valve 16 en opposition avec l'impédance des condensateurs 21 et 23. Dans les conditions normales, l'impédance de ces capacités est égale et opposée à l'impédance des réactances 17. Donc, le courant ast le même que si la tension à courant alternatif était appliquée sur la réactance 17. Si on con- sidère maintenant les réactances 17 et 18 comme un transformateur, cette réac- tance est la réactance d'excitation du transformateur. Ainsi, le courant passant dans le circuit 23-15-21-16 est équivalent au courant'd'excitation du transfor- mateur 17-18.
Quand l'appareil transmet l'énergie d'un circuit à courant conti- nu à un circuit à courant alternatif, on évite un court-circuit entre les bor- nes 10; ceci en supposant que la valve 15 fonctionne, que la capacité 21 a été chargée jusqu'à près de deux fois la tension de ligne, et que la capacité 23 a été déchargée à une tension égale ou inférieure à zéro; que la valve'16 commen- ce à fonctionner avant que le courant dans la valve 15 ne soit tombé à zéro. Si 'on ne prévoyait pas la chute à peu près instantanée du courant dans 15, les' deux tubes seraient mis en court-circuit, ce qui mettrait en court-circuit la charge à courant continu. C'est ce qu'on évite en introduisant le circuit com- posé de 15, de 21, de la valve 16 et de la capacité 23.
Ainsi, la capacité 21 se décharge dans le circuit, jusqu'à ce que le courant'dans la valve 15 soit tombé à zéro. Le temps pendant lequel se fait cette chute du courent dépend de la conductibilité de ce circuit, puisque ce circuit renferme les deux tubes dont la chute de décharge par arc est très faible, et les capacités dont la conduc- tibilité est infinie, et comme le circuit de . charge qui est shunté par les ca- @
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pacités, telles que 26, a aussi une très forte conductibilité, le délai con- sidéré est très court.
Comme indiqué par la Figure 3, la capacité 21 peut être omise, sans interférer avec le fonctionnement de l'appareil. Sans ce condensateur, la tension de charge est un peu inférieure, et la forme d'onde est moins satisfai- sante.
L'appareil représenté sur la Figure 4 comporte deux bornes d'en- trée 10 et deux bornes de sortie 11 qui sont reliées entre elles à travers des circuits comportant les capacités 22 et 23 (shuntant le circuit d'entrée), les capacités 28 et 29 shuntant le circuit d'entrée en parallèle avec les capacités
22 et 23, et les valves électriques 15 et 16 qui sont reliées au circuit d'en- trée, à travers les impédances 17 et 18.
Les potentiels de commande de grille des valves 15 et 16 sont dérivés d'un transformateur 25 qui a son primaire relié au circuit de sortie à courant alternatif 11, et son secondaire relié respectivement entre cathode et grille de la valve 15, et antre catnode et grille de la valve 16. Une capacité 26 peut être reliée aux bornes du circuit de sortie à courant alterlatif 11, dans le but indiqué ci-après. Les condensateurs 28 et 29 sont prévus pour amé- liorer la forme d'onde du courant alternatif, et ne sont pas essentiels au bon fonctionnement de l'appareil, lorsqu'on ne désire pas réaliser une onde parfai- tement sinusoïdale.
On comprendra mieux le fonctionnement de l'appareil si on suppose que la valve 15 est conductrice et qu'une tension à courant continu est appli- quée aux bornes 10. Dans ces conditions, le courant passe de la borne de gauche du circuit à courant continu, en suivant les flèches dessinées en traits pleins.
Le courant passe des condensateurs 23 et 28 à la valve 15, et de la valve 15 à' travers la réactance 17, soit au condensateur 28, soit au circuit de sortie à courant alternatif 11. Du circuit à courant alternatif, le courant passe à tra- vers le condensateur 22, à la borne de droite du circuit à courant continu Grâce au potentiel du transformateur 25, la valve 16 devient ultérieurement conductrice, et la valve 15 non conductrice* Quand cela se produit, le courant suit les flèches en traits interrompus, pour atteindre le circuit de sortie à courant alternatif 11. Les cycles successifs des courants débités sont répétés évidemment suivant les indications ci-dessus.
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On a trouvé avantageux de faire appel à la capacité 26 mise aux bornes du circuit de charge en parallèle avec le transformateur, à travers le- quel le potentiel est appliqué aux grilles des valves. En effet, quand un tel transformateur fonctionne au voisinage de la saturation, cette disposition équivaut à celles de capacités et de réactances en parallèle dont l'impédance varie de telle façon que le facteur de puissance de la charge est anti-inductif ou au moins égal à l'unité, ce qui assurer la stabilité du circuit, d'autant plus que la tension de grille retarde par rapport au courant de la valve, lors- que la charge varie. Avec cette disposition, il est possible d'obtenir une ca- ractéristique de fréquence descendante ou plate, lorsque la charge est croissan te.
Aux faibles charges, le transformateur est saturée et les deux extrémités deâ ondes de tension commandant les grilles des tubes sont incurvées vers le bas de sorte que chaque valve peut s'amorcer un peu plus tôt, tandis que l'autre fonctionne encore, et que la fréquence est relativement élevée. Quand la charge croît, la saturation tend à diminuer par suite de la chute de tension, et les deux extrémités de l'onde de tension commandant les grilles tendent à se recti- fier, de sorte que l'amorçage des valves se trouve retardée et la fréquence ré- duite ou maintenue constante, suivant qu'on le désire. Un excellent réglage de tension est réalisé pendant le fonctionnement de l'appareil.
Aux charges nulles ou minimes, la saturation du transformateur est élevée, et le courant absorbé par la capacité 26 est relativement élevé, Il en résulte une forte chute de tension dans le circuit. Quand la charge 'augmente, la tension de la valve dimi- nue , de sorte que la saturation du transformateur est réduite et que le cou- rant de capacité diminue avec elle. Il en résulte que la chute de'tension due au courant est réduite, et les variations de la tension de la charge sont amé- liorées
Les valves 15 et 16 peuvent être de tout type approprié : à dé- charge électronique pure, à décharge en effluves, décharge à ionisation pro- duite dans un gaz, etc...
Dans les'dispositifs représentés Big. 1, 2 et 3, les tensions de-grille des valves 15 et 16 sont dérivées des résistances branchées dans le circuit oscillant. Pour produire une polarisation négative de grille, de valeur supérieure aux tensions produites dans les résistances 19 et 20, on peut bran- cher des transformateurs de potentiel entre les résistances et les grillas *
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Les tensions de grille, aussi bien que la tension primaire du transformateur principal, peuvent être dérivées d'autres parties du circuit que celles d'où elles sont tirées dans les réalisations qu'on a données en exemple.