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Dispositif permettant de régler la valeur moyenne d'une tension continue provenant d'un tube redresseur à commande.
La présente invention a pour objet un dispositif permettant de régler la valeur moyenne d'une tension continue provenant de tubes redresseurs à commande, par déphasage de la tension appliquée à une électrode de commande des tubes par rapport à la phase de la tension anodique au moyen de ponts de phase à éléments de résistance ohmique branchés dans le circuit de commande.
On sait qu les dispositifs de déphasage de ce genre formés, par exemple, par une combinaison de capacité et de résistance présentent cet avantage qu'on peut résoudre le problème technique du déphasage exclusivement par variation de la valeur de grandeurs électriques en recourant à des moyens relativement simples ne comportant pas de pièces mécaniques mobiles, telles que par exemple des engrenages à vis sans fin, des aimants de levage, des servo-moteurs, des dispositifs à cliquet d'arrêt et leur équivalent. Il en résulte non seulement une installation sensiblement moins coûteuse, mais encore une grande sécurité de fonctionnement.
Dans le dispositif qui fait l'objet de l'invention les éléments de résistance ohmique des ponts de phase sont constitués par des circuits oscillants qui sont accordés sur la période de la tension alternative à redresser et dont la résistance est automatiquement réglable par la tension continue à régler par l'intermédiaire d'un ou plusieurs tubes électroniques à commande accouplés au circuit oscillant comme tube de réglage pour assortir au réglage voulu dans chaque cas.
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Les enroulements des circuits oscillants sont constitués de préférence par des transformateurs, parce qu'il est alors aisé d'accoupler de manière réglable des circuits oscillants autube de réglage en branchant les enroulements secondaires des transfor- mateurs dans le circuit anodique du tube. Ceci permet d'agir sim- plement à volonté sur les circuits oscillants par modification de la tension de polarisation appliquée à l'électrode de commande du tube. Les enroulements secondaires des oscillateurs sont de préfé- rence branchés dans le circuit anodique du tube de réglage.
L'u- t ilisation dans un mode de réalisation d'un pont de phase compre- nant deux branches constituées chacune par un circuit oscillant à. transformateur et par un condensateur assure une simplification si le transformateur possède un noyau en fer commun.
La combinaison conforme à l'invention de circuits oecil- lante accordés et de tubes de réglage qui les commandent permet l'obtention d'une courbe caractéristique de réglage telle que la tension moyenne au redresseur réglé varie aussi linéairement que possible avec les variations de la tension de commande du tube de réglage.
Cela peut s'expliquer probablement par le fait que, mal- gré la distorsion de la courbe de courant du tube de réglage qui résulte du réglage et qui, dans les enroulements des circuits os- cillants, produit un courant à grande proportion d'harmoniques, les cirouits oscillants accordés sur l'onde fondamentale de la tension alternative a redresser assurant que la tension qui se produit dans leurs enroulements reste sinusoïdale, de sorte que la courbe caractéristique de réglage a la forme voulue.
De préférence, le circuit de sortie du pont de phase est branché dans le circuit de commande du tube redresseur directement, c'est-à-dire sans couplage d'aucun transformateur. Par suite, la charge fortement inductive dans la marche à vide d'un transformateur de couplage est empêchée d'agir sensiblement dans certains cas sur la position de phase ou l'amplitude de la tension de sor- tie.
Dans un montage automatique possible le circuit de com- mande du tube de réglage comporte,, en série avec un potentiomètre qui conditionne la tension de polarisation appliquée à l'électrode de commande, un condensateur et en parallèle avec lui une résis- tance oblique, ces deux étant branchés, en série avec une source de tension continue, dans le circuit anodique d'un tube à décharge commandé à atmosphère de gaz ou de vapeur dont la tension de pola- risation varie en fonction de la tension continue à régler.
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 de la description faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Le fonctionnement d'un montage du genre précité est ex- posé avec référence à la Fig. 1 qui montre un mode de réalisation du dispositif qui fait l'objet de l'invention. Cette figure est censée représenter un redresseur triphasé, mais l'invention peut être utilisée essentiellement pour tout montage redresseur.
Le transformateur anodique 6 fournit la tension pour les tubes redresseurs à commande de grille 7, 8 et 9 dont un seul est leprésenté pour simplifier le dessin. Le transformateur de chauffage 10 et ceux non leprésentés 11 et 12 constituent, de mê- me que la bobine de réactance 13 et le condensateur-filtre 40, les éléments autrement connus de redresseurs. 41 désigne la charge utile. Dans l'exemple représenté le pont de phase est constitué
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@ par des condensateurs 14, 15 et des transformateurs 16, 17; il est alimente également par le transformateur de chauffée 10 au moyen de l'une de ses booines secondaires.
Dans l'exemple représente, les résistances ohmiques des ponts de pnase sont conditionnées par les circuits oscillants accordés sur la fréquence au réseau qui sont constitués par les transformateurs 16, 17 et par les condensa- tours 19, 20. La résistance ohmique ae ces circuits oscillants a (dans le cas représenté par rapport à la fréquence du réseau) une valeur infinie au point de vue théorique, pourvu qu'il n'y ait pas de pertes dans ces circuits. Cependant, par suite des pertes dans le fer et le cuivre des transformateurs, cette résistance pos- sède une valeur déterminée (environ de l'ordre de grandeur de 10000 Ohms). Les enroulements secondaires des transformateurs 16, 17 sont montés en série et alimentent un tube électronique 21.
La charge des transformateurs 16 et 17 est donc constituée du côté secondaire par le tube électronique 21. On peut appliquer à ce tube 21 diverses tensions de polarisation à partir d'une batterie de tension de polarisation 23, au moyen d'un potentiomètre de ré- glage 22.
Le fonctionnement a lieu comme suit :
Dans l'un des/cas extrêmes, il est appliqué au tube 21 une tension de polarisation négative assez grande pour que ce tube ne permette pas le passage de courant, mais qu'il se produise néaqn- moins une tension aux bornes secondaires des transformateurs 16,17, de sorte que la grande résistance ohmique des circuits oscillants subsiste.
La valeur des condensateurs 14, 15 étant telle que leui résistance capacitive à la fréquence du réseau est sensiblement in- férieure à celle des circuits oscillants, la tension qui se place sur la grille du tube redresseur est, comme on peut le vérifier avec référence au diagramme de vecteurs connu, approximativement en opposition de phase par rapport à la tension d'entrée Eo du pont.
Le transformateur 10 est monté de manière que la tension primaire soit en opposition de phase par rapport à la tension anodique au tube redresseur 7. Ce tube redresseur ne permet pas le passage de courant et ne fournit donc pas de tension. Si l'on réduit la ten- sion de polarisation négative appliquée au tube 21, ce tube se met à fonctionner comme un redresseur d'alternances et il déchaige les transformateurs 16 et 17 à un degré croissant. Par suite,la résis- tance des circuits oscillants diminue, de sorte que les rapports de résistance des éléments du pont de phase varient.
Dans l'autre cas excrême, la résistance des circuits oscillants à transforma- teurs déchargés est inférieure en ordre de grandeur à la résistance capacitive des condensateurs 14, 15. Suivant le diagramme des vec- teurs, la phase de la tension de sortie du pont correspond donc approximativement à la phase de la tension d'entrée, de sorte que le tube redresseur permet le passage de courant durant toute l'al- ternance.
Pour supprimer des suroourants se produisant dans le cir- cuit à courant continu, on se sert d'un tube thyratron 24 de fai- ble capacité qui, au moyen d'une batterie de tension de polarisa- tion 25, reçoit une tension de polarisation telle que sa batterie de tension anodique 26 ne soit pas encore capable d'en provoquer l'amorçage. Lorsque le courant continu qui passe dans le circuit du redresseur atteint une valeur déterminée, réglable d'avance, la chute de tension qui existe dans la résistance 27 s'oppose à la tension de la batterie de tension de polarisation 25 et le tube tay- ratron 24 .s'amorce à travers une résistance 28.
A,prés l'amorçage, la résistance interne du tube thyratron est très faible et le ocn- densateur 29 se trouve par suite brusquement chargé par la batterie de tension anodique ve p travers le tube thyratron 24. La tension @
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qui, par suite, existe aux bornes du condensateur 29 augmente la tension de polarisation du tube électronique 21, de sorte que le courant dans ce tube est arrêté et que la phase de la tension de sortie du pont est brusquement déphasée d'environ 180 degrés électriques. Par suite de ce déphasage, les tubes redresseurs ne peuvent plus s'amorcer dans la période suivante, de sorte que le redresseur ne fournit plus de tension.
Le condensateur 29 se décharge lentement, par exemple en 10 secondes, à travers la forte résistance ohmique 28 et la ten- sion qui existe aux bornes diminue en conséquence. Par suite, le tube électronique 21 permet de nouveau le passage de courant, la tension du pont de phase est déphasée et - pourvu que la cause du courtcircuit soit supprimée dans l'intervalle - la tension est de nouveau réglée de manière à s'élever.
Dans les tuoes redresseurs au mercure à commande de grille il se produit frequemment un dérangement dans le fonction- nement en raison de la décharge à contresens qui se produit du fait que le tube non seulement permet le passage de courant de l'anode à la cathode, mais encore le passage de l'autre alternance dans le sens opposé. Par suite, les deux phases du transformateur sont mises en court-circuit à travers les tubes redresseurs à fonctionnement contraire et à travers les tubes redresseurs à fonctionnement correct.
Pour obvier à cet inconvénient, on a jusqu'ici branché dans chacun des deux condensateurs primaires du transformateur anodique un transformateur de courant dont la ten- sion du côté secondaire qui dépend du courant primaire était re- dressée et était utilisée en tant que tension continue pour arrêter le courant des tubes redresseurs. Ce principe connu en lui-même peut aussi être utilisé dans la cadre de l'invention, parce que de la tension ainsi redressée peut être amenée à la grille du tube de réglage à atmosphère gazeux 24 et celui-ci peut s'amorcer par augmentation de la tension, de sorte que le redresseur peut être réglé de la faon exposée de manière à s'abaisser.
Dans les grands dispositifs émetteurs comportant des régulateurs rapides de ce genre il ne convient pas qutau cours du réglage vers le bas de la tension il se produise un intervalle dans l'émission d'environ 10 secondes,où même plue. Suivant Inexpérience faite en pratique, après l'arrêt complet du courant, on peut appli- quer tout de suite aux tubes transmetteurs la moitié de la tension continue entière, même sans crainte d'un nouveau percement dis- ruptif, et c'est seulement après qu'on doit régler lentement vers le haut jusqu'à la tension entière.
on peut résoudre ce probleme dans le cadre de l'invention en montant en parallèle avec le con- densateur 29 un tube à décharge dans le gaz 30 de tension d'amor- cage analogue, tube qui pour la tension d'arrêt entière s'amorce et provoque une décharge brusque du condensateur 29 jusqu'à la valeur de sa tension d'extinction, après quoi ici décharge lente est conditionnée par la valeur de la résistance ohmique 28.
Les résistances 42, 43 constituent la charge préalable des ponts de phase pour éviter que la tension fournie par le pont ne soit déformée par les courants de grille des tubes redresseurs 22. En choisissant la valeur de-la résistance, on doit éviter les extrêmes, les diagrammes de vecteurs du pont de phase utilisé n'é- tant valables que dans le cas où il n'y a pas de charge dans le circuit de sortie du pont. Le calcul précis montre que le pont de phase peut être mis en charge jusqu'à une certaine limite, sans qu'il se produise des variations considérables autour des rapports d'un pont non-chargé. D'autre part, en vue de la déformation oc- casinnée par le courant de grille il conviendrait de donner une plus grande charge préalable.
Cependant, par des essais et des calculs, il est toujours possible de trouver une valeur favorable entre les deux cas extrêmes.
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Les transformateurs l, 17 peuvent aussi être constitués par un transformateur à noyau de fer commun comportant deux en- roulements primaires et un enroulement secondaire. Au lieu d'uti- liser le tube électronique unique 21 de la Fig. 1, on peut aussi avoir recours à deux tubes électroniques pour le redressement des deux alternances, Cette modification est appliquée au montage de pont représenté sur la Fig. 2,7 7 désignant le tuoe redresseur, 14 et 15 les capacités du pont de phase, 34 le transformateur de pont de phase en deux parties, 19 et 20 les condensateurs des circuits oscillants à transformateurs, 37 le transformateur du pont de phases et 38, 39 les tubes électroniques qui Individuellement chargent le transformateur du pont de phase en harmonie avec une seule phase de la tension alternative.
Dans le mode de réalisation représenté sur la Fig, 1, le courant dans le tube redresseur est arrêté par le pont de phase dans la condition où le courant du tube électronique 21 qui charge le pont de phase est arrêté, mais le circuit peut aussi être tel que l'arrêt du courant du tube redresseur ? 7 s'effectue dans la con- dition conductrice du tube électronique 21.
Le dispositif qui fait l'objet de l'invention peut être utilisa non seulement pour la protection contre les surcourants, mais encore pour l'obtention d'autres résultats, par exemple pour maintenir invariable la valeur de la tension continue fournie par le redresseur. Ceci peut s'effectuer par exemple du fait que le tube électronique 21 est réglé au moyen d'une partie de la tension continue en tant que tension de polarisation, de manière que pour une tension continue croissante la décharge du transformateur dé- termine un déphasage tendant à augmenter la tension continue moyen- ne. Cette condition est particulièrement intéressante pour les dis- positifs de transmission radio-électriques.