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Régulateur de tension thermolonique pour génératrice à courant continu.
La présente invention est relative aux régulateurs de tension thermoioniques pour les génératrices à courant continu. Comme on le sait, ces régulateurs présentent l'avan- tage d'une grande exactitude et rapidité de réglage. Ils com- prennent habituellement des tubes amplificateurs montés en cascade et dans ce cas la grille du premier tube est influencée par la tension à régler et le tube final est intercalé dans le circuit excitateur de la dynamo de telle façon que lorsque la tension est modifiée, par exemple par suite d'une variation de la charge, le courant inducteur soit influencé de manière à contrarier la variation de la tension.
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On a constaté que si la tension de la génératrice comporte une forte composante alternative, il peut se produire des inconvénients. Il en est également ainsi si les appareils de consommation raccordés prennent un courant comportant une composante alternative, comme c'est le cas, par exemple, pour les moteurs. Les courants alternatifs à basse fréquence dûs à l'action réciproque des courants alternatifs produits par les génératrices ou les moteurs, ont probablement aussi un effet nuisible. Ces inconvénients consistent en ce que lorsque la composante alternative est modifiée, par exemple par suite d'une variation de la charge, la tension de la géné- ratrice ne demeure plus constante et l'exactitude du réglage diminue considérablement.
Ces inconvénients sont dûs à ce que les limites de'la tension de grille des tubes utilisés sont étroites, car pour une valeur déterminée de la composante alternative de la tension de la génératrice il peut aisément arriver qu'un ou plusieurs tubes commencent à fonctionner en dehors de la région linéaire de sorte que la valeur moyenne du courant anodique n'est plus influencée seulement par les variations de la tension de grille mais aussi dans une grande mesure par ladite tension alternative. Puisque c'est précisé- ment la valeur moyenne du courant anodique dont il s'agit ici, il est clair que dans ces conditions le régulateur ne peut plus fonctionner de façon satisfaisante.
L'invention a pour but d'apporter des moyens de remédier à ces inconvénients.
Conformément à l'invention, un des circuits de grille d'un régulateur thermoionique d'une génératrice élec- trique à courant continu comprend un dispositif filtreur in- tercalé, de préférence, dans le circuit d'entrée du régulateur.
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Ce dispositif filtreur, qui peut être constitué de la manière connue par des résistances, des condensateurs, et, éventuelle- ment, des bobines de réactance peut être agencé de telle façon que le déphasage qu'il provoque, demeure dans les limites déterminées et qu'il ne se produise pas de réaction nuisible.
On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé qui en représente, à titre d'exemple, quelques modes de réalisation.
La figure 1 représente un dispositif connu,
La figure 2 montre un diagramme,
Les figures 3 à 6 représentent des dispositifs filtreurs ainsi qu'un diagramme explicatif.
La figure 7 représente un autre schéma des connexions d'un dispositif suivant l'invention.
Sur la figure 1, G représente la génératrice à courant continu dont on désire maintenir constante la tension, et M désigne un appareil de consommation, par exemple un moteur. La tension de la génératrice agit à travers une batterie compensatrice 3 sur la grille du tube 1 qui bien qu'il soit représenté sur la figure 1 comme un tube-triode, peut aussi comporter plus de trois électrodes.
Le courant anodique du tube 1 agit sur la tension de la grille du tube 2 par l'intermédiaire d'une résistance de couplage 5 qui est parcourue par le courant anodique.
Comme le dessin le montre, le courant anodique peut être four- ni par la génératrice elle-même mais il est aussi possible d'utiliser à cet effet toute autre source de=tension. Pour obtenir la valeur exacte de la tension de polarisation, on a intercalé une source de tension 4 dans la ligne reliant l'ano- de du tube 1 à la grille du tube 2. En outre, le circuit anodique du tube 2 comprend l'enroulement inducteur 6 de la
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génératrice.
L'ensemble doit être considéré comme un système à réaction négative. Il est aisé de voir que lorsque la tension de la génératrice varie accidentellement, par exemple par suite d'une variation de la charge, le courant inducteur est également modifié de telle façon que la variation de la tension soit neutralisée.
Si la tension de la génératrice comporte une cer- taine composante alternative, cette dernière peut atteindre après amplification une valeur assez élevée pour qu'elle agisse sensiblement sur le courant anodique moyen et, par conséquent, sur le courant excitateur (voir la figure 2).
Soit A, par exemple, le point de la courbe caractéristique en lequel travaille un tube pour un état de fonctionnement déterminé. Lorsqu'une tension alternative élevée est appli- quée à la grille, il est aisé de voir que ce point se déplace vers la gauche ce qui a pour résultat de modifier le courant anodique moyen. On pourrait utiliser naturellement des tubes ayant de larges limites pour la tension de grille, mais ces tubes donnent lieu à leur tour à d'autres inconvénients.
@ On peut remédier à ces inconvénients en intercalant un dispositif filtreur dans un des circuits de grille, de préférence dans le premier. Le système le plus simple est celui dans lequel la grille du premier tube est reliée, à travers une résistance, à l'une des bornes de la source de tension et en même temps à travers un condensateur, à l'autre borne. Ce système, représenté sur la figure 3, entraîne toute- fois d'autres inconvénients. Dans un autre mode de réalisation de l'invention ces inconvénients sont écartés.
Comme il a été dit plus haut, l'ensemble du dispo- sitif constitue un système à réaction négative. C'est préci-
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sèment du fait que la réaction est négative que sans plus il ne peut pas se produire d'oscillations propres. La situation est modifiée, toutefois, si, comme le montre la figure 3, le dispositif comprend un circuit constitué par une résistance
R et un condensateur C.
Le diagramme vectoriel de ce montage est repré- senté sur la figure 3a où E représente la composante alterna- tive de la tension de la génératrice tandis que ER et EK désignent les composantes de cette tension qui existent, respectivement, aux bornes de la résistance et du condensateur.
On voit directement que E est fortement déphasé par rapport à E. La réaction négative se transforme par suite de ce déphasage en une réaction positive de sorte qu'il peut se produire de très fortes oscillations. Il est possible de donner au condensateur une valeur plus faible de façon que les tensions produites correspondent à peu près aux vecteurs E'R et E'K Il est évident que dans ce cas, toutefois, le filtrage est tout à fait insuffisant. Un condensateur trop grand, par contre, présente l'inconvénient de nuire à la rapidité du réglage.
Conformément à l'invention, on utilise un dispositif filtreur comportant des moyens particuliers de limiter le déplacement angulaire du vecteur de la composante alternative de la tension de la grille par rapport au vecteur de la ten- sion alternative fournie par la génératrice, de telle façon que la production d'oscillations nuisibles soit supprimée.
On a trouvé qu'on peut obtenir ce résultat, par exemple, à 1-1,aide d'un montage tel que celui de la figure 4 où la grille est reliée, à travers la résistance R1, à l'une des bornes de la source de tension et à travers la résistance
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R2 à l'autre borne, cette dernière résistance étant shuntée par un condensateur K. La cathode est raccordée à la borne reliée à K, la source de tension compensatrice n'étant pas représentée pour plus de simplicité. De préférence, une des résistances ou toutes les deux sont réglables.
Une variante de ce montage est représentée sur la figure 5 où le condensateur est connecté en série avec les deux résistances R1 et R2 Le cas échéant, un second conden- sateur K1 peut être connecté en parallèle avec la résistance R1 ce condensateur réduisant davantage le déplacement angu- laire dudit vecteur.
La figure 6 représente une autre variante qui comprend une self-inductance L en série, avec laquelle un condensateur peut être monté en parallèle.
Les montages représentés ne sont donnés qu'à titre d'exemples. Il existe naturellement un grand nombre de possi- bilités et de combinaisons de résistances, capacités et self-inductances. Il est seulement essentiel de maintenir dans des limites déterminées le déplacement angulaire du vecteur de la tension de grille subsistante.
On a trouvé qu'on peut avantageusement relier l'anode du tube à la source de tension à régler, par exemple, en alimentant l'anode directement à partir de la génératrice ou, pour une alimentation à l'aide de dispositifs séparés, en intercalant une impédance entre la génératrice et l'anode.
Le montage peut être agencé dans ce cas de telle façon qu'il soit introduit dans le circuit de grille une composante de tension qui contrarie la composante de tension qui produit les oscillations. La figure 7 représente un montage de ce genre qui est très efficace, plus particulière-
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ment dans le cas d'alimentation à l'aide de dispositifs séparés. L'anode d'un tube ainsi que la grille du tube suivant sont reliés au secteur par l'intermédiaire d'une résistance R3 en série avec un condensateur K1 La résistance ou le con- densateur est, de préférence, variable, ce qui permet de régler la phase de la tension introduite dans le circuit de grille.