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"DISPOSITIF DE COMPOUNDAGE ET DE PROTECTION DES APPAREILS A
DECHARGE ELECTRIQUE"
La présente invention réalise le contrôle des appareils à décharge électrique munis de grilles en portant celles-ci à un potentiel négatif vis-à-vis de la cathode, en vue du blocage de ces appareils, en cas, soit de court-circuit interne, soit de court-circuit dans le réseau à courant continu. Elle permet, de plus, de réaliser par un montage simple le compoundage de la tension continue en fonction du courant débité par l'appareil.
Il est connu qu'un court-circuit dans un appareil à décharge électrique muni de grilles peut être étouffé rapidement en portant ces grilles à un potentiel négatif par rapport à la cathode, l'arc, ne pouvant alors s'allumer sur aucune des anodes, s'éteint naturellement.
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Suivant la présente invention, le potentiel/des grilles est commandé par un transformateur spécial.
Ce transformateur, schématiquement représenté à titre d'exemple sur la figure 1 des dessins ci-annexés, se compose d'une partie mécanique, à trois noyaux différents, sur lesquels sont disposés trois enroulements distincts.
L'enroulement primaire de ce transformateur est parcou- ru par le courant primaire du transformateur d'alimentation de l'appareil à décharge électrique; cet enroulement peut se réduire à une barre entourée par le circuit magnétique, ainsi qu'il est représenté en I sur ladite figure 1, Un second enroulement II, 'agissant comme secondaire, est placé en entier sur l'un des noyaux extrêmes. Le noyau médian ne porte aucun enroulement, tan- dis que le troisième enroulement III est placé en entier sur le dernier noyau du transformateur.
La section du noyau portant l'enroulement secondaire II est déterminée de façon que, pour les valeurs normales du courant primaire, le fer ne soit pas saturé; on peut, dans ce but, y pré- voir un petit entrefer. Le noyau médian a une section du même or- dre de grandeur que le précédent et présente un plus grand entre- fer. La section du troisième noyau est notablement plus petite que celle des deux premiers.
La figure 2 montre une autre forme d'exécution du tram- formateur spécial commandant le potentiel des grilles, conformé- ment à l'invention.
Suivant cette variante, le transformateur comporte quatre noyaux et trois enroulements distincts.
L'enroulement I, constituant l'enroulement primaire, peut se ramener également à une barre entourée par le circuit magnétique. L'enroulement II est divisé etplacé sur les deux noyaux extrêmes, tandis que l'enroulement III est divisé et pla- cé sur les deux noyaux du milieu. La section des noyaux extrêmes est déterminée de façon que, tant que le courant primaire ne dépasse pas une certaine valeur, fixée d'avance, le fer ne soit
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pas saturé; au contraire, la section des noyaux du'milieu n'est qu'une fractionne la section des.noyaux extrêmes de façon à y atteindre rapidement la saturation du.fer.
Il résulte de ces dispositions que, pour des valeurs croissantes du courant primaire, la-tension aux bornes de l'en- roulement III augmentera d'abord linéairement pour prendre rapi- dement la valeur de saturation. Au contraire, la tension aux bornes de l'enroulement II variera linéairement en fonction du courant primaire et n'atteindra sa valeur de saturation que beau- coup plus tard.
La figure 3 montre, en fonction du courant primaire, les lois de variation des tensions prélevées aux bornes des enroule- ments II et III. Vn représente la tension de l'enroulement II et Vp celle de l'enroulement III. Si les deux enroulements II et III sont montés en opposition, la tension résultante varie en fonc- tion du courant primaire suivant la courbe V : elle est d'abord positive, puis 7n croissant plus rapidement que Vp, elle passe par zéro pour croître ensuite en valeur négative.
La figure 4 donne un exemple de réalisation de l'inven- tion.
L'appareil à décharge électrique 1, alimenté par le transformateur 2, comporte six anodes 3 pourvues de grilles 4.
Afin de faciliter la compréhension de l'invention et pour simpli- fier la figure on n'a représenté en traits forts que le circuit de commande d'une des grilles. Cette disposition se retrouve donc autant de fois qu'il y a de grilles 4.
Les enroulements représentés en 5, sur la figure 4, constituent les secondaires de trois transformateurs spéciaux analogues à ceux décrits ci-dessus en regard des figures 1 et 2.
Les primaires I de ceux-ci, non représentés sur la figure, et le primaire du transformateur principal 2 sont placés en série. Les enroulements secondaires II et III des trois transformateurs spéciaux sont respectivement connectés en étoile.
Les enroulements II alimentent trois redresseurs de courant 6 qui débitent sur une self d'égalisation 8 et une ré-
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sistance 7. Il naît ainsi aux bornes de celle-ci une différence de potentiel qui a été appelée précédemment Vn. La borne positive de la résistance 7 est reliée directement à la cathode de l'appa- reil à décharge électrique 1, tandis que la borne négative est connectée, par l'intermédiaire d'une self 10, au point commun des enroulements 5. La self 10 et la capacité 9, shuntant la résistance 7, ont pour but d'augmenter la constante de temps du circuit défini ci-dessus, afin d'assurer, en cas de court- circuit, une persistance suffisante de la polarisation négative donnant au disjoncteur principal le temps de déclencher.
Les enroulements III du groupe 5 alimentent six redres- seurs de courant 11 qui débitent sur des résistances 12. Chacune de celles-ci est placée en série dans le circuit de commande d'une des grilles 4. Aux bornes de chaque résistance 12 apparaît, pen- dant la période de débit du redresseur ii correspondant, une dif- férence de potentiel, appelée précédemment Vp. La borne négative de cette résistance 12 est reliée à la borne négative de la ré- sistance 7, tandis que la borne positive de la résistance 12 est connectée à la grille 4 par l'intermédiaire d'une résistance 13.
Le secondaire d'un transformateur 15 alimente un re- dresseur de courant 14 créant aux bornes de la résistance 13 placée dans le circuit de grille considéré, une différence de potentiel Vr.
Chacune des grilles 4 reçoit donc un potentiel résul- tant de la superposition d'une tension continue négative Vn créée dans la résistance 7, d'une tension unidirectionnelle positive interrompue Vp prélevée aux bornes de la résistance 12 et d'une demi-onde négative Vr prise aux bornes de la résistance 13.
Le potentiel de la grille 4 par rapport à la cathode, ainsi déterminé, est représenté par les courbes de la figure 5.
Les tensions Vn, Vp, Vr engendrées aux bornes des ré- sistances 7, 12 et 13 ont des grandeurs telles que, pour le cou- rant normal, la tension aux bornes de l'appareil à décharge soit celle demandée. Le potentiel appliqué'à la grille considérée est ' @ alors représenté par la courbe 1' qui coupe le potentiel de
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cathode, supposé coincider avec la.:caractéristique d'allumage, au point a. Lorsque le courant de l'appareil à décharge élec- trique augmente,la tension négative Vn et la tension positive Vp augmentent aussi, quoique de façon inégale. La tension de po- larisation de la grille 4 est, dans.ce cas,, représentée par la courbe 2'. Ainsi qu'on le voit sur la figure 5, l'allumage de l'anode se produit en b et est donc avancé.
En d'autres termes, la valeur moyenne de la tension redressée est augmentée.
Si le courant augmente d'une façon dangereuse, par exem- ple sous l'action d'un court-circuit dans le réseau, la tension Vn augmente beaucoup plus que Vp, ainsi que le montre la figure 3, et le potentiel appliqué à la grille 4 devient celui représenté par la courbe 3'. Toutes les grilles 4 sont alors polarisées négati- ; vement par rapport à la cathode, bloquant l'appareil à décharge électrique 1.
Il est bien entendu que les dispositifs décrits ci- dessus ne sont donnés qu'à titre purement indicatif et non limita-' tif et que, par conséquent, toutes variantes apportées à ces dis- ' positifs ne sortent pas du cadre de la présente invention.