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Dispositif redresseur et élévateur de tension.
La présente invention concerne un dispositif redresseur et élévateur de tension destiné à être employé pour l'aliment:,- tion de systèmes électrostatiques, ou dans des cas où l'on recher- che un ,faible courant pour une tension plusieurs foissupérieure à celle de la source de courant alternatif dont on dispose.
Pour la transformation de courant alternatif en courant continu avec multiplication de la tension, on peut se servir d'un dispositif à montage en cascade. Ce dispositif comporte un certain nombre de redresseurs montés en série présentant la forme de tubes à décharges à cathode à incandescence dont le premier est monté en série avec la source de courant alternatif et un condensateur et les autres sont shuntés deux à deux successivement par un con- densateur.
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Dans ce montage électrique, les cathodes à incandescence des tubes redresseurs sont soumises chacune à un autre potentiel, de sorte qu'elles demandent chacune leur propre source de courant de chauffage ou ne peuvent être alimentées par une source d'éner- gie commune que si des précautions ont été prises. S'il s'agit d'installations de puissance relativement grande, les inconvé- nients liés à l'utilisation de l'un des divers dispositifs connus destinés à l'alimentation des cathodes à incandescence ne sont pas trèsgraves. Dans les dispositifs destinés à une faibleinten- sité du courant, notamment des dispositifs pour lesquels on ne dispose que de peu de place, l'alimentation des cathodes à incan- descence présente beaucoup de difficultés et il y a alors avantage à utiliser des redresseurs à couche de barrage.
L'invention a pour but d'agencer les installations de re dresseurs comportant des cellules à couche de barrage montées en cascade et destinées à une faible intensité du courant (inférieure à 1 ampère) de telle manière que la place disponible soit utilisée aussi efficacement que possible.
Les redresseurs à couche de barrage convenant à être uti- lisés pour des tensions fournies par un réseau de distribution de courant alternatif normal sont réalisés sous la forme d'éléments en forme de tige formés par un certain nombre de cellules qui sont anpilées dans un petit tube de matière isolante ou, percées d'un trou central, sont enfilées sur un mandrin. par l'utilisation de redresseurs ainsi conformés et par une disposition convenable des redresseurs et des condensateurs, l'invention permet de ré- duire notablement l'encombrement.
Dans ce but, on dispose les éléments redresseurs cylindriques deux à deux successivement en T et au dessous de l'élément disposé transversalement on monte deux condensateurs, qui sont environ aussi longs que les éléments re- dresseurs, symétriquement de part et d'autre de l'élément disposé longitudinalement. On obtient ainsi un groupede deux éléments
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redresseurs et de deux condensateurs permettant de doubler environ la tension de la source de courant alternatif ou d'élever la ten- sion ainsi obtenue d'environ le double de la valeur maximum de la tension alternati-ve. Deux de ces groupes, ou davantage, sont dis- posés dans le prolongement l'un de l'autre.
Le volume des condensateurs destinés à une tension déter- minée dépend de la capacité requise, mais on est relativement libre de choisir la relation entre la longueur et lediamètre dans le cas de condensateurs cylindriques ou entre la longueur, la largeur et l'épaisseur dans le cas de condensateurs conformés autrement. Il est donc possible en général de donner aux conden- sat,eurs une longueur à peu près égale à celle des redresseurs.
Si, en outre, on fait en sorte que la longueur des con- densateurs et redresseurs soit environ égale à la. somme des dia- mètres d'un redresseur et d'un condensateur, mesurés dans le plan dans lequel ilsse trouvent, on obtient un remplissagepar- ticulièrement avantageux de l'espace occupé par l'installation.
Les bornes des redresseurs disposés transversalement se trouvent alors tout contre les bornes des condensateurs auxquelles elles doivent être reliées. Il suffit également de conducteurs relati- varient courts pour la connexion des redresseurs qui sont disposés suivant la direction de la longueur du système et qui relient en diagonale les condensateurs par lesquels ils sont flanqués.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif; fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La figure unique montre un mode de réalisation d'un dis- positif conforme à l'invention.
, Ce dispositif comporte trois groupes ou étages I, II et III formés chacun par deux éléments redresseurs en forme- de tige et par deux condensateurs cylindri ques.
Ainsi, par exemple, le groupe I est formé par l'élément re-
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aresseur 3 flanqué par deux condensateurs 1 et 2 et par l'élément redresseur 4 qui, conjointement avec le premier élément 3, est disposé en T.Les éléments 3 et 4 sont environ aussi longs aue les condensateurs 1 et 2. Le groupe Il est formé par les condensateurs 5 et 6 et par les éléments 7 et 8 qui sont di sposés de la méme manière que les condensateurs 1 et 2 et les éléments 3 et 4. Le groupe 3 est formé par les condensateurs 9 et 10 et p'ar les élé- ments redresseurs 11 et 12 disposés de manière analogue.
Le redresseur 4 relie entre elles les bornes voisines des condensateurs 1, 2 et 5, 6 respectivement. Le redresseur 8 re- lie entre elles les bornes voisines des condensateurs 5,6et 9,10 respectivement et le redresseur 12 relié entre elles les bornes voisines des condensateurs 9 et 10. Les raccordements sont très courts du fait que les éléments redresseurs sont environ aussi longs que la somme des diamètres d'un élément redresseur et d'un condensateur, mesurés dans le plan du dessin, et que les points à relier se trouvent donc tout près l'un ae l'autre. Les éléments redresseurs disposés suivant la direction de la longueur du sys- tème relient les condensateurs en diagonale.
Ainsi, par exemple, 1¯'élément 5 est connecté entre la borne inférieure du condensa- teur 1 et la borne supérieure du condensateur 2. L'élément 7 est connecté de manière analogue entre les condensateurs 5 et 6, et l'élément 11 entre les condensateurs 9 et 10. Ces connexions ne nécessitent que des fils de raccorde-ment courts 24, la,la,15,16 et 17.
Les éléments redresseurs sont constitués par de petits tubes en verre dans lesquels sont empilées un certain nombre de cellules à couche de barrage, en forme de plaquettes, par exemple des cellules au sélénium, qui sont ainsi montées en série et ne sont chargées chacune que d'une faible partie de la tension qui existe aux bornes de chaque élément. Elles sont comprimées par de petits ressorts 18. De petits capuchons 19 obturent les peti ts tubes en verre et servent également à la .fixation des conducteurs
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d'amenée de courant qui y sont fixés par soudure. Les éléments de redresseur n'ont pas besoin de support spécial, mais sont toutsimplement suspendus aux petits fils de raccordement.
Si l'on applique entre les bornes inférieures des con- densateurs 1 et 2, donc entre les bornes 20 et 21, une tension alternative ayant une valeur effective de 220 volts, chaoue groupe fournit une tension redressée d'environ 600 volts. Dans ce but, on doit utiliser environ 20 plaquettes par élément et on a donc besoin de 120 plaquettes pour tous les dispositifs.
Entre la borne inférieure du condensateur 1 et la borne supérieure du condensateur 9, donc entre les bornes 22 et 23, on peut disposer alors d'une tension d'environ 1800 volts. On peut prélever sur les étages intermédiaires des tensions d'environ 600 et 1200 volts. Dans le but d'obtenir des tensions plus élevées on peut augmenter le nombre des étages du dispositif jusqu'à ce ou'il soitadéquat.
On peut utiliser ces tensions pour l'excitation des di- verses électrodes de tubes à rayons cathodiques, pour l'alimenta- tion de tubes amplificateurs, pour le champ d'orientation d'instru- ment? de mesure électrostatiques, pour la purification de gaz par voie électrostatique, pour l'essai d'i solateurs, bref pour toutes sortes d'applications où il s'agit d'une tension relativement éle- vée, mais d'une faible puissance.
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Rectifier and voltage step-up device.
The present invention relates to a rectifier and voltage step-up device intended to be used for supplying:, - tion of electrostatic systems, or in cases where a low current is sought for a voltage several times higher than that of. the source of alternating current available.
For the transformation of alternating current into direct current with multiplication of the voltage, a device with cascade connection can be used. This device comprises a certain number of rectifiers mounted in series having the form of incandescent cathode discharge tubes, the first of which is mounted in series with the alternating current source and a capacitor and the others are shunted two by two successively by a con - densator.
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In this electrical arrangement, the incandescent cathodes of the rectifier tubes are each subjected to a different potential, so that they each require their own source of heating current or can only be supplied by a common source of energy if precautions were taken. If it is a question of relatively large power installations, the drawbacks associated with the use of one of the various known devices intended for supplying incandescent cathodes are not very serious. In devices intended for a low current intensity, in particular devices for which there is only little space available, the supply of incandescent cathodes presents a great deal of difficulty and it is then advantageous to use rectifiers with incandescent. dam layer.
The object of the invention is to arrange re-trainer installations comprising cells with a barrier layer mounted in cascade and intended for a low current intensity (less than 1 ampere) in such a way that the available space is used as efficiently as possible.
Barrier layer rectifiers suitable for use for voltages supplied by a normal alternating current distribution network are made as rod-shaped elements formed by a number of cells which are stacked in a small tube of insulating material or, pierced with a central hole, are threaded on a mandrel. by the use of rectifiers thus shaped and by a suitable arrangement of rectifiers and capacitors, the invention makes it possible to considerably reduce the bulk.
For this purpose, the cylindrical rectifying elements are arranged two by two successively in a T-shape and two capacitors are mounted below the element arranged transversely, which are approximately as long as the rectifying elements, symmetrically on either side of the element arranged longitudinally. We thus obtain a group of two elements
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rectifiers and two capacitors making it possible to approximately double the voltage of the alternating current source or to raise the voltage thus obtained by approximately double the maximum value of the alternating voltage. Two of these groups, or more, are arranged in continuation of one another.
The volume of the capacitors intended for a given voltage depends on the required capacitance, but one is relatively free to choose the relation between length and diameter in the case of cylindrical capacitors or between length, width and thickness in the case of cylindrical capacitors. case of capacitors configured otherwise. It is therefore generally possible to give the condensers a length approximately equal to that of the rectifiers.
If, furthermore, the length of the capacitors and rectifiers is made to be approximately equal to. sum of the diameters of a rectifier and a capacitor, measured in the plane in which they are located, a particularly advantageous filling of the space occupied by the installation is obtained.
The terminals of the rectifiers arranged transversely are then located right against the terminals of the capacitors to which they must be connected. Relative short conductors are also sufficient for the connection of the rectifiers which are arranged along the direction of the length of the system and which diagonally connect the capacitors by which they are flanked.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example; will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawing and from the text forming, of course, part of the invention.
The single figure shows an embodiment of a device according to the invention.
This device comprises three groups or stages I, II and III each formed by two rod-shaped rectifier elements and by two cylindrical capacitors.
So, for example, group I is formed by the element re-
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aressor 3 flanked by two capacitors 1 and 2 and by the rectifier element 4 which, together with the first element 3, is arranged in T. Elements 3 and 4 are approximately as long as the capacitors 1 and 2. Group II is formed by capacitors 5 and 6 and by elements 7 and 8 which are arranged in the same way as capacitors 1 and 2 and elements 3 and 4. Group 3 is formed by capacitors 9 and 10 and p'ar the rectifying elements 11 and 12 arranged in a similar manner.
The rectifier 4 interconnects the neighboring terminals of the capacitors 1, 2 and 5, 6 respectively. The rectifier 8 connects the neighboring terminals of the capacitors 5,6 and 9,10 respectively and the rectifier 12 interconnected the neighboring terminals of the capacitors 9 and 10. The connections are very short because the rectifier elements are approximately as long than the sum of the diameters of a rectifier element and of a capacitor, measured in the plane of the drawing, and that the points to be connected are therefore very close to each other. The rectifying elements arranged in the direction of the length of the system connect the capacitors diagonally.
So, for example, element 5 is connected between the lower terminal of capacitor 1 and the upper terminal of capacitor 2. Element 7 is similarly connected between capacitors 5 and 6, and element 11 between capacitors 9 and 10. These connections only require short jumper wires 24, la, la, 15, 16 and 17.
The rectifying elements are formed by small glass tubes in which are stacked a certain number of cells with a barrier layer, in the form of platelets, for example selenium cells, which are thus connected in series and are each charged only with d 'a small part of the voltage that exists at the terminals of each element. They are compressed by small springs 18. Small caps 19 close the small glass tubes and are also used for fixing the conductors.
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current leads which are fixed there by welding. The rectifier elements do not need special support, but are simply suspended from the small connecting wires.
If an alternating voltage having an effective value of 220 volts is applied between the lower terminals of capacitors 1 and 2, therefore between terminals 20 and 21, each group supplies a rectified voltage of approximately 600 volts. For this purpose, approximately 20 pads per cell should be used and therefore 120 pads are required for all devices.
Between the lower terminal of capacitor 1 and the upper terminal of capacitor 9, therefore between terminals 22 and 23, it is then possible to have a voltage of about 1800 volts. Voltages of about 600 and 1200 volts can be taken from the intermediate stages. In order to obtain higher voltages one can increase the number of stages of the device until it is adequate.
These voltages can be used for the excitation of the various electrodes of cathode ray tubes, for the supply of amplifier tubes, for the orientation field of the instrument? for electrostatic measurement, for the purification of gas by electrostatic means, for the testing of solators, in short for all kinds of applications where it is a question of a relatively high voltage, but of a low power.