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"REGLAGE EN CHARGE DE LA TENSION CONTINUE FOURNIE PAR UN
REDRESSEUR EN FONCTION DU COURANT CONTINU DEBITE".
L'objet de l'invention est la régulation de la tension continue fournie par un redresseur en fonction du courant débité, au moyen de grilles d'anodes excitées par une tension appropriée, de telle sorte que le réglage se fait d'une manière continue et progressive . Divers systèmes ont été proposés pour le réglage de la tension continue fournie par un redres- seur, par grilles d'anodes à potentiel commandé. Ils ont tous ceci de commun que la tension grille , qu'elle soit de forme sinusoïdale ou rectangulaire, doit\être déphasée plus ou moins par rapport à la tension anodique pour réaliser le
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réglage voulu .
Lorsqu'on se propose de réaliser un réglage automatique et continu de la tension continue Ec d'un redres- seur en fonction du courant débité Ic- de façon à obtenir une loi le f (le) différente de la caractéristique naturelle du redresseur - il est difficile de réaliser un réglage de @ (angle de déphasage de la tension grille sur la tension anodi- que) en fonction de Ic. Les moyens envisagés sont les suivants :
1) Ltutilisation d'une tension grille composée d'une tension alternative Uga (par exemple sinusoïdale et de même fréquence que celle de la tension anodique) à laquelle on superpose une tension continue variable Ugc de telle sorte que le déphasage de la tension grille se ramène à une varia- tion de la valeur de la tension continue Ugc.
Donc substituer à un déphasage variable, une variation de tension continue.
2) La réalisation par des dispositifs appropriés d'une variation progressive de la tension continue de grille Ugc en fonction de Ic, pour obtenir telle caractéristique de tension continue que l'on désire.
La caractéristique naturelle, tension en fonction du courant continu d'un groupe redresseur est tombante par suite de l'accroissement de l'angle d'empiètement y lorsque le courant continu croît.
La fig. 1 représente la caractéristique naturelle d'un redresseur et la fig. 2 la forme d'onde continue dtun redres- seur hexaphasé à vide (trait plein) et en charge -(trait poin- tillé).
Si on appelle ce l'angle de retard à l'allumage d'une anode (voir fig. 3) l'aspect de la courbe en charge sera celui représenté par la fig. 3. Si on adopte pour @ une valeur @. pour Io - 0, et qu'ensuite on fasse décroître la valeur de@ à partir de @. , lorsque Ic croit et u également par suite, il apparait que la valeur moyenne Ec de la tension continue .pourra être maintenue constante ou augmenter lorsque Ic croîtra.
On obtient les 3 cas suivants :
1) On suppose que pour Ic - 0, @ a une valeur @.
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déterminée, et on fait décroître @ à partir de ci pour Ic croissant. On peut réaliser entre la marche à vide et la marche en charge normale une caractéristique de tension du type hyper- compound qui devient tombante après la charge normale ICN(courbe
1 de la fig. 4).
2) On suppose que pour IC - 0 @ a une valeur @. déter- minée, on fait décroître @ à partir de @. pour Io croissant.
On peut réaliser entre la marche à vide et la marche en charge - normale une caractéristique oompound qui devient tombante après la charge normale IcN (courbe 2 de la fig. 4).
3) On suppose que pour Ic - 0 on a @ - 0 et on fait croître @ en même temps que Io. La tension continue (courbe 4 de la fig, 4) décroît plus vite que d'après la caractéristique naturelle représentée par la courbe 3 de la fig. 4 et à partir de IcN décroit suivant la pente naturelle.
Il est donc possible par une relation judicieuse entre @ et Ic et par suite u, de réaliser des caractéristiques 'de tension en charge pour le groupe redresseur dont l'allure peut varier entre les limites indiquées par les courbes 1 et 4 de la fig. 4.
La tension appliquée auxgrilles est une tension si- nusoïdale Uga de même fréquence que la tension anodique (fig. 5) à-laquelle on superpose une tension continue variable
Ugc. On supposera que l'instant d'amorçage de l'arc surune anode . se produit lorsque la tension grille prend 'le même '.potentiel que celui de la cathode. Ceci n'est pas tout à fait exact, mais l'approximation est suffisante.
La partie supérieure de la figure représente la tension continue avec Ua comme tension anodique. On donne d'abord à la tension continue de grille la valeur Ugo2, la tension de grille résultante est.la courbe 2, on obtient un angle @ de valeur @2 qui dans le cas particulier de la figure est @2 - 0. Si on donne ensuite à Ugo la valeur Ugc3 de polarité opposée, on a la tension résultante de grille 3, à laquelle correspond un angle @ de valeur @3. La phase de la tension
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sinusoldale de grille est maintenue constante. Il'est donc possible de régler l'instant d'amorçage de l'arc en réglant la valeur de la tension continue de grille.
La combinaison montrée par la fig. 5 n'est pas limita- tive, car il est possible d'adopter une valeur quelconque pour le déphasage de la tension alternative de grille.
L'invention est particulièrement relative à la réalisa. tion de toute loi Ugo - f (le) permettant d'obtenir une carac- téristique de tension en charge déterminée, le procédé pour faire varier la tension continue de grille en fonction du cou- rant débité étant quelconque. D'une façon plus générale, elle comprend également tout système de réglage en charge de la ten- sion continue fournie par un redresseur en fonction du cou- rant continu débité, au moyen de grilles excitées.
A titre d'exemple on prendra le cas d'une caractéris- tique de tension compound (courbe 2 de la fig. 4). La valeur de l'angle @. correspondant à Ic - 0 est bien déterminée lorsque l'on se donne la chute de tension continue normale entre la marche à vide et la marche en charge (IcN). D'autre part pour Ic - IcN la valeur de cf est nulle. On s'imposera en plus que le déphasage constant de la tension sinusoïdale soit égal à La courbe (aib) de la fig. 6 représente l'allure de Ugc en fonction de le qu'il faudra réaliser pour que la tension continue Ec soit maintenue constante.
La fige 7 montre un schéma d'installation permettant de réaliser ce réglage.
A : transformateur avec secondaire hexaphasé.
B : régulateur d'induction avec secondaire hexaphasé.
R : redresseur à 6 anodes.
F : anodes du redresseur.
G grilles du redresseur.
N : réseau triphasé.
C génératrice continue d'excitation de grille.
D : moteur d'entraînement de la génératrice. a1: enroulement d'excitation indépendant de C.
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a2 : enroulement d'excitation de C en série avec le redres- seur et parcouru par le courant continu débité. e source d'alimentation de a1.
Les enroulements d'excitation a1 et a2 de la génératri- ce 0 sont en opposition.Si on remarque que le courant fourni aux grillesest très petit, la tension Ugo pourra être considérée comme la tension à vide de la génératrice.La fig. 8 montre la .tension Ugo fournie par la génératrice en fonction des ampères- tours résultants. En m, seul l'enroulement a1 est parcouru par un courant fourni par e de sorte que om'- Na1 ial, Nal étant le nombre de spires de al et ial le courant dans a1. Lorsque le courant continu Io croît les ampères-tours résultants sont (Nal ial - Na2 le) Na2 étant le nombre de spires de a2.
La courbe montrée par la fig. 8 aura une allure assez voisine de celle que l'on doit obtenir fig. 6. Pour parfaire le réglage il sera possible de modifier le déphasage de la tension sinusoïdale ou d'agir sur la vitesse de rotation de la génératrice C. On pourrait également agir sur la saturas tion des pôles inducteurs de C.
La génératrice C sera avantageusement munie de pôles feuilletés pour diminuer la déformation par hystérésis de la courbe de tension Ugo suivant que le sera croissant ou décrois- sant.
Dans le cas de l'exemple précédent, on peut éviter l'in version de polarité de la génératrice C. Il suffit de régler l'angle de déphasage de la tension sinusoïdale pour que sa va leur soit 0, en adoptant toujours pour origine des abscisses, l'age xy de la fig. 5. Dans ces conditions, la tension continue de grille Ugo en fonction de Ic doit avoir l'aspect présenté par la fig. 9.
La génératrice C reste combinée comme sur la fig. 7, avec deux enroulements d'excitation a1 et a2 en opposition , mais on règle de façon différente le courant d'excitation ial de façon que la caractéristique Ugo en fonction des ampères-tours d'excitation soit celle de la fig. 10.
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Les dispositions qui viennent d'être décrites peuvent s'appliquer aucas de réalisation de caractéristiques d'allure différente. Sans entrer dans-plus de détails on peut remar- quer sur la fig. 6 que des courbes Ugo - f (la) comprises entre la courbe (ab) correspondent à la marche compound et l'horizontale (db) donnent des caractéristiques de tension shunt. Elles sont d'autant plus tombantes que l'on se rapproche de la courbe (db) à laquelle correspond la caractéristique naturelle du redresseur.
Les.courbes situées au-dessous de (ab), par exemple la courbe (fb) provoquent un fonctionnement avec caractéristique hypercompound. Les familles de courbes que l'on vient d'envi- sager passent toutes par le point à ce qui signifie que pour toutes les caractéristiques de tension la tension en charge pour le - IcN sera la même. Il est possible d'imaginer d'autres familles de courbes par exemple passant toutes par le point i (courbe m i m' de la fig. 6), ces courbes sont faciles à réaliser avec la même génératrice dont il suffit de faire va- rier soit la vitesse, soit la saturation. L'aspect des caracté- ristiques de tension continue du redresseur est modifié, à la courbe Ugc - f (Io) (m i m') de la fig. 6 correspond la carac- téristique 1 de tension continue du redresseur de la fig. 11.
A (n i n') de la fig. 6 correspondrait la caractéristique Ec - f (Ic) représentée par la courbe 2 de la fige 11.
On pourrait trouver des familles de courbes analogues avec la fig. 9.
Le réglage de la tension continue d'un redresseur en fonction de sa charge revient à se donner une force électromo- trice continue dont la valeur varie suivant une courbe détermi- née en fonction du courant continu débité par le redresseur. On peut obtenir une caractéristique de tension continue bien déter- minée pour le redresseur.
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