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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à ltappui d'une demande de BREVET D' I N V E N T I O N
L'on sait déjà transformer du courant continu à basse tension en courant continu à tension plus élevée en faisant charger un certain nombre de condensateurs séparer par la ten- sion à transformer et en prenant ensuite la tension additionnée - de tous les condensateurs séparés. La valeur de la haute ten- sion obtenue correspond alors au nombre des condensateurs mul- tiplié par la tension initiale.
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Une transformation de ce genre, au moyen de condensateurs, présente l'avantage, par rapport aux montages à redresseurs, de fonctionner pratiquement sans pertes. Les transformateurs à cou- rant confina, construits jusqu'ici suivant ce principe n'étaient: - cependant pas utilisables pratiquement, principalement du fait qu'il est extrêmement difficile, dans la. pratique, de réaliser les connexions et les déconnexions nécessaires des condensateurs.
Le fonctionnement de l'appareil nécessite, en effet, un très grand nombre de connexions et de déconnexions par seconde si - l'on veut avoir une tension continue bien uniforme. D'autre part un a affaires dans beaucoup de cas, à des tensions atteignant plusieurs milliers de volts et, enfin, le mécanisme de connexion et de déconnexion ne doit absorber qu'une quantité d'énergie réduite. Les mécanisme automatiques de connexion établis jusqu'ici - travaillant pour la plupart au moyen de tambours tournant à con- tacts, n'on% aucunement satisfait aux conditions posées.
Il s'établit, en effet, au bout d'un temps très courte entre les divers contacts métalliques, des voies conductrices métalliques sur la surface du tambour, ces voies conductrices constituant - des court-circuits. De plus, on ne peut pas construire des tam- bours tournants à contacts pour un service prolongé, offrant toutes les ganranties de bon fonctionnement sans surveillance spéciale.
L'invention fournit,par contre, un moyen pour la connexion et la déconnexion des condensateurs, de fonctionnement absolument - sur et parfait, en constituant des groupes de contacts disposés les uns à côté des autres ou les uns au-dessus des antres, un contact de chaque groupe, disposé entre deux autres contacts recevant un mouvement de va-et-vient tel qu'il vient toucher alternativement l'un des deux contacts extérieurs, les divers con- - densateurs et le circuit d'utilisation étant reliés de telle ma-
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Bière aux contacts et entre eux que, lorsque les contacts " centraux viennent toucher les contacts extérieurs situés sur un coté, les divers condensateurs se trouvent reliée,
tous en parallèle, sur la tension primaire à transformer, et que, - lorsque lesdits contacts centraux viennent toucher les contacta extérieurs situés sur l'autre côté, les divers condensateurs se trouvent reliée, toue en série, au circuit d'utilisation. et vice-versa.
L'objet de l'invention peut être appliqué partout où il - est nécessaire de transformer une tension continue$par exemple pour obtenir la haute tension continue nécessaire à la vérifie- cation de l'isolement des lignes, etc...... ces essais doivent être effectués avec des tensions relativement élevées obtenues jusqu'ici par les inducteurs à manivelle, appareils peu', précis .. et coûteuxou par d'autres machines spéciales de grandes di- mensions.
Le courant continu à haute tension convient, de. plus, à l'alimentation des tubes luminescents contenant des gaz rares, aux transports de puissance, etc..... La transformation des ten- nions continues dans l'autre sens, c'est à dire l'abaissement de - la tension trouve son application pour la charge des accumulateurs à partir d'un réseau d'alimentation, dans l'alimentation des émetteurs, pour le chauffage des tubes dans les appareils de réception alimentés par le courant du réseau etc.....
L'invention va être décrite en détail ci-après, sous la forme d'un transformateur élévateur de tension, avec référence aux dessins joints.
Dans ces dessins t ,
La figure 1 représente les divers condensateurs reliés en parallèle.
- La figure 2 représente les mêmes condensateurs, reliés maintenant en série.
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La figure 3 représente un dispositif automatique de connexion et de déconnexion suivant l'invention, pour un trans- formateur élévateur à courant continu.
La figure 4 représente une deuxième forme de réalisation du dispositif de commutation en coupe longitudinale.
La figure 5-représente une coupe transversale de la figure
4.
La figure 6 représente un schéma de montage pour l'éléva- tion de la tension pour la forme de réalisation suivant les fi- - Sures 4 et 5.
La figure ? représente un schéma de montage pour l'abais- semant de la tension, dans la position de charge des divers conden- sateurs .
La figure 8 représente le couplage des divers condensateurs - dans la position de prise de la tension transformée.
La figure 9 représente un schéma de montage pour le coupla- ge en cascade des condensateurs.
La figure 10 représente un@dispositif automatique de commu- tation du transformateur vu. de coté, en coupe suivant la ligne - I - I de la figure 11.
La figure 11 représente une coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 10.
La figure 12 représente,en vue de côté, certaines par- ties du dispositif de commutation.
- La figure 13 représente une coupe le long de la ligne
XIII-XIII de la figure 10.
La figure 14 représente le schéma de montage, quand les divers contacts et ressorts du dispositif de commutation, re- présenté sur les figures 10 à 13 sont reliés aux condensateurs - et entre eux.
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La figure 15 représente un autres exemple de réalisation d'un dispositif automatique de commutation pour le transformateur de courant continu, en vue de côté.
La figure 16 représente un détail agrandi de cet exemple - de réalisation.
La figure 17 représente une autre forme de réalisation d'un dispositif de commutation suivant l'invention utilisant des commutateurs basculants à mercure.
La figure 18 représente un commutateur basculant seul, à échelle agrandie.
Les références 1,2,3 désignent les divers condensateurs, dont le nombre est, bien entent quelconque ; 4 est un condensa- teur collecteur servant à maintenir la tension pendant les commu- tations: 5 est le circuit d'utilisation, relié au condensateur collecteur. Au lieu d'un condensateur collecteur, on peut, bien entendu, en prévoir plusieurs le condensateur collecteur peut également, dans certaines conditions, être complètement supprimé.
6 est la tension primaire continue à transformer.
Dans le montage suivant la figure 1, les trois condensa- - leurs individuels sont reliés en parallèle sur la tension primaire
6, de sorte qu'ils se chargent. Dans le montage suivant la figure
2, ils sont reliés en série sur le condensateur collecteur 4.
Celui-ci est donc chargé sans pertes au triple de la tension pri- maire, de sorte que le circuit d'utilisation 5 reçoit la haute - tension continue.
La commutation se poursuit ainsi, les condensateurs étant sans cesse amenés alternativement d'un groupage àl'autre. Pour effectuer cette commutation à une cadence rapide et automatiquement, on a prévu le dispositif de commutation représenté en figure 3.
- Dans ce dispositif, des groupes de trois ressorts de contact
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.et b, c sont fixés dans un bloc 7 en matière isolante, les groupes ainsi formas étant disposée en arc de cercle. Aux divers ressorts de contact sont reliés les divers condensateurs 1,2,3, le condensateur collecteur 4 et la tension primaire 6 de la ma- - nière indiquée dans la figure 3. Les extrémités prolongées des ressorts centraux b pénètrenet dans les creux 8 d'un organe de commutation 10 capable d'osciller autour de taxe ,. L'organe de commutation est constitué soit en matière isolante) ou bien les extrémités des ressorts b peuvent être isolées, en tout cas - il est nécessaire de prévoir un isolement entre les divers res- sorts b.
L'organe de commutation 10 est amené, d'une manière quelconque, en oscillation. Dans l'exemple de réalisation re- présenté, on a prévu un bras pendulaire 11 muai d'un poids cons- titué entièrement ou en partie seulement, par un métal pouvant - être aimantée Ce bras pendulaire 11 est alternativement attiré et relâché par un aimant 12. Pour atteindre ce résultait la bobine
13 est reliée par une extrémité au bras pendulaire 11, et un con- tact élastique 14 est encore prévu..
Chaque toit que le bras pen- dulaire -ne trouve dans la position moyenne représentée, le air- - cuit de l'aimant est fermé à travers le bras pendulaire 11, et l'aimant attire ce bras, interrompant ainsi le circuit d'excita- tation de l'électro-aimante Le bras pendulaire revient alors en sens contraire, repousse le contact à ressort 14, fermai ainsi à nouveau le circuit d'excitation. L'organe de commutation 10 - est ainsi amené en oscillations, de la manière connue, le rythme des oscillations dépendant des dimensions du bras pendulaire, de la nature de la source de tension utilisée, et pouvant être varié à volonté .
Aussitôt que le bras pendulaire 11 se déplace vers la gauche, les ressort. ! et ± viennent en contact. En - suivant les fils de connexionµ' on voit sans peine que ce mouvement
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a pour effet dé mettre les divers denAenaatenrs 1 ,à ,µ en'parallèles sur la tension primaire 6, de maniée à donner le montage suivant la figure 1.
Les divers condensateurs sont donc chargea. Quand le
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pendule 11 va vers, la droite, les reoàorte t et b viennent en con- tact* Et suivant les fils de connexion) on voit que l'on obt1enit maintenant le tno1'1'f;age vivant la figure 2, dent lâquel la somme des tenaioDs des Clivera condensateurs est fournie au cc>ndënoateur collecte=# qui la fournit à son tour au réseau d'ût1118è.'bioa.
A chaque oscillation lé condeneateur collecteur 4 se trouve - donc à nouveau chargé. La valeur du nombre 4'080111at100 de ltor- gane dt commutation 10 n'est limitée que par la dorée finie de la charge des condensateurs. Cette durée est cependant si ooete qu'eii< ne joue pratiquement aucun 1'&le.
On peat, par suite, utiliser une fréquence 4*oteillatiozo aussi élevée que le permettent les condi- tions mécaniques de 1'appareils
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La nature de la commutation présente également les avantages particuliers que les ressorts centraux n'ont à parcourir que des chemins, extrêmement réduits à l'intérieur des creux 8, De plus, à aucun moment, le condensateur collecteur 4 et, avec lui, le cir- cuit d'utilisation 5, ne se trouvent reliés à la tension primaire
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6.
Les courb-cirouîta dans le circuit d'utilisation, court-circuits qui peuvent précisément se produire assez ï*r6quemment quand on effectue des essais, restent, par suite, sans effet nuisible et n'entraînent que la décharge plus prononcée du condensateur collec- teur 4.
Dans la forme de réalisation suivant les figures 4 et
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les groupes de ressorts as âo a sont disposés. iés uns au....'dessus
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des autres dans les parois d'un cylindre 15 en matière einolantet par exemple en fibre, et répartis sur le pourtour du cylindre, comme le montre la figure 5. Entre les groupes de ressorts on a
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disposé un organe de commutation 16, constatant en deux plaques 17 et 18 en matière isolante montées sur une tige et matière con- ductrice. Les ressorts centraux pénètrent dans les crème 19
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des plaques 17 et 18, de sorte que l'organe de comsatation 16 q.
- est maintenu suspeiidu élastiqaement. Pour mettre l'organe de commutation en oscillation, on a prévu un aimant 20 qui attire et relâche alternativement l'armature 21 et, arec elle, l'organe de commutation 16. Pour atteindre ce résultat, on a prévu un contact élastique 22 qui,dans la position moyenne de l'organe - représentée sur la figure, s'appuie contre la tige conductrice de celui-ci. Comme le montre la figure 4, le circuit 4'excita- tion de l'aimant 20 se trouve alors fermé, de sorte que l'ar-
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mature 2l se trouve attirée. éuasifi8t après, le cueui1i est à nouveau interrompu et l'organe 16 retourne .. sa. première po- - sition, fermant à nouveau.le circuit, et ainsi de suite.
Dans la figure $ on a représenté le schéma de montage pour les figures 4 et 5.
Sur ee schéma, les points indiquent les extrémités en
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saillie des ressortait li e% 9. Par le mouvement! d'oscillation - de l'organe lg, le zoessor, À est mis alternativement eJ1. contact avec -0 e1; 20. En suivant les -circuits envoie que" lO1iJlque à et .! viennent en contact, les oonienaa.t8lU1i 1,2 et 3 sont mis en parallèle sur la source basse tension% de sorte que l'on obtient le couplage suivant la figue 1. iian4te que le eonfact - de 1 a*e6 µ relie les condensateurs 1!2 et 3 suivant le montage de la figure 2.
La disposition des groupes de ressorte les une au-dessus des autres fournit une solution pratiquement très simple, la
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connexion de tous les ressorts 2 pouvant être o'b1;eaue très - facilement au moyen de simples anneaux de laiton.
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La réalisation suivant ties figues 4 et 5 présente encore l'avantage particulier que les masses actionner pour efo-* tuer la commutation sont extrêmement réduites et qu'il suffit d'avoir pour l'excitation de l'aimant 20, une toute petite source de courant, par exemple une laiterie de lampe de poche, dont la tension peut être maintenue constante au moyen d'un disposi- tif connu quelconque,
pour obtenir uns fréquence d'oscillation
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constante et par suite la charge constante du conden<tatem' col- lecteur * La. source du courant d'excitation de l'aimant peut être
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rdcluïtef en particulier grâce au fait qu'il suffit de donner seulement un petit choc aux reesorta centraux b. Lee ressorts atteignent ensuite en effet , rapidement l'amplitude nécessaire pour produire les divers contacts.
Dans les schémas de montage pour l'abaissement de la tension suivant les figures 9 et 8, la tension primaire à trans-
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formerez ici la haute tenaient arrive également par 6, Les divers condensateurs sont d'abord couplés en série sui-
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vaut la figure de sorte qu'ils sont chargés par la haute tel- sion. Ensuite a lieu# suivant la figure 8, la séparation de la source haute tension$ et la. connexion des condensateurs on paral- 81e, On peut alors obtenir, à partir du condensateur collecteur 4< une tension réduite dans le rapport 3 1.
Four opérer la contmotationt on peut utiliser les e3.spai sitifs représentés dans les figures 3 à 5. Les circuits doivent - alors être modifiés conformément aux figures 7 et 8.
Les montages décrits dans ce qui précède permettent d'obtenir un rapport de transformation des tensions correspondant
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au nombre des condensateurs a."erlat.'Sf'm411t'rBi.Ei en série ou en parallèle. Ainsi, avec trois condensateurs, on obtient une tension trois fois plus grande ou bien le tiers de la tension ini- tiale, suivant le sens de la transformation. Dans certains cas l'on peut cependant désirer obtenir, avec le même nombre de con-
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densateurs, un rapport de transformation plus élevé.
On réalise, de cette manière, une économie en condensateurs, diminuant, bien entendu dans de grandes proportions le coût, et simpli- fiant d'autant l'ensemble de l'appareil de commutation.
Un tel rapport de transformation plus élevé est obtenu, suivant l'invention, en prévoyant plusieurs groupes de condensa- teurs, les contacte centraux mobiles entre les contacts exérèses reliant, dans l'une des positions, les divers condensateurs d'un groupe, de la manière connue en parallèle ou en série, sui- - gant que 'l'on désire augmenter on diminuer la tension, et dans l'autre position, en série ou en parallèle avec un antre groupe de condensateurs,
de manière à. ce que la tension totale résultant du premier groupage en parallèle ou en série constitue de la manière connue la tension primaire pour le groupe suivant de - condensateurs.
. on tel montage va maintenant être décrit plus en détail, avec référence à la figure 9.
Dans le schéma représenté sur cette figure, on suppose que les bornes 100 sont reliées à une tension primaire de 220 volts à transformer en une tension plus élevée. Aussitôt que les res- sorts de contact 102, 103 vont vers la gauche, les condensateurs
106 et 107 sont reliés en parallèle et, par suite, chargés tous les deux à 220 volts.
L'oscillation des ressorts, de contact 102,
103 vers la droite relie ensuite les condensateurs 106 et 107, - à travers les contacts 108 et 109 en a érie. On trouve donc main- tenant; entre le fil 110 relié au contact 109 et le fil 111,une différence de potentiel de 440 volts. Sous cette tension le con- dense-tour 112 est chargé.
Quand les ressorte de contacta se dé- placent vers la gauche, le condensateur 113 est mis ,en parallèle - sur le condensateur 112. L'oscillation des ressorts 102, 103 à
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droite,met alors 112 et 113 en'série, et la différence de potentiel entre les fils 111 et 110' atteint 880 volts. De cette manière) la tension primaireest amenée par les couplages alternativement en parallèle et en série des condensateurs 114 et 115, 116 et 117, ainsi que 118 et 119 à une tension finale de 7040 volts, en passant par les valeurs 4 220, 440, 880, 1760,
3520 et 7040.
C'est à cette dernière tension que le condensateur collecter 120 se trouve chargée ce dernier condensateur débitant dans le circuit d'utilisation 121. Il va de soi que, du fait du - temps de charge fini des condensateurs il faut un certain nom- bre d'oscillations des ressorts de contact 102, 103 et, par suite, de commutations, avant que soit atteint l'état stationnaire, donnant la pleine tension. Dans la pratique, ce temps est de quelques secondes.
De ce qui précède il résulte que le nouveau montage permet,à l'aide de dix condensateurs, d'obtenir un rapporta de transformation de 32, à la place du rapport 10 réalisable jusqu'ici. Si 1 'on veut obtenir un rapport de transformation encore plus élevé,on peut, en plus de la possibilité -de pré- - voir un nombre plus élevé de groupes, disposer dans les groupes trois ou plusieurs condensateurs.
En constituant par exemple des groupes de trois condensateurs, le rapport de transforma- tion croit suivant la troisième puissance, c'est à dire qu'avec cinq groupes de trois condensateurs, on obtient un rapport de - 1 t 243,et ainsi de suite.
L'avantage qui en résulte est évident.
Un autre avantage important résultant de cette disposition suivant l'invention consiste dans le fait que le nombre des ressorts nécessaires pour effectuer la commutation peut être - notablement diminué.
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Par suite du sombre réduit des ressorts de contact, le dispositif de commutation devient également plus simple et son fonctionnement plus sûr. La- transformation en tension plus basses a lieu suivant un principe exactement identique. La haute tension - à transformer est reliée maintenant aux fils 121. Le condensateur
106 joue alors le rôle de condensateur collecteur pour le circuit d'utilisation.
Il convient d'adapter les condensateurs aux diverses tensions, en leur donnant des capacités de plus en plus réduites à mesure que la tension augmente, puisque,plus la tension est élevée et le courant réduit, plus la capacité nécessaire pour recevoir l'impulsion de tension peut être réduite.
Pour la sécurité du fonctionnement des dispositifs de commu- tation décrits plus haut, il est très important d'empêcher la production d'étincelles entre les divers ressorts oscillants et les contacts fixes, ces étincelles pouvant produire, dans un temps très court, par suite du nombre élevé des commutations, la détérioration des contacts.
En examinant le montage représenté dans la figure 9, on voit qu'entre les contacts 104 et 108, ainsi qu'entre 105 et 109 on trouve bien la différence de potentiel totale correspondant à l'étage envisagée mais que la différence de potentiel entre les ressorts de contact 102, 103 et les con- tacts 104 et 108, ainsi qu'entre 105 et 109 ne peut théoriquement:
jamais atteindre des valeurs pouvant donner lieu à la production d'étincelles, les condensateurs ne transmettant chaque fois qu'une petite partie de leur charge aux étages suivants. Bans la pratique on a cependant trouvé qu'il se produit, entre les con- tacts 104 et le ressort de contact 102, une étincelle de fermeture' particulièrement nuisible dans les étages plus élevés.
Des observations plus précises ont montré que cette étincell
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de -fermeture doit être attribuée au fait que les condensateurs
107, 113, 115, 117 et 119 présentent, à cause de leur bottier, une certaine capacité de faite, généralement de l'ordre de quelques centaines de cm., allant à la terre, ou au fil 111.
- Cette capacité de fuite est chargée, quand les condensa- teurs, par exemple 118 et 119, sont reliés en série à la tension totale de l'étage considéré, par exmple à 3520 volta. de sorte que. lors du retour du ressort de contact 102 à gauche, il existe une- différence de potentiel élevée entre le ressort 102 - et le contact 104, et 'est cette différence de potentiel qui produit 1* étincelle observée.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la production de cette étincelle nuisible est évitée en reliant les ressorts de contact 102, à travers une résistance élevée
222, à la terre ou au fil 111. Pendant le temps dù le ressort
102 oscille du contact 108 vers le contact 104, la capacité de fuite se décharge, de sorte qu'il ne peut plus y avoir de pro- duction d'étincelles. Pour rendre le fonctionnement plus clair, on a indiqué sur la figure 9 la capacité de fuite des condensa- - leurs en question par une capacité en pointillé 223.
Dans les figures 10 à 14 on a représenté un exemple de réalisation pratique d'un dispositif automatique de commutation, destiné surtout à un montage en cascade, mais pouvant également être utilisé pour les montages décrits au début de la présente - description.
Bans une plaque de base 122, sont montés des ressorts de contact 123 mania de bornes de connexion 124 à leur extrémité inférieure. L'extrémité de chaque ressort 123 pénètre entre deux contacts 125, 126. Ces contacts sont portés par une plaque - de couverture 127 fixée à la plaque de base 122 m moyen d'une
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série de piliers 128. Sur tous les ressorts de contact 123, on a glissé un disque 129 en matière isolante. Ce disque maintient fixe la partie des ressorts 123 qui le dépasse vers le haut.
Les trois piliers 128 passent à travers le disque 129, les
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ouvertures de passage lao des piliers dans le disque étant ehoi- sies suffisamment, grandes pour laisser un certain jeu. On voit surle dessin que, lorsque le disque 129 effectue une certaine rotation dans un sens ou dans l'autre, les ressorts de contact
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123 viennent toucher l'un des contacts 125 ou 126. verbzwe,
130 doit avoir des dimensions suffisantes pour que le jeu obtenu donne des contacts satisfaisants* Le dessin montre encore que les ressorts 123 subissent une certaine torsion quand le risque
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tourne.
oett torsion est cependant 1J-mitêeà la partie comprise entre la. plaque de base 122 et le disque 129, fanait que les - parties du ressorte situées au-dessus du disque 129 ne subissent pratiquement qu'une translation parallèle. Pour amortir encore davantage la partie saillante des ressorts, on peut disposer de part et d'autre desdits ressorts des plaques d'amortissement
131.
Le mouvement d'oscillation de la plaque 129 produit alors
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le contact alternatif du ressort 123t en z et 126 Ce mouvez ment d'oscillation peut être obtenu à 1'aide de dispositifs appro- priés quelconques : on peut par exemple prévoir sur le disque
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129 une butée contre laquelle vient frapper un aarteaa. oscillant quelconque faisant ainsi également osciller le disque 129 Bans l'exemple de réalisation décrit ùi, l'cacillation est obtenue eu moyen d'un interrupteur. Celui-ci consiste en une bobine d'aimmt 132, dont le noyau 133 présente la forme Tiaible dans la üre 1.1. t armaature est constituée par troia axes en fer 1> montés dans la plaque 129.
Jm Lttti; que le noyau
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133 attire ses armatures in, le systètefété met à osciller et ferme par oxemiple le contact 125. Qaqnd le courant dsexcita- tion de la bobine 1% est interrrspxt fi . azneat 129 retourne
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sous l'effet de 1 élasticité des ressorts 123, de sorte que les
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ressorts viennent ion-âtemant toucher le contact 126. Pour la com- mande da circuit dtexôitation de la bobine on se sert d'un réam- sort 135 coopéreat .eevee le ressort de erntaat 123.
Le montage est constitué de la manière comme, coma suit 9 Le contrant traverse 4aborA la bobine 132t il passe sémite par le ressort 139 et le reseoi-t-comtact W3' et retourne à la igo,uree,o Tant que le ressort 1.35 à'appuie contre le ressort 12' le circuit d'excitation est fermé, Au moment oÙ les ressorts 125i et 135 stétartent par suite du motwoment du disque 1291, le cirez cuit est interrompa, le ressort lot retourne sar ses Met et aimai de suite., Port le réglage & ressort 135 on a préva une wis de réglage 1% passât dans un support 1317.
De la réalisation ci-dessus il oee8soe% bnc que les reg- sorts ae contaet viennont en contact alternativement ared les contacts 125 et 126. te coarant nécessaire au fonctionnement à
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l'appareil est extrêmement faible. Une batterie de lampe de
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poche de fabrication normale saffit, en général $ pour -faîte fonctionner Itappaeeil interrapte-arpendant plus de 1.000 heures.
Entre chaque couple de ressorts de contact, on relie taque fois un condensateur à l*aide des vis de contact 124. Par le terme condensateur, il cesvient, bien entendu$ dtentendre également un
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groupe de plusieurs condensateurs reliés en parallèle. Les divers
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contacts 125 et xi sont reliés entre eux de la manière correspOB-" dant an schéma suivant la figure 9. La figure 14 montre le achéim des connexions. Ce montage peut être réalisé d'#=o manière extraor- dinalrement simple, puisque l'on peut employer, pour le fil néta- tif ils, simplement un conducteur annulaire. Il n'est plus néces-
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saire déposer à nouveau en détail les opérations de commuta- tion, celles-ci ressortant clairement de la. description ci-des- sus,ainsi que de la figure 14.
La pratique a montré,en entre, que 9 surtout dans le cas - du transport de puissances relativement élevées, il n'est pas
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toujours zeeoemaudabler de travailler avec des contacts à ressorts coopérant avec d'autres contacts métalliques, et ce pour les
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raisons saivantes 8 Quand deux contacts né%a1Uques viennent frapper l'an sur - l'antre, ils ne restent pas appliqués l'un contre 1toutre lors de leur premier contact. Ils rebonussent,, au comtzairegdiune certaiBB quantité, dépendant de la =tare des matézîamt 89 ras- PrOchent à noaveaa s'écarteNt enattife dune Cortaioe quantité et ainsi de suite Jusqu'à ce que illétat de repos soit atttint.
D'aubn part, les condensateurs présentent la propriété d-tabsombers an zoa% 4e leur mise en oi=uit# nn centrant e3E-- trëmement élevé tombant ensuite à la valeur normale. il importe donc dtavoir-9 au =mat m6a.e de la mise en circuit, Un contact parfait. Les oscillations de rebondissement indiquées ci-àessaa ont pour effet deprodaireune rupture zamentanée du contact précisément an momee Itiquel, de sorte qu'il se profit un arc de rupture.
Cela est sans importance dans le Vas de. contrant faibles mais peut, avec des courants plus tgcan doemer lieu dittïmltéo aux emtacte, car on ne doit pas perdre de vae que ltox à affaire à des millions de eetat.as, de s que la production d'étincelles, dont les effets pas sotremeB& être négligeables, peut, au contraire,, atteindre ici une grande importance*
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Saivant une antre caractéristique de 1"4wentjous les oscillations de rebondissement' ci-dessus sont évitées en cons- tituant au moins le contactcentral par un groupe de contacts en
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mercure on en un liquide analogie,
ce contact en mercure étant animé d'un mouvement tel qu'il vienne toucher alternativement les deux contacts extérieurs.
La réalisation pratique est obtenue en prévoyant une série - de tubes en 11 reliés entr'eux, dans les bras desquels pénètrent les deux contacts extérieurs, tandisque le mercure formant: le contact central se trouve dans la partie recourbée du 'tube en U.
La partie des tubes, non replie de mercure est remplie d'un li-' quide non compressible et non conducteur par exemple de l'huile.
- La colonne liquide formée par le mercure et par l'huile est alors amenée en oscillation$ par un dispositif approprié,de manière à amener le contact central en mercure alternativement en con- tact avec les contacts extérieurs. constitués de préférence éga- lement par du mercure, , - L'empoloi du mercure à la place des contacts fixes sujets aux oscillations de rebondissement au moment de la fermeture du con- tact, permet d'éviter les étincelles de rupture, le mercure ayant, en effet, la propriété de se réunir immédiatement à un filet de mercure voisin donnent ainsi, des lé début du contact, - une voie de section suffisamment étendue qui n'est plus inter- rompue par la suite.
Dans l'exemple de réalisation d'un tel dispositif de commutation, représenté dans les figures 1$ et 16, abaque tube en
U se compose des deux bras 322 et 323 insérés dans des pièces de connexion 324 en métal. Ces pièces de connexion comportent un canal 325 et servent en même temps à la connexion du contact central 326. Les deux contacts extérieurs 327 et 328 sont cons- titués par du mercure logé dans des poches 329 et 330 ménagées dans les bras 322 et 323' A la place de ces contacts à mercure, - on peut cependant employer également des axes fixes, Dans les tubes en 9 on versa le mercure 331 servant à produire les con-
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tacts, environ à la hauteur visible sur les figures.
La. partie des tubes non remplie de mercure, est remplie d'huile 332. Pour le remplissage on a prévu un raccord 354 dans un ou dans plusieurs des tubes de liaison 324. Le raccord peut être réalisé et fermé - d'une manière quelconque.
La colonne contenue de liquide formée par le mercure et l'huile est entraînée en oscillation d'une manière appropriée quelconque, pour amener le mercure 331 alternativement; en contact avec les contacts 327 et 328. tes oscillations peuvent par
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- exemple être produites en prévoyant aux extrémi1ïés des tubes 333 et 334 des corps creux 335 et 336 compressibles de préférence en forme d'accordéon. Un fléau 337 coopère avec ces corps. creux 335 et 336, le fléau étant pivoté au point 338.
Au fléau est fixée une armature 339 qu'un aimant 340 fait osciller de manière
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- connue, le circuit d'excitation de If8im'Jrt; te3 étant, alternati- vement ouvert ou fermé à l'aide d'un marteau de Wagner ou d'un dispositif analogue. Sur le prolongement supérieur de l'armature
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3.39. on peut prévoir deux ressorts 341 et 3u destinés à renforcer les oscillations de l'armature 3% et* avec ille-* celles da fléau 337< Pour limiter les oscillations, on peut prévoir des butées 343. Le fléau 3 comprime, lors de ses oscillations les corps creux 335 et 336 d'une certaine quantité,, de sorte que toute la
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colonne liquide dans les tubes en est #1tJ:oè en oscillation, effectusst ainsi les commutations déalrées.
- A la place 4u dispositif représentée 1 qJ1 peut également produire les oscillations du liquide en dispos@1;,. aux extrémités
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des deux tubes 333 et 334, des pistons que 1'on fait alternative- ment pénétrer dans les tubes, d'une manière quelconque, par exemple également à l'aide d*interrupteurs à aimants. On peut--, d'acre part disposer les tubes en 8' eu cycle fermé et iu1ïerealer dans ce qqµ1e un n zau megu61;1que que Iton entraîne en oscillation par exempt, au moyen de bobines d'électro-aimants.
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semp3.i de bras 322, 323 et'de1pîèceo de liaison 384 individaelles présente l'avantage de, permette l'assemblage facile et peu cotte= des tubes en U.
Ce mode d'assemblage per- met, en outre, d'adapter de manière commode les diamètres des - tubes en U, ainsi que les courses de commutation du mercure, c'est
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à dire la distance entre le bord supérieur du mercure et les cen- tacte extérieurs, aux divers courants et tensions à aontn81eoe.
Comme le montre la figure 15, il convient de donner aux tubes devant conduire des courants relativement élevée une forte
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section etom course réduites tandis q-de l'on choisit poor les tubes ayant à supporter des tensions élevées$ un diamètre réduit et une course élevée.
Dans l'exemple de réalisation suivant les figures 17 et
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18, la commutation a lieu au moyen d3.r.tsrrrrrptettra basculante - à mercure 344, connus en soi, pourvus de trois contacts 345,
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ze et z. La distance séparant ces contacte, ainsi que la guaB-* tité de mercure sont choisies telles* que dans une de$ positions le mercure 348 réunit les deax contacts 345 et 346# et que dans l'autre positions, il réunit les contacts z et 34?.
Pour obtenir les mouvements de bascule, on peut disposer tous les inteoerapteurs sur un support 349 oscillant autour de l'aoee 350, Au support est fixée une armature 351 coopérant avec un dispositif interrupteur électromagnétique 352, à la manière d'un marteau de Wagner et entraînant, de la manière connue, le système en oscillation.
- Un ressort 353 sert à ramener le système dans l'autre position.
Il est également possible d'entraîner les interrupteurs basculants en oscillation, d'une autre manierai appropriée.
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of a patent application for I N V E N T I O N
It is already known how to transform direct current at low voltage into direct current at higher voltage by charging a certain number of capacitors to be separated by the voltage to be transformed and then taking the added voltage - of all the separate capacitors. The value of the high voltage obtained then corresponds to the number of capacitors multiplied by the initial voltage.
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A transformation of this kind, by means of capacitors, has the advantage, compared to arrangements with rectifiers, of operating practically without losses. The confined current transformers, built until now according to this principle were: - however not practically usable, mainly because it is extremely difficult, in the. practice, to make the necessary connections and disconnections of the capacitors.
The operation of the device requires, in fact, a very large number of connections and disconnections per second if we want to have a very uniform DC voltage. On the other hand one has to deal in many cases with voltages reaching several thousand volts and, finally, the mechanism of connection and disconnection has to absorb only a reduced quantity of energy. The automatic connection mechanisms established so far - working for the most part by means of rotating drums with contacts, have by no means been satisfied.
In fact, after a very short time between the various metal contacts, metallic conductive paths are established on the surface of the drum, these conducting paths constituting short-circuits. In addition, rotating drums with contacts cannot be built for extended service, offering all the guarantees of proper functioning without special supervision.
The invention provides, on the other hand, a means for the connection and disconnection of capacitors, of absolutely safe and perfect operation, by constituting groups of contacts arranged one next to the other or one above the other, a contact of each group, arranged between two other contacts receiving a back and forth movement such that it alternately touches one of the two external contacts, the various capacitors and the user circuit being connected in such a way. my-
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Beer to the contacts and between them that, when the "central contacts come to touch the external contacts located on one side, the various capacitors are connected,
all in parallel, on the primary voltage to be transformed, and that, - when said central contacts touch the external contacts located on the other side, the various capacitors are connected, all in series, to the use circuit. and vice versa.
The object of the invention can be applied wherever it is necessary to transform a DC voltage $ for example to obtain the high DC voltage necessary for checking the insulation of the lines, etc ...... these tests must be carried out with relatively high voltages obtained hitherto by crank inductors, poor, precise and expensive devices, or by other special machines of large dimensions.
High voltage direct current is suitable, from. more, to the supply of luminescent tubes containing rare gases, to the transport of power, etc ..... The transformation of the continuous voltages in the other direction, that is to say the lowering of - the voltage finds its application for the charging of the accumulators from a supply network, in the supply of transmitters, for the heating of the tubes in the receiving devices supplied by the current of the network etc .....
The invention will be described in detail hereinafter, in the form of a step-up transformer, with reference to the accompanying drawings.
In these drawings t,
Figure 1 shows the various capacitors connected in parallel.
- Figure 2 shows the same capacitors, now connected in series.
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FIG. 3 represents an automatic connection and disconnection device according to the invention, for a DC step-up transformer.
FIG. 4 shows a second embodiment of the switching device in longitudinal section.
Figure 5-shows a cross section of figure
4.
Figure 6 shows a circuit diagram for raising the tension for the embodiment according to Figures 4 and 5.
The figure ? shows a circuit diagram for reducing the voltage, in the load position of the various capacitors.
FIG. 8 represents the coupling of the various capacitors - in the position of tap of the transformed voltage.
FIG. 9 shows a circuit diagram for the cascade coupling of capacitors.
FIG. 10 represents an automatic device for switching the transformer seen. from the side, in section along the line - I - I in figure 11.
Figure 11 shows a section along the line XI-XI of Figure 10.
FIG. 12 shows, in side view, certain parts of the switching device.
- Figure 13 shows a section along the line
XIII-XIII of figure 10.
Figure 14 shows the circuit diagram, when the various contacts and springs of the switching device, shown in Figures 10 to 13 are connected to the capacitors - and to each other.
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FIG. 15 shows another exemplary embodiment of an automatic switching device for the direct current transformer, in side view.
FIG. 16 represents an enlarged detail of this exemplary embodiment.
FIG. 17 shows another embodiment of a switching device according to the invention using mercury toggle switches.
FIG. 18 represents a single toggle switch, on an enlarged scale.
The references 1,2,3 designate the various capacitors, the number of which is, of course, any; 4 is a collector capacitor used to maintain the voltage during switching: 5 is the use circuit, connected to the collector capacitor. Instead of a collector capacitor, it is of course possible to provide several; the collector capacitor can also, under certain conditions, be completely eliminated.
6 is the primary continuous voltage to be transformed.
In the circuit according to figure 1, the three individual capacitors are connected in parallel on the primary voltage
6, so that they charge. In the assembly according to the figure
2, they are connected in series to the collector capacitor 4.
The latter is therefore charged without losses to three times the primary voltage, so that the utilization circuit 5 receives the direct high voltage.
The switching continues in this way, the capacitors being constantly brought alternately from one grouping to the other. To effect this switching at a rapid rate and automatically, the switching device shown in FIG. 3 has been provided.
- In this device, groups of three contact springs
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.et b, c are fixed in a block 7 of insulating material, the groups thus formed being arranged in an arc of a circle. To the various contact springs are connected the various capacitors 1, 2, 3, the collector capacitor 4 and the primary voltage 6 as shown in figure 3. The extended ends of the central springs b penetrate into the hollows 8 d a switching member 10 capable of oscillating around rate,. The switching member is made either of insulating material) or else the ends of the springs b can be isolated, in any case - it is necessary to provide insulation between the various springs b.
The switching member 10 is brought into oscillation in any way. In the exemplary embodiment shown, there is provided a pendulum arm 11 muai of a weight consisting entirely or in part only of a metal capable of being magnetized. This pendulum arm 11 is alternately attracted and released by a magnet 12. To achieve this resulted the coil
13 is connected at one end to the pendulum arm 11, and an elastic contact 14 is still provided.
Each roof that the pendular arm -not finds in the middle position shown, the air- - cooked from the magnet is closed through the pendulum arm 11, and the magnet attracts this arm, thus interrupting the excitation circuit. - Tation of the electromagnet The pendulum arm then returns in the opposite direction, pushes the spring contact 14, thus again closed the excitation circuit. The switching member 10 - is thus brought into oscillations, in the known manner, the rhythm of the oscillations depending on the dimensions of the pendulum arm, on the nature of the voltage source used, and being able to be varied at will.
As soon as the pendulum arm 11 moves to the left, they spring back. ! and ± come into contact. By - following the connection wiresµ 'we can easily see that this movement
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has the effect of setting the various denAenaatenrs 1, at, µ in parallel on the primary voltage 6, so as to give the assembly according to figure 1.
The various capacitors are therefore charged. When the
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pendulum 11 goes towards, the right, the reoàorte t and b come in contact * And according to the connection wires) we see that we now obtain the tno1'1'f; living age figure 2, tooth where the sum of the tenaioDs of the Clivera capacitors is supplied to the cc> ndenoator collect = # which in turn supplies it to the network of ute1118è.'bioa.
At each oscillation, the collector condenser 4 is - therefore charged again. The value of the number 4'080111at100 of the switching organ 10 is limited only by the finite gold of the capacitor charge. This duration is, however, so long that there is practically no effect on it.
It is therefore possible to use a 4 * oteillatiozo frequency as high as the mechanical conditions of the apparatus allow.
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The nature of the commutation also has the particular advantages that the central springs only have to travel along paths, extremely reduced inside the hollows 8, In addition, at no time, the collector capacitor 4 and, with it, the operating circuit 5, are not connected to the primary voltage
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6.
The bends in the circuit of use, short circuits which can precisely occur quite frequently when carrying out tests, remain, consequently, without harmful effect and cause only the more pronounced discharge of the collector capacitor. tor 4.
In the embodiment according to Figures 4 and
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the groups of springs as âo a are arranged. iés one above .... 'above
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others in the walls of a cylinder 15 in einolantet material, for example in fiber, and distributed around the periphery of the cylinder, as shown in FIG. 5. Between the groups of springs we have
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arranged a switching member 16, finding in two plates 17 and 18 of insulating material mounted on a rod and conductive material. The central springs penetrate the cream 19
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plates 17 and 18, so that the component 16 q.
- is kept elastically suspended. To set the switching member in oscillation, a magnet 20 is provided which alternately attracts and releases the armature 21 and, with it, the switching member 16. To achieve this result, an elastic contact 22 is provided which , in the middle position of the organ - shown in the figure, rests against the conductive rod thereof. As shown in Figure 4, the circuit 4 'excitation of the magnet 20 is then closed, so that the ar-
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mature 2l finds herself attracted. éuasifi8t after, the cueui1i is again interrupted and the organ 16 returns .. its. first position - again closing the circuit, and so on.
Figure $ shows the assembly diagram for Figures 4 and 5.
In this diagram, the dots indicate the ends in
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protrusion of stood out li e% 9. By movement! of oscillation - from organ lg, the zoessor, To is put alternately eJ1. contact with -0 e1; 20. By following the -circuits send that "lO1iJlque to and.! Come into contact, the oonienaa.t8lU1i 1,2 and 3 are put in parallel on the low voltage source% so that the coupling is obtained according to fig. 1. iian4te that the eonfact - from 1 to * e6 µ connects capacitors 1! 2 and 3 according to the assembly of figure 2.
The arrangement of the spring groups one above the other provides a practically very simple solution, the
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connection of all the springs 2 which can be easily o'b1; watered by means of simple brass rings.
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The following embodiment of Figs 4 and 5 also has the particular advantage that the masses actuated to effect the commutation are extremely small and that it is sufficient to have for the excitation of the magnet 20, a very small source. current, for example a flashlight dairy, the voltage of which can be kept constant by means of any known device,
to obtain an oscillation frequency
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constant and hence the constant charge of the collector conden <tatem 'The source of the excitation current of the magnet can be
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rdcluïtef in particular thanks to the fact that it suffices to give only a small shock to the central reesorta b. The springs then quickly reach the amplitude necessary to produce the various contacts.
In the circuit diagrams for lowering the voltage according to figures 9 and 8, the primary voltage to be transmitted
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form here the high held also arrives by 6, The various capacitors are first coupled in series following
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worth the figure so that they are charged by the high tel- sion. Then takes place # according to Figure 8, the separation of the high voltage source $ and. connection of the capacitors is parallel 81e, It is then possible to obtain, from the collector capacitor 4 <a reduced voltage in the ratio 3 1.
In order to operate the contmotationt the e3.spai sives shown in figures 3 to 5 can be used. The circuits must then be modified in accordance with figures 7 and 8.
The arrangements described in the above make it possible to obtain a corresponding voltage transformation ratio
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among the capacitors a. "erlat.'Sf'm411t'rBi.Ei in series or in parallel. Thus, with three capacitors, one obtains a tension three times greater or one third of the initial tension, according to the direction of the transformation.In certain cases, however, one may wish to obtain, with the same number of con-
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densators, a higher transformation ratio.
In this way, a saving in capacitors is achieved, of course reducing the cost to a great extent, and correspondingly simplifying the entire switching apparatus.
Such a higher transformation ratio is obtained, according to the invention, by providing several groups of capacitors, the central contacts moving between the exerted contacts connecting, in one of the positions, the various capacitors of a group, of the known way in parallel or in series, sui- - - ing that it is desired to increase or decrease the voltage, and in the other position, in series or in parallel with another group of capacitors,
in a way to. that the total voltage resulting from the first grouping in parallel or in series constitutes in the known manner the primary voltage for the following group of capacitors.
. such an arrangement will now be described in more detail, with reference to FIG. 9.
In the diagram shown in this figure, it is assumed that the terminals 100 are connected to a primary voltage of 220 volts to be transformed into a higher voltage. As soon as the contact springs 102, 103 go to the left, the capacitors
106 and 107 are connected in parallel and therefore both charged to 220 volts.
The oscillation of the springs, contact 102,
103 to the right then connects the capacitors 106 and 107, - through the contacts 108 and 109 in front. So now we find; between wire 110 connected to contact 109 and wire 111, a potential difference of 440 volts. Under this voltage, the condenser tower 112 is loaded.
When the contact springs move to the left, the capacitor 113 is put, in parallel - with the capacitor 112. The oscillation of the springs 102, 103 to
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right, then put 112 and 113 in series, and the potential difference between the wires 111 and 110 'reaches 880 volts. In this way) the primary voltage is brought by the alternately parallel and series couplings of capacitors 114 and 115, 116 and 117, as well as 118 and 119 to a final voltage of 7,040 volts, passing through the values 4,220, 440, 880, 1760,
3520 and 7040.
It is at this last voltage that the collecting capacitor 120 is charged, the latter capacitor outputting into the utilization circuit 121. It goes without saying that, owing to the finite charging time of the capacitors, a certain number is required. of oscillations of the contact springs 102, 103 and, consequently, of commutations, before the stationary state is reached, giving the full tension. In practice, this time is a few seconds.
From the foregoing it follows that the new assembly makes it possible, using ten capacitors, to obtain a transformation ratio of 32, instead of the ratio 10 achievable hitherto. If one wishes to obtain an even higher transformation ratio, it is possible, in addition to the possibility of providing a higher number of groups, to arrange in the groups three or more capacitors.
By constituting, for example, groups of three capacitors, the transformation ratio increases according to the third power, that is to say that with five groups of three capacitors, we obtain a ratio of - 1 t 243, and so on. .
The resulting benefit is obvious.
Another important advantage resulting from this arrangement according to the invention consists in the fact that the number of springs necessary to effect the switching can be - notably reduced.
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As a result of the reduced darkness of the contact springs, the switching device also becomes simpler and its operation safer. The transformation into lower voltage takes place according to an exactly identical principle. The high voltage - to be transformed is now connected to wires 121. The capacitor
106 then acts as a collecting capacitor for the utilization circuit.
Capacitors should be adapted to the various voltages, giving them increasingly reduced capacitances as the voltage increases, since the higher the voltage and the lower the current, the greater the capacitance required to receive the pulse. voltage can be reduced.
For the safe operation of the switching devices described above, it is very important to prevent the production of sparks between the various oscillating springs and the fixed contacts, these sparks being able to produce, in a very short time, therefore. the high number of switchings, the deterioration of the contacts.
By examining the assembly shown in Figure 9, we see that between the contacts 104 and 108, as well as between 105 and 109 we find the total potential difference corresponding to the stage considered but that the potential difference between the contact springs 102, 103 and contacts 104 and 108, as well as between 105 and 109 can theoretically:
never reach values which could give rise to the production of sparks, the capacitors transmitting each time only a small part of their charge to the following stages. In practice, however, it has been found that a particularly harmful closing spark occurs between contacts 104 and contact spring 102 in the higher stages.
More precise observations have shown that this spark
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of -closure must be attributed to the fact that the capacitors
107, 113, 115, 117 and 119 present, because of their shoemaker, a certain capacity of fact, generally of the order of a few hundred cm., Going to the earth, or to the wire 111.
- This leakage capacitance is charged when the capacitors, for example 118 and 119, are connected in series to the total voltage of the stage considered, for example to 3520 volta. so that. upon return of contact spring 102 to the left, there is a high potential difference between spring 102 and contact 104, and it is this potential difference that produces the observed spark.
According to another feature of the invention, the generation of this harmful spark is avoided by connecting the contact springs 102, through a high resistance.
222, to earth or to wire 111. During the spring time
102 oscillates from contact 108 to contact 104, the leakage capacitance is discharged, so that there can no longer be any production of sparks. To make the operation clearer, the leakage capacity of the condensers in question has been indicated in FIG. 9 by a dotted capacity 223.
In FIGS. 10 to 14 there is shown a practical embodiment of an automatic switching device, intended above all for a cascade arrangement, but which can also be used for the arrangements described at the beginning of the present description.
In a base plate 122 are mounted contact springs 123 mania of connection terminals 124 at their lower end. The end of each spring 123 enters between two contacts 125, 126. These contacts are carried by a cover plate 127 fixed to the base plate 122 m by means of a
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series of pillars 128. On all the contact springs 123, a disc 129 of insulating material has been slipped. This disc keeps the part of the springs 123 fixed which protrudes upwards from it.
The three pillars 128 pass through the disc 129, the
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lao passage openings of the pillars in the disc being made sufficiently large to leave a certain clearance. It can be seen from the drawing that when the disc 129 performs a certain rotation in one direction or the other, the contact springs
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123 touch one of the contacts 125 or 126. verbzwe,
130 must have sufficient dimensions for the clearance obtained to give satisfactory contacts * The drawing also shows that the springs 123 undergo a certain torsion when the risk
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turned.
This twist is however 1J-mitêeà the part between the. base plate 122 and disc 129, faded that the parts of the spring located above the disc 129 undergo essentially only parallel translation. To dampen the protruding part of the springs even more, it is possible to have damping plates on either side of said springs.
131.
The oscillating motion of plate 129 then produces
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the alternating contact of the spring 123t in z and 126 This oscillation movement can be obtained using any suitable device: for example, it is possible to provide on the disc
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129 a stop against which an aarteaa strikes. oscillating thus also causing the disc 129 to oscillate. In the exemplary embodiment described, the acillation is obtained by means of a switch. This consists of a magnet coil 132, the core 133 of which has the Tiaible form in üre 1.1. The frame is made up of three iron pins 1> mounted in plate 129.
Jm Lttti; than the core
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133 attracts its armatures in, the system starts to oscillate and closes by oxemiple the contact 125. When the excitation current of the 1% coil is interrupted. azneat 129 returns
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under the effect of the elasticity of the springs 123, so that the
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The springs come immediately to touch the contact 126. To control the actuator circuit of the coil, a re-spring 135 is used which cooperates with the erntaat spring 123.
The assembly is constituted as, coma follows 9 The contrant crosses 4aborA the coil 132t it passes semit through the spring 139 and the reseoi-t-comtact W3 'and returns to the igo, uree, o As long as the spring 1.35 to 'presses against the spring 12' the excitation circuit is closed, At the moment when the springs 125i and 135 stetart as a result of the motwoment of the disc 1291, the fired wax is interrupted, the batch spring returns to its Met and loved immediately. , Wearing the adjustment & spring 135 we have preva a wis of adjustment 1% passât in a support 1317.
From the above realization it oee8soe% bnc that the reg- spells ae contaet come into contact alternately ared the contacts 125 and 126. This is necessary for the operation at
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the device is extremely weak. A lamp battery
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normal manufacturing pocket will fail, usually $ to run Itappaeeil interrapte for more than 1,000 hours.
Between each pair of contact springs, a capacitor is connected every time by means of the contact screws 124. By the term capacitor, it is of course also understood to mean a
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group of several capacitors connected in parallel. The various
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contacts 125 and xi are connected together in the corresponding manner in the diagram according to figure 9. Figure 14 shows the layout of the connections. This assembly can be carried out in an extraordinarily simple way, since the it is possible to use, for the net wire they, simply an annular conductor.
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You may want to file the switching operations again in detail, as these clearly emerge from the. description above, as well as figure 14.
The practice has shown, in between, that 9 especially in the case - of the transport of relatively high powers, it is not
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always zeeoemaudabler to work with spring contacts cooperating with other metal contacts, and this for
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salient reasons 8 When two contacts born a1Uques come to strike each year on the den, they do not remain applied one against the other during their first contact. They increased, in the countzairegdiune a certain quantity, depending on the = tare of the matézîamt 89 ras- Near to noaveaa deviates enattife dune Cortaioe quantity and so on until the state of rest is reached.
On the other hand, the capacitors exhibit the property of tabsombers an zoa% 4e their setting oi = uit # nn centering e3E-- very high then falling to the normal value. it is therefore important to have -9 at the start of the circuit, A perfect contact. The rebound oscillations indicated above have the effect of producing a zamentaneous rupture of the contact precisely at the same time as Itiquel, so that a rupture arc is used.
This is irrelevant in the Vas de. contrant weak but can, with more tgcan currents emanate place dittïmltéo with the emtacte, because one must not lose value that the toxin to deal with millions of states, as well as the production of sparks, of which the effects not sotremeB & be negligible, can, on the contrary, reach here a great importance *
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Subject to a characteristic 1 "4went cavity, all of the above rebound oscillations are avoided by constituting at least the central contact by a group of
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mercury we have a liquid analogy,
this mercury contact being driven by a movement such that it alternately touches the two outer contacts.
The practical realization is obtained by providing a series - of 11-shaped tubes connected together, in the arms of which penetrate the two outer contacts, while the mercury forming: the central contact is in the curved part of the 'U-tube.
The part of the tubes, not folded over with mercury, is filled with a non-compressible and non-conductive liquid, for example oil.
- The liquid column formed by the mercury and by the oil is then brought into oscillation $ by an appropriate device, so as to bring the central mercury contact alternately into contact with the external contacts. preferably also consisting of mercury, - The use of mercury in place of the fixed contacts subject to bounce oscillations when the contact is closed, makes it possible to avoid bursting sparks, the mercury having , in fact, the property of immediately uniting with a neighboring mercury stream thus gives, from the start of contact, a sufficiently extended section path which is no longer interrupted thereafter.
In the exemplary embodiment of such a switching device, shown in Figures 1 $ and 16, tube abacus in
U consists of the two arms 322 and 323 inserted into connection pieces 324 made of metal. These connection pieces include a channel 325 and at the same time serve to connect the central contact 326. The two external contacts 327 and 328 are constituted by mercury housed in pockets 329 and 330 formed in the arms 322 and 323 '. Instead of these mercury contacts, - one can however also use fixed axes, In the tubes in 9 one poured the mercury 331 used to produce the con-
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tacts, approximately at the height visible in the figures.
The part of the tubes which is not filled with mercury is filled with oil 332. For the filling, a fitting 354 is provided in one or more of the connecting tubes 324. The fitting can be made and closed - in any way. .
The contained column of liquid formed by the mercury and the oil is driven into oscillation in any suitable manner, to bring the mercury 331 alternately; in contact with contacts 327 and 328. your oscillations can by
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- Example be produced by providing at the ends of the tubes 333 and 334 hollow bodies 335 and 336 compressible preferably in accordion shape. A plague 337 cooperates with these bodies. hollow 335 and 336, the beam being pivoted at point 338.
To the beam is fixed an armature 339 which a magnet 340 causes to oscillate so
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- known, the excitation circuit of If8im'Jrt; te3 being, alternately open or closed using a Wagner hammer or similar device. On the upper extension of the frame
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3.39. one can provide two springs 341 and 3u intended to reinforce the oscillations of the armature 3% and * with ille- * those of the flail 337 <To limit the oscillations, we can provide stops 343. The flail 3 compresses, during its oscillations the hollow bodies 335 and 336 of a certain amount, so that the whole
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liquid column in the tubes is # 1tJ: where in oscillation, thus effectusst the offset commutations.
- Instead of 4u the device shown 1 qJ1 can also produce the oscillations of the liquid in dispos @ 1;,. at the extremities
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of the two tubes 333 and 334, pistons which are alternately made to enter the tubes in any way, for example also by means of magnet switches. It is also possible to arrange the tubes in 8 'closed cycle and iu1ïerealer in this qqµ1e a n zau megu61; 1 that Iton drives in oscillation by free, by means of coils of electromagnets.
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semp3.i of arms 322, 323 and 'de1pièèceo 384 individual link has the advantage of, allows easy assembly and little cost = U tubes.
This method of assembly makes it possible, moreover, to adapt in a convenient manner the diameters of the - U-tubes, as well as the switching paths of the mercury, i.e.
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that is, the distance between the upper edge of the mercury and the outer centers, at the various currents and voltages at aontn81eoe.
As shown in figure 15, it is advisable to give to the tubes having to conduct relatively high currents a strong
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Reduced section and stroke length while tubes having to withstand high stresses are chosen, low diameter and high stroke.
In the embodiment according to Figures 17 and
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18, the switching takes place by means of tilting d3.r.tsrrrrrptettra - mercury 344, known per se, provided with three contacts 345,
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ze and z. The distance separating these contacts, as well as the guaB- * tity of mercury are chosen such that in one of $ positions the mercury 348 unites the deax contacts 345 and 346 # and that in the other positions it unites the contacts z and 34 ?.
To obtain the rocking movements, all the inteoeraptors can be placed on a support 349 oscillating around the aoee 350. To the support is fixed a frame 351 cooperating with an electromagnetic switch device 352, in the manner of a Wagner hammer and causing, in the known manner, the system in oscillation.
- A spring 353 is used to return the system to the other position.
It is also possible to drive the rocker switches into oscillation, in another suitable manner.