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PERRETIONN AUX :MOYENS DE MENTS COMMANDER PASSAGE DE .ENERGIE ENTRE UN--
LE A CIRCHIT ALTERNATIF ET COURANT 4UN CIRCUIT A COURANT CONTINU.-
La présente invention vise des perfectionnements, changements et additions apportés à l'objet du brevet principal concernait en particulier les systèmes de distribution électrique et, parmi eux, ceux qui comportant des tubes à décharge et sont destinés à transférer l'énergie d'un circuit à cou- rant alternatif vers un circuit à courant continu. Les appareils redresseurs à valves (à cathode chaude où à vapeur de mercure par exemple) sont devenus d'emploi gourant pour alimenter des réseaux à courant continu à partir de fee- ders à courant alternatif.
En pareil cas, la continuité de service est un fac-
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tour si importât que souvent on n'utilise aucun appareil de protection dé- clencant en cas de surcharge, et par conséquent il est désirable que les ap- pareils offrent des caractéristiques de régulation leur permettant de maintenir la tension fournie au réseau à une valeur pratiquement constante entra la mar- che à vide et celle à pleine charge, avec une chute sensible de la tension aux charges dépassant, de façon déterminée, la puissance normale du système. un appareil doté de telles caractéristiques de réglage peut être maintenu en ser- vice pratiquement dans les conditions de court-circuit du réseau à courant can- tinu.
Dans ce but l'invention permet d'établir un dispositif perfec- tionné de distribution électrique présentant les caractéristiques indiquées ci- dessus et convenant pour transférer au moyen do valves de tout type approprié, l'énergie d'un circuit à courant alternatif vers un circuit à courant continu, circuit dont la tension peut 'être maintenue pratiquement constante pour les charges inférieures à une valeur limite déterminée à l'avance, mais diminue rapidement dès que la charge dépasse cette limite.
Suivant l'invention, un circuit à courant continu est alimenté à partir d'un circuit à courant alternatif à travers deux valves électriques, de préférence à vapeur. Les grilles de ces valves sont reliées à partir d'un circuit déphaseur excité à l'aide du circuit alternatif et comportant une réactance saturable. Cette réactance est pourvue d'enroulements saturants dont l'un est excité suimant la potentiel du circuit à Courant continu, et l'autre excité différentiellement suivant le courant débite sur ce circuit.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan- tages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exenple non limitatif, et dans lesquels :
La Fig.l représente une forme de réalisation de l'invention per- mettant le transfert de l'énergie d'un circuit à courant alternatif vers un circuit à courant continu.
Les Fig.2 et 3. reproduisant des diagrammes vectoriels aidant à mieux comprendre l'invention.
Dans le système de distribution de la Fig.1, on a représenté la combinaison de deux valves électriques pour constituer un seul tube à va- peur 1 pourvu d'anodes 2 et 3,d'électrodes ou grilles de réglage 4 & 5 et d'une
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cathode 6, mais il est évident que les valves peuvent 'être de type quelconque et que les éléments des valves comportant les anodes 2 et 3 peuvent être enfer- @ més dans des enveloppes séparées. On peut maintenir la cathode 6 en état d' ex- citation à l'aide de tout dispositif approprié, tel que 25, pouvant entretenir un petit arc.
Le circuit à courant continu 24 est disposé de telle façon qu'on peut l'exciter à travers le dispositif 1 à partir du secondaire 7 d'un trans- formateur 9 dont le primaire est relié à un circuit à courant alternatif 26.
A. titre d'exanple, le brevet représente un redresseur de type courant redres- sant les deux alternances, et une borne du circuit à courant continu est reliée au point moyen de l'enroulement 7 à travers les bobines 20 et 21, tandis que l'autre borne est reliée directement à la cathode 6 du tube 1.
Pour régler le débit d'énergie à travers le tube 1, et par con- séquent assuremt la caractéristique de régulation désirée du circuit à courant continu 24, on a pourvu le tranaformatour 9 d'un enroulement tertiaire 8 utilisé pour exciter un déphaseur approprié réglant l'excitation des grilles de réglage 4 et 5 du tube 1. Ce circuit de déphasage canporte un pont à impédance fixe ayant une résistance 27 et une réactance 28 reliées aux bornes de l'enroulement 8 pour assurer une tension alternative pratiquement en quadrature avec celle du circuit 27. Un second circuit déphaseur à impédance comporte une résistance 11, une capacité 12 et des réactances saturables 13 et 14, et il est monté de façon à être excité par cette différence de potentiel en quadrature.
Un auto- transfomratour 29 est également excité à l'aide de ce potentiel en quadrature, tandis que le primaire d'un transformateur de grille 30 est branché entra., la branche extérieure d'un auto-transformateur 31 et le point commun à la résis- tance 11 et à la capacité 12 du circuit déphaseur. Les griilles de réglage 4 et 5 sont excitées à l'aide des moitiés opposées du secondaire du transformateur de grille 30, à travers des résistances de limitation 17 et 18, une résistance 19 étant interposée dans la liaison avec la cathode 6. Les réactances saturables 13 et 14 sont pourvues de noyaux 15 et 16 pourvus d'enroulements saturants principaux 22 et 23 montés aux bornes du circuit à courant continu, et d'en- roulements saturants différentiels 20 et 21 reliés en sérieavec ce circuit.
Les enioulements 20& 21, 22 et 23 sont disposés proportionnés de telle sorte qu'à charge à peu près normale, c'est-à-dire à débit normal de l'appareil,l'ef- fet saturant des enroulements en dérivation 22 et 23, soit exactement neutra- lisé par celui des enroulements sérles 90 et 81.
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Bien qu'on ait représenté deux réactances saturables séparées, reliées de préférence de telle façon que les composantes des potentiels alter- natifs induits dans les bobinages à courant continu soient neutralisées, il est évident qu'on peut combiner les euroulements sur un seul noyau magnétique.
Le-principe général d'un redresseur commandé du type décrit ci-dessus est déjà connu, de sorte qu'il est inutile de l'exposer à nouveau en détail. D'une façon générale, lorsque les tensions appliquées sur les grilles de réglage 4 et 5 sont en phase avec les tensions anodiques correspondantes , le courant maximum passe par l'appareil de transformation et l'intensité en est limitée seulement par l'impédance du circuit à courant continu 24.
Si on retarde la phase des potentiels de grille par rapport aux potentiels anodiques du tube 1, an retarde successivement les péri. odes du courant alternatif aux- quelles les valves comportant les anodes 2 et 3 deviennait conductrices, et chaque valve est conductrice seulement pour une partie de 1alternance positive de potentiel anodique, et la tension moyenne appliquée sur le circuit à cou- rant continu 24 se trouve réduite en causé quai ce.
On peut se référer aux Fig.2 et 3 pour mieux comprendre le fonctionnement du dispositif de commande ci-dessus. Dans la Fig.2, le vecteur Ea représente la tension antdique d'une des anodes, par exemple l'anode 2; le vecteur EL la tension aux bornes de la réactance 28; le vacteur ER la différen- ce de potentiel aux bornes de la résistance 27; le vecteur EQ le potentiel en quadrature dérivé du circuit déphaseur à Impédance; et le vecteur ET la tension secondaire de l'auto-transformatour 29.
Dans la Fig.3, les vecteurs EA, EQ et ET représentent les marnes graudeurs que dans la Fig.2, mais on en a amplifié l'échelle pour plus de clarté. Avec l'appareil fonctionnant à vide, les réactauces 13 et 14 sont légè- rment saturées par les enroulements shunt 22 et 23 respectivement, de sorte que leur inductance est un peu moindre que dans l'état de non-saturation. La capacité 12 est choisie telle que sa réactance soit approximativement égale à la moitié de celles des réactances 13 et 14 dans l'état non-saturé.
Si l'on suppose l'appareil marchant à vide, la différenco de potentiel aux bornes de la résistance 11 est représentée Fig.3 par le vecteur e'R; le potentiel aux bornes de la capacité 12 par E'C: la pension aux bornes des réactances 13 et 14 @ par le vecteur E"i: et le potentiel entre la borne extérieure de l'enroulement 29 et le point commun aux éléments 11 et 12, qui est appliqué à l'etiroulomait
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primaire du transfomratour de grille 30, est représenté par le vecteur EG. On supposera maintenant que, lorsque la charge normale est placée sur l'appareil, l'effet saturant des enroulements série 20 et 21 neutralise pratiquement oelui des enroulements 22 et 23, de sorte que l'inductance des réactances 13 et 14 devient maximum.
Dans ce cas, il y a augmentation de la réactance du circuit comportant la résistance 11, la capacité 12 et les réactances 13 et 14, candi... tion qu'on peut représenter par des vecteurs analogues aux précédents, mais portant tous l'indice ". On voit que le potentiel appliqué aux grilles de ré- glage est avancé en phase à partir de la position E'G à la position E"G, et il en résulte que la tension moyenne du circuit à courant continu 24 a augmen- té. Dans l'exposé ci-dessus, on a négligé les caractéristiques naturelles de réglage de l'appareil, compris le transformateur de puissance 9 et le dis- positif électrique à vapeur 1.
En choisissant convenablement les constantes du circuit de grille décrit, on peut avancer le potentiel de grille à mesure que la charge augmente, d'un angle juste suffisant pour compenser les saractéis- tiques naturelles de réglage du circuit de puissance, de façon à maintenir pratiquement constante la tension débitée, ou on peut l'avancer dans des pro- portions telles qu'en obtienne un effet de compoundage dans le circuit à cou- rant continu. En cas d'augmentation ultérieure du courant débité, les réac- tances 13 et 14 se saturent de nouveau sous l' acti on des enroulements 20 et 21 et la phase des potentiels de grille est retardée suivant un processus tout à fait opposé à celui qu'on vient de décrire, de sorte qu'il y a réduction.de la tension du circuit à courant continu.
Comme les enroulements shunt 22 et 23 sont excités par le circuit 24, leur effet saturant diminue la tension du circuit 24, de sorte que la saturation des réactances par les enroulements série se produit à une vitesse accélérée. Les vecteurs de la Fig.3, dotés du signe "', représentent les conditions de charge extrêmement élevées sur le circuit à courant continu. Dans ce cas, on voit que l'inductance des réactan- ces 13 et 14 est pratiquement minimum, et le potentiel de grille Eg"' a été retardé dans une position de phase très voisine de l'opposition de phase par rapport au potentiel d'anode, de sorte que la tension du circuit de charge est tombée à une valeur très faible.
Avec un tel dispositif, il est évident que l'appareil redresseur peut fonctionner même en cas de court-circuit sur le réseau à courait continu, sans qu'il en résulte pratiquement une surcharge des appareils%
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Bien qu'on ait représenté et décrit une seule forne de réali- sation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à cette forme particulière, domnée simplement à titre d'exenple et sans aucun caractère restrictif, et que par conséquent toutes les variantes ayant m'orne principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus, rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.