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REGLAGE DE LA TENSION d'UN REDRESSEUR A VAPEUR DE MERCURE EN FONCTION DE CER- -TAINES DIFFERENCES DE VITESSES OU DE FREQUENCES.
La présente invention se rapporte à la commande individuelle de machines parmi lesquelles un certain nombre, alimentées en courant continu par des redresseurs à vapeur de mercure, doivent fonctionner à une vitesse détermi- née par rapport à d'autres alimentées en courant alternatif. Un tel problème se présente, par exemple, dans les laminoirs où un certain nombre de cylindres sont alimentés par du courant alternatif et d'autres par du courant continu, de manière à tirer parti des avantages particuliers de chacun de ces types de mo- teurs ; le courant continu étant obtenu au moyen de redresseur à vapeur de mer- cure alimenté par la même source de courant alternatif que celle qui alimente les moteurs à courant alternatif ou par toute autre source.
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Dans cette industrie, citée à titre d'exemple, il est désirable
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que les vitesses de tous ces moteurs restent dans un rapport partiquement cons- tant pour assurer la continuité 4es opérations de lanimage* Or, la vitesse de rotation des moteurs à courant alternatif est fonction principalement de la fréquence de ce courant alors que la vitesse de rotation des moteurs à courant continu est fonction principalement de la tension du courant.
Il en résulte que, lorsque la fréquence du courant alternatif subit des variations dues aux varia- tions du couple résistant de la génératrice à courant alternatif ou à toute autre cause, les vitesses des moteurs à courant alternatif varient alrs que la vitesse des moteurs à courant continu reste constante pour autant que la tension continue reste constante. Par contre, si la tension alternative continue subit des variations sans que la fréquence du courant alternatif ne soit modifiée, la vitesse des moteurs à courant continu est modifiée par rapport à celle des moteurs à courant alternatif.
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et a pour objet un système perfectionné de réglage de la tension redressée de manière à garder un rapport sensiblement constant entre les vitesses des moteurs à courant continu et alternatif.
On sait qu'il est possible de régler la tension d'un redresseur à vapeur de mercure à arc entretenu en plaqant au voisinage de chaque anode un corps conducteur appelé grille auquel on applique une différence de potentiel variable décalée dans le temps par rapport au potentiel de l'anode de manière à empêcher l'arc de se former pendant une fraction déterminée de la demi-période pendant laquelle l'anode est positive,
Le décalage peut être réglé pour que l'arc, à une anode quelcon- que, ne reste allumé, pendant chaque période, qu'entre deux instants déterminés à volonté, et il est possible, de ce fait, de faire varier, d'une manière pro- gressive, l'intensité du courant débité par chaque anode et, par conséquent, la tension du courant redressé.
Le décalage variable entre le potentiel des anodes et le potentiel des grilles provoquant l'allumage de l'arc correspondant, peut être obtenu par tout moyen approprié et notamment à l'aide d'enroulements convenablement dispo- sés dans un champ tournant polyphasé ou à l'aide de résistances, de selfs, de capacités, suivant des montages bien connus de réglage de tension.
Ce procédé fait l'objet du brevet belge n 314.873 du 18 décembre 1923 - TOULON - cédé à la demanderesse.
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Conformément à la présente invention, il est fait application au contrôle de la vitesse des moteurs, de ce procédé de réglage de la tension des redresseurs à vapeur de mercure, ou de tout autre procédé équivalent, soit en agissant électriquement sur des résistances, selfs ou capacités montées suivant des procédés connus ou nouveau pour fournir aux grilles les vantions de potentiel convenables au réglage de la tension, soit en agissant mécanique- ment sur la disposition d'enroulements placés dans un champ tournant polyphasé ou sur n'importe quel organe mobile ayant la même fonction technique, destiné à fournir aux grilles les variations de potentiel convenable au réglage de la tension du redresseur.
On comprendra mieux l'invention en se référant à la description suivante ainsi qu'aux dessins ci-annexés sur lesquels t
La fig.1 représente un système de moteurs à courant'alternatif et à courant continu avec redresseur muni d'un dispositif de réglage de la tension actionné par différentiel mécanique;
La fig.2 représente un même système dans lequel le réglage de la tension est obtenu par l'action.mécanique d'un différentiel électrique;
La fig.3 représente un système de moteurs à courant alternatif et à courant continu avec redresseur muni d'un dispositif de réglage de la tension obtenu par l'action d'un courant oontinu proportionnel à la différence de vi- tesse des moteurs à courant continu et alternatif sur la saturation d'un cir- cuit .magnétique ;
.La fig.4 représente un dispositif capable de donner une tension continue uniquement proportionnelle à la fréquence d'un courant alternatif quelle que soit la tension de ce dernier;
La fig.5 représente les courbes de magnétisation du transforma- teur représenté à la fig,4; La fig.6 représente un générateur d'impulsions dont la phase peut être modifiée d'une manière continue par l'action d'un courant continu dont l'intensité croit progressivement.
La fig,7 représente,en fonction du temps,les courbes des flux et des tensions induites dans le générateur d'impulsions représenté fig.6. b En se référant à la première figure, 1 représente une source de @ courant alternatif alimentant soit directement, soit indirectement par l'in- termédiaire de transformateurs 2, les moteurs à courant alternatif 3.
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4 représente un (ou plusieurs) redresseur à vapeur de mercure dont une anode 5 et la grille correspondante 6 ont été représentées.
Ce redresseur est alimenté par la source 1 ou par n'importe quelle autre source de courant alternatif, soit directement, soit indirecte- ment par l'intermédiaire du transformateur 7.
Ce redresseur alimente les moteurs à courant continu 8 dont les vitesses de rotation doivent être maintenues dans un rapport constant de vi- tesses avec les moteurs à courant alternatif 3.
Le réseau alternatif entraîne un moteur 73 de caractéristiques semblables à celles des moteurs 3. La vitesse de rotation de ce moteur 73 est donc sensiblement proportionnelle à la fréquence du réseau alternatif.
Le réseau continu entraîne un moteur 78 de caractéristiques sem- blablos à celles dos moteurs 8. La vitesse de rotation de cedmoteur est donc sensiblement proportionnelle à la tension du réseau continu.
Ces deux moteurs actionnent un mouvement différentiel 79.
Les roues planétaires 80 de ce différentiel sont entraînées dans un mouvement tournant proportionnel à la différence de vitesses des moteurs 73 nt 78.
Ce mouvement, par l'intermédiaire d'une vis sans fin ou d'un système de liaison mécanique quelconque, agit sur le dispositif déphaseur 11 de la tension d'alimentation du redresseur, soit directement, soit indirecte- ment par l'aotion de contacts électriques et d'un servo-moteur.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant Lorsque la fréquence du réseau 1 varie et que la vitesse des moteurs 3 a ten- dance à se modifier par rapport à la vitesse des moteurs 8, cette variation de fréquence produit une différence entre les vitesses de rotation des moteurs 73 et 78 provoquant une rotation de la vis sans fin qui, par l'action du dis- positif déphaseur 11, réajuste la tension redressée* de manière à maintenir constant le rapport des vitesses des moteurs à courant continu et alternatif.
De même, une variation de tension d'alimentation du moteur à courant continu 8 provoque une rotation de la vis sans fin qui, par l'action du dispositif déphaseur 11, réajuste la tension redressée de manière à main- tenir constant le rapport des vitesses des moteurs à courant continu et alter- natif.
Le mouvement différentiel mécanique peut utilement être remplacé
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par un différentiel électrique tel que représenté fig.2. Dans ce cas, le ro- tor 90 d'une machine est entraîné par le moteur auxiliaire à courant continu 78 à une vitesse proportionnelle à la tension continue, Ce rotor est bobiné et alimenté par le réseau alternatif de telle manière qu'il s'y produise un champ tournant et que le sens de rotation de ce champ soit contraire à celui de l'en- traînement du rotor. Ce rotor présente% donc, en fonctionnement, un champ tournant dans l'espace à une vitesse proportionnelle à la différence des vi- tesses des moteurs à courant alternatifw3 et des moteurs à courant continu 8.
Ce champ tournant entralne des pôles inducteurs 91, qui, par l'in- termédiaire d'une vis sans fin ou de n'importe quel autre système de liaison mécanique, agit sur le dispositif déphaseur de la tension d'alimentation du redresseur il* Un tel dispositif fonctionne comme il a été expliqué précé- demment.
Le réglage de la vitesse des moteurs 8 par rapport à celle des moteurs 3 est obtenu en agissant sur le rhéostat de champ du moteur pilote 78, lequel ajustera la tension du redresseur pour donner le rapport des vitesses désiré.
En se référant à la fig.3, 1 représente une source de courant alternatif alimentant soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire de transformateurs 2, les moteurs à courant alternatif 3. 4 représente un (ou plusieurs) redresseur à vapeur de mercure polyphasé dont une anode 5 et une grille 6 ont été représentées. Ce redresseur est alimenté par la source 1 ou par une autre source à courant alternatif, soit directement, soit par l'in- termédiaire du transformateur 7. Ce redresseur alimente des moteurs à courant continu 8 dont les vitesses de rotation doivent être maintenues en rapport constant avec .les vitesses des moteurs à courant alternatif 3.
18 représente un dispositif fournissant entre les points 9 et 10 une tension continue uniquement proportionnelle à la fréquence du courant alternatif. Un tel dispositif peut être constitué par une génératrice à cou- rant continu à excitation constante entraînée par un moteur à courant alterna- tif alimenté par la source 1. Il peut être également constitué tel que repré- senté fig.4.
11 représente un dispositif déphaseur, éventuellement réglable, de la tension alternative d'alimentation du redresseur tel un régulateur d'in- @ duotion par exemple et 12 représente un générateur d'impulsions-dont la phase
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peut être modifiée d'une manière continue par l'action d'un courant continu sur la bobine 13. Un tel générateur est représenté, à titre d'exemple, sur la fig.6.
14 est une résistance potentiométrique montée aux bornes à cou- rant continu du redresseur dont une partie 15-16 est montée en opposition avec les bornes à courant continu 9-10 du dispositif 18 à travers la bobine 13 du générateur d'impulsions 12 de telle manière que, pour un réglage convenable de
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let vitnne don motourn 3 et 0, aucun courant ne travercro la bobine 115.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant : Lorsque la fréquence du réseau 1 augmente et que la vitesse des moteurs 3 a tendance à augmenter par rapport à la vitesse des moteurs 8, la tension conti- nue aux bornes 9-10 du dispositif 18 augmente et dépasse la tension aux bornes de la partie 15-16 du potentiomètre 14. Il en résulte un courant dans le sens de la flèche dans l'enroulement 13 ayan pour effet de varier le déphasage des tensions de grille 6 et d'augmenter la tension du redresseur 4 jusqu'à ce que l'équilibre se rétablisse.
Les'moteurs 8 augmentent en conséquence de vitesse et.le même rapport de vitesses est maintenu entre les moteurs 3 et 8.
Le fonctionnement du dispositif sera inversé si la fréquence du réseau 1 diminue.
Si la tension de la source 1 vient à augmenter et tend à provo- quer une augmentation de la vitesse des moteurs 8 par rapport à celle des moteurs 3, l'équilibre entre les tensions 15-16 et 9-10 est rompu et il en résulte un courant dans la bobine 13 en sens inverse de la flèche. Ce courant a pour effet de déphaser les tensions des grilles 6, de diminuer la tension du redresseur 4 et de rétablir le même rapport entre les vitesses des moteurs 3 et 8.
Le fonctionnement du dispositif est inversé lorsque la tension de la source 1 vient à diminuer.
Le réglage de la vitesse des moteurs 8 par rapport. à celle des moteurs 3 est obtenu en déplaçant le curseur de la résistance potentiométrique 14, lequel provoquera un courant dans la bobine 13 et ajustera la tension du redresseur pour donner le rapport des vitesses déniré.
La fi.4 représente un dispositif conforme à l'invention fournis- sant une tension ou un courant continu d'intensité moyenne uniquement proportion- nel à la fréquence mais indépendant de la tension d'alimentation.
Sur cette figure, 20 représente un transformateur dont les cir-
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-cuits magnétiques comportent trois branches. Sur la branche 21 non saturée pour les tensions utilisées, est enroulé une bobinage 19 alimenté par la source à courant alternatif 1. La branche 22 est réalisée en matériau magnétique de dimen- sions telles que la saturation soit rapidement obtenue pour les tensions utili- sées. La branche 23 possède une réluctance magnétique voisine de celle de l'air.
Sur les branches 22 et 23 sont montées deux bobines 24 et 25 électriquement sem- blables, en série et en opposition dans un circuit comportant un système redres- seur 35 et une résistance 26.
La courbe de magnétisation de la branche 22 du transformateur est représentée,sur la figure 5, par la ligne 27. Cette courbe présente un point de saturation 28 en de-cà duquel la perméabilité du matériau est élevée et au-delà duquel la perméabilité est voisine de l'unité. Le permalloy et d'autres métaux de composition similaire présentent une telle courbe caractéristique.
La ligne 29 représente, à la même échelle, la courbe de'magnéti- sation de la branche 23 du transformateur en matériau non magnétique,
Pour des tensions d'alimentation de la bobine 19 supérieures à celle qui entraîne la saturation du noyau 22, les accroissements de flux dans les bobines 24 et 25 se neutralisent et le flux maximum résultant N a, de ce fait, une valeur constante indépendante de la tension.
La force électromotrice instantanée induite "e" dans les bobines 24 et 25 est donc;à un facteur constant près, de la forme ..
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o!.J1f = e = .. Y(, ci-/:- i étant le courant instantané dans le circuit 24-25-26 de résistance R,
Dune un quarb de période du champ alternatif croissant de zéro à sa valeur absolue maximum (ou vice versa), la quantité d'électricité induite dans le circuit 24-25-26 est donnée par l'intégration
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,/y J.
e- Ilé7- o o H = Jo - olt- d'où #Q 'fi "é - 111
La quantité d'électricité induite dans le circuit par période est donc quatre fois plus grande et, si la tension alternative d'alimentation du transformateur présente une fréquence f, la quantité d'électricité induite dans le circuit 24-25-26 en une seconde, c'est-à-dire l'intensité moyenne du courent induit égale
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/q soit zal
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proportionnel à la fréquence f et indépendant de la tension V.
La fig.6 représente un générateur d'impulsions dont la phase peut être modifiée d'une manière oontinue par l'aotion d'un oournnt continu variant d'une façon progressive.
Cette figure représente un transformateur dont le circuit magné- tique feuilleté comporte un noyau 41 non saturé aux tensions d'alimentations e une branche 42 réalisée en matériau magnétique de dimensions telle que la sa- turation soit rapidement obtenue pour les tensions utilisées. Le circuit magné- tique peut en outre comporter des shunts magnétiques 43 et 44.
Sur le noyau 41 est bobiné l'enroulement primaire 45 d'un trans- formateur alimenté sous une tension alternative,
Sur le même noyau 41 se trouve un second bobinage 46 soumis à l'action d'un courant continu.
Sur la branche 42 est bobiné l'enroulement secondaire 47 du trans- formateur.
La Fig.7 représente les courbes en fonction du temps des flux et des tensions induites dans le générateur d'impulsions. Soit 50 la courbe de la tension alternative d'alimentation du transformateur; 51 le flux dans la bobine primaire; 53 le flux dans la bobine secondaire du transformateur quand la bobine 46 n'est le siège d'aucun courant continu.
A ce flux correspondent des impulsions 55 pouvant servir à l'allu- mage d'un arc dans le redresseur.
Dans le cas où l'on envoie un courant continu dans la bobine 46, ce dernier modifie, par sa composante continue, le flux primaire qui, de ce fait, prend l'allure représentée par la courbe 57.
58 représente le flux dans la bobine secondaire , 47 et 59 les impulsions de tension en résultant.
On voit que ces impulsions 47 et 59 sont décalées (déportées dans le temps) par rapport aux impulsions 55, en avance ou en retard suivant le sens du courant continu, et d'une manière progressive avec l'intensité du courant continu.
Bien que l'on ait décrit quelques formes particulières de l'in- vention, il est évident que l'on pourra, sans sortir du cadre de celle-ci, modi- fier ou combiner les différentes organes décrits tout en laissant à ceux-ci la même fonction technique.
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ADJUSTING THE VOLTAGE OF A MERCURY STEAM RECTIFIER ACCORDING TO CERTAIN DIFFERENCES IN SPEEDS OR FREQUENCIES.
The present invention relates to the individual control of machines, of which a certain number, supplied with direct current by mercury vapor rectifiers, must operate at a determined speed with respect to others supplied with alternating current. Such a problem arises, for example, in rolling mills where a certain number of rolls are supplied by alternating current and others by direct current, so as to take advantage of the particular advantages of each of these types of motors. ; the direct current being obtained by means of a mercury vapor rectifier supplied by the same source of alternating current as that which supplies the motors with alternating current or by any other source.
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In this industry, cited as an example, it is desirable
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that the speeds of all these motors remain in a particularly constant ratio to ensure the continuity of the operations of the image * Now, the speed of rotation of the AC motors is mainly a function of the frequency of this current while the speed of rotation DC motors is mainly a function of the voltage of the current.
As a result, when the frequency of the alternating current undergoes variations due to variations in the resistive torque of the alternating current generator or to any other cause, the speeds of the alternating current motors vary as the speed of the current motors. DC remains constant as long as the DC voltage remains constant. On the other hand, if the direct alternating voltage undergoes variations without the frequency of the alternating current being modified, the speed of the direct current motors is modified in relation to that of the alternating current motors.
The object of the present invention is to remedy this drawback and its object is an improved system for regulating the rectified voltage so as to keep a substantially constant ratio between the speeds of the DC and AC motors.
We know that it is possible to adjust the voltage of a maintained arc mercury vapor rectifier by placing a conductive body called a grid in the vicinity of each anode, to which a variable potential difference is applied, shifted in time with respect to the potential of the anode so as to prevent the arc from forming during a determined fraction of the half-period during which the anode is positive,
The offset can be adjusted so that the arc, at any anode, only remains on during each period between two instants determined at will, and it is therefore possible to vary, d ' gradually, the intensity of the current delivered by each anode and, consequently, the voltage of the rectified current.
The variable offset between the potential of the anodes and the potential of the gates causing the ignition of the corresponding arc, can be obtained by any suitable means and in particular by means of windings suitably arranged in a polyphase rotating field or at using resistors, inductors, capacitors, according to well-known voltage adjustment arrangements.
This process is the subject of Belgian patent No. 314,873 of December 18, 1923 - TOULON - assigned to the applicant.
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In accordance with the present invention, application is made to the control of the speed of the motors, of this method of adjusting the voltage of the mercury vapor rectifiers, or of any other equivalent method, either by acting electrically on resistors, chokes or capacitors mounted according to known or new methods to provide the gates with the potential variations suitable for adjusting the voltage, either by acting mechanically on the arrangement of windings placed in a polyphase rotating field or on any moving member having the same technical function, intended to supply the gates with the potential variations suitable for adjusting the rectifier voltage.
The invention will be better understood by referring to the following description as well as to the accompanying drawings in which t
Fig.1 shows a system of AC and DC motors with rectifier provided with a voltage adjustment device actuated by mechanical differential;
Fig.2 shows the same system in which the voltage adjustment is obtained by the mechanical action of an electric differential;
Fig. 3 represents a system of alternating current and direct current motors with rectifier fitted with a voltage regulating device obtained by the action of a continuous current proportional to the difference in speed of the current motors. DC and AC on the saturation of a magnetic circuit;
.The fig.4 shows a device capable of giving a direct voltage only proportional to the frequency of an alternating current whatever the voltage of the latter;
Fig. 5 shows the magnetization curves of the transformer shown in fig, 4; Fig. 6 represents a pulse generator whose phase can be continuously modified by the action of a direct current whose intensity increases progressively.
FIG. 7 represents, as a function of time, the curves of the fluxes and voltages induced in the pulse generator represented in FIG. 6. b Referring to the first figure, 1 represents an alternating current source supplying either directly or indirectly through transformers 2, the alternating current motors 3.
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4 represents one (or more) mercury vapor rectifier of which an anode 5 and the corresponding grid 6 have been represented.
This rectifier is supplied by source 1 or by any other source of alternating current, either directly or indirectly through the intermediary of transformer 7.
This rectifier supplies the DC motors 8, the rotational speeds of which must be maintained in a constant speed ratio with the AC motors 3.
The AC network drives a motor 73 with characteristics similar to those of the motors 3. The speed of rotation of this motor 73 is therefore substantially proportional to the frequency of the AC network.
The DC network drives a motor 78 with characteristics similar to those of the motors 8. The speed of rotation of this motor is therefore substantially proportional to the voltage of the DC network.
These two motors actuate a differential movement 79.
The planetary wheels 80 of this differential are driven in a rotating movement proportional to the speed difference of the 73 nt 78 motors.
This movement, by means of an endless screw or of any mechanical linkage system, acts on the phase-shifter device 11 of the supply voltage of the rectifier, either directly or indirectly by the action of electrical contacts and a servo motor.
The operation of the device is as follows When the frequency of the network 1 varies and the speed of the motors 3 tends to change with respect to the speed of the motors 8, this frequency variation produces a difference between the speeds of rotation of the motors. motors 73 and 78 causing a rotation of the endless screw which, by the action of the phase shifter device 11, readjusts the rectified voltage * so as to keep the ratio of the speeds of the direct and alternating current motors constant.
Likewise, a variation in the supply voltage of the direct current motor 8 causes a rotation of the endless screw which, by the action of the phase shifter device 11, readjusts the rectified voltage so as to keep the speed ratio constant. direct and alternating current motors.
The mechanical differential movement can usefully be replaced
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by an electric differential as shown in fig.2. In this case, the rotor 90 of a machine is driven by the auxiliary direct current motor 78 at a speed proportional to the direct voltage. This rotor is wound and supplied by the AC network in such a way that it is y produces a rotating field and that the direction of rotation of this field is opposite to that of the rotor drive. This rotor therefore presents%, in operation, a field rotating in space at a speed proportional to the difference between the speeds of the AC motors w3 and of the DC motors 8.
This rotating field enters the inductor poles 91, which, by means of a worm or any other mechanical connection system, acts on the phase-shifter device of the supply voltage of the rectifier it * Such a device operates as explained above.
The adjustment of the speed of the motors 8 relative to that of the motors 3 is obtained by acting on the field rheostat of the pilot motor 78, which will adjust the voltage of the rectifier to give the desired speed ratio.
Referring to fig. 3, 1 represents an alternating current source supplying either directly or indirectly through transformers 2, the alternating current motors 3. 4 represents one (or more) polyphase mercury vapor rectifier including an anode 5 and a grid 6 have been shown. This rectifier is supplied by the source 1 or by another alternating current source, either directly or through the intermediary of the transformer 7. This rectifier supplies direct current motors 8 whose rotation speeds must be kept in relation. constant with the speeds of the AC motors 3.
18 shows a device supplying between points 9 and 10 a direct voltage only proportional to the frequency of the alternating current. Such a device can be constituted by a direct current generator with constant excitation driven by an AC motor supplied by the source 1. It can also be constituted as shown in fig.4.
11 represents a phase-shifter device, optionally adjustable, of the AC supply voltage of the rectifier such as an induction regulator for example and 12 represents a pulse generator whose phase
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can be modified continuously by the action of a direct current on the coil 13. Such a generator is shown, by way of example, in fig.6.
14 is a potentiometric resistor mounted at the direct current terminals of the rectifier, a part of which 15-16 is mounted in opposition to the direct current terminals 9-10 of the device 18 through the coil 13 of the pulse generator 12 of such so that, for a suitable adjustment of
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let vitnne don motourn 3 and 0, no current crosses coil 115.
The operation of the device is as follows: When the frequency of network 1 increases and the speed of motors 3 tends to increase with respect to the speed of motors 8, the continuous voltage at terminals 9-10 of device 18 increases and exceeds the voltage across part 15-16 of potentiometer 14. This results in a current in the direction of the arrow in winding 13, which has the effect of varying the phase shift of the grid voltages 6 and increasing the voltage of the rectifier 4 until equilibrium is restored.
The motors 8 increase in speed accordingly and the same gear ratio is maintained between motors 3 and 8.
The operation of the device will be reversed if the frequency of network 1 decreases.
If the voltage of source 1 increases and tends to cause an increase in the speed of motors 8 relative to that of motors 3, the balance between voltages 15-16 and 9-10 is upset and there is a A current results in the coil 13 in the opposite direction of the arrow. This current has the effect of phase shifting the voltages of the gates 6, of reducing the voltage of the rectifier 4 and of re-establishing the same relationship between the speeds of the motors 3 and 8.
The operation of the device is reversed when the voltage from source 1 decreases.
The speed adjustment of the motors 8 relative. to that of the motors 3 is obtained by moving the cursor of the potentiometric resistance 14, which will cause a current in the coil 13 and will adjust the voltage of the rectifier to give the denoted speed ratio.
The fi.4 represents a device in accordance with the invention supplying a voltage or a direct current of average intensity only proportional to the frequency but independent of the supply voltage.
In this figure, 20 shows a transformer whose cir-
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-Magnetic kitchens have three branches. On branch 21 unsaturated for the voltages used, is wound a coil 19 supplied by the alternating current source 1. Branch 22 is made of magnetic material of such dimensions that saturation is quickly obtained for the voltages used. . The branch 23 has a magnetic reluctance close to that of air.
On branches 22 and 23 are mounted two electrically similar coils 24 and 25, in series and in opposition in a circuit comprising a rectifier system 35 and a resistor 26.
The magnetization curve of the branch 22 of the transformer is represented, in Figure 5, by line 27. This curve has a saturation point 28 below which the permeability of the material is high and beyond which the permeability is neighbor of the unit. Permalloy and other metals of similar composition exhibit such a characteristic curve.
Line 29 represents, on the same scale, the magnetization curve of branch 23 of the non-magnetic material transformer,
For supply voltages to coil 19 greater than that which leads to saturation of core 22, the increases in flux in coils 24 and 25 are neutralized and the resulting maximum flux N has, therefore, a constant value independent of voltage.
The instantaneous electromotive force induced "e" in the coils 24 and 25 is therefore, up to a constant factor, of the form ..
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o! .J1f = e = .. Y (, ci - /: - i being the instantaneous current in circuit 24-25-26 of resistor R,
From a period quarb of the alternating field increasing from zero to its absolute maximum value (or vice versa), the quantity of electricity induced in the circuit 24-25-26 is given by the integration
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, / y J.
e- Ilé7- o o H = Jo - olt- hence #Q 'fi "é - 111
The quantity of electricity induced in the circuit per period is therefore four times greater and, if the AC supply voltage of the transformer has a frequency f, the quantity of electricity induced in the circuit 24-25-26 in one second , that is to say the average intensity of the induced current equal
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/ q be zal
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proportional to the frequency f and independent of the voltage V.
Fig. 6 shows a pulse generator, the phase of which can be changed in a continuous manner by the action of a continuously varying gradually.
This figure shows a transformer whose laminated magnetic circuit comprises a core 41 unsaturated at the supply voltages and a branch 42 made of magnetic material of dimensions such that saturation is rapidly obtained for the voltages used. The magnetic circuit can also include magnetic shunts 43 and 44.
On the core 41 is wound the primary winding 45 of a transformer supplied with an alternating voltage,
On the same core 41 is a second coil 46 subjected to the action of a direct current.
The secondary winding 47 of the transformer is wound on branch 42.
Fig. 7 represents the curves as a function of time of the fluxes and voltages induced in the pulse generator. Let 50 be the curve of the AC supply voltage of the transformer; 51 the flux in the primary coil; 53 the flux in the secondary coil of the transformer when the coil 46 is not the seat of any direct current.
To this flow correspond pulses 55 which can be used to ignite an arc in the rectifier.
In the case where a direct current is sent into the coil 46, the latter modifies, by its direct component, the primary flux which, as a result, takes the shape represented by the curve 57.
58 represents the flux in the secondary coil, 47 and 59 the resulting voltage pulses.
It can be seen that these pulses 47 and 59 are offset (offset in time) with respect to the pulses 55, ahead or behind in the direction of the direct current, and in a progressive manner with the intensity of the direct current.
Although some particular forms of the invention have been described, it is obvious that it is possible, without departing from the scope thereof, to modify or combine the various components described while leaving them to here the same technical function.