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Agencement pour le fonctionnement de redresseurs de courant dans lesquels une interruption de courant est produite par voie mécanique.
Lobjet du brevet principal concerne un disposi- tif pour actionner les redresseurs de courant dans lesquels, l'interruption du courant a lieu mécaniquement; dans ce dis- positif le montage des circuits principaux est établi de ma- nière qu'au voisinage momentané de la fermeture et de la
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coupure d'un trajet de courant, un deuxième trajet au moins participe au passage du courant, et qu'au plus tard à l'ïns- tant de l'interruption mécanique le courant parcourant le circuit à interrompre soit ramené à une valeur nulle par voie électrique.
Il y a avantage à ce que le redresseur s oit subdivise conformément à ce montage, en deux redresseurs par tiels au moins, décales en phase, avec chacun un trajet pos- sible, et entre les tensions de phases des redresseurs par- tiels, on branche des reactances ou respectivement des trans formateurs, aux bornes desquels il règne une tension dont la fréquence et la courbe ont des propriétés telles, que dans des intervalles de temps détermines le courant se trouvere- parti sur deux trajets au moins;, et que pendant d'autres in- tervalles de temps le courant se subdivise dans un nombre moindre de trajets.
On a en outre propose d'établir les mon- tages des reactances ou des transformateurs, ou de donner à ceux-ci une exécution telle, que le courant parcourant le circuit à interrompre devienne nul par voie électrique,au plus tard au moment de l'interruption mécanique. Conformé- ment à une autre particularité de l'invention, l'amplitude d' courant d'aimantation des reactances ou des transformateurs s'etablit automatiquement à la demi-valeur, ou approxima- tivement, du courant continu de fonctionnement, à l'aide d'u ne pre-aimantation produite par le courant continu de fonc- tionnement lui-même, de manière à rendre nul le courant qu'il s'agit d'interrompre, avant et après l'ouverture des contacin La reactance ou le transformateur ont alors une culasse à trois branches dont celle du centre porte l'enroulement principal.
Sur chacune des branches extérieures on agence un enroulement où circule le courant en charge, ayant pour mis- sion de compenser l'enroulement d'excitation de la branche médiane, de manière que le courant dans l'un des deux re- dresseurs partiels interesse ne puisse chaque fois tomber qu'au voisinage de la. valeur zéro à laquelle le maintient le changement de saturation de la moitie associée de la self
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d'absorption, de manière que lorsque le réglage ? été con- venablement exécute, les contacts n'aient à interrompre que les courants d'aimantation de la reactance.
D'après les pro- jets précédents, la reactance consiste en un noyau de fer constitue par un assemblage de bandes de tôle.. Cette cons- truction a pour résultat que le courant d'aimantation de cette reactance est relativement fort, compare aux circuits magnétiques connus établis en rubans annulaires sans joints, de sorte que les intensités des courants que les contacts doivent interrompre sont relativement élevées et varient d'une façon relativement importante avec le temps. L'inter- ruption de ces courants soumet les contacts à une rude epreuve et réduit fortement les limites d'utilisation des convertisseurs de ce genre.
L'invention a trait à des moyens ayant pour but d'affaiblir les courants que les contacts ont à interrompre.
Elle consiste à donner à la reactance une polarisation telle qu'au moment de l'ouverture des contacts le courant d'aiman- tation de la self d'absorption circule en totalite ou par- tiellement dans le circuit de polarisation, de manière qu'à cet instant le contact soit fortement déchargé en courant ou préservé. Diaprés une autre particularité de l'invention, la polarisation est calculée de manière qu'un faible courant positif passe par les contacts au moment de leur ouverture, pour toutes les conditions de fonctionnement, autant que pos- sible pour toute la gamme des chargée comprises entre la plus faible et la plus forte.
Cette dernière disposition est sur- tout indispensable lorsque la tension apparaissant brusque- ment aux contacts après l'ouverture est supérieure à IC volts environ, et que l'intensité du courant coupé au contact est supérieure à 0,5 environ.
La polarisation peut s'effectuer en courant conti- nu qui passe par une self stabilisatrice indépendamment de la charge. Un autre perfectionnement consiste à effectuer la polarisation acec du courant alternatif dtune valeur et d'une @
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position de phases appropriées. Même dans ce cas, il est ne- cessaire d'employer une self stabilisatrice.
De préférence av- des convertisseurs de grande puissance il peut y avoir inte- rêt à prévoir en outre une excitation préliminaire due au pae- sage du courant en charge dans une spire ou dans un petit nombre de spires, de manière que si la charge subit des fluc- tuations, le courant présente au contact, au moment de son ouverture, une valeur positive approximativement constante.Si une seule spire etait déjà de trop pour cette polarisation, on pourrait faire passer le courant dans. un transformateur d'intensité avant de l'envoyer à la spire de polarisation.
Lors du choix de la polarisation, on veillera, à ce qulelle influe sur l'aimantation de la moitié correspondante de la self d'absorption au. moment de la fermeture. Dans cer- tains cas, grâce à un choix convenable des courants de polari sation avec courbe, en fonction du temps, spéciale de forme non sinusoïdale, on pourra arriver à ce que le déchargement ou la préservation des contacts préconises par l'invention soit réalisé aussi bien pour la coupure que pour fournir le réglage nécessaire de la tension d'aimantation au moment de la fermeture.
L'invention permet donc de faire face à des cou- rants elevés et à de grandes puissances dans une même unité.
Avec ces grandes puissances, il convient de faire appel à tous les moyens contribuant à la securite de l'exploitation et qui sont dejà employés avec les redresseurs mécaniques. Par exemple, si l ton veut éviter les décharges au moment de la fermeture, il peut devenir indispensable de prévoir des re- actances de fermeture en matière de qualité exempt de cou- rants de Foucault, des condensateurs amortis places en paral- lèle sur les contacts, et de protéger les contacts contre les perturbations résultant de courts-circuits, etc.
Maigre, l'application de l'invention, il peut arri- ver avec les grandes puissances, que les courants que doivent interrompre les contacts soient tellement élevés, qu'il ce
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produise encore des perturbations dans le fonctionnement.
Dans des cas semblables, il. conviendra de donner au noyau magnétique de la reactance une exécution particulière et d'u- tiliser une substance permettant de réduire encore son courant d'aimantation. Cette mesure est également désirable si l'on tient compte du facteur de rendement du convertisseur. On choisira notamment, pour obtenir un facteur de rendement éle- ve, un noyau magnétique presentant une perméabilité élevée, un coude brusque de saturation et une forte induction de satu- ration.
Dans ce but, il pourra être nécessaire de partager le noyau à trois branches de la, self d'absorption en deux noyaux de fer sépares qui seront partiellement entoures par un enrou- lement commun, et posséderont partiellement des enroulements sépares. Pour les noyaux individuels on pourra employer des noyaux en rubans annulaires de haute qualité, en substance specialement laminee et récuite, par exemple du fer au sili- cium, ou un alliage fer-nickel. Si l'on utilise des noyaux ma- gnetriques de qualité supérieure de ce genre, leur courant d'aimantation pourra dejà être assez faible pour obtenir un fonctionnement sur sans avoir besoin de polarisation.
De même qutavec tous les redresseurs mécaniques de courant, le choix de l'appareil à contacts joue également un rôle importent dans la presente invention. On utilisera avan- tageusement des contacts à pression ou tournants ne donnant lieu à aucune chute de tension, ne s'usant pas, et dont les contacts pourront être facilement remplaces. Pour les appareils destines à fonctionner sans surveillance, il faudra en outre éviter tous les points de frottement exigeant un graissage,par exemple en exécutant tous les coussinets de façon qu'ils soient élastiques, et la commande s'effectuant d'une façon ma- gnétique.
De cette façon, l'application de l'invention permet- tra de réaliser une construction d.e redresseurs ou de conver- tisseurs pouvant satisfaire à toutes les exigences requises pour la sécurité de fonctionnement, la durabilite et la sim- plicite.
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La fig. 1 du dessin annexe reproduit, un exemple d'application de l'invention.
Dans celle-ci on a désigne par 1 à 6 les phases d'un transformateur monte en étoile double, par 7 à 12 les contacts shuntes par des condensateurs amortis. Le noyau de la reactance 13 presente trois branches dont. la branche :ne- diane porte un enroulement d'un nombre de spires W pour cha- cun des redresseurs partiels, alors que les branches exte- rieures portent chacune un enroulement w1 et w3 respective- ment, qui sont parcourus par le courant en charge. Si l'on fait w1 = w2 = w, la self d'absorption fonctionne sans la polarisation préconisée par l'invention Une inductance 14 sert à filtrer le courant continu.
Le noyau 13 de la reac- tance est polarisé, conformément à l'invention, en courant continu à l'aide des enroulements w3 et µ4, et ce courant est stabilise par une inductance 15 et regle par une resis- tance variable 16. Le circuit de polarisation peut être ali- mente par la tension continue du. redresseur lui-même. On choisit le sens du courant de manière que le courant au con- tact soit affaibli au moment de l'ouverture.
La fig. 2 reproduit une variante d'exécution du noyau magnétique de la self d'absorption. Celle-ci consiste ici en deux rubans annulaires sE:pares 17 et 18 sur lesquels sont rapportes en outre les enroulements comme ceux de la . fin. 1. On peut également agencer Les noyaux en rubans annu- laires coaxialement les uns au-dessus des autres et les mu- nir des enroulements nécessaires uniformément répartis sur leur périphérie. Les réactances de fermeture qui seront ne- cessaires pourront également y être bobinées.
.ainsi qu'on l'a déjà. mentionne plus haut, il est possible d'effectuer cette polarisation avec le courant con- tinu en charge, au lieu du courant alternatif en charge, put que chacune des moitiés de la self d'absorption ne laisse passer le courant en charge que dans une direction. Le sys- tèms spécial d'enroulement permet en outre de réaliser cette
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polarisation autrement que par .Le courant continu en charge, en établissant les enroulements de la branche médiane et des branches extrêmes avec des nombres différents de spires de manière à obtenir l'effet recherche. Dans ce but, il est indispensable, notamment de choisir le nombre de spires des branches extrêmes légèrement supérieur à la moitie des spi- res de la branche médiane.
Pour les puissances élevées, il peut arriver que la polarisation préconisée par l'invention soit déjà trop forte avec une spire unique. Dans ce cas, une autre parti- cularité de l'invention prévoit de transformer le courant en charge en valeurs faibles au moyen d'un transformateur de courant continu. On connaît ces transformateurs d'inten- site en continu dans leur application aux instruments de me- sure, ils sont bases par exemple sur la saturation du fer des reactances polarisées.
Dans bien des cas on pourra uti- liser simultanément pour la polarisation, sous certaines conditions, le courant continu secondaire d'un transforma- teur d'intensité déjà existant, c'est-à-dire en série avec l'ampèremètre du courant continu, et dans ce cas il faudra alors éventuellement augmenter la puissance du transforma- teur d'intensité.
Au lieu de courant continu, l'action prévue par l'invention pourra être obtenue même avec un courant de fréquence triple dont la valeur sera proportionnelle à celle du courant en charge.
Le¯ présente invention peut également s'appliquer d'une manière identique à d'autres montages dans lesquels les reactances de saturation facilitant l'interruption de courant ne seront parcourûmes que dans un sens par le cou- rant en charge, notamment dans les montages utilisant deux reactances de commutation séparées parcourues alternative- ment par le courant en charge.