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Redresseur à contacts.
On a dejà préconise plusieurs moyens, par exemple à l'aide de reactances de commutation ou de transformateurs analogues aux selfs d'absorption, qui permettent de sous- traire suffisamment les contacts actionnes mécaniquement, à l'action des étincelles de commutation, pour pouvoir les utiliser dans les redresseurs à contacts. L'action des reac- tances de commutation ou des transformateurs analogues aux selfs d'absorption est basée sur ce qu'ils s'opposent, une fois la commutation effectuée, à ce que le courant devienne brusquement négatif pendant un certain temps, du fait que pendant ce temps il ne peut circuler qu'un faible courant d'aimantation jusqu'à ce que le fer soit sature.
C'est pen-
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dant ce temps que doit se produire l'ouverture des contacts, mais de toutes façons avant qu'intervienne la saturation du fer.
L'invention concerne les redresseurs à contacts, comportant des moyens permettant automatiquement, quelles que soient les conditions de fonctionnement, de maintenir l'intégrale de temps-tension de la tension de commutation, par rapport au changement de saturation des réactances ou des transformateurs analogues aux selfs d'absorption, à une valeur suffisamment faible pour que l'ouverture des contacts puisse avoir lieu alors que le fer est encore à l'état non sature. Dans ce cas, le courant aux contacts, pour toutes les conditions de fonctionnement, est encore si faible au moment de l'ouverture que son interruption peut avoir lieu sans provoquer de dommages aux contacts.
L'exemple que reproduit la fig. 1 du dessin annexé va permettre d'expliquer l'objet de l'invention.
Dans la partie supérieure de cette figure, on a represente l'allure des courants de phases se succédant 11 et 12, et dans la'partie inférieure les courbes d'aimanta- tion correspondantes des reactances de commutation, Au temps te de fermeture, le conta-et de la phase 2 se ferme, et au temps ta d'ouverture s'ouvre le contact de la phase 1. Pen- dant la période de temps de te à t, il existe un court- circuit entre les phases 1 et 2 (voir aussi à ce sujet la fige 2).
La tension u1,2 entre phases reliees du transfor- mateur ne peut alors engendrer un courant de retour analogue au court-circuit dans la phase 1 que si la reactance de com- mutation 5 est saturée dans le sens du travail et la reac- tance identique 4 dans le sens contraire (temps t2 fig. 1) .
Pour faire varier l'aimantation des réactances de commuta- tion, on a la relation suivante:
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w = nombre de spires( q = section du fer ( des réactances de commutation Dans cette expression B1,a et B2,a representent l'aimanta- tion des reactances 1 et .3 au temps ta; B1,e et B2,e sont l'aimantation des reacta.nces 1 et 2 au temps te. Lest l'in- ductance du circuit de commutation, 1 le courant au debut de la commutation. Pour qu'il ne se produise pas d'etincel- les de retour il faut que B1,a soit plus grand que Bs ou respectivement B2,a plus petit que Bs-. Dans ce cas Bs- et Bs+ représentent l'aimantation des reactances au coude de satu- ration inférieur et supérieur respectivement.
Par conséquent, pour qu'il n'y ait pas d'étincelles de retour lorsque Bs+ - Bs- = Bs il faut que
EMI3.2
Le risque d'étincelles de retour, d'après cette relation est donc à son maximum lorsque I = 0, c'est-à-dire par exem- ple pendant la marche à vide. Si l'on veille à ce que B l,e soit toujours au moins égal à B2,e' pourqu'il ne se produise pas d'étincelles de retour, il faut que
EMI3.3
Cette équation donne une règle, pour calculer le nombre de
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spires w et la section du fer q des reactances de commuta- tion, qui donne la garantie fournie par l'invention que les étincelles de retour sont impossibles. On ne peut pas réduire indéfiniment l'intégrale de temps tension en rapprochant les temps te et ta, puisque la commutation prend un certain temps.
Mais l'équation indique cependant quelle doit être la valeur minima du produit w.q. Bs des réactances pour des temps de commutation donnes te et ta, et pour les tensions de commutation donnees. On a admis que B1,e etait au moins égal à B2,e. Tel est le, cas généralement pour des conditions normales d'utilisation d'un redresseur à contacts, car la reactance .1 est saturee à une valeur élevée B1 par le cou- rant en charge, alors que la réactance 2 ne reçoit qu'un faible courant d'excitation. Lorsqu'il y a des fluctuations de tension, par exemple dissymétrie de la tension d'alimen- tation ou une contre-tension trop considérable, il peut ar- river que B1,e soit plus petit que B2,e.
Dans ce cas, si la règle ci-dessus était également observée pour le calcul des reactances de commutation en proportion des temps de che- vauchement des contacts, il y aurait toutefois danger d'é- tincelles de retour. C'est pourquoi une autre particularité de l'invention consiste à avoir recours à des moyens spè- ciaux qui conviennent à maintenir l'aimantation B1,e plus grande que B2,e lorsqu'il se produit des perturbations.
L'invention obtient ce resultat par exemple en excitant la reactance 2 par une polarisation négative en permanence à une valeur B2,e qui ne devient possible que pour une sur- charge, notamment par exemple à l'aide d'une polarisation positive supplémentaire lui donnant une valeur positive en se seront du courant en charge. Ou bien, on pourra égale- ment polariser la reactance 1 de signe positif, cette pola- risation ayant pour effet de maintenir l'aimantation B1 au voisinage de la saturation positive même si le courant en charge tombe à zéro.
D'ailleurs, B1,e n'a pas besoin d'être @
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à la limite superieure positive de saturation, mais peut avoc également des valeurs faibles pourvu que B2,e demeure toujoun plus pe¯tit. On a indique en pointille dans la partie infe- rieure de la fige 1 par exemple une courbe de ce genre des aimantations respectives.
Lorsqu'on met cette invention en application pra- tique, on a par exemple l'avantage de supprimer la charge fondamentale qui tait indispensable jusqu'à présent. De plus, on évite les étincelles de retour qui ne manqueraient pas de se produire à la suite d'un grand nombre de perturba- tions diverses, sans recourir à l'invention.
Pour la mise en oeuvre de cette invention, on dis- pose d'autres moyens que ceux qui viennent d'être mentionnes selon le genre de montage adopte et d'après les conditions d'utilisation, et qui permettent de mettre en application la relation fournie par l'équation entre les valeurs instanta- nees des aimantations et l'intégrale de temps-tension de la tension de commutation. L'invention permet de construire des redresseurs à contacts fonctionnant de façon sûre, même en presence d'un fonctionnement irregulier, ou respectivement alimentes par un réseau inconstant. Comme la polarisation des réactances n'exige que peu de courant, la depense occa,- sionnee par la mise en application de l'invention n'est que faible, lorsqu'on a recours à cette polarisation.
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Contact rectifier.
Several means have already been recommended, for example using switching reactors or transformers similar to absorption chokes, which make it possible to sufficiently subtract the mechanically actuated contacts from the action of the switching sparks, in order to be able to use them in contact rectifiers. The action of switching reactors or of transformers analogous to absorption chokes is based on the fact that they oppose, once the commutation has taken place, the current suddenly becoming negative for a certain time, due to the fact that that during this time there can only circulate a weak magnetizing current until the iron is saturated.
It is pen-
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During this time the opening of the contacts must occur, but in any case before the saturation of the iron occurs.
The invention relates to contact rectifiers, comprising means allowing automatically, whatever the operating conditions, to maintain the time-voltage integral of the switching voltage, with respect to the change in saturation of reactors or similar transformers. to the absorption chokes, to a sufficiently low value for the opening of the contacts to take place while the iron is still in the unsaturated state. In this case, the current at the contacts, for all operating conditions, is still so low at the time of opening that its interruption can take place without causing damage to the contacts.
The example shown in fig. 1 of the appended drawing will make it possible to explain the object of the invention.
In the upper part of this figure, we represent the shape of the successive phase currents 11 and 12, and in the lower part the corresponding magnetization curves of the switching reactances, At the closing time, the phase 2 conta-et closes, and at opening time ta opens the phase 1 contact. During the time period from te to t, there is a short circuit between phases 1 and 2 (see also fig 2 on this subject).
The voltage u1,2 between connected phases of the transformer can then generate a return current analogous to the short-circuit in phase 1 only if the switching reactance 5 is saturated in the working direction and the reactance identical 4 in the opposite direction (time t2 fig. 1).
To vary the magnetization of the switching reactances, we have the following relation:
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w = number of turns (q = section of iron (switching reactances In this expression B1, a and B2, a represent the magnetization of reactances 1 and .3 at time ta; B1, e and B2, e are the magnetization of reacta.nces 1 and 2 at time te. Ballast the inductance of the switching circuit, 1 the current at the start of switching. So that no return sparks occur. B1, a must be greater than Bs or respectively B2, a smaller than Bs-. In this case Bs- and Bs + represent the magnetization of the reactances at the lower and upper saturation bend respectively.
Therefore, for there to be no return sparks when Bs + - Bs- = Bs it is necessary that
EMI3.2
The risk of return sparks, according to this relationship, is therefore at its maximum when I = 0, that is to say for example during idling. If we take care that B l, e is always at least equal to B2, e 'so that no return sparks occur, it is necessary that
EMI3.3
This equation gives a rule, to calculate the number of
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turns w and the section of the iron q of the switching reactors, which gives the guarantee provided by the invention that return sparks are impossible. The voltage time integral cannot be reduced indefinitely by bringing together the times te and ta, since switching takes a certain time.
But the equation nevertheless indicates what must be the minimum value of the product w.q. Bs reactances for given switching times te and ta, and for given switching voltages. We have accepted that B1, e is at least equal to B2, e. This is the case, generally for normal conditions of use of a contact rectifier, because the reactance .1 is saturated to a high value B1 by the current under load, whereas the reactance 2 receives only one. low excitation current. When there are voltage fluctuations, for example asymmetry of the supply voltage or too considerable back-voltage, it may happen that B1, e is smaller than B2, e.
In this case, if the above rule were also observed for the calculation of the switching reactances in proportion to the contact overlap times, there would however be a danger of return sparks. This is why another feature of the invention consists in having recourse to special means which are suitable for maintaining the magnetization B1, e greater than B2, e when disturbances occur.
The invention obtains this result for example by exciting reactance 2 by a negative polarization permanently to a value B2, e which only becomes possible for an overload, in particular for example by means of an additional positive polarization. giving a positive value in will be the current on load. Or else, reactance 1 of positive sign could also be polarized, this polarization having the effect of maintaining the magnetization B1 in the vicinity of positive saturation even if the current on charge falls to zero.
Besides, B1, e does not need to be @
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at the upper positive limit of saturation, but can also avocado low values provided that B2, e always remains smaller. A dotted line has been indicated in the lower part of the pin 1, for example, of a curve of this type of the respective magnetizations.
In putting this invention into practical application, for example, one has the advantage of eliminating the fundamental charge which has hitherto been indispensable. In addition, the return sparks which would inevitably occur as a result of a large number of various disturbances are avoided without recourse to the invention.
For the implementation of this invention, other means are available than those which have just been mentioned, depending on the type of assembly adopted and according to the conditions of use, and which make it possible to apply the relation given by the equation between the instantaneous values of the magnetizations and the time-voltage integral of the switching voltage. The invention makes it possible to construct contact rectifiers which operate reliably, even in the presence of irregular operation, or respectively supplied by an inconsistent network. As the polarization of the reactors requires only a little current, the expense incurred by the application of the invention is only low, when this polarization is used.