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.Disposition pour la distribution d'un courant électrique, plus spécialement pour le réglage des machines électriques.
Il est souvent désiré, spécialement pour le ré- glage de la tension ou de la fréquence de moteurs ou de génératrices d'un genre quelconque d'amener à une instal- lation par exemple à un enroulement de champ d'une machine électrique, un courant continu variable, de même direction ou éventuellement de direction inverse par rapport au cou- rant circulant déjà dans l'enroulement de champ principal.
Comme on le sait, il est possible de modifier dans sa gran- deur un courant continu pris à un redresseur, par exemple à un redresseur à vapeur, et cela au moyen de la distribution
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ou commande par grille. Conformément à l'invention des groupes de récipients de décharge semblables, à distri- bution par grille, sont reliés à l'installation à alimen- ter et l'on amène, aux grilles des récipients de décharge des différents groupes, des tensions telles que l'on peut amener du courant continu de direction et de grandeur dif- férentes à l'installation consommatrice selon le choix de la tension des grilles.
Le dessin montre par les figures 1 à 6 diffé- rents montages suivant l'invention.
Le mode de fonctionnement de l'invention sera expliqué en se référant à la figure 1.
Le circuit à courant alternatif alimente, par un enroulement primaire 1 et les enroulements secondaires 8-11 d'un transformateur et par les groupes de redres- seurs 2 et 3, l'appareil consommateur de courant 16, par exemple un enroulement supplémentaire d'une machine élec- trique. Dans la période de temps tout d'abord considérée, les grilles 12 et 13 au-devant des anodes 4 et 6 du grou- pe 2, peuvent recevoir une tension positive de telle sorte que le groupe 2 fournit à l'appareil 16 du courant dans la direction de la flèche en trait plein,. Au même moment on peut donner aux grilles 14 et 15, au-devant des anodes 6 et 7 du groupe 3, une tension négative telle que le groupe 3 ne peut fournir aucun courant.
Pendant une autre période de temps, la tension des grilles du groupe 2 pourrait être négative et celle 'des grilles du groupe 3 pourrait être choisie positive. Dans ce cas, la fourniture de courant s'opère dans le sens de la flèche pointillée.
La distribution par grilles n'est pas montrée plus en détail par la figure 1; elle peut se faire d'une façon connue par un commutateur, un transformateur à grilles, un transformateur rotatif ou une tension continue variable.
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;La variation de la distribution par grilles peut se faire à la main ou automatiquement. Dans le mode de fonctionne- ment indiqué, il n'est pas nécessaire qu'il existe une sy- métrie au point de vue des grandeurs électriques des deux circuits de groupes 2 et 3. C'est ainsi, par exemple, qu'u- ne limitation du courant au groupe 3 est prévue par ce fait qu'une résistance additionnelle 17 est intercalée dans le circuit.
La figure 2 montre une autre forme d'exécution.
Les groupes de récipients de décharge sont ici répartis en deux paires 21 et 24 ou 22 et 23 et les récipients de dé- charge 21 et 24, avec les cathodes 25 et 28 et les anodes
29 et 32 produisent une direction de courant et les réci- pients de décharge 22 et 23, avec les cathodes 26 et 27 et les anodes 30 et 31, l'autre direction de courant dans l'ap- pareil d'utilisation 33. Dans la disposition suivant la fi- gure 2 on évite un second enroulement secondaire du trans- formateur de telle sorte que le transformateur ne se compo- se que des enroulements secondaires 19'et 20 et de l'enrou- lement primaire 18.
La figure 3 montre encore un autre exemple d'exé- cution. Au lieu de la disposition par groupes ou par paires suivant les figures 1 et 2, il est prévu un récipient 35 muni de plusieurs électrodes principales émettrices 36, 37, 38. Les grilles 34, 39,40 et 41 servent à commander le passage du courant. L'appareil d'utilisation 33 est alimen- té par le récipient unique de décharge 35 par le transfor- mateur 18,19, 20.
Les différents récipients de décharge peuvent également être disposés suivant un montage par pont comme le montre la figure 4 lorsque, par exemple, une tension est amenée du transformateur au pont en 42 et 43 et le cou- rant continu est amené à l'appareil d'utilisation 33 aux noeud;s 44 et 45.
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Pendant un intervalle de temps déterminé, du cou- rant passera par l'appareil d'utilisation 33 dans le sens de ..la flèche en trait plein. Les récipients de décharge 75 et 77 livrent dans ce cas passage au courant pendant une demi période du courant alternatif tandis que tous les autres ne peuvent livrer passage au courant. Dans l'autre demi péric- de, les récipients de décharge 77 et 78 sont conducteurs. Si la fourniture de courant s'effectue dans la direction de la flèche interrompue, les récipients de décharge 79 et 80 ou 81 et 82 participent à la conduite du courant. On peut évi- demment réunir également les huit récipients de décharge sé- parés: en quatre récipients de décharge avec une cathode et deux anodes, par exemple 75 et 77, 79 et 81, 76 et 80, 78 et 82.
La figure 5 donne un exemple d'utilisation de la distribution par grilles pour le réglage de la tension d'une machine électrique. Une machine motrice 46 actionne une géné- ratrice 47, mono ou polyphasée qui alimente le réseau 83.
L'enroulement d'excitation 49 reçoit du courant de la machi- ne excitatrice 48 qui possède les deux enroulements de champ 50 et 51 L'enroulement de champ 50 de la génératrice 48 est à auto-excitation ou à excitation extérieure. L'enroule- ment de champ supplémentaire 51 est alimenté par le trans- formateur 84 possédant l'enroulement primaire 74 et les en- roulements secondaires 72 et 73 et cela par l'intermédiaire des récipients de décharge 60-61-62-63. Les circuits de gril- les reçoivent, en outre de tensions négatives appropriées continues 58, 67 et 70, des tensions alternatives par les transformateurs 56, 57, 71 ou 68, 69.
De plus un commutateur 85, placé sous la dépendance de la tension, est pourvu d'une bobine de tension 52 et d'une pièce de contact 53 qui, sui- vant la tension, fait contact avec 54 ou 55.
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@ L'opération de distribution peut s'effectuer par exemple comme suit :
Lors d'une diminution de charge, la tension de la génératrice 47 augmente. Ceci a pour conséquence que le commutateur 85 met hors circuit le transformateur 68/69 en 55 et met en circuit le transformateur 56-57-71 en 54. Les grilles 59 et 84 des récipients de décharge 60 et 63 sont maintenant positives de telle sorte que les récipients de décharge 60 et 63 amènent du courant. Le sens d'enroulement de la bobine 51 est maintenant tel que son champ agit en opposition par rapport au champ de l'enroulement 50. Il en résulte que la tension de la génératrice 48 ou 47 diminue.
Le commutateur 85, placé sous la dépendance de la tension déclanche, met hors circuit le transformateur 56/57/71 et met en circuit le transformateur 68/69. Au lieu des réci- pients de décharge 62 et 63, ce sont maintenant les rédi- pients de décharge 61 et 62 qui fournissent le courant par suite des grilles positives 66 et 65 de telle sorte que le courant se renverse dans la bobine 51 et renforce le champ d'enroulement 50, c'est-à-dire que la tension de la généra- trice 48 ou 47 subit une élévation. La rapidité de l'opéra- tion de réglage qui, comme cela a été indiqué ci-dessus, s'opère d'une façon cadencée, dépend, abstraction faite des inductivités, de l'inertie du commutateur 85.
Comme ce com- mutateur ne met en circuit ou hors circuit que de petits transformateurs, tournant pratiquement à vide, il peut être très petit, par opposition à d'autres commutateurs rapides et, afin d'augmenter la sensibilité, on peut l'établir dans le genre d'un relais polarisé.
Un règlage de la tension de grille peut aussi s'obtenir au moyen d'un transformateur rotatif accouplé mé- caniquement de façon rigide, le cas échéant, avec utilisation
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d'une transmission, avec des aimants de champ tournant.
La figure 6 montre un mode de montage semblable.
Un aimant de champ tournant 86 alimenté par la tension de la génératrice 42 et dépendant de celle-ci, est accouplé par l'arbre 87 avec le transformateur à champ tournant 88 et est empêché de tourner par un dispositif 89 de mise sous ten- sion flexible. Sur l'axe 87 sont montées, dans le transfor- mateur 88 à champ tournant, deux bobines 90 et 91 décalées l'une par rapport à l'autre d'un certain angle de phase de telle sorte qu'elles amènent aux transformateurs des gril- les 56/57/71 et 68/69, des tensions qui sontdécalées par exemple d'environ 180 . Par suite des aimants de champ tour- nant dépendant de la tension, l'axe 87 est tourné vers la droite ou vers la gauche en surmontant la force de redresse- ment 89 et, par suite également les bobines 90 et 91 sont déplacées dans le champ du transformateur rotatif.
Dans le cas où le transformateur à champ tournant 88/90/91 est alimenté par du courant monophasé, l'amplitude et la phase de la tension induite dans les bobines 90 et 91 et amenée aux transformateurs à grilles sont variables, Dans le cas d'une alimentation bi-ou tri-phasée, l'amplitude est constante et la phase variable, de telle sorte qu'il se pro- duit toujours -une action sur les tubes de décharge par les tensions alternatives de grilles.
Il convient encore de remarquer que, dans les dis- positions suivant les figures 5 et 6, les grilles sont char- gées par les batteries 58, 67 et 70 de préférence négative- -ment, de telle sorte que les récipients de décharge ne li- vrent pas passage sans une tension alternative superposée et ne deviennent conducteurs que plus ou moins tardivement par la demi-onde positive de la tension alternative ou si- multanément avec le décalage des phases de la tension de
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grille par rapport à la tension anodique.
L'invention peut évidemment être appliquée éga- lement dans des appareils d'utilisation dans lesquels plus de deux directions de courant sont possibles par exemple dans des appareils d'utilisation avec subdivision du cou- rant.
Afin de pouvoir, dans ce cas, commander la direc- tion du courant, dans les différentes parties de l'appareil d'utilisation, dans l'un ou l'autre sens, il est alors né- cessaire de recourir à un nombre correspondant de groupes de récipients de décharge avec distribution correspondante par grilles.
REVENDICATIONS:
I.- Disposition pour la, distribution d'un cou- rant électrique, plus spécialement pour le réglage de ma- chines électriques, caractérisée en ce que des groupes de récipients de décharge commandés par grilles, de préféren- ce des redresseurs à vapeur commandés par grilles, sont re- liés avec la source de courant alternatif d'alimentation et avec l'appareil d'utilisation à alimenter qui, de préfé- rence, ne développe pas de force contre-électromotrice, la direction, la grandeur et la durée du courant traversant l'appareil d'utilisation étant déterminées en influençant à volonté ou automatiquement les grilles des récipients de décharge.
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. Arrangement for the distribution of an electric current, more especially for the regulation of electric machines.
It is often desired, especially for the control of the voltage or frequency of motors or generators of any kind, to bring to an installation, for example a field winding of an electric machine, a variable direct current, in the same direction or possibly in the opposite direction to the current already flowing in the main field winding.
As we know, it is possible to modify in its magnitude a direct current taken from a rectifier, for example a steam rectifier, and this by means of the distribution.
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or order by grid. In accordance with the invention, groups of similar discharge receptacles, with distribution by grid, are connected to the installation to be supplied and voltages such as voltage are applied to the grids of the discharge vessels of the different groups. direct current of different direction and magnitude can be brought to the consuming installation according to the choice of grid voltage.
The drawing shows in Figures 1 to 6 different assemblies according to the invention.
The mode of operation of the invention will be explained with reference to FIG. 1.
The alternating current circuit feeds, via a primary winding 1 and the secondary windings 8-11 of a transformer and via the rectifier groups 2 and 3, the current consuming apparatus 16, for example an additional winding of an electric machine. In the period of time first considered, the grids 12 and 13 in front of the anodes 4 and 6 of the group 2, can receive a positive voltage so that the group 2 supplies the device 16 with current. in the direction of the solid arrow ,. At the same time we can give to the gates 14 and 15, in front of the anodes 6 and 7 of group 3, a negative voltage such that group 3 can not provide any current.
For another period of time, the voltage of the gates of group 2 could be negative and that of the gates of group 3 could be chosen positive. In this case, the current is supplied in the direction of the dotted arrow.
The grid distribution is not shown in more detail in Figure 1; it can be done in a known manner by a switch, a gate transformer, a rotary transformer or a variable direct voltage.
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The variation of the grid distribution can be done manually or automatically. In the mode of operation indicated, it is not necessary that there exists a symmetry with regard to the electric quantities of the two circuits of groups 2 and 3. Thus, for example, a - current limitation to group 3 is provided by the fact that an additional resistor 17 is inserted in the circuit.
Figure 2 shows another embodiment.
The groups of discharge vessels are here divided into two pairs 21 and 24 or 22 and 23 and the discharge vessels 21 and 24, with cathodes 25 and 28 and anodes
29 and 32 produce one direction of current and the discharge vessels 22 and 23, with cathodes 26 and 27 and anodes 30 and 31, the other direction of current in the appliance 33. In the arrangement according to figure 2 avoids a second secondary winding of the transformer so that the transformer only consists of the secondary windings 19 'and 20 and of the primary winding 18.
Figure 3 shows yet another exemplary embodiment. Instead of the arrangement in groups or in pairs according to Figures 1 and 2, there is provided a receptacle 35 provided with several main emitting electrodes 36, 37, 38. The grids 34, 39, 40 and 41 serve to control the passage of the gas. current. The user apparatus 33 is fed from the single discharge vessel 35 by the transformer 18, 19, 20.
The different discharge vessels can also be arranged in a bridge arrangement as shown in Figure 4 when, for example, a voltage is supplied from the transformer to the bridge at 42 and 43 and the direct current is supplied to the apparatus. 'use 33 at nodes; s 44 and 45.
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During a fixed period of time, current will flow through the user apparatus 33 in the direction of the solid arrow. The discharge receptacles 75 and 77 in this case provide passage to the current for half a period of the alternating current while all the others cannot provide passage to the current. In the other half of the wall, the discharge receptacles 77 and 78 are conductive. If the current supply is in the direction of the interrupted arrow, the discharge vessels 79 and 80 or 81 and 82 participate in the conduct of the current. Of course, the eight separate discharge vessels can also be combined: into four discharge vessels with one cathode and two anodes, for example 75 and 77, 79 and 81, 76 and 80, 78 and 82.
FIG. 5 gives an example of the use of grid distribution for adjusting the voltage of an electric machine. A motive machine 46 actuates a generator 47, single or polyphase which supplies the network 83.
The excitation winding 49 receives current from the exciter machine 48 which has the two field windings 50 and 51. The field winding 50 of the generator 48 is self-excited or externally excited. The additional field winding 51 is fed by the transformer 84 having the primary winding 74 and the secondary windings 72 and 73 and this via the discharge vessels 60-61-62-63. In addition to appropriate negative DC voltages 58, 67 and 70, the grill circuits receive alternating voltages from transformers 56, 57, 71 or 68, 69.
In addition a switch 85, placed under the dependence of the voltage, is provided with a voltage coil 52 and a contact piece 53 which, depending on the voltage, makes contact with 54 or 55.
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@ The distribution operation can be carried out for example as follows:
During a decrease in load, the voltage of the generator 47 increases. This has the consequence that the switch 85 turns off the transformer 68/69 at 55 and turns on the transformer 56-57-71 at 54. The gates 59 and 84 of the discharge vessels 60 and 63 are now positive in such a way. that the discharge vessels 60 and 63 bring current. The winding direction of the coil 51 is now such that its field acts in opposition to the field of the winding 50. As a result, the voltage of the generator 48 or 47 decreases.
The switch 85, placed under the dependence of the tripping voltage, switches off the transformer 56/57/71 and switches on the transformer 68/69. Instead of the discharge receptacles 62 and 63, it is now the discharge reducers 61 and 62 which provide the current as a result of the positive gates 66 and 65 so that the current flows into the coil 51 and reinforces the winding field 50, ie the voltage of the generator 48 or 47 undergoes an increase. The speed of the adjustment operation which, as has been indicated above, takes place in a rhythmic manner, depends, apart from the inductivities, on the inertia of the switch 85.
As this switch only turns small transformers on or off, running almost empty, it can be very small, as opposed to other fast switches, and in order to increase the sensitivity it can be turned on. like a polarized relay.
An adjustment of the gate voltage can also be achieved by means of a rigidly mechanically coupled rotary transformer, if necessary with use.
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transmission, with rotating field magnets.
Figure 6 shows a similar mounting method.
A rotating field magnet 86 supplied by and dependent on the voltage of the generator 42 is coupled by the shaft 87 with the rotating field transformer 88 and is prevented from rotating by an energizer 89. flexible. On the axis 87 are mounted, in the rotating field transformer 88, two coils 90 and 91 offset with respect to each other by a certain phase angle so that they bring to the transformers grills 56/57/71 and 68/69, voltages which are for example shifted by about 180. As a result of the voltage-dependent rotating field magnets, the shaft 87 is rotated to the right or to the left overcoming the straightening force 89 and therefore also the coils 90 and 91 are moved in the rotary transformer field.
In the case where the rotating field transformer 88/90/91 is supplied with single-phase current, the amplitude and phase of the voltage induced in the coils 90 and 91 and supplied to the grid transformers are variable, In the case of 'a two-or three-phase supply, the amplitude is constant and the phase variable, so that there is always an action on the discharge tubes by the alternating grid voltages.
It should also be noted that in the arrangements according to Figures 5 and 6 the grids are charged by the batteries 58, 67 and 70 preferably negatively, so that the discharge receptacles do not li - do not pass without a superimposed alternating voltage and only become conductors more or less late by the positive half-wave of the alternating voltage or simultaneously with the phase shift of the voltage of
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grid with respect to the anode voltage.
The invention can of course also be applied in appliances for use in which more than two current directions are possible, for example in appliances for use with current subdivision.
In order to be able, in this case, to control the direction of the current, in the different parts of the apparatus of use, in one or the other direction, it is then necessary to use a corresponding number. of groups of discharge containers with corresponding distribution by grids.
CLAIMS:
I.- Arrangement for the distribution of an electric current, more especially for the adjustment of electric machines, characterized in that groups of discharge vessels controlled by grids, preferably steam rectifiers controlled by grids, are connected with the supply of alternating current and with the user device to be supplied which, preferably, does not develop a counter-electromotive force, the direction, the magnitude and the duration of the current flowing through the user apparatus being determined by influencing at will or automatically the grids of the discharge vessels.