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Redresseurs.
Cette invention est relative à un convertisseur électri- que à remplissage de vapeur et particulièrement à un système d'ex- citation pour un dispositif électrique à vapeur, tel qu'une valve électrique à vapeur,,
Dans le fonctionnement de dispositifs à remplissage de vapeur il a été longtemps d'usage d'employer une source continua d'excitation servant à maintenir un spot cathodique pour l'éta- blissement (la l'arc principal dans la, valve. Jusqu'ici, on a ren- contré des difficultés considérables dans l'établissement et le maintien de tels arce.
Il était considéré comme désirable jusqu'ici d'employer des moyens mécaniques pour amorcer et réamorcer le spot cathodique servant aux arcs d'excitation.
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Le but principal de cette invention est de créer un systole d'excitation statique comprenant une tension d'excita- tion à haute caractéristique de régulation et présentant une sécurité élevée.
Suivant l'invention, l'amorçage et le maintien d'un arc d'excitation s'obtiennent au moyen d'un dispositif statique anis automatiquement en action sans usure ni réglage mécaniques.
Dans le système d'excitation conforme à l'invention, le dispositif électrique à vapeur est muni de deux électrodes d'excitation, l'une en forme d'électrode d'amorçage en matière très résistante en liaison et habituellement en contact permanent avec la cathode et l'autre étant une électrode d'entretien ou d'excitation ordinaire isolée et à une certaine distance de la cathode.
Une source de tension d'excitation à courant alternatif est prévue de laquelle on dérive un potentiel d'excitation à haute caractéristique de régulation. Ce potentiel d'excitation est ap- pliqué aux deux électrodes d'amorçage et dtentretien. De plus, un dispositif commandé par le niveau de courant amené aux élec- trodes commande la caractéristique de régulation, de sorte que lorsqu'il n'y a pas de courant qui va aux électrodes d'excitation, le potentiel d'excitation est suffisant pour allumer un spot ca- thodique par l'intermédiaire de l'électrode d'amorçage et une fois que le courant s'est mis à passer,
la potentiel d'excitation est ramené à une valeur tout juste suffisante à maintenir l'arc, d'ex- citation et certainement inférieure a la tension nécessaire au fonctionnement de l'électrode d'amorçage.
En conséquence, 11 invention consiste essentiellement en un système d'excitation pour un dispositif électrique à vapeur com- prenant une cathode vaporisable avec dispositif statique à comman- de automatique servant à amorcer et à maintenir un arc d'excita- @
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tion dans le dispositif électrique à vapeur.
Ce dispositif stati- que comprend une électrode d'amorçage, un moyen d'appliquer une impulsion à haute tension sur cette électrode d'amorçage, une électrode d'entretien, un moyen d'amener du courant unidirectionnel à cette électrode d'entretien et un système servant à réduire le potentiel appliqué à l'électrode d'amorçage et commandé par le niveau du épurant amené à l'électrode d'entretien.
On décrira ci-après en détail plusieurs tomes d'exécu- tion préférées de 1+invention, représentées titre d'exemple dans les dessins annexés.
La figura 1 est un schéma représentant une forme d'exé- cution simplifiée de l'invention.
La figure 2 est une variante âe l'invention.
La figure 3 est une autre variante montrant la possi- bilité d'employer plusieurs circuits d'excitation.
La figure 4 est encore une autre variante de l'invention.
La figure 5 est une courbe montrant la meilleure carac- téristique de régulation conforme à l'invention.
La figure 6 est une autre variante employant des arcs d'entretien à courant alternatif, et
La figure '1 est encore une autre variante employant un potentiel d'entretien unidirectionnel.
Dans la forme d'exécution simplifiée de la figure 1 un circuit 4 courant alternatif 10 est relié à un circuit à courant continu 11 au moyen d'un transformateur de redressement 12 connec- té au circuit à courant alternatif, de préférence par l'intermé- diaire d'un coupe-circuit 52, et ayant ses extrémités de phase reliées à des valves électriques à vapeur 13 dont une seulement est représentée pour simplifier le dessin.
Chaque valve 13 comprend un récipient 14 dans lequel se trouvent une cathode 15 susceptible de se vaporiser et se recons-
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tituer par exemple du mercure, une anode 10 distante et isolée de la cathode 15 et pouvant ou non être entourée d'un écran ou
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grille de c OH1IdJ1de 17. une électrode d'amorçage Us haoitueilement en matière très résistante est mise en contact avec la cathode 15 tandis qu'une anode a 'excitation ou 81ectrod c1 eiztr.tie,n 19 est placée à une certaine distance et isolée (le la cathode.
Le potentiel d'excitation est fourni par une source alternative quelconque appropriée représentée ici comme étant le circuit à courant alternatif 10 relié au circuit d'excitation par l'intermédiaire d'un coupe-circuit 31. La tension alternati-
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ve est appliquée a l'enroulaient primaire 20 d'un t:azeßo:",teur d'excitation 21 et la tension ac sorti.; du transformateur 21 est redressée pari un redresseur à doubla alt,-;;:":1:J..:...: ll(ÍL1ituüllè..m du type sec. ±n général un condensateur 2j est placé aux 'u orne: de sortie du redresseur 22 et sert aussi sien ae filtre pour la ten- sion redressée que de réservoir d'énergie pour amorcer le spot cathodique.
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L'électrode c1 t aor,a,e 18 t l'électrode dljsntretien 1 sont reliées en parallèle à l'extrémité positive 24 du courant continu, les deux étant connectées aux bornes de la tension re- dressée au moyen d'un fil de retour 25 partant de la cathode 15 du dispositif électrique à vapeur et arrivant à la borne négati-
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ve du redresseur. Pour faciliter 1 anox ae du spot cathodique une self à saturation 26 est raise en série avec l'électrode d'a-
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iaorqage 18 tandis qu'il est souhaitable d'intercaler une impé- dance 27, habituellement une self linéaire, en série avec l i élec- trode d'entretien 19.
Dans le but de donner au potentiel d'excitation une bonne caractéristique de régulation, le transformateur -d'excita- tion 21 est pourvu d'un pont magnétique représenté ici sous la forme d'un troisième noyau 28 du transformateur 21,le dit troi- @
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sième noyau 28 ayant un entrefer.
Dans cette forme simplifiée de l'invention le fonction- nement se fait comme suit: la tension à la sortie du transforma- teur 21 est rectifiée et charge le condensateur 23 qui se trouve aux bornes de sortie du redresseur 22. Quand ce potentiel atteint un niveau suffisant, la self à saturation 26 est saturée et per- met brusquement un passage de courant vers l'électrode d'amor- Qage 18. Ce courant crée un spot cathodique sur la cathode 15 après quoi un arc s'établit entre la cathode et l'électrode d'en- tretien 19.
Le passage de courant dans l'enroulement secondaire du transformateur d'excitation 21 fait dévier le flux vers le pont magnétique 28, ce qui réduit sérieusement la tension au secondaire du transformateur d'excitation 21. A ce moment la tension est tom- bée en-dessous du niveau nécessaire à saturer la self à satura- tion 26, de telle sorte que l'électrode d'entretien 19 seule re- çoit un courant non négligeable.
D'ailleurs, dans l'éventualité de l'arrêt du courant envoyé vers les électrodes d'excitation, le courant magnétisant parcourt de nouveau l'enroulement secon- daire du transformateur 21 rétablissant un potentiel suffisant à créer un spot cathodique, ce qui réalise automatiquement le maintien de l'excitation si l'arc dtexcitation sévanouit pour une raison quelconque.
Dans la variante suivant la figure 2, le transformateur d'excitation 121 est de la variété à trois branches avec enroule- ments primaire et secondaire sur deux noyaux,tandis que le troi- sième enroulement est relié à l'électrode d'entretien 19 au moyen de la connexion 12?. Une impédance, de préférence sous la forme d'un condensateur 32, est mise en série avec la source et l'enrou- lement primaire du transformateur 121.
Avec cette forme de l'invention, le fonctionnement est @
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le suivant: l'application de Ici. tension à l'enrouleront primaire 120 produit un potentiel élevé qui est redressé et applique aux électrodes d'excitation 18 et 19 de la manière décrite ci-dessus.
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Toutefois, le passage du courant dirigé vers ltélectroae d'entre- tien 18 change la caractéristique de magnétisation du transforma- teur 121 et provoque une forte chute de tension aux bornes de
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11illlé<idJlce série 32 ce qui entraîne une sérieuse diminution de la tension de sortie du transformateur d'excitution 121.
La liai- son magnétique 127 entre le transforr.teur 121 et la connexion allant vers l'électrode d'entretien 19 'remplace pratiquement l'im- pédance régulatrice 27 représentée a la figure 1.
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La va:r1d.lrte do j.'invention suivant la figure 3 est par- ticulièrement prévue pour offrir le J.ùoy,-,n d'employer le système d'excitation sous une forme développée. Un potentiel d'excitation a courant continu (le la valeur convenant 8. 1, cominande de 1 t élBc- trode d'entretien 19 peut être appliquée à plusieurs électrodes d'entretien 19.
Quoique ce potentiel à courant continu puisse être four-
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ni par 1..i.l.,-, .:......-..:.:::ce quùlcUïyuv, il est indiqué ici comme provenant de la source de courant alternatif par l'intermédiaire utur, trans- forjtcur approprié 33 et d'un redresseur à douole a1te'nlce 122.
Des trd.naformd.tsurs distincte 3 sont prévus pour chacune des élec- trodes d'ancrage 18. L'enroulement primaire du transformateur d'amorçage 35 est mis en série avec une impédance appropriée 36, de préférence en forme de condensateur, tandis que la tension se- condaire est appliquée directement entre l'électrode d'amorçage 18 et la cathode 15 du dispositif
Sous cette formelle dispositif fonctionne de la maniè- re suivante:
le potentiel a courant continu est appliqué a l'é- lectrode d'entretien 19 et si aucun courant n'y parvient, la ten-
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sion secondaire ou de sortie du traiioeforaatqmr dtaorac3 35 <appui- @
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que un potentiel élevé à l'électrode d'amorçage 18.
D'autre part, dès que le courant est amené à l'électrode d'entretien, l'enrou- lement 3? intercalé en série entre la source de courant continu 122 et l'électrode d'entretien 18 modifie l'impédance du trans- formateur 35 de sorte que la majeure partie de la tension pri- maire apparaît aux bornes de l'impédance série 36, réduisant le potentiel d'amorçage à un niveau insuffisant à envoyer du courant à travers l'électrode d'amorçage 18,
Dans la variante suivant la figure 4, la caractéristique de régulation du potentiel d'excitation est obtenue au moyen d'une self variable 40 mise en série avec le transformateur d'ex- citation 41.Quand aucun courant n'arrive aux électrodes d'exci- tation,
le potentiel tend à créer un courant vers l'électrode d'amorçage 18. Ce courant passant dans 1'enroulement 42 est en relation étroite avec la self variable 40 de sorte qutil sature celle-ci, ce qui entraîne l'application d'un potentiel élevé au transformateur 41. Dtautre part, une fois que le spot cathodique a été établi, le courant passe par l'électrode d'entretien 19, réduisant donc le courant traversant l'élsctrode d'amorçage 18.
La réactance 40 n'est plus saturée de ce fait et elle absorbe la majeure partie de la tension disponible, ce qui réduit le poten- tiel de sortie du transformateur d'excitation 41 à une valeur in- suffisante pour envoyer un courant à travers 11 électrode d'amor- cage 18.
Malgré que la caractéristique de régulation varie évi- demment avec différents types d'électrodes d'amorçage 18, il est souhaitable dobtenir une,courbe de régulation 50 se rapprochant réellement de celle indiquée à la figure 5, où le potentiel de sortie à vide du transformateur d'excitation est de l'ordre de 300 volts pour tomber rapidement à zéro volt'pour un courant de l'ordre de 20 ampères.
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Au lieu d'utiliser un arc (l'entretien a courait continu comme le montre la figure 3 il est parfois désirable d'employer un arc d'entretien à couxant alternatif. Jans ce cas on emploie deux électrodes d'entretien 19, comme le montre la figure 0, ali- mentées en courant à un potentiel voulu par un transformateur 133 avec un enroulement 37 placé dans le circuit de retour 25 et ser- vant alors au double but de commande de la tension du transforma- teur 35 et de self régulatrice servant a maintenir l'arc d'entre- tien à courant nul.
La où on désire n'avoir qu'une traversée, on peut sup- primer une des électrodes d'excitation 19, comme le montre la figure 7, en utilisant deux redresseurs a une alternance connec- tés entre les extrémités du secondaire du transformateur 133 et l'électrode d'excitation 19. Il faut veiller à pourvoir l'enrou- lement 37 d'énergie de charge capacitive suffisante pour mainte- nir ltarc à potentiel nul.