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"DISPOSITIF DE CONTROLE DES APPAREILS A DECHARGE ELECTRIQUE
UTILISANT UNE METHODE DIFFERENTIELLE"
La présente invention est relative à un dispositif de réglage de la tension et de compoundage des appareils à décharge électrique comportant des grilles placées devant les anodes des- tinées à contrôler la décharge. Elle vise en particulier à dé- placer le point d'allumage des anodes par application aux grilles de commande d'une tension composée d'une tension intermittente négative de grandeur constante et d'une tension intermittente po- sitive de grandeur variable en fonction de la charge.
La figure 1 des dessins ci-annexés montre à titre
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d'exemple, un schéma de réalisation de l'invention se rappariant à un appareil à décharge triphasé. La partie du schéma représen- tée en traits gras se répète autant de fois qu'il y a d'anodes.
Le transformateur 1 comporte deux groupes d'enroulé- ments secondaires I - II - III et I'- II' - III'. Le premier groupe alimente des redresseurs de courant 2 débitant chacun sur une résistance 3. L'extrémité commune des résistances 3 est re- liée d'une part, par l'intermédiaire d'une self 4 et de résistan- ces 11 et 12 au point neutre du secondaire constitué par les en- roulements I - II et III, et d'autre part, à la cathode 8 de l'appareil à décharge électrique commandé 10.
Aux bornes de la résistance 11 est branché un circuit auxiliaire constitué de redresseurs de courant 14 alimentés par les enroulements secondaires 13 d'un transformateur dont les primaires 15 sont traversés par un courant proportionnel à celui débité par le transformateur principal alimentant les anodes 9 de l'appareil 10.
La borne 0 de chaque résistance 3 est connectée à une grille 7 par l'intermédiaire d'une résistance 6. Sur celle-ci débite un redresseur de courant 5 alimenté par un des enroulements secondaires du deuxième groupe I' - II' - III', II' par exemple.
Dans ce circuit une self peut être intercalée éventuellement.
Le câblage est effectué de telle manière que la borne négative de la résistance 6 soit reliée à la grille 7. Celle-ci reçoit donc par l'intermédiaire de la résistance 6 une tens ion négative repré- sentée sur la figure 2 par la partie renforcée de la courbe 16.
Sur cette figure est indiquée en 17 la tension appliquée à l'anode 9, cette courbe étant représentée en traits gras pendant la pé- riode de débit de l'anode.
La figure 3 donne la tension intermittente 18 engendrée aux bornes de la résistance 3. Celle-ci correspond au courant d'une anode du redresseur polyphasé constitué par les éléments 2 débitant sur forte self.
Ce courant peut être déterminé aisément par la loi d'Ohm appliquée au circuit 1, 2,3, 4, 11 et 12. Il dépend en
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particulier de la tension U aux bornes de l'ensemble des résis- tances 11 et 12 et peut être exprimé par la formule I = E - U/ # R
I étant le courant instantané traversant les redres- seurs 2.
E la tension aux bornes du groupe redresseur 1 - 2.
#R la somme des résistances du circuit.
U peut être décomposé en U2 chute de tension dans la ré- sistance 12 et U1 différence de potentiel aux bornes de la ré- sistanoe 11. On a donc :
U - U2 - U1
Si on starrange pour que U1 ne soit jamais supérieur à U2, U sera toujours positif. Lorsque U1 est pratiquement nul on peut avoir par exemple une valeur très faible de la tension posi- tive représentée figure 3.
La grille 7 reçoit donc une tension de polarisation éga- le à la somme des tensions engendrées dans la résistance 6 et dans la résistance 3. On remarquera que ces tensions sont de signe contraire et que la tension intermittente 18 se trouve en phase avec.la tension 17 redressée par l'appareil commandé 10, tandis que la tension intermittente négative 16 prélevée aux bornes de la résistance 6 correspond au débit de la phase suivante du trans- formateur 1. Il s'ensuit que la position relative de la tension intermittente positive et de la tension négative est telle que le montre la figure 4.
Sur celle-ci 16 représente la tension inter- mittente négative aux bornes de la résistance 6, tandis que la courbe 21 représente le courant traversant la résistance 3 consi- dérée, pour un débit de l'appareil contrôlé 10 supposé, par exem- ple, égal à la pleine charge. La tension résultante appliquée à la grille 7 peut donc se représenter par la courbe 19 qui coupe au point A la ligne 20 supposée représenter la caractéristique d'allumage de l'anode 9 correspondante.
Lorsque le courant débité par l'appareil 10 augmente il en est de même de la tension induite dans les enroulements 13, de sorte que la tension U1 augmente tandis que U diminue.
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Il s'ensuit donc, que le courant traversant les résis- tances 3 augmente, ou bien.encore que la tension intermittente po- sitive augmente. Elle est alors représentée par la courbe 22 de la figure 4. Si on la superpose à la tension intermittente néga- tive i6, elle donne une résultante représentée par la courbe 23 quicoupe en B la caractéristique d'allumage. On voit que l'allu- mage de l'anode 9 est avancé dans le temps, réalisant un compoun- dage du groupe redresseur.
Si on désire obtenir une courbe plongeante pour la ca- ractéristique du groupe ainsi que le représente la courbe 24 de la figure 5, on peut utiliser, en remplacement des enroulements 13 et 15, le transformateur représenté schématiquement figure 6.
La partie mécanique de ce transformateur comprend trois noyaux. L'enroulement primaire est bobiné sur le noyau central, tandis que deux enroulements secondaires sont disposés sur les noyaux extrêmes dont l'un est muni d'un entrefer. Les secondai- res sont reliés en opposition et prévus de manière à ce que lors- que le courant traversant le primaire augmente d'une façon conti- nue, la tension aux bornes du secondaire s'élève tout d'abord jusque une certaine valeur, pour diminuer par la suite. Le ma- ximum de cette tension peut se présenter par exemple pour un cou- rant égal ou un peu supérieur au courant normal.
Si le système de contrôle des grilles décrit ci-dessus est pourvu d'un tel dispositif, la tension aux bornes des redres- seurs peut être représentée en fonction du courant débité par la courbe 25, figure 5. Si la tension du- transformateur est donnée par la droite 26, la tension résultante aux bornes du groupe sera représentée par la courbe 24.
Une telle caractéristique est particulièrement avanta- geuse pour la marche en parallèle des groupes redresseurs.
Lois que le compoundage demandé est de faible valeur, on peut simplifier le dispositif décrit ci-dessus ainsi que le mon- tre la figure 7. Sur cette figure les mêmes chiffres de référen- ce désignent les mêmes appareils que sur la figure¯1.
, La cathode 8 de l'appareil à décharge 10, est connectée
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par l'intermédiaire d'une résistance 27 au point commun des ré- sistanoes 3. La borne de la résistance 3 considère est reliée directement à la grille 7.
Aux bornes des résistances 12 et 27 est appliquée une tension continue consente U2 + U3, U3 étant la chute de tension dans la résistance 27.
La grille 7 reçoit donc une polarisation composée d'une tension continue négative U3 créée dans la résistance 27 et d'une tension intermittente positive engendrée par le passage du courant dans les résistances 3.
Ce courant est, ainsi qu'on l'a vu précédemment, fonc- tion du courant déhité par l'appareil à décharge électrique 10.
Plus le courant est élevé et plus la tension aux bornes de la ré- sistance 3 est grande vis-à-vis de la tension U1 + U2 et par con- séquent plus le temps de débit des redresseurs 2 augmente.
La figure 8 fera aisément comprendre le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus..
La courbe 28 représente la tension appliquée à l'anode 9 de l'appareil à décharge 10. Les droites 20 et 30'représentent respectivement la tension d'allumage de l'anode considérée et la tension U3.
'Pour un débit donné, le courant traversant chacune des résistances 3, peut être représenté par la courbe 29. Si la char- ge appliquée à l'appareil 10 augmente, la tension U1 s'élève et le courant traversant les redresseurs 2 croit. Il en résulte l'augmentation du temps de débit de chaque élément dont il a été question ci-dessus et la courbe représentant la tension créée dans la résistance 3, prend la forme donnée en 30. Ainsi qu'on le voit, le point où la tension coupe la caractéristique d'allumage, s'est déplacé de A en B relevant donc la tension fournie par l'ap- pareil à décharge électrique 10.
Dans le but de diminuer le--temps pendant lequel la gril- le est portée à un potentiel positif par rapport à la cathode, on peut placer, ainsi que le montre la figure 9, le primaire d'un transformateur 31 à faible réactance en série avec chacune des ré-
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sistanaes 3. Cette nouvelle disposition ne change en rien le princi- pe de fonctionnement décrit ci-dessus. Le courant, dans les résis- tances 3, aura toujours la forme indiquée sur la figure 10, tandis que la tension appliquée aux grilles peut être représentée par la figure 11.
On voit d'après cette dernière que les grilles ne seront portées à un potentiel positif par rapport à la cathode, que pendant un temps relativement court, suffisant cependant pour provoquer l'- allumage des anodes correspondantes.
On remarquera que dans tous les dispositifs décrits précé- demment, il est possible d'obtenir aisément, en même temps qu'un compoundage, un réglage à main des appareils à décharge électrique 10. Il suffit pour cela de faire varier la résistanoe 12 située dans le circuit auxiliaire des dispositifs de contrôle.
La figure 12 donne un autre schéma simple de réalisation ! de l'invention. Cette réalisation utilise, ainsi que des dispositifs décrits précédemment, une tension de grille composée dtune tension continue négative par rapport à la cathode à laquelle on superpose ' des impulsions positives produites par le passage dans un transfor- mateur saturé du courant anodique d'un redresseur polyphasé auxiliai- re. Le déplacement dans le temps des impulsions positives est obtenu par variation du temps de débit de chaque anode du redresseur axiliaire.
La cathode 8 de l'appareil à décharge électrique 10, est connectée par l'intermédiaire de la résistance 27 au point commun N des transformateurs saturés 31. La borne non commune de chacun de ceux-ci est reliée à chacune des grilles 7 de l'appareil à décharge 10. La partie du schéma représentée en traits forts se reproduit autant de fois qu'il y a d'anodes. Aux bornes de la résistance 27 est appliquée la tension continue constante U3.
La grille 7 reçoit ainsi une polarisation produite par la superposition d'une tension continue négative et d'impulsions alter- nativement positives et négatives produites par les transformateurs 31, ainsi qu'il a été exposé précédemment. Dans le dispositif faisant l'objet de la figure 12, on a cependant supprimé la tension U2 qui dans le dispositif déjà décrit était connectée en opposition à la tension U1, dans le circuit de débit des redresseurs de courant 2
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et on a inversé le sens de l'enroulement secondaire des transforma- teurs 31. Le fonctionnement de principe n'a pas changé. On remarque dans ce cas que lorsque le courant croît dans le circuit principal, le temps de débit de chacun des redresseurs 2 diminue.
Les secondes impulsions produites par les transformateurs 31 étant seules positi- ves, celles-ci commandent directement l'allumage des anodes corres- pondant aux grilles contrôlées.
Les figures 13 et 14 donnent respectivement la forme des courants traversant les primaires des transformateurs 31 et de la tension appliquée aux grilles 7 de l'appareil à décharge électrique 10.
'On peut obtenir un résultat analogue en remplaçant dans un dispositif décrit ci-dessus le transformateur 13-15, les redresseurs
14 et la résistance 11, par une résistance 32 connectée ainsi que le montre la figure 15. Cette résistance 32 sera de forme bien détermi- née de façon à réaliser la caractéristique imposée à l'appareil à décharge 10. Le curseur peut-être commandé de façon quelconque par un relais ampéremétrique fonction du courant débité par l'appareil à décharge électrique contrôlé. La partie du schéma représentée en traits forts se reproduit autant de fois qu'il y a d'anodes.
Si l'on désire obtenir la caractéristique, représentée sur la figure 16, de la tension redressée Eoo en fonction du courant principal Icc, c'est-à-dire un hypercompoundage de la marche à vide à la marche en pleine charge, puis un anticompoundage lorsque la charge augmente et enfin l'extinction de l'appareil à décharge 10 pour une charge dépassant une certaine valeur, il suffit de prévoir une résistance variable 32 faisant varier le débit des redresseurs de courant 2 ainsi que le montre la figure 15. Lorsque le curseur est en a, le oourant débité par chaque anode des redresseurs biano- diques 2 est représenté par la courbe a, de la figure 17. Les anodes sont alors allumées par l'impulsion représentée en a sur la figure 18.
Lorsque le courant débité par l'appareil à décharge 10 augmente, le curseur se porte successivement en b et en .2, les impulsions posi- tives se déplacent ainsi que le montre la figure 18 en b et.2 amenant donc une élévation de tension aux bornes de l'appareil à décharge.
Si la position .±.' du curseur correspond par exemple à, un courant débi- té par l'appareil à décharge 10 égal au courant normal In, on voit que
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lorsque le courant dépassera cette valeur la résis tance placée en série dans le circuit des redresseurs 2 va croître à nouveau. Les impulsions positives occuperont successivement les positions 4 et faisant diminuer la tension aux bornes de l'appareil 10 ainsi que le montre la figure 16. En conditionnant convenablement la . , résistance 32, on peut, lorsque le courant croît exagérément, ré- duire le courant débité par chacune des anodes des redresseurs 2 à une valeur minime schématisée à la figure 17 par la courbe f et donnant, ainsi que le montre en f la figure 18, des impulsions in- suffisantes pour provoquer l'allumage des anodes.
Dans ce cas, les grilles 7 sont polarisées négativement en permanence par rap- port à la cathode 8, empêchant l'appareil à décharge 10 de débiter,
Le relais ampèremètrique et son rhéostat 32 peuvent être également remplacés par un relais voltmétrique et un rhéos- tat approprié.
Il est bien évident que l'on peut apporter toute s mo- difications de détails aux dispositifs décrits précédemment sans sortir du cadre de la présente invention. On pourra,par exemple, utiliser le dispositif décrit ci-dessus conformément à la figure 15 et comportant un dispositif de contrôle hexaphasé pour oomman- der un appareil à décharge 10 triphasé en n'utilisant dans ce cas qu'un transformateur 31 sur deux de façon à réduire relativement le temps de débit du courant traversant le primaire de ces trans- formateurs et à augmenter ainsi l'étendue du réglage. On peut ao- croître l'effet obtenu par cette disposition en plaçant, dans le circuit de l'anode ne comportant pas de transformateur 31 du re- dresseur polyphasé 2,une self de grandeur convenable.
On remar- quera que l'on peut également obtenir un certain réglage en satu- rant plus ou moins cette self ce qui peut se faire en particulier par le courant principal débité par l'appareil contrôlé 10.
La figure 19 représente une variante du schéma de réa- lisation montré figure 15.
Les redresseurs de courant 2 ainsi que la résistance va- riable 32 commandée par relais ampèremètrique, sont remplacés par des lampes triodes 33 commandées par la variation de tension aux
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barres du réseau oontinu à régler. Les cathodes des lampes 33 sont connectées à l'une des dites barres. Entre ces barres sont branchées en série, une lampe régulatrice 34 du type "fer-hydro- gène" ou autre et une lampe à filament de carbone 35, la lampe ré- gulatrice 34 étant connectée au même pôle dit réseau continu que les cathodes des lampes 33. Le point commun des deux lampes 34 et 35 est relié aux grilles des lampes 33.
La figure 20 donne la variation du courant en fonction de la tension aux bornes des lampes 34 et 35. La courbe 36, dont le zéro est en % 34' représente la courbe caractéristique de la lampe régulatrice 34 tandis que la courbe 37 représente celle de la lampe à filament de carbone 35. Pour cette dernière, le zéro de tension se trouve à droite de la figure en % 35 et les ten- sions positives sont portées vers la gauche.
Si on suppose que la distance OE 34 OE 35 représente la tension du réseau à régler, on voit que la répartition de la tension aux bornes des deux lampes se fait de la manière suivante:
OE 34 H est absorbé par la lampe régulatrice 34 et OE 35 H par la lampe à filament de carbone 35. Si la tension aux barriés du ré- seau diminue, il en- sera. de même de la distance OE 34 OE 35# La courba 37 se déplacera donc en 37' . La répartition'des tensions deviendra OE 34 H' aux bornes de la lampe régulatrice 34 et O'E 35 H' aux bornes ' de la lampe 35.
Les courbes 37 et 37'coupant la courbe 36 en des points se trouvant sur une horizontale, on voit que OE 35 H est égal à O'E 35 Ht,c'est-à-dire que toute la va- riation'de tension du réseau'à courant continu se reporte aux bor- nes de la lampe régulatrice 34. La différence de potentiel aux bornes de cette dernière étant portée entre cathodes et grilles des lampes 33, il s'ensuit que toute variation de tension du ré- seau aura. pour effet de modifier la résistance interne de ces lam- pes 33 et par conséquent la résistance de charge des circuits ali- mentés par les enroulements secondaires du transformateur auxili- aire 1.
Il en. résulte donc, ainsi qu'il a été exposé précédem- ment, une augmentation du temps de débit des lampes 33 provoquant
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un décalage des impulsions positives et une augmentation corres- pondante de tension.
Le dispositif décrit ; ci-:dessus permet ainsi de réa- liser un aompoundage de l'appareil à décharge contrôlé et toute variation de tension continue amène un état instable du système qui revient automatiquement au point d'équilibre choisi arbitrai- rement.
Il est bien. évident que l'on peut apporter toutas modi- fications de détails à ce dispositif sans sortir pour cela du ca- dre de la présente invention. On pourra en particulier amplifier les variations de tension aux bornes de la lampe régulatrice 34 au moyen d'étages amplificateurs ainsi qu'il est connu, par exem- ple au moyen de lampes triodes.
Sur les figures 21 et 22, un a représenté schématique- ment une deuxième variantedu dispositif montré figure 15.
La résistance variable 32 et son relais ampèremètrique ou autre sont remplacés par une lampe électronique 38 contrôlée dont la résistance équivalente varie en fonction de son potentiel de grille et au moyen d'un système de contrôle de cette dernière, fonctLon de la charge de l'appareil à décharge électrique. Ce système de contrôle comporte une résistance 41, shuntée par un condensateur 42 et sur laquelle débitent deux redresseurs de cou- rant 40 alimentés par un enroulement t4 d'un transfomateur spé- cial 39. Ce dernier est alimenté par des enroulements t1 et t2 connectés en série dans deux circuits anodiques dont les'tans ions sont en opposition et par un enroulement t3 connecté, par exemple, aux deux anodes précitées.
Les enroulements t1, t2 et l'enrou- lement t3 sont bobinés de manière à produire dés flux de sens op- posés.
Il est possible d'obtenir ainsi aux bornes de la résis- tance 41 une tension continue Vg variant en fonction de la charge suivantune loi représentée par la courbe 43 de la figure 22. Le courant débité par la lampe 38 augmentera donc jusqu'à ce que' la charge atteigne sa valeur nominale pour décroître lorsque la charge dépasse cette valeur, c'est-à-dire que la résistance 'qui-
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valente de la lampe 38 passera par un minimum lorsque l'appareil à décharge électrique contrôlé atteint sa pleine charge. La ten- sion Ucc aux bornes du réseau courant continu pourra donc avoir la forme représentée par la courbe 44 de la figure 22. Cette der- nière donne de plus en 45, la variation de tension aux bornes du réseau lorsque les grilles 7 ne sont pas commandées.
Il est bien évident que l'on peut également apporter toutes modifications de détails au dispositif qui vient d'être dé- crit sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
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"ELECTRICAL DISCHARGE DEVICE CONTROL DEVICE
USING A DIFFERENTIAL METHOD "
The present invention relates to a device for adjusting the voltage and for compounding electric discharge devices comprising grids placed in front of the anodes intended to control the discharge. It aims in particular to move the ignition point of the anodes by applying to the control gates a voltage composed of a negative intermittent voltage of constant magnitude and of a positive intermittent voltage of variable magnitude as a function of load.
Figure 1 of the accompanying drawings shows by way of
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for example, an embodiment diagram of the invention resembling a three-phase discharge device. The part of the diagram shown in bold lines is repeated as many times as there are anodes.
Transformer 1 has two groups of secondary windings I - II - III and I - II '- III'. The first group supplies current rectifiers 2 each supplying to a resistor 3. The common end of the resistors 3 is connected on the one hand, via a choke 4 and resistors 11 and 12 to the resistor. neutral point of the secondary formed by windings I - II and III, and on the other hand, at the cathode 8 of the controlled electric discharge device 10.
To the terminals of the resistor 11 is connected an auxiliary circuit consisting of current rectifiers 14 supplied by the secondary windings 13 of a transformer whose primaries 15 are crossed by a current proportional to that supplied by the main transformer supplying the anodes 9 of the 'device 10.
Terminal 0 of each resistor 3 is connected to a gate 7 by means of a resistor 6. On this one delivers a current rectifier 5 supplied by one of the secondary windings of the second group I '- II' - III ' , II 'for example.
In this circuit an inductor can possibly be inserted.
The wiring is carried out in such a way that the negative terminal of resistor 6 is connected to gate 7. The latter therefore receives, via resistor 6, a negative voltage represented in FIG. 2 by the reinforced part. of curve 16.
In this figure is indicated at 17 the voltage applied to the anode 9, this curve being shown in bold lines during the flow period of the anode.
FIG. 3 gives the intermittent voltage 18 generated at the terminals of the resistor 3. This corresponds to the current of an anode of the polyphase rectifier formed by the elements 2 delivering on a high choke.
This current can be easily determined by Ohm's law applied to circuit 1, 2, 3, 4, 11 and 12. It depends on
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particular of the voltage U across all resistors 11 and 12 and can be expressed by the formula I = E - U / # R
I being the instantaneous current flowing through rectifiers 2.
E the voltage across the rectifier group 1 - 2.
#R the sum of the resistances of the circuit.
U can be broken down into U2 voltage drop across resistor 12 and U1 potential difference across resistano 11. We therefore have:
U - U2 - U1
If we starrange so that U1 is never greater than U2, U will always be positive. When U1 is practically zero, it is possible, for example, to have a very low value of the positive voltage shown in figure 3.
The gate 7 therefore receives a bias voltage equal to the sum of the voltages generated in resistor 6 and in resistor 3. It will be noted that these voltages are of opposite sign and that the intermittent voltage 18 is in phase with. voltage 17 rectified by the controlled device 10, while the negative intermittent voltage 16 taken at the terminals of resistor 6 corresponds to the flow rate of the next phase of transformer 1. It follows that the relative position of the positive intermittent voltage and negative voltage is as shown in figure 4.
On this 16 represents the negative intermittent voltage across resistor 6, while curve 21 represents the current flowing through resistor 3 considered, for a flow of the controlled device 10 assumed, for example. , equal to full load. The resulting voltage applied to the gate 7 can therefore be represented by the curve 19 which intersects at point A the line 20 supposed to represent the ignition characteristic of the corresponding anode 9.
When the current delivered by the device 10 increases, so does the voltage induced in the windings 13, so that the voltage U1 increases while U decreases.
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It follows therefore, that the current flowing through the resistors 3 increases, or even that the positive intermittent voltage increases. It is then represented by curve 22 of FIG. 4. If it is superimposed on the negative intermittent voltage i6, it gives a resultant represented by curve 23 which intersects the ignition characteristic at B. It can be seen that the ignition of the anode 9 is advanced in time, performing a compunding of the rectifier group.
If it is desired to obtain a plunging curve for the characteristic of the group as shown by curve 24 of FIG. 5, it is possible to use, replacing the windings 13 and 15, the transformer shown schematically in FIG. 6.
The mechanical part of this transformer consists of three cores. The primary winding is wound on the central core, while two secondary windings are arranged on the end cores, one of which is provided with an air gap. The secondaries are connected in opposition and provided so that when the current flowing through the primary increases continuously, the voltage across the secondary rises first of all up to a certain value, to decrease thereafter. The maximum of this voltage can occur, for example, for a current equal to or a little greater than the normal current.
If the grid control system described above is provided with such a device, the voltage across the rectifiers can be represented as a function of the current supplied by curve 25, figure 5. If the voltage of the transformer is given by line 26, the resulting voltage at the terminals of the group will be represented by curve 24.
Such a characteristic is particularly advantageous for the parallel operation of rectifier groups.
Since the required compounding is of low value, the device described above can be simplified as shown in FIG. 7. In this figure the same reference numbers designate the same devices as in FIG. 1.
, The cathode 8 of the discharge device 10, is connected
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via a resistor 27 at the common point of the resistors 3. The terminal of the resistor 3 considered is connected directly to the gate 7.
A consistent DC voltage U2 + U3 is applied across resistors 12 and 27, U3 being the voltage drop across resistor 27.
The gate 7 therefore receives a polarization composed of a negative direct voltage U3 created in the resistor 27 and a positive intermittent voltage generated by the flow of current through the resistors 3.
This current is, as we have seen previously, a function of the current dehitated by the electric discharge apparatus 10.
The higher the current, the greater the voltage at the terminals of resistor 3 with respect to voltage U1 + U2 and consequently the more the discharge time of the rectifiers 2 increases.
FIG. 8 will make it easy to understand the operation of the device described above.
Curve 28 represents the voltage applied to the anode 9 of the discharge device 10. Lines 20 and 30 ′ represent the ignition voltage of the anode in question and the voltage U3 respectively.
For a given flow rate, the current flowing through each of the resistors 3 can be represented by the curve 29. If the load applied to the apparatus 10 increases, the voltage U1 rises and the current flowing through the rectifiers 2 increases. This results in the increase in the flow time of each element discussed above and the curve representing the voltage created in resistor 3, takes the form given at 30. As can be seen, the point where the voltage cuts off the ignition characteristic, has moved from A to B, thus raising the voltage supplied by the electric discharge device 10.
In order to reduce the - time during which the grill is brought to a positive potential with respect to the cathode, it is possible to place, as shown in FIG. 9, the primary of a transformer 31 with low reactance in series with each of the
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sistanaes 3. This new provision does not change the operating principle described above. The current, in the resistors 3, will always have the form shown in figure 10, while the voltage applied to the gates can be shown in figure 11.
It can be seen from the latter that the gates will only be brought to a positive potential with respect to the cathode for a relatively short time, sufficient however to cause ignition of the corresponding anodes.
It will be noted that in all the devices described above, it is possible to easily obtain, at the same time as compounding, a manual adjustment of the electric discharge devices 10. For this, it suffices to vary the resistance 12 located. in the auxiliary circuit of the control devices.
Figure 12 gives another simple diagram of realization! of the invention. This embodiment uses, as well as the devices described above, a gate voltage composed of a negative direct voltage with respect to the cathode on which are superimposed positive pulses produced by the passage through a transformer saturated with the anode current of a rectifier. polyphase auxiliary. The displacement in time of the positive pulses is obtained by varying the flow time of each anode of the axiliary rectifier.
The cathode 8 of the electric discharge apparatus 10, is connected through the resistor 27 to the common point N of the saturated transformers 31. The uncommon terminal of each of these is connected to each of the gates 7 of the discharge apparatus 10. The part of the diagram shown in strong lines is reproduced as many times as there are anodes. The constant direct voltage U3 is applied to the terminals of the resistor 27.
The gate 7 thus receives a bias produced by the superposition of a negative DC voltage and alternately positive and negative pulses produced by the transformers 31, as has been explained previously. In the device which is the subject of FIG. 12, however, the voltage U2 has been eliminated, which in the device already described was connected in opposition to the voltage U1, in the flow circuit of the current rectifiers 2
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and the direction of the secondary winding of the transformers 31 has been reversed. The principle operation has not changed. It is noted in this case that when the current increases in the main circuit, the flow time of each of the rectifiers 2 decreases.
As the second pulses produced by transformers 31 alone are positive, these directly control the ignition of the anodes corresponding to the controlled gates.
Figures 13 and 14 respectively give the shape of the currents flowing through the primaries of the transformers 31 and of the voltage applied to the gates 7 of the electric discharge device 10.
A similar result can be obtained by replacing in a device described above the transformer 13-15, the rectifiers
14 and resistor 11, by a resistor 32 connected as shown in FIG. 15. This resistor 32 will have a well-defined shape so as to achieve the characteristic imposed on the discharge device 10. The cursor can be controlled. in any way by an amperometric relay as a function of the current supplied by the controlled electric discharge device. The part of the diagram represented in strong lines is reproduced as many times as there are anodes.
If one wishes to obtain the characteristic, represented in figure 16, of the rectified voltage Eoo as a function of the main current Icc, that is to say a hypercompounding from idle to full load operation, then a anticompounding when the load increases and finally the extinction of the discharge device 10 for a load exceeding a certain value, it suffices to provide a variable resistor 32 varying the output of the current rectifiers 2 as shown in FIG. 15. When the cursor is at a, the current delivered by each anode of the biano rectifiers 2 is represented by curve a in FIG. 17. The anodes are then ignited by the pulse represented at a in FIG. 18.
When the current delivered by the discharge device 10 increases, the cursor moves successively in b and in .2, the positive pulses move as shown in figure 18 in b and 2, thus causing a rise in voltage. at the terminals of the discharge device.
If the position. ±. ' of the cursor corresponds for example to a current delivered by the discharge device 10 equal to the normal current In, it can be seen that
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when the current exceeds this value, the resistance placed in series in the rectifier circuit 2 will increase again. The positive pulses will successively occupy positions 4 and decrease the voltage across the terminals of the device 10 as shown in Figure 16. By suitably conditioning the. , resistor 32, it is possible, when the current increases excessively, to reduce the current delivered by each of the anodes of the rectifiers 2 to a minimal value diagrammed in figure 17 by the curve f and giving, as shown in f in figure 18, pulses insufficient to cause ignition of the anodes.
In this case, the grids 7 are permanently negatively biased with respect to the cathode 8, preventing the discharge apparatus 10 from delivering,
The ammeter relay and its rheostat 32 can also be replaced by a voltmeter relay and an appropriate rheostat.
It is obvious that any modifications of details can be made to the devices described above without departing from the scope of the present invention. It is possible, for example, to use the device described above in accordance with FIG. 15 and comprising a six-phase control device to control a three-phase discharge device 10, using in this case only one transformer 31 out of two of so as to relatively reduce the time of flow of current through the primary of these transformers and thereby increase the extent of the control. The effect obtained by this arrangement can be increased by placing, in the circuit of the anode not comprising a transformer 31 of the polyphase rectifier 2, an inductor of suitable size.
It will be noted that a certain adjustment can also be obtained by more or less saturating this choke, which can be done in particular by the main current delivered by the controlled device 10.
FIG. 19 represents a variant of the embodiment diagram shown in FIG. 15.
The current rectifiers 2 as well as the variable resistor 32 controlled by ammeter relay, are replaced by triode lamps 33 controlled by the voltage variation at the
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continuous network bars to adjust. The cathodes of the lamps 33 are connected to one of said bars. Between these bars are connected in series, a regulating lamp 34 of the "iron-hydrogen" or other type and a carbon filament lamp 35, the regulating lamp 34 being connected to the same pole known as the continuous network as the cathodes of the tubes. lamps 33. The common point of the two lamps 34 and 35 is connected to the grids of lamps 33.
Figure 20 gives the variation of the current as a function of the voltage across the terminals of the lamps 34 and 35. The curve 36, whose zero is in% 34 'represents the characteristic curve of the regulating lamp 34 while the curve 37 represents that of the carbon filament lamp 35. For the latter, the zero voltage is to the right of the figure in% 35 and the positive voltages are brought to the left.
If we assume that the distance OE 34 OE 35 represents the network voltage to be adjusted, we see that the voltage distribution at the terminals of the two lamps is done as follows:
OE 34 H is absorbed by the regulating lamp 34 and OE 35 H by the carbon filament lamp 35. If the voltage at the grid barriers decreases, it will be. the same goes for the distance OE 34 OE 35 # The courba 37 will therefore move in 37 '. The voltage distribution will become OE 34 H 'at the terminals of the regulating lamp 34 and O'E 35 H' at the terminals' of the lamp 35.
The curves 37 and 37 'intersecting the curve 36 at points lying on a horizontal, we see that OE 35 H is equal to O'E 35 Ht, that is to say that the whole variation of tension of the direct current network is referred to the terminals of the regulating lamp 34. The potential difference at the terminals of the latter being carried between the cathodes and the grids of the lamps 33, it follows that any variation in the voltage of the network will have. the effect of modifying the internal resistance of these lamps 33 and consequently the load resistance of the circuits supplied by the secondary windings of the auxiliary transformer 1.
It. As has been explained above, therefore, results in an increase in the discharge time of the lamps 33 causing
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an offset of the positive pulses and a corresponding increase in voltage.
The device described; above thus makes it possible to perform an aompounding of the controlled discharge device and any variation in direct voltage brings about an unstable state of the system which automatically returns to the arbitrarily chosen equilibrium point.
It is well. it is obvious that any modifications of details can be made to this device without thereby departing from the scope of the present invention. In particular, it is possible to amplify the voltage variations at the terminals of the regulator lamp 34 by means of amplifier stages as is known, for example by means of triode lamps.
In Figures 21 and 22, a schematic representation of a second variant of the device shown in Figure 15.
The variable resistor 32 and its ammeter or other relay are replaced by a controlled electronic lamp 38, the equivalent resistance of which varies as a function of its grid potential and by means of a control system of the latter, depending on the load of the electric shock device. This control system comprises a resistor 41, shunted by a capacitor 42 and on which flow two current rectifiers 40 supplied by a winding t4 of a special transformer 39. The latter is supplied by windings t1 and t2 connected. in series in two anode circuits of which les'tans ions are in opposition and by a winding t3 connected, for example, to the two aforementioned anodes.
The windings t1, t2 and the winding t3 are wound in such a way as to produce fluxes in opposite directions.
It is thus possible to obtain at the terminals of resistor 41 a direct voltage Vg varying as a function of the load according to a law represented by curve 43 in FIG. 22. The current delivered by lamp 38 will therefore increase until this is reached. that 'the load reaches its nominal value to decrease when the load exceeds this value, that is to say that the resistance' which-
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The value of the lamp 38 will go through a minimum when the controlled electric discharge apparatus reaches its full charge. The voltage Ucc at the terminals of the direct current network can therefore have the form represented by curve 44 in FIG. 22. This curve also gives, at 45, the voltage variation at the terminals of the network when the gates 7 are not not ordered.
It is obvious that any modifications of details can also be made to the device which has just been described without thereby departing from the scope of the present invention.