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DISPOSITIFS PERMETTANT L'AMORCAGE SIMULTANE ET LA MARCHE EN PARALLELE DE DEUX OU PLUSIEURS ANODES
DE REDRESSEURS MUNIES D'ELECTRODES DE CONTROLE-
La marche en parallèle de deux ou plusieurs anodes de redresseurs à arc, tels que des redresseurs à vapeur de mercure, ces anodes pouvant appartenir au même récipient ou à des récipients différents, présente quelques difficultés du fait de la résistance négative de l'arc.
Il est connu que l'on peut assurer cette marche en parallèle par divers procédés: on peut par exempleprévoir dans chaque anode une induo- tanoe, oompensant, par sa chute de tension inductive, la résistance négative de l'arc; on peut également coupler magnétiquement les divers circuits anodiques, de manière que toute
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anode s'amorçant en retard reçoive du fait de l'amorçage des anodes précédentes une force électromotrice d'induction provoquant son amorçage. Un tel couplage permet également, comme on le voit facilement, de compenser les différences de chute de tension dans l'arc.
Dans le cas où les anodes devant fonctionner en parallèle sont munies d'une ou plusieurs électrodes de contrôle intérieures ou extérieures dans leur voisinage, ces électrodes étant destinées soit à l'élimination de l'ionisation résiduelle, cause des allumages en retour, soit à la commande de l'instant d'amorçage, ces dispositifs peuvent être employés ; il a été proposé de réunir simplement les électrodes de contrôle en parallèle, et à la source commune de tension de contrôle, soit directement, soit par l'intermédiaire de résistances.
Ce procédé présente un inconvénient très grave: en effet, lorsqu'une électrode de contrôle a déterminé l'amorçage d'une seule anode, sa tension s'abaisse immédiatement, en même temps que celle des autres électrodes; il en résulte que l'amorçage des autres anodes est rendu plus difficile, et que le dispositif de couplage magnétique entre anodes doit être renforcé, demanière à donner aux autres anodes l'impulsion nécessaire.
L'objet de la présente invention est un dispositif permettant d'utiliser pour la marche en parallèle de deux ou plusieurs anodes munies de grilles, un dispositif de couplage magnétique entre circuits anodiques, réduit aux dimensions nécessaires pour compenser les différences de chute de tension dans l'arc, les circuits d'électrodes de contrôleétant cou- plés magnétiquement entre eux et avec les circuits anodiques, de manière que l'électrode de contrôle d'une anode présentant un retard à l'amorçage reçoive du fait de l'amorçage des autres anodes une impulsion de tension positive, déterminant l'amorçage de l'anode retardataire.
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La description suivante, donnée à titre dexemple nan limitatif en référence au dessin annexé, fera mieux compren- dre le principe et les modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre le dispositif applicable à la marche en parallèle de deux anodes munies de bobines d'inductan- ce et de grilles.
La figure 2 montre le dispositif correspondant pour trois anodes.
La figure 3 montre le dispositif applicable dans le cas de la marche en parallèle de deux anodes alimentées par deux enroulements en phase sur le m'orne transformateur.
La figure 4 montre un dispositif réunissant le couplage magnétique entre deux anodes et leur grilles de contrôle sur le même circuit magnétique.
Enfin, la figure 5 montre le dispositif correspondant pour trois anodes.
En se référant à la figure 1, la barre générale 1, réunie à une borne du secondaire du transformateur d'alimentation, alimente les deux anodes 2 et 3, par l'intermédiaire des inductances 4 et 5. Entre les anodes 2 et 3 est connecté le primaire 6 dtun petit transformateur monophasé; le secon- daire, ayant un nombre de spires beaucoup plus élevé que le primaire, est pourvu d'un point milieu 7, connecté à l'une des bornes de la source commune 8 de commande des grilles, 1' autre borne de celle-ci représentée libre sur la figure étant réunie à un point convenable du montage.
Les deux extrémités du secondaire du transformateur de grille sont réunies respectivement aux grilles 9 et 10, le sens de couplage étant celui représenté sur la figure, en supposant le primaire et le secondaire du transformateur de grille bobinés dans le même sens. Ceci posé, supposons par exemple que sous l'influen-
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ce de la source 8, la grille 9 commande la première l'amor- çage de l'anode 2; dans ces conditions, cette anode subira un brusque abaissement de son potentiel, égal à la différen- oe entre la tension d'amorçage et la chute de tension dans l' arc (la tension d'amorçage étant d'ailleurs déterminée par le choix de l'instant d'amorçage déterminé par la source 8).
Le potentiel de l'anode 5 ne subissant aucun changement, entre les bornes du primaire 6, apparaîtra brusquement une différence de potentiels. Cette différence de potentiels se retrouvera multipliée par le rapport de transformation, entre la borne 7 et la grille 10, celle-ci étant rendue brusquement positive. Comme la tension de l'anode 3 est alors supérieure à celle de l'anode 2 (de la chute inductive dans l' inductance 4), l'anode 3 s'amorce. En d'autres termes, le retard à l'amorçage d'une anode provoque une impulsion brusque de tension positive sur sa grille.
Cette impulsion peut être rendue aussi forte qu'on le veut, par augmentation du rapport de transformation du transformateur de grille, oelui- ,oi étant d'ailleurs très petit, vu la petitesse des courants de grille, Dans ces conditions, les anodes s'amorcent sensi- blement en même temps (en fait, l'expérience montre que le retard est très difficile à saisir), et les inductances d' anode n'ont plus à compenser que les différences de chute de tension dans l'arc amorcé.
Ce montage se généralise facilement à la marche en parallèle de trois anodes munies d'inductances: on peut employer par exemple trois transformateurs de grille, disposés d'une manière analogue à celle de la figure 1 entre chacun des trois co'uples d'anodes associées deux à deux, les trois points médians des trois secondaires étant connectés ensemble et à la source commune d'alimentation des grilles, et
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chacune de ces dernières étant connectée à deux bornes se. condaires de deux transformateurs de grille. Il est alors facile de voir que toute anode s'amorçant prématurément fait appliquer aux grilles des deux autres une impulsion brusque de tension, déterminant leur amorçage. On peut d'ailleurs supprimer sans inconvénient l'un des trois trans., formateurs.
On peut de plus, comme le montre la figure 2, réunir sur un même circuit magnétique à trois noyaux les élé- ments du transformateur de grille nécessaire à la marche en parallèle de trois anodes munies d'inductances. En se réfé- rant à la figure 2, la barre générale 11 alimente les trois anodes 12,13 et 14 par l'intermédiaire des inductances 15, 16 et 17. D'autre part, sur un circuit magnétique 18 à trois noyaux, sont placées trois bobines 19, 20'et 21, connectées en étoile, les extrémités libres étant réunies aux bornes des trois anodes. Sur le même circuit se trouvent également trois bobines 22, 23 et 24, également couplées en étoile, le point neutre étant réuni à l'une des bornes de la source de -contrôle 25 des grilles dont l'autre borne est connectée à un point convenable du montage.
Les extrémités libres des bobines 22, 23 et 24 sont connectées respectivement aux grilles 26, 27 et 28. Supposons maintenant que, sous l'in- fluence de la source 25, l'anode 12 par exemple s'amorce la première: il en résultera un brusque abaissement u de son potentiel par rapport à celui des anodes 13 et 14. On voit facilement que ce brusque abaissement de potentiel se tra-. @ duit par l'apparition brusque sur les bobines 19, 20 et 21 des tensions respectives-2u/3, u/3 et u, ces tensions étant comp-
3 3 3 tées positivement à partir du point neutre. Ces tensions se retrouvent évidemment au secondaire,, multipliées par le rap- port de transformation.
Il en résulte que les grilles 27 et
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28 correspondant aux anodes 13 et 14 recevront chacune une impulsion positive de tension, provoquant l'amorçage. De Même, si deux anodes s'amorcent en avance, la grille de la troisième reçoit une impulsion provoquant l'amorçage.
Ces montages s'étendent sans difficulté à un nombre quelconque n d'anodes munies d'inductances, soit qu'on utilise n ou n-1 transformateurs monophasés de grilles, soit un seul trans- formateur à n noyaux
On peut également, au lieu d'utiliser sur les circuit± anodiques des inductances indépendantes, utiliser des induo- tances couplées magnétiquement ou des enroulements indépendants sur le transformateur d'alimentation, ces enroulements donnant des tensions en phase les unes avec les autres et se trouvant pourvus d'un couplage magnétique réalisant à l'in- térieur du transformateur des inductances d'anode couplées.
En se référant à la figure 3, on voit par exemple un transformateur monophasé de grille employé à provoquer l'amorçage simultané de deux anodes, tous ces organes étant désignés comme sur la figure 1, mais les anodes étant alimentées par deux enroulements indépendants 29 et 30, couplés en- semble sur le circuit magnétique du transformateur d'alimen- tation.
On peut enfin, pour assurer la marche ,en parallèle et l'amorçage simultané de deux ou plusieurs anodes de re-' dresseurs munies d'électrodes de contrôle, réunir sur un même circuit magnétique, les enroulements parcourus par les courants anodiques et les enroulements destinés à la commande des électrodes de contrôle. C' est ce .que montrent les figures 4 et 5.
En se référant à la figure 4, on voit, sur un circuit magnétique monophasé 31, deux enroulements 32 et 33, insérée
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sur les circuits des deux anodes 34 et 35, de manière que leurs ampères-tours s'opposent. D'autre part, la source de tension decontrôle 36 alimente les grilles 37 et 38, par l'intermédiaire des enroulements à fil fin 39 et 40, également opposés sur le circuit magnétique. Le fonctionnement est le suivant. Si, sous l'action de la source 36, l'anode 34 s' amorce la première, une brusque diminution de tension se produit entre la borne 41 du secondaire du transformateur d'alimentation et l'anode 34. Il en résulte au contraire par induction, une brusque augmentation de tension, d'une part entre l'anode 35 et la borne 41 et, d'autre part, sur la grille 38 d'une manière analogue à celle examinée plus haut.
Ces deux augmentations de tension produisent l'amorçage immédiat de l'anode 35. Lorsque les deux anodes sont amorcées, on voit facilement que les deux enroulements 32 et 33 compensent les différences de chute de tension dans l'arc, le déséquilibre de courant produit'par une différence donnée des deux chutes de tension étant d'autant plus faible que l'inductance des enroulements est plus élevée. L'intérêt de ce dispositif réside dans le fait que l'enroulement à gros fil ne doit compenser que les différences de chute de tension dans l'arc et peut être réduit au minimum, les différences de tension d'amorçage étant compensées par l'enroulement à fil fin.
En se référant à la figure 5, on voit l'application d'un montage analogue à la marche en parallèle de trois anodes: la borne 42 du secondaire du transformateur d'alimentation est connectée aux trois anodes 49,50 et 51 par l'intermédiaire de trois enroulements à gros fil 43, 44 et 45 pla- cés sur le circuit magnétique à trois noyaux 56, Sur ce même circuit sont placés trois enroulements à fil fin, couplés en étoile, le point commun étant connecté à la source de ten-
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sion de contrôle 55 et les extrémités libres étant réunies aux grilles 52, 53 et 54.
Le fonctionnement est analogue à celui du montage précédent, les enroulements à, fil fin provoquant l'allumage simultané des trois anodes et les enroulements à gros fil compensant les différences de chute de tension dans l'arc. Cette,compensation ne s'effectue parfaitement que si les réluctances des circuits magnétiques oorrespondant aux trois noyaux sont égales, ou si les nombres de spires sont choisis en raison inverse des réluctances.
On pourrait également, pour assurer la marche en parallèle de trois anodes, associer trois montages identiques à celui de la figure 4, de manière à assurer la marche en parallèle des trois couples d'anodes associés deux à deux.
On pourrait également étendre ces montages à un nombre quelconque d'anodes.
On a supposé dans ce qui précède que les électrodes de contrôle., étaient constituées par des grilles. Les montages décrits s'appliquent sans modification au cas du con- tr8le par électrodes extérieures. De même, on peut intercaler sur les circuits des électrodes de contrôle, en amont ou en aval des dispositifs décrits, des résistances ou impédances quelconques.