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l':..''CPI02dis':itVI'S A'tT SYST2LIZS DE REGLAGE DES CIRCUITS BT MACHINES ELECT*QU2S. -
Le brevet principal est relatif aux appareils permettant de com- mander l'échange d'énergie entre un réseau à courant alternatif et un réseau à cou- rant continu, par l'intennédiaire de valves électriques à décharge dans les gaz ou vapeurs ionisés, telles que, par exemple, les redresseurs à vapeur de mercure munis de grille de commanda. En particulier, ce brevet vise l'alimentation de machines réversibles à partir d'un réseau à courant alternatif.
On sait que, s'il est possible d'agir sur le sens et la grandeur de la tension donnée par un convertisseur à valves commandées, en modifiant la pha- se des potentiels de grilles, il est impossible, par suite de la conductibilité
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unidirectionnelle des valves, d'inverser le sens du courant-
Conformément à ce qui a été exposé au brevet principal, il était donc nécessaire, pour permettre à une machine réversible de passer de la marche an moteur à la marche en générateur, d'interrompre le courant pour inverser les connexions de l'induit ou changer le sens da l'excitation* Cette manoeuvres, qui peut d'ailleurs être faite automatiquement, provoque une discontinuité et une in- terruption du couple, qui peuvent être très gênantes pour certaines applications, par exemple pour l'alimentation d'engins de levage,
notamment de machines d'ex- traction'
La présente invention a pour objet un perfectionnement qui évite cet inconvénient, l'allumage des anodes étant commandé de façon telle qu'il n'est plus besoin d'interrompre le courant redressé pour passer de la marche normale à la récupération, et vice versa- On peut, par exemple, s'arranger pour maintenir ce courant pratiquement constant quel que soit le régime- Dans ce cas la grandeur et le sens du couple de la machine ne dépendent plus que'de la valeur et du sans du courant d'excitation- Par exemple, si la machine est à excitation séparée à par tir d'un réseau à tension constante, le couple sera fixé par la position du poten- tiomètre (au autre dispositif de réglage) d'excitation,
et le passage de la marche en moteur à la marche en générateur se fera progressivement sans aucun à coup ou discontinuité-
Le maintien du courant débité par le convertisseur à valves, une valeur pratiquement constante, ou plus généralement peu dépendante du sens et de la grandeur de la tension, sera assuré par un régulateur modifiant la phase des potentiels de grilles en fonction de l'intensité du courant débité.
Il pourra être fait usage d'un régulateur mécanique agissant sur la position du rotr d'un régulateur d'induction* Il pourra également être employé un régulateur statique, modifiant les phases des tensions de grilles par l'intermédiaire de combinaisons d'impédances, fixes ou variables avec la saturation, sur lesquelles agissent des tensions liées aux tensions ou courants des réseaux continu ou alternatif' Il est bien évident que plusieurs machines réversibles pourront être montées en série et alimentées par un convertisseur unique-
L'invention s'applique avec des avantages particuliers aux en- gins de levage et notamment aux machines d'exetraction,
mais il est bien évident qu'elle ne se limite nullement à ces genres d'application et peut être employée
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pour des machines,réversibles ou non, d'installation quelconque.
Le perfectionnement qui fait l'objet de l'invention sera mieux compris en sa rapportant aux exemples d'application, non limitatifs, décrits ci- après; les dispositions particulières qui seront décrites à propos de ces exem- ples, devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes disposition équivalentes pourront être aussi bien utilisées sans sor- tir du cadre de celle-ci.
Dans l'exemple auquel se rapporte le schéma de la Fig.l, l'induit
1 de la machine réversible est supposé alimenté par un réseau alternatif 2, par
1'intermédiaire d'un transformateur 3 et d'un redresseur à vapeur de mercure 4, muni d'anodes 5, de grilles de commande 6 et d'une cathode 7.
L'induit 1 est connecté d'une part à la cathode 7 et d'autre part au neutre 8 du secondaire du transfo mateur 3. Le courant sera maintenu à une valeur constante par un régulateur 9, composé d'un régulateur d'induction 10, dont le stator 11 est alimenté par le réseau 2 et dont le rotor 12 alimente les grilles 6 de façon connue, (les connexions entre les grilles 6 et le rotor 12 n'ont pas été figurées, pour plus de clarté), par exemple, par l'intermédiaire de self-inductances et de transformateurs saturés (également non figurés);des résistances de limitation des courants de grille et des batteries ou condensa- teurs de polarisation peuvent être intercalés dans les connexions de grilles.
Sur l'arbre du rotor 12 sont oalés, d'une part un petit moteur couple 13 parcouru par le courant débité par le convertisseur à valves, et d'au- tre part un dispositif produisant un couple antagoniste, par exemple un tambour 14 sur lequel agit un contre-poids 15 (ou tout autre dispositif équivalent.) Si les sens des connexions sont convenablement choisis, toute augmentation du cou- rant principal déséquilibrera le régulateur et provoquera un déphasage en arrière des potentiels de grille, qui amènera une réduction de ce même courant, de manière à rétablir l'équilibre du régulateur* Tout homme du métier comprendra facilement que ce dispositif, donné à titre d'exemple, maintiendra le courant principal à nne valeur constante, indépendante du sens et de la grandeur de la tension aux bornes de l'induit de la machine 1.
L'enroulement inducteur 16 de la machine est supposé alimenté par une source de courant continu séparée 17, par l'intermédiaire d'un potentio- mètre 18. La position du levier de manoeuvre de ce potentiomètre déterminera la valeur et le sens du courant d'excitation et, par suite, du couple de la machine 1
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On comprendra immédiatement, qu'une simple action sur ce levier de manoeuvre puisse faire passer la machine de la marche en moteur à la marche en générateur, et réciproquement, d'une façon très progressive, sans aucune discontinuité du couple moteur.
Un enroulement inducteur shunt additionnel 19 peut être ajouté pour améliorer la stabilité de marche-
Dans le cas où la machine 1 entre.!ne un engin de levage, la mar- che en moteur et la marche en générateur correspondent à des sens de rotation dif- férents; il sera donc inutile de pouvoir inverser le sens du courant dans l'in- ducteur 16. Ce dernier pourra ainsi être monté en série avec l'induit 1; le ré- glage du champ inducteur pourra alors s'obtenir à l'aide d'un shunt règlable mon- té en dérivation sur les bornes de l'induction* 16.
Tout autre dispositif apte à maintenir constant le courant dé- bité par le convertisseur à valves, peut 'être employé, bien entendu, au lieu et à la place de celui indiqué dans l'exemple de la Fig.l. En particulier, le moteur- couple à courant continu 13 peut être monté en dérivation sur un shunt, ou 'être remplacé par un moteur-couple à courant alternatif alimenté en série avec le pri- maire du transformateur principal 3, soit directement, soit à l'aide de transfor- mateurs d'intensité* Enfin, le déphasage des tensions de grille, au lieu d'être obtenu par un régulateur mécanique, peut 1'être par des appareils statiques com- binant des tensions fixes ou variables avec le courant, par l'intermédiaire de capacités,
de résistances et de transformateurs au inductances dont certains peu- vent 'être modifiés par la saturation.
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l ': ..' 'CPI02dis': itVI'S A'tT SYST2LIZS FOR ADJUSTING LV CIRCUITS ELECTRICAL MACHINES * QU2S. -
The main patent relates to devices making it possible to control the exchange of energy between an alternating current network and a direct current network, by means of electric discharge valves in ionized gases or vapors, such as as, for example, mercury vapor rectifiers fitted with a control grid. In particular, this patent relates to the supply of reversible machines from an alternating current network.
We know that, if it is possible to act on the direction and the magnitude of the voltage given by a converter with controlled valves, by modifying the phase of the gate potentials, it is impossible, owing to the conductivity
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unidirectional valves, reverse direction of current -
In accordance with what was exposed in the main patent, it was therefore necessary, in order to allow a reversible machine to pass from operation as a motor to operation as a generator, to interrupt the current to reverse the connections of the armature or to change the direction of the excitation * This maneuver, which can moreover be done automatically, causes a discontinuity and an interruption of the torque, which can be very troublesome for certain applications, for example for the supply of lifting equipment ,
in particular of extraction machines'
The object of the present invention is an improvement which avoids this drawback, the ignition of the anodes being controlled in such a way that there is no longer any need to interrupt the rectified current to switch from normal operation to recovery, and vice versa. - One can, for example, arrange to maintain this current practically constant whatever the speed - In this case the magnitude and the direction of the torque of the machine only depend on the value and without the current of excitation- For example, if the machine has separate excitation from a constant voltage network, the torque will be fixed by the position of the poten- tiometer (at the other control device) of excitation,
and the transition from running as a motor to running as a generator will be done gradually without any sudden or discontinuity.
Maintaining the current delivered by the valve converter, a practically constant value, or more generally not very dependent on the direction and the magnitude of the voltage, will be ensured by a regulator modifying the phase of the grid potentials according to the intensity of the voltage. current charged.
A mechanical regulator can be used acting on the position of the rotr of an induction regulator * A static regulator can also be used, modifying the phases of the grid voltages by means of combinations of impedances, fixed or variable with saturation, on which act voltages linked to the voltages or currents of the direct or alternating networks' It is quite obvious that several reversible machines can be connected in series and supplied by a single converter -
The invention applies with particular advantages to lifting gear and in particular to extraction machines,
but it is obvious that it is by no means limited to these kinds of application and can be used
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for machines, reversible or not, of any installation.
The improvement which is the subject of the invention will be better understood by referring to the non-limiting examples of application described below; the particular arrangements which will be described with regard to these examples should be considered as forming part of the invention, it being understood that any equivalent arrangement could be used as well without departing from the scope thereof.
In the example to which the diagram of Fig.l relates, the armature
1 of the reversible machine is assumed to be supplied by an AC network 2, by
1'intermediate a transformer 3 and a mercury vapor rectifier 4, provided with anodes 5, control grids 6 and a cathode 7.
The armature 1 is connected on the one hand to the cathode 7 and on the other hand to the neutral 8 of the secondary of the transformer 3. The current will be maintained at a constant value by a regulator 9, composed of an induction regulator. 10, whose stator 11 is supplied by the network 2 and whose rotor 12 feeds the grids 6 in a known manner, (the connections between the grids 6 and the rotor 12 have not been shown, for greater clarity), for For example, through inductors and saturated transformers (also not shown), gate current limiting resistors and polarization batteries or capacitors can be inserted in the gate connections.
On the shaft of the rotor 12 are mounted, on the one hand a small torque motor 13 through which the current supplied by the valve converter passes, and on the other hand a device producing an opposing torque, for example a drum 14 on the rotor. which acts as a counterweight 15 (or other equivalent device.) If the directions of the connections are suitably chosen, any increase in the main current will unbalance the regulator and cause a back phase shift of the gate potentials, which will lead to a reduction in this same current, so as to restore the balance of the regulator * Any person skilled in the art will easily understand that this device, given by way of example, will maintain the main current at a constant value, independent of the direction and the magnitude of the voltage at the machine armature terminals 1.
The inductor winding 16 of the machine is supposed to be supplied by a separate direct current source 17, via a potentiometer 18. The position of the operating lever of this potentiometer will determine the value and direction of the current d. 'excitation and, consequently, of the torque of the machine 1
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It will be understood immediately that a simple action on this operating lever can switch the machine from running as a motor to running as a generator, and vice versa, in a very progressive manner, without any discontinuity in the motor torque.
An additional shunt inductor winding 19 can be added to improve running stability.
In the case where the machine 1 enters a lifting device, the running as a motor and running as a generator correspond to different directions of rotation; it will therefore be useless to be able to reverse the direction of the current in the inductor 16. The latter can thus be mounted in series with the armature 1; the adjustment of the inductive field can then be obtained using an adjustable shunt mounted as a shunt on the induction terminals * 16.
Any other device capable of maintaining constant the current delivered by the valve converter can of course be used instead of and in place of that indicated in the example of FIG. In particular, the DC torque motor 13 can be shunt-mounted on a shunt, or be replaced by an AC torque motor supplied in series with the primary of the main transformer 3, either directly or separately. using current transformers * Finally, the phase shift of the gate voltages, instead of being obtained by a mechanical regulator, can be obtained by static devices combining fixed or variable voltages with the current , through capacities,
from resistors and transformers to inductors, some of which can be changed by saturation.