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B R E V E T D'INVENTION Commande pour redresseurs à arc lumineux.
La présente invention concerne une utilisation de phénomène connu qui consiste en ce que l'allumage d'un. arc lumineux entre une cathode à arc lumineux en ordre de service, qui est chauffée artificiellement jusqu'à l'émis- sion d'électrons, ou qui est excitée par un arc lumineux auxiliaire, et une anode située à un potentiel positif de hauteur quelconque, peut être empêché par connexion d'une tension suffisamment négative à une grille disposée entre les deux électrodes, et qu'un arc lumineux déjà al- lumé, qui brûle à travers la grille vers l'anode en ques* tion, ne peut plus être influencé de- manière appréciable, ni même éteint, par un autre changement de tension de la grille.
Ce phénomène est à la base de la construction de certains redresseurs à arc lumineux, appropriés pour la
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commande ou la connexion, et connus ces derniers temps sous le nom de "thyratron".
Le courant continu débité par un redresseur à arc lumineux, qui est équipé d'organes de commande corres- pondants et qui peut être composé de plusieurs récipients avec un nombre quelconque d'anodes, est réduit d'après le principe du thyratron du fait qu'on retarde de la manière désirée le moment d'allumage de chaque anode, à l'aide de tensions de commande appropriées. On réduit ainsi le temps de combustion de chaque arc lumineux anodique indi- viduel et en même temps l'intensité de courant de l'ensem- ble du courant continu débité par le récipient en question.
La méthode la plus connue pour la mise en oeuvre de ce principe consiste à imprimer aux organes de commande une tension alternative déterminée, dont la phase peut être modifiée par rapport à la phase de l'anode correspondante.
Dans ce cas l'instant de l'allumage de chaque anode peut '' être réglé ou déplacé à volonté dans l'intervalle de temps dans lequel elle possède une tension positive d'une valeur au moins égale à la chute de l'arc lumineux par rapport à la cathode correspondante, Un autre procédé pour agir sur le moment d'allu- . mage,' procédé qui peut être supposé connu, consiste à mo- difier la valeur effective de la tension alternative con- nectée aux organes de commande, tension dont l'angle pha- sique peut rester inchangé par rapport à la tension des - anodes.
En cas de réduction de la valeur effective de la tension de commande par exemple, le moment où la grille individuelle permet le passage de l'arc lumineux à l'ano- -/de'correspondante, est retardé et la cession de courant du redresseur à arc lumineux est de ce fait,, diminuée.
Mais ces deux procédés connus comportent encore les. inconvénients qu'ils exigent pour leur mise en oeuvre
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être évitée que par des dispositifs additionnels compliqués L'arc lumineux commandé ne comporte comme on sait lui-même pas d'inertie, de sorte que la régulation du courant débité' par le redresseur n'exigerait théoriquement tout au plus que le temps entre les moments d'allumage de deux arcs lu- mineux se succédant dans le temps, à savoir 1/f.p sec 'si f l. p désigne la fréquence et p le nombre de phases du redresseur en question.
Mais cet intervalle de temps, en général très petit, est augmenté dans la mise en oeuvre'pratique d'a- près les deux méthodes mentionnées, par le temps propre des dispositifs influençant la tension des organes de commande.
En tant que dispositifs de ce genre, il s'agit en premier, lieu des convertisseurs relativement coûteux, ou d'autres régulateurs d'induction de fonctionnement correspondant, qui doivent être actionnés par voie mécanique et détermi- nent en conséquence un retard considérable du processus de . règlage. D'autres dispositifs entrant en ligne de compte sont les bobines de réactance à inductivité variable, ou, des condensateurs à capacité variable, dispositifs qui sont surtout actionnés par des mouvements mécaniques et qui doivent être prévus en nombre égal au nombre de phases du redresseur.
Un changement de l'inductivité de bobines de réactance par voie uniquement électrique, par exemple , par l'emploi d'une saturation préalable des noyaux d'aimant par courant continu, se bornerait à remplacer l'inertie mécanique par l'inertie magnétique et on serait en fin de compte réduit à s'aider d'un plus grand nombre de tubes électroniques (amplificateurs) qu'il faudrait adjoindre, par exemple par paire à chacune des bobines de réactance à équiper d'un enroulement secondaire.
D'après l'invention on donne, pour la commande. de redresseurs à arc lumineux d'après le principe du thy- ratron, avec tensions alternatives connectées aux corps de,*' commande et dont la phase de tension retarde d'un angle constant par rapport à celle des anodes de redresseur
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correspondantes, à la source de courant alternatif alimen- tant les corps de commande, une tension continuevariable par rapport à la cathode du redresseur.
La fig. 1 du dessin ci-joint' représente un schéma \ des connexions d'un exemple d'exécution de l'invention.Un redresseur à vapeur de mercure triphasé en verre a est con- necté aux bornes secondaires d'un transformateur b et débi- te du courànt continu aux bornes de consommateur c. Les bras d'anode du redresseur sont enveloppés par des garnitu- res métalliques annulaires d1' d2' d , qui, au moyen d'un ,transformateur o, lui aussi triphasé, sont accouplées in- duc tivement avec les bornes d'anode f , f2' f , de manière -1'-2'-3 que d1 par rapport à f d2 par rapport à f , et d par -1 -1 -2 -2 -3 rapport à f , comportent en permanence un retard de phase -3 de la tension, retard invariable et adapté aux conditions particulières de la distribution.
Dans ce but, les'enrou- lements primaires du transformateur e sont enchainés de manière appropriée. Le point neutre secondaire de e est ,relié par une borne potentiométrique g d'une résistance h, qui est couplée en parallèle à une batterie i. Une borne intermédiaire de cette batterie est reliée à la bor- ne de cathode ± du redresseur- a, Mais on peut aussi, .ainsi qu'indiqué en lignes brisées, monter la batterie i en série avec une autre batterie 1, qui est reliée en m au pale négatif de l'installation de redresseur, afin d'obtenir une tension de comparaisoh constante pour la tension régnant en c.
Si pour une -raison quelconque, la tension baisse en c, la tension préalable des garnitures s'élève en même temps, de sorte qu'il se produit une aug- mentation de la cession de courant, donc une régulation subséquente automatique de la tension du redresseur.
La fig, 2 montre le cours de temps des tensions par'exemple aux bornes f et d par rapport à la ten- sion de la borne k, pour le cas où g est porté I) à un potentiel positif, II)à un même potentiel, III) à un
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potentiel négatif par rapport à k. Les courbes de tension correspondantes sont désignées par D et G conformément aux bornes de la fig. 1. Les traits pleins D , qui valent pour les cas I), II) et III) permettent de se rendre compte. comment la tension sinusoïdale à la garniture ou armature d1 est déplacée, par le choix de différentes tensions con- tinues préalables, en direction verticale à l'axe, donc sans changement de phase. La valeur de la tension préala- ble est indiquée en même temps par la distance de la ligne d'axe brisée G par rapport à l'axe fixe K, le potentiel de cathode servant de valeur de rapport.
La tension à l'ano- de correspondante f est indiquée en pointillé en F1' son cours complet est influencé par le moment de la produc- tion de l'allumage de l'arc lumineux. La tension suffisant pour la mise en train de l'allumage est atteinte par la . grille aux moments désignés par Z1' ZII' ZIII' En même; temps la tension anodique F1 tombe de sa valeur de ten- sion positive déjà atteinte à la valeur le plus souvent -' relativement faible de la tension d'arc lumineux E, dans le redresseur, valeur qui subsiste jusqu'à l'extinction de l'anode au point L. Au fur et à mesure de la diminu- tion de la durée d'allumage, qui est caractérisée par les distances ZIL, ZIIL et ZIIIL, l'intensité de courant dé- bitée par le redresseur baisse elle aussi et ce en continu, lorsque le potentiomètre h de la fig, 1 permet un change- ment continu de la tension préalable.
Deux autres formes d'exécution sont représentées dans le couplage de la fig. 3, qui ressemble quant aux traits fondamentaux à la fig, l, et les parties correspon- dantes portent les mêmes signes de référence. Mais il existe des différences en tant qu'au lieu des garnitures externes d1' d2' d3' on a monté les grilles internes n1' n2' n3' et qu'on a couplé en parallèle à ces grilles les anodes d'un redresseur auxiliaire o, qui est pourvu par exemple d'une cathode incandescence p. Le redresseur
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auxiliaire possède comme seule charge une résistance oh- mique q, La borne potentiométrique de q est reliée à ,la borne potentiométrique d'une autre résistance ohmique r, qui est connectée en parallèle au consommateur' c aux .bornes m et k du redresseur principal.
Les deux poten- tiomètres impriment aux grilles n , n , n une tension -1 -2 -3 continue préalable négative, de sorte qu'en général on peut se passer soit du potentiomètre r, soit du redres- seur auxiliaire o avec résistance q, si avec une prise d'anode suffisamment grande, une tension continue préala- ble positive n'est pas nécessaire. Dans ce cas, il faut évidemment tenir compte que lors de la commande du redres- se,ur principal ±, la tension varie au potentiomètre r et en conséquence-la tension préalable négative aux grilles n1' n2 n3' La commande avec le seul potentiomètre r ne -1 -2 -3 - sera donc possible que dans des limites étroites.
Au lieu des potentiomètres (notamment h de la fig. 1), on peut pré- .voir des dispositifs régulateurs à fonctionnement automati- 'que-connu, qui agissent à intermittences par exemple avec un léger.retard (relais tre.mbleurs) ou fonctionnent en continu sans retard propre (tubes amplificateurs).
La présente invention réalise donc une simplifi- cation considérable du dispositif régulateur du courant al- ternatif à amener aux organes de commande. Elle évite tous les réglages de la position phasique et des tensions pha- siques de ce courant alternatif et assure tout changement désiré du moment d'allumage des arcs lumineux d'anode en .s'aidant d'une tension continue réglable qui sera connec- tée de préférence entre la cathode du redresseur et le point neutre de la source de courant alternatif débitant - la tension de commande.
Pour le règlage de la tension continue préalable, on peut employer différents dispositifs connus, qui peu- vent être actionnés en partie mécaniquement, en partie élec- triquement, par exemple un potentiomètre ou un relais
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trembleur qui intercale en alternance périodique deux ten- sions continues déterminées, ou bien aussi un tube amplifi- cateur séparé qui règle sans retard la chute de tension dans une résistance de son circuit anodique.
Comme source de courant alternatif pour les organes de commande il suffit alors par exemple d'un transformateur ordinaire, qui est alimenté du même réseau alternatif que le redresseur, et qui, par enchainement approprié de son enroulement primai- re, reçoit une position phasique à fixer à l'avance de ma- nière que la tension des organes de commande retarde de 90 environ par rapport à la tension des anodes correspondantes.
Un autre mode de réalisation de la présente inven- tion consiste à connecter en parallèle aux divers organes de commande chaque fois une anode d'un redresseur auxiliai- re ou un groupe de soupapes de même nombre de phases, et à relier la cathode de ce redresseur auxiliaire, ou les ca- thodes individuelles reliées entre elles, aussi bien au point neutre du transformateur de la tension de commande qu'à la cathode du redresseur principal, par exemple en passant par des résistances ohmiques variables.
Dans ce mode de régulation aussi, on peut employer les appareils intermédiaires mentionnés à fonctionnement rapide tels que des relais ou des tubes électroniques, s'il s'agit de com- mander automatiquement, pratiquement sans retard, l'inten- sité continue ou la tension continue du redresseur principal.
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