<Desc/Clms Page number 1>
Agencement de transformation.
La présente invention concerne un agencement pour la transformation de courant continu en courant alternatif ou vice-versa, au moyen de contacts déplaces mécaniquement qui s'ouvrent périodiquement chaque fois pendant une pause de cou- rant faible. Il est connu dans les dispositions de ce genre, de prévoir une charge de base pouvant être mise hors circuit du côté du courant continu pour empêcher en cas de chute de la charge principale qu'il se produise un déchargement complet qui peut provoquer, par suite du déplacement qui en résulte de la pause de courant faible par rapport à la position de
<Desc/Clms Page number 2>
phases de la tension commandant le mouvement des contacts, une mise en danger des contacts par ouverture en dehors de la pause de courant faible.
Suivant la présente invention une amélioration, est apportes par le faique la charge de base est ajoutée en temps voulu au moyen d'un relaisexcité sous la dépendance de la charge principale lorsqu'on paesc. en-dessous d'une valeur de charge déterminée d'avance, l'adjonction se faisant automatiquement de telle façon que le courant continu ne descend, même on cas de disparition complète de la charge principale, en aucun instant en-dessous d'une valeur minima déterminée d'avance.
On a représenté au dessin, à la fig. 1, schémati- quement, un exemple de réalisation de l'invention qui est expliqué à l'aide des courbes de courant suivant la fig. 2.
On a prévu à. la fig. 1 pour l'échange d'énergie en- tre un réseau de courant triphasé 10 et un réseau 20 de cou- rant continu des dispositifs de contacts 1 à 6 qui sont ou- verts et fermés alternativement dans l'ordre de succession des chiffres indiqués, au moyen d'un dispositif de commande non représenté au d-essin, les temps de fermeture des contacts des phases qui se détachent l'une de l'autre se recouvrant de sorte que pendant le temps de recouvrement, la commutation peut s'effectuer. On peut employer comme dispositif de comman- de par exemple un arbre à cames ou à excentriques qui est ac- tionné par un moteur synchrone raccordé au réseau de courant triphasé et ayant une position de phases réglable de son champ tournant.
Les dispositifs de contact sont raccordés par l'in- termédiaire d'un transformateur comportant les enroulements primaires 11 et les enroulements secondaires 12 et par l'in- termédiaire de selfinductions de commutation 13 présentant des noyaux magnétiques 14 fortement saturés pour le courant nominal, au réseau 10 à courant triphasé.
Les noyaux magnéti- ques 14 sont faits de préférence en un alliage de fer de qua- lité supérieure au point de vue magnétique dont les lignes ca-
<Desc/Clms Page number 3>
ractéristiques de magnétisation dans la région non saturée sont aussi peu inclinées que possible par-rapport à l'axe du flux, présentent aux endroits de transition vers les régions saturées un coude aussi net que possible et s'étendent dans les régions saturées, en cas d'induction aussi élevées que possible, à peu près parallèlement . l'axe d'excitation.
Les selfinductions de commutation 13 provoquent chaque fois dans le voisinage d'un passage de courant nul, par suite d'une désaturation brusque de leur noyau magnétique, une pause de courant faible pendant laquelle le courant peut être co,upé sans étincelle de commutation nuisible pour les contacts. Sur les noyaux magnétiques 14 on peut disposer des enroulements de magnétisation préalables non représentés au dessin, pour éliminer les phénomènes perturbateurs d'hystérésis.
Chacun des dispositifs de contacts 1 à 6 peut consister en un grou- pe de contacts 15 et en un trajet en dérivation, de préfé- rence capacitif, monté en parallèle sur ceux-ci et qui est re- présenté à la fig. 1 par un condensateur 16 et une résistance d'amortissement 17 et sert à retarder l'accroissement de la tension revenant aux contacts lors de l'opération d'ouverture.
Du côté du courant continu, trois dispositifs de contacts sont réunis en un pôle de courant continu suivant le montage connu de Graetz et sont raccordés au réseau 20 de courant continu par l'intermédiaire d'une self induction d'égalisation 19 et d'un commutateur 18.
Comme le mouvement des contacts par le moteur syn- chrone est en relation avec la tension du réseau 10 à courant alternatif, et comme en outre l'allure du courant de commuta- tion et par conséquent aussi la position des pauses de courant faible provoquées par les selfinductions de commutation 13 par rapport à la position de phases de la tension alternative sont différentes suivant l'élévation du courant de charge, il peut se produire dans le cas d'un déchargement brusque du coté du courant continu,
que l'instant de mise hors-circuit réglé
<Desc/Clms Page number 4>
sur la charge nominale ne tombe plus dans la pause de faible courant et que par conséquent il se présente des allumages en retour par lesquels les contacts peuvent être endommagés en quelques secondes jusqu'à tre complètement inutilisables. On ne peut pas toujours éliminer ce danger par le réglage de l'instant de contact au moyen du réglage de la position de phase du champ tournant du moteur d'actionnement, car l'opé- ration de mise au point produite par ce réglage prend trop de temps à cause de l'inertie des masses des pièces en rota- tion.
Pour cette raison, on a raccordé une charge de base 21 aux pôles de courant continu. A cause de cette charge il se maintient un courant continu d'élévation telle que la position de l'instant de mise hors circuit est assurée en tout cas à l'intérieur des pauses de courant faible. Dans le cir- cuit de la charge de base, il est avantageux de disposer éga- lement une self induction d'égalisation 22 car en cas d'allure ondulatoire du courant de charge de base, le résultat envisagé pourrait manquer dans certaines circonstances. ?Tais la charge de base représente une perte qui, en cas de fonctionnement permanent à pleine charge, n'est pas désirée. On a par con- séquent rendu la charge de base capable d'être mise hors- circuit.
Il faut alors veiller toutefois à ce que la charge de base soit adjointe en temps voulu en cas de chute brusque de la charge principale. Dans ce but, on a prévu un relais à commutation rapide dont le noyau magnétique 23 est excité par le courant de charge principal ou par une partie de celui-ci de telle manière que son armature 24, qui en cas de dispari- tion de la charge principale maintient fermés les contacts de relais 25 sous la traction d'un ressort 26, est attirée au- dessus d'une valeur déterminée d'avance de la charge principa- le.
Pour l'adjonction de la charge de base en temps voulu lorsque la charge principale s'abaisse il faut prendre
<Desc/Clms Page number 5>
pour point de déport le cas le plus défavorable dans lequel la charge principale est amenée à disparaître complètement par ouverture du commutateur 18 par exemple. La circonstance déterminante pour l'adjonction de la charge de base est l'al- lure dans le temps, représentée par exemple à la fig. 2, du courant descendant Jdans le circuit de charge et du courant
B ascendant ic dans le circuit de charge de base, qui est re- présentée à la fig. 2 pour différents cas par les courbes 1 et 2a-2c.
Les différentes valeurs. i du courant sont indiquées à la fig. 2 en centièmes du courant nominal Jn, les valeurs jusque 4 % étnt portées à l'échelle ordinaire et les valeurs situées au-dessus à l'échelle logarithmique. Le courant de charge principal descendant se comporte suivant une ligne lo- garithmique correspondant à t
TB
JB - Jn e Dans ces formules TB = LB représente la constante de temps
RB du circuit de charge principale qui est donnée par son induc- tivité LB et sa résistance ohmique RB et peut valoir par exemple, à l'échelle des temps indiquée au début de l'axe des temps, 1 ms. On supposera en outre que la valeur minima Jmin du courant du coté du courant continu, en-dessous de laquelle on ne peut pas descendre - même passagèrement - vaut 1 % du courant nominal Jn.
La valeur finale Jo du courant de charge de base doit donc avoir au moins la même valeur.
L'instant le plus tardif auquel le circuit de charge de base doit être fermé est l'instant dans lequel le courant de charge principale JB est descendu à Jmin' c'est-à-dire, suivant la fig. 2, environ 4,7 ms après le commencement de l'interruption du circuit de charge principale parcouru au préalable par le courant nominal. Comme le relata 23,24 ne fonctionne pas sans inertie mais a par exemple un temps pro- pre de tol= 2 ms, sa valeur de fonctionnement doit être ré-
<Desc/Clms Page number 6>
glée à. la même valeur du courant' de charge principale J B qui, dans l'exemple choisi, se trouve de 2 ms avant l'obtention de la valeur Jmin, c'est-à-dire, suivant la fig. 2, à 7 % du courant nominal J .
De ce fait, toutes les conditions ne sont toutefois pas remplies, il faut au contraire veiller en outre à ce que le courant dans le circuit de charge de base s'élève au moins aussi rapidement qu'il s'abaisse dans le circuit de charge principale. La croissance du courant de charge de base sui t la loi - @/TO iO - JO (1 - e) dans laquelle de nouveau L
EMI6.1
T
O RO désigne la constante de temps du circuit de charge de base qui est donnée par son inductivité Let sa résistance ohmique RO et qui détermine la vitesse de croissance du courant de charge de base. Pour TO = TB, le courant de charge de base a une al- lure suivant la courbe 1.
La somme du courant de charge de base et du courant de charge principale est alors, à partir de l'instant de l'adjonction du circuit de charge de base, à chaque moment:
JB + iO - Jmin - Jo
Ainsi se trouve remplie la condition imposée que le courant continu ne doit s'abaisser à aucun instant en- dessous de la valeur Jmin.
La résistance ohmique R0 du circuit de charge de base est déterminée de façon fixe par la tension continue don- née et le courant de charge de base J . Son inductivité L0 o est donnée par la selfinduction d'égalisation 22 et doit par conséquent avoir, comme on l'a indiqué déjà, une grandeur minima déterminée. Cette valeur limite peut en particulier, @
<Desc/Clms Page number 7>
lorsque la, tension du côté du courant continu du transforma- teur doit être réglée - soit par déplacement des moments de contact, soit par varia-tion de la tension alternative ame- née .. avoir une élévation telle que la constante de temps To du circuit de charge de base est plus grande que la cons- tante de temps T B du circuit de charge principale.
Dans ce cas, le courant de charge de base s'élèverait par exemple suivant une courbe 2a indiquée en traits interrompus à la fig. 2, pour laquelle on a supposé une constante de temps de 1,5 ms. La somme du courant de charge de base et du courant de charge principale suivrait alors la courbe 2 A également indiquée en traits interrompus et serait par conséquent pendant plu- sieurs millisecondes plus petite que la valeur limite admis- sible Jmin. Pendant ce court temps les contacts 'pourraient être endommagés dans certaines circonstances tellement for- tement par des allumages en retour que la continuation du fonctionnement de l'agencement de transformation en serait perturbée.
On peut remédier de différentes manières à cet inconvénient, par exemple la valeur de la durée du courant de charge de base peut tre portée à la valeur il 0. Pour une même constante de temps To = 1,5 ms, le courant de charge de base a alors une allure suivant la courbe 2 b et la somme du courant de charge de base et du courant de charge principale une allure suivant la courbe 2B. Cette augmentation de la valeur finale du courant de charge de base doit se trouver dans le même rapport que les constantes de-tempe des deux cir- cuits. Dans l'exemple représenté à la fig. 2, il faut donc que J'O = 1,5 JO ou soit plus grande.
Une aztre possibilité consiste en ce que l'ins- tant auquel la charge de base est adjointe est déplacé vers l'avant de sorte qu'on obtient par exemple une allure du cou- rant de charge de base suivant la courbe 2c. La croissance du courant de charge de base commence ici déjà lorsque le
<Desc/Clms Page number 8>
courant de charge principale passe en-dessous de la valeur 3,3 %. Le courant de somme a alors l'allure de la courbe 2C, Pour un même temps propre tel du relais de jonction 23,24, sa valeur de fonctionnement doit tre mise au point notablement plus haut, savoir :
comme le montre la fige 2, à 24 % de la valeur de courant nominale, Le déplacement vers l'avant de l'instant d'adjonction est par conséquent recommandable seu- lement lorsque, d'après les circonstances de fonctionnement donné dans un cas particulier, il se fait que la charge prin- cipale descend rarement seulement, dans l'exemple traité, en- dessous de 1/4 de sa valeur nominale. Si toutefois des cas de charge plus faible se présentent fréquemment dans le fonction- nement de l'agencement de transformation, il faut préférer une augmentation de la charge de base pour autant qu'il ne faut pas compter sur des temps plus longs de marche à vide complè- te ou à peu près complète.
Une amélioration notable peut être produite dans certaines circonstances par le fait que le temps propre du relais d'adjonction 23,24 est rendu particulièrement petit.
De ce fait le déplacement vers l'avant du point d'adjonction et l'élévation qui en résulte de la valeur de fonctionnement peuvent être compensés totalement ou tout au moins en partie.
Si, par exemple, dans le cas décrit en dernier lieu, le temps propre te2 vaut seulement 1,25 ms au lieu de 2 ms, la valeur de fonctionnement peut, suivant la fige 2, être abaissée de 24 % à 11 % du courant nominal. Il est naturellement possible sans difficulté d'employer les mesures décrites ci-dessus en une combinaison quelconque, pour empêcher la chute du courant continu sous la valeur permise Jmin à chaque instant.
min
Pour la mise hors de circuit de la charge de base, les conditions sont moins sévères car la croissance du courant de charge principale ne se faitpas d'habitude aussi brus- quement que sa disparition, qui peut tre provoquée par exem- ple par déclenchement spontané du commutateur principal 18 du
<Desc/Clms Page number 9>
circuit de charge de courant continu par suite d'un déran- gement. L'augmentation de la charge est le plus souvent ef- fectuée à volonté et peut par conséquent être ralentie sui- vant les désirs. La. mise hors circuit de la charge de base peut alors être produite par le même aimant 23 par le fait que ce dernier attire son armature 24 pour une valeur de char- ge plus élevée correspondant à l'entrefer augmenté, et ouvre ainsi les contacts 25.
Si, pour la production d'un temps propre aussi pe- tit que possible, les contacts de relais sont particulière- ment légers et simples et le trajet de course de l'armature 24 est rendu aussi petit que possible, il peut se produire lors de la mise hors circuit de la charge de base des diffi- cultés au point de vue de l'extinction de l'arc du courant continu se présentant alorsx Pour se rendre maitre de ces dif- ficultés, on peut employer, pour interrompre le circuit .de la charge de base, un commutateur automatique particuli-er 27 qui est un commutateur automatique ordinaire à pouvoir d'extinc- tion approprié. Les contats de ce commutateur automatique sont montés en parallèle sur les contacts 25 du relais.
Sa bobine d'excitation est raccordée aux deux pèles de courant continu et pourvue en outre d'un dispositif de formation de pont par lequel elle est mise en court-circuit lors de l'en- lèvement de la charge de base. On peut prévoir à cet effet sur le relais 23,24 des contacts auxiliaires qui se ferment lors de l'ouverture des contacts principaux 25. Au lieu de ceci, l'aimant 23 et l'armature 24 du relais qui viennent en con- tact lors de l'ouverture des contacts 25 peuvent être mis @ à contribution pour la formation d'un pont sur la bobine du commutateur automatique. Pour éviter un court-circuit immédiat entre les pôles de courant continu, une résistance de limita- tion de courant 28 est disposée dans le circuit de la bobine du commutateur automatique.
Cette disposition améliorée fonc- tionne de telle manière que lors de la chute de la charge prin
<Desc/Clms Page number 10>
cipale, les contacts de relais 25 sont d'abord fermés rapide- ment, après quoi la bobine d'excitation du commutateur 27,dont le pont est alors supprime provoque ultérieurement aussi la fermeture des contacts de commutateur automatique. Lorsque la charge principale augmente, les contacts de relais 25 s'ou- vrent de nouveau d'abord et cela sans courant vu que le circuit de charge de base reste d'abord ferme par l'intermédiaire des contacts du commutateur automatique.
L'interruption se fait seulement ultérieurement par les conta.et: du commutateur auto- matique avec extinction de l'arc après que la bobine du com- mutateur automatique a été mis en court-circuit par les con.- tacts auxiliaires du relais, le circuit qui va par la résis- tance 28 étant en même temps ouvert aussi pour l'actionnement du commutateur automatique.
Revendications.
I/ Agencement pour la transformation de courant continu en courant alternatif ou vice-versa, au.moyen de contacts mis en mouvement mécaniquement et qui s'ouvrent pé- riodiquement chaque fois pendant une pause de courant faible, comportant une charge de base pouvant être mise hors de cir- cuitpour empêcherle déchargement completdu côté du courant continu, caractérisé en ce que la charge de base (21) est ajoutée automatiquement en temps voulu au moyen d'un relais (23 à 26) exci té sous la dépendance de la charge principale (20), lorsque celle-ci passe en-dessous d'une valeur de char- ge déterminée d'avance, de telle manière que dans le cas d'une disparition complète de la charge principale,
le courantcon- tinu ne descend à aucun instant en-dessous d'une valeur minima déterminée d'avance.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.