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PERFESTIOUNn'JEMTS AUX MOYENS DE TEàÎ15b'01LkÀ'ÌON DE COÙRA1ff COKT1KU DE TEISION DONNEE EN ¯COURANT CONTINU DE f2MSION DiFI'ßRL'Iv"PL
La présente invention vise des perfectionnements, changements et additions apportés à l'objet du brevet principal, et elle est particulière- ment applicable aux appareils "inverters parallèles" comme en décrit ce brevet
D'une façon générale, l'invention s'applique aux circuits de transfert d'énergie et plus spécialement aux circuits à valves électriques à cathode mercurielle- Dans beaucoup de ces circuits assurant la transfert d'é- nergie, et en particulier d'un réseau continu à un réseau alternatif,
l'utili- sation des valves à cathode mercurielle offrent des avantages parce qu'elle
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permet le passage de quantités d'énergie importantes sous des tensions indus- trielles. On sait que la tension requise pour amorcer un. arc dans -une telle valve est beaucoup plus élevée que la chute normale de tension dans la valve une fois conductrice.
On utilise couramment des valves à électrodes auxiliai- @ res d'entretien maintenant la cathode à l'étt d'ionisation lorsque le courant doit traverser la valve par intermittences* Dans certains cas, il devient né- cessaire d'amorcer un arc dans la valve sous l'excitation du circuit à courant continu, les électrodes ordinaires de maintien étant excitées ensuite au moyen d'une certaine partie du circuit de transfert*
L'invention permet l'établissement de circuits de transfert per- fectionnés, comportent une(ou plusieurs) valve à, cathode mercurielle munie de moyens d'amorçage automatiques de l'arc lorsqu'on met la tension sur le cir- cuit à courant continu-
Elle permet en outre l'établissement de circuits de transfert d'énergie perfectionnés,
excités par la source à courant continu et compor- tant une valve électrique à cathode mercurielle pourvue d'électrodes de main- tien, avec des moyens d'application d'une tension transitoire élevée sur les électrodes auxiliaires lorsqu'on met sous tension le circuit à courant conti- nu, afin d'amorcer la décharge dans la valve. Sous l'une de ses formes de réalisation, le dispositif comporte un circuit à transfert d'énergie utilisant un appareil qui transmet dans le sans du continu à l'alternatif ,avec daux valves à cathode mercurielle et un dispositif assurant 1'amorçage lors d'une mise sous tension du circuit à courant continu.
Les valves sont pourvues d'é- lectrodes de maintien, normalement excitées à travers un transformateur relié au circuit à courant alternatif, de façon à maintenir les cathodes des valves à l'état d'ionisation*
Un circuit comportant une réactance , par exemple un circuit oscillant, est relié aux bornes du circuit à courant continu de l'appareil et, comporte dos moyens do coupure, réalisés par exemple sous formo d'un contac- tour commandé par solénoïde et dont la bobine reuferme la réactance-
Le circuit comportant les électrodes auxiliaires et les cathodes des valves est branché en parallèle avec la réactance aussi longtemps que la décharge de la réactance entraîne l'application d'une tension transitoire sur les électrodes auxiliaires.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan-
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tages de l'invention en se référant à la description suivante et au dessin qui l'accompagne, donné simplement à titre d'exemple non limitatif et qui re- présente une forme de réalisation de l'invention appliquée à un appareil trans- férant l'énergie d'un circuit à courant continu 10 à un circuit à courant alternatif 11.
L'appareil (inspiré du brevet américain 1.800.002) comporte un transformateur 12 ayant un secondaire relié au circuit à courant alternatif 11 et un primaire pourvu d'un point moyen électrique relié au pôle + du circuit à courant continu 10, avec deux bornes reliées au pôle - du circuit à courant continu, à travers les valves 13 et 14.
Chacune de ces valves est munie d'une anode, d'une grille de commande et d'une cathode mercurielle, ainsi que des électrodes auxiliaires de maintien 15, qui peuvent être d'un type quelconque approprié, mais qu'on a représentées sous la forme de masses mercurielles con- tenues dans des chambres latérales ménagées dans les enveloppes des valves- Une capacité de commutation 16 est branchée entre les anodes des valves 13 et 14* Les électrodes auxiliaires 15 de ces valves sont reliées à tours cathodes respectives, à travers les moitiés opposées des enroulements secondaires des transformateurs d'excitation 17 et 18 et une réctance 19 qui comporte la bo- bine de commande d'un interrupteur électro-magnétique 20.
Ce dernier est de préférence à ouverture rapide, et peut être du type à mercure* Les grilles de réglage des valves 13 et 14 sont reliées à leur circuit cathodique commun à travers les moitiés opposées du secondaire du transformateur de grille 21 et une résistance 22 de limitation de courant- Les primaires des transformateurs 17, 18 , et 21 sont excités par le circuit à courant alternatif 11, et le cir- cuit du transformateur 21 comporte une capacité 23 qui détermine la fréquence du courant alternatif fourni au circuit 11 au cas où ce circuit ne comporte pas d'excitation séparée-
Dans certains cas, il peut y avoir lieu de brancher une réactan- ce 24 et une capacité 25 en série avec la réactance 19 et l'interrupteur 20,
pour provoquer un phénomène transitoire offrant les caractéristiques exigées pour l'excitation des électrodes auxiliaires 15. Une forte résistance 26 est de préférence branchée aux bornes de la capacité 25 pour permettre la fuite de toute charge résiduelle- On a représenté un interrupteur de forme usuelle 27 permettant de mettre sous tension le circuit à courant continu du disposi- tif.
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Pour le fonctionnement général du système, on peut s'en rappor- ter aux indications déjà fournies dans le brevet principal- En résumé, quand une des valves (13 ou 14) est rendue conductrice (par exemple la valve 13), le courant qui passe à travers la moitié gauche du primaire du transformateur 12 induit une force électro-motrice dans la secondaire relié au circuit 11 et une force électro-motrice dans la partie droite du primaire, en chargeant la capacité de commutation 16 à une tension pratiquement double du potentiel à courant continu- Une tension transitoire se trouve ainsi appliquée sur le cir- cuit de grille comportant le primaire du transformateur 21 et la capacité 23 et, après un temps détermine,
la grille de la valve 14 devient conductrice- La capacité de commutation 16 se décharge à travers les valves 13 et 14 et provoque la rupture instantanée du circuit dans la valve 13- De cette façon. le courant est transféré périodiquement entre les valves 13 et 14, ce qui as- sure la production de courant alternatif dans les secondaires du transformateur 12 relié au circuit de charge 11.
Dans beaucoup de cas, la différence de potentiel du circuit à courant continu n'est pas suffisante pour amorcer un arc dans les valves 13 et 14 jusqu'à ce qu'on ait procédé à l'ionisation de leurs cathodes ,et, comme le circuit à courant alternatif n'est pas excité aussi longtemps que les val- ves ne sont pas devenues conductrices, il faut prévoir des moyens additionnels permettant 1'ionisation des cathodes de ces valves*
Par exemple on supposera qu'on vient justement de fermer l'inter- rupteur 27 : un courant transitoire passe alors dans le circuit comportant la capacité 25, la réactance 24, l'interrupteur 20 et la réactance 19.
Le courant transitoire passant dans la réactance 19, qui comporte la bobino de commande de l'interrupteur électromagnétique 20, actionne cet interrupteur 20 dont les contacts se séparant, et il interrompt en même temps le courant transitoire- En raison de la réactance élevée de l'enroulement 19, toute tendance à couper brusquement le courant qui le traverse entraîne la production d'une tension transitoire élevée. Cette tension est appliquée sur les électrodes auxiliaires 15 des valves 13 et 14, à travers les secondaires des transformateurs d'exci- tation 17 et 18, et donne naissance à un arc partant des électrodes auxiliai- res 15 pour atteindre les cathodes principales des valves* Cette ionisation des cathodes des valves 13 et 14 permet à l'appareil de fonctionner suivant les indications ci-dessus.
Le courant alternatif fourni par le circuit 11 aux
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transformateurs 17 et 18 maintient l'arc entre les cathodes et les électrodes auxiliaires 15 des valves- Ce courant de maintien traverse la réactance 19, et, par conséquent, maintient ouverts les contacts de l'interrupteur 20.
Toute charge résiduelle, qui peut exister sur la capacité 25 au moment de la coupure du courant transitoire dans le circuit oscillant, fuit lentement à travers la résistance 26.
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PERFESTIOUNn'JEMTS TO THE MEANS OF TEàÎ15b'01LkÀ'ÌON OF COÙRA1ff COKT1KU OF TEISION GIVEN IN CONTINUOUS CURRENT OF f2MSION DiFI'ßRL'Iv "PL
The present invention is aimed at improvements, changes and additions to the subject matter of the main patent, and it is particularly applicable to "parallel inverter" apparatuses as described in this patent.
In general, the invention applies to energy transfer circuits and more especially to circuits with electric valves with a mercury cathode. In many of these circuits ensuring the transfer of energy, and in particular of a continuous network to an alternative network,
the use of mercurial cathode valves offers advantages because it
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allows the passage of large quantities of energy under industrial voltages. It is known that the voltage required to prime a. arc in such a valve is much higher than the normal drop in voltage in the valve once conductive.
Valves with auxiliary servicing electrodes which keep the cathode in the ionizing state are commonly used when current is to pass through the valve intermittently. In some cases it becomes necessary to strike an arc in the valve. valve under the excitation of the direct current circuit, the ordinary holding electrodes being then energized by means of a certain part of the transfer circuit *
The invention allows the establishment of improved transfer circuits, comprising one (or more) valve with a mercury cathode provided with automatic means for starting the arc when the voltage is applied to the current circuit. continued-
It also allows the establishment of improved energy transfer circuits,
excited by the direct current source and comprising an electric valve with a mercury cathode provided with holding electrodes, with means for applying a high transient voltage to the auxiliary electrodes when the circuit is energized direct current to initiate the discharge in the valve. In one of its embodiments, the device comprises an energy transfer circuit using an apparatus which transmits in the DC from DC to AC, with mercurial cathode valves and a device ensuring the priming during the flow. 'energizing the direct current circuit.
The valves are provided with holding electrodes, normally energized through a transformer connected to the alternating current circuit, so as to maintain the cathodes of the valves in the state of ionization *
A circuit comprising a reactance, for example an oscillating circuit, is connected to the terminals of the direct current circuit of the device and comprises cut-off means, produced for example in the form of a contact controlled by a solenoid and whose coil encloses the reactance
The circuit comprising the auxiliary electrodes and the cathodes of the valves is connected in parallel with the reactance as long as the discharge of the reactance causes the application of a transient voltage on the auxiliary electrodes.
New features and advancements will be better understood.
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stages of the invention with reference to the following description and to the accompanying drawing, given merely by way of non-limiting example and which represents an embodiment of the invention applied to an apparatus transferring the invention. energy from a direct current circuit 10 to an alternating current circuit 11.
The device (inspired by US patent 1,800,002) comprises a transformer 12 having a secondary connected to the alternating current circuit 11 and a primary provided with an electrical midpoint connected to the + pole of the direct current circuit 10, with two terminals connected to the - pole of the direct current circuit, through valves 13 and 14.
Each of these valves is provided with an anode, a control grid and a mercury cathode, as well as auxiliary holding electrodes 15, which may be of any suitable type, but which are shown below. the form of mercury masses contained in side chambers formed in the casings of the valves A switching capacitor 16 is connected between the anodes of the valves 13 and 14 * The auxiliary electrodes 15 of these valves are connected to respective cathode towers, to through the opposite halves of the secondary windings of the excitation transformers 17 and 18 and a reactance 19 which includes the control coil of an electromagnetic switch 20.
The latter is preferably quick-opening, and may be of the mercury type. The adjustment grids of the valves 13 and 14 are connected to their common cathode circuit through the opposite halves of the secondary of the grid transformer 21 and a resistor 22 of Current Limiting - The primaries of transformers 17, 18, and 21 are energized by the AC circuit 11, and the circuit of transformer 21 has a capacitor 23 which determines the frequency of the alternating current supplied to circuit 11 in case this circuit does not have a separate excitation
In certain cases, it may be necessary to connect a reactance 24 and a capacitor 25 in series with the reactance 19 and the switch 20,
to cause a transient phenomenon offering the characteristics required for the excitation of the auxiliary electrodes 15. A strong resistance 26 is preferably connected to the terminals of the capacitor 25 to allow the escape of any residual charge. A switch of the usual form 27 has been shown. used to energize the DC circuit of the device.
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For the general operation of the system, we can refer to the indications already given in the main patent. In summary, when one of the valves (13 or 14) is made conductive (for example the valve 13), the current which passes through the left half of the primary of the transformer 12 induces an electro-motive force in the secondary connected to the circuit 11 and an electro-motive force in the right part of the primary, charging the switching capacitor 16 to a voltage practically double of the DC potential - A transient voltage is thus applied to the gate circuit comprising the primary of the transformer 21 and the capacitor 23 and, after a determined time,
the gate of the valve 14 becomes conductive. The switching capacity 16 is discharged through the valves 13 and 14 and causes the instantaneous rupture of the circuit in the valve 13. In this way. the current is periodically transferred between the valves 13 and 14, which ensures the production of alternating current in the secondaries of the transformer 12 connected to the load circuit 11.
In many cases, the potential difference of the direct current circuit is not sufficient to initiate an arc in the valves 13 and 14 until their cathodes have been ionized, and, like the AC circuit is not energized as long as the valves have not become conductive, additional means must be provided for ionizing the cathodes of these valves *
For example, it will be assumed that the switch 27 has just been closed: a transient current then passes through the circuit comprising the capacitor 25, the reactance 24, the switch 20 and the reactance 19.
The transient current flowing through the reactance 19, which comprises the control coil of the electromagnetic switch 20, actuates this switch 20, the contacts of which separate, and at the same time it interrupts the transient current. Due to the high reactance of the winding 19, any tendency to abruptly cut off the current flowing through it results in the production of a high transient voltage. This voltage is applied to the auxiliary electrodes 15 of the valves 13 and 14, through the secondaries of the excitation transformers 17 and 18, and gives rise to an arc from the auxiliary electrodes 15 to reach the main cathodes of the valves. * This ionization of the cathodes of valves 13 and 14 allows the device to operate according to the above indications.
The alternating current supplied by circuit 11 to
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transformers 17 and 18 maintains the arc between the cathodes and the auxiliary electrodes 15 of the valves. This holding current flows through the reactance 19, and, therefore, keeps the contacts of the switch 20 open.
Any residual charge, which may exist on capacitor 25 at the time of breaking the transient current in the oscillating circuit, slowly leaks through resistor 26.