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REGULATEURS DE COURANT,
L'invention concerne les régulateurs et, en particulier les ré- gulateurs électroniques de courant.
Jusqu'ici, les régulateurs de courant servant à stabiliser les courants circulant dans des charges inductives et d'une intensité allant de 1 à 20 ampères étaient généralement du type à self à saturation ou électro- mécanique., Quoique les régulateurs connus donnent en général satisfaction, la rapidité de réponse n'est pas suffisante dans certains cas.,
L'invention a pour but de procurer un régulateur électronique de courant à réponse rapideo L'invention a aussi pour but d'utiliser la source de courant al- ternatif alimentant la charge comme un dispositif à associer au courant de charge pour régler le courant continu allant de cette source à la chargeo
L'invention ressortira clairement de la description suivante d' une de ses formes d'exécution préférée,
représentée à titre d'exemple au dessin annexé, dont :
La Fige 1 est une vue schématique des circuits et de l'appareil conformes à l'invention, et
La Fig. 2 est un graphique représentant les caractéristiques des tubes utilisés dans les circuits de la Figo 1.
Sur la Figo 1, l'invention est représentée par un dispositif régulateur servant à régler le passage de courant redressé d'une source de courant alternatif, représentée par les conducteurs 12 et 14, à une charge 10. La charge 10 reçoit son énergie des conducteurs 12 et 14 par l'intermé- diaire d'un transformateur 16 à secondaire 18 dont les bornes d'extrémité sont reliées à travers une paire de tube redresseurs commandés 20 et 22 du type thyratron et un conducteur 24 à une extrémité de la charge 10, la prise médiane 26 de l'enroulement secondaire 18 étant reliée par un conducteur 28,
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une résistance 30 et un conducteur 32 à l'autre extrémité de la charge 10.
Les thyratrons redresseurs 20 et 22 sont de type courant, ayant des anodes 34 et 36, des cathodes 38 et 40 et des grilles 42 et 44, respecti- vement, Les anodes 34 et 36 sont reliées aux extrémités opposées de l'enrou- lement secondaire 18 du transformateur 16, les cathodes 38 et 40 étant réunies et reliées au conducteur 24.
La polarisation positive des grilles 42 et 44 est obtenue en re- liant celles-ci par des résistances de grille 46 et 48, respectivement, les conducteurs 50 et 52 et une résistance 54 à la cathode 56 d'un redresseur bi- plaque 58, dont les anodes 60 et 62 sont reliées aux extrémités opposées d'un enroulement secondaire 64 d'un transformateur 66 connecté de façon à être a- limenté par les conducteurs 12 et 14. La prise médiane 67 de l'enroulement secondaire 64 du transformateur 66 est reliée par les conducteurs 68 et 24 aux cathodes 38 et 40 des thyratrons 20 et 22, respectivement.
La commande de la polarisation des grilles 42 et 44 des tubes thyratrons 20 et 22, respectivement, et donc de la conductivité de ceux-ci, s'opère au moyen d'un amplificateur à tube à vide 70 servant à amplifier un courant redressé provenant de la source de courant continu représentée par l'alimentation classique à redressement biplaque à commande de phase, le cir- cuit plaque passant des anodes-34 et 36 des tubes thyratrons 20 et 22 respec- tifs, par les cathodes 38 et 40, conducteurs 24 et 68, transformateur 66, a- nodes 60 et 62, cathode 56 du tube 58, charge anodique 54, anode 72 et catho- de 74 du tube à vide amplificateur 70 et conducteurs 76 et 28 pour aboutir à la prise médiane 26 de l'enroulement secondaire 18 du transformateur 16.
Comme la figure le montre, chacune des résistances 46 et 48 est mise en parallèle sur un condensateur, 47 et 49 respectivement. Le montage parallèle résistance-condensateur représenté intervient de façon connue pour déterminer l'impédance de grille. La polarisation appliquée aux grilles 42 et 44 est fournie par conséquent dans ce cas par la tension plaque conti- nue du tube 70 et l'impédance de grille commandée par le montage parallèle résistance 46 et condensateur 47 pour le tube 20, et le montage parallèle résistance 48 et condensateur 49 pour le tube 22.
La conductivité du tube amplificateur 70 est réglée en comman- dant la polarisation appliquée à sa grille de commande 82, en réponse au pas- sage de courant dans la charge 10. Ainsi, la grille 82 est reliée par une source de tension de polarisation négative telle qu'une batterie 84 et une résistance réglable 86 à la cathode 74, la résistance variable 86 étant mise aux bornes de la résistance 30 qui se trouve dans le circuit de charge. Le courant continu passant dans la résistance 30 applique un potentiel aux bornes de la résistance réglable 86 qui est de polarité opposée au potentiel de la batterie $,la., ce qui fait que le potentiel appliqué à la grille 82 est plus positif ou plus négatif, suivant l'intensité du courant qui circule dans la charge 10.
La Fig. 2 du dessin représente une série de courbes donnant les caractéristiques des tubes redresseurs 20 et 22 et l'effet du tube pentode 70 sur ceux-ci. Toutes les courbes se rapportent aux mêmes demi-périodes et sont représentées ensemble pour que l'on puisse comparer les caractéristiques directement.
Ainsi, à la Fige 2, la courbe en pointillé 87 représente la ten- sion entre anode et terre pour un des thyratrons 20 ou 22, un tel tube étant conducteur pendant la période A et la courbe en traits pleins 88 représente la tension appliquée à la charge ou tension cathode-terre. Dans de telles conditions de fonctionnement la tension anode-cathode, représentée par la courbe 90, et la tension grille-cathode représentée par la courbe 92 sont fi- xées, mais il faut remarquer que pendant la période B la grille de ce thyra- tron est livrée à elle-même et cherche une tension déterminée de façon rigi- de par la pentode 70, comme indiqué par les courbes en pointillé 94 et 96.
La tension grille-cathode représentée par la courbe 92 n'est pas plus modifiée par le signal alternatif de la pentode 70 La tension grille-cathode est aussi
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commandée, pendant les périodes transitoires, par la constante de temps RG du groupe parallèle résistance 46 ou 48 et condensateur 47 ou 49, respecti- vement, inséré dans le circuit des tubes respectifs 20 et 220
Comme le montre la courbe 98, le courant de charge est pratique- ment constant, avec une légère ondulation seulement,. Ce signal est cependant amplifié par la pentode- 70 et inversé au point de vue phase forçant la ten- sion de grille du thyratron à monter brusquement pendant la période B, comme le montre la courbe 100, afin de rendre le thyratron conducteur ou de l'allu- mer au moyen de la partie rectiligne de cette courbe.
La composante alterna- tive de la penthode 70 déterminée par la variation de la charge stabilise donc l'allumage ou conductivité des tubes 20 et 22 grâce à quoi cette conduc- tivité est amorcée au même moment dans chaque demi-période alternativement pour les tubes respectifs dans une condition de charge donnéeo
En fonctionnement, avec le dispositif représenté, et le curseur de la résistance 86 étant réglé de façon à appliquer une polarisation donnée à la grille 82 du tube amplificateur à vide 70 pour une intensité de courant donnée dans la charge 10, le dispositif tend à maintenir un passage de courant pratiquement constant dans la charge.
Si, pour un motif quelconque, le courant continu traversant la résistance 30 et la charge 10 diminue, la polarisation de la grille 82 devient plus négative et le tube pentode amplificateur 70 devient moins conducteur.,
Quand le courant continu pulsé circulant dans le circuit partant de l'anode
72 du tube 70 par le conducteur 52, la résistance 54, le tube redresseur 58, les deux moitiés du secondaire 64 du transformateur 66, les conducteurs 68 et 24, les cathodes et anodes des tubes 20 et 22, le secondaire 18 du transfor- mateur 16, la prise médiane 26 de celui-ci, et les conducteurs 28 et 76 pour aboutir à la cathode 74 diminue, la tension au point 102 augmente de manière à augmenter la tension sur les grilles 42 et 44 des tubes respectifs 20 et
22,
et augmenter ainsi le potentiel positif appliqué à celles-ci à cause du courant continu fourni par le redresseur bip laque 58. Dans un tel cas, la polarisation de grille appliquée aux grilles 42 et 44 est modifiée de façon que les tubes thyratrons 20 et 22 s'allument plus tôt dans la demi-période positive et le courant dans la charge est relevé à la valeur désirée. Si le courant dans la résistance 30 et la charge 10 est ainsi augmenté, la polarisa- tion de la grille 82 du tube amplificateur à vide 70 se rapproche de la valeur déterminée requise pour maintenir le courant circulant dans la charge à une valeur constante.
Si d'autre part le courant continu circulant dans la résistance
30 et la charge 10 augmente, une polarisation plus positive est appliquée à la grille 82 pour rendre le tube 70 plus conducteur, ce qui rend la polarisa- tion appliquée aux grilles 42 et 44 des tubes thyratrons respectifs 20 et 22 moins positive et les tubes 20 et 22 s'allument plus tard dans la demi-pério- de positive de manière à diminuer l'intensité du courant circulant dans la résistance 30 et la charge 10 à la valeur requise.
Le dispositif régulateur décrit a une réponse très rapide et est très sensible aux variations de courant dans la charge, tout en étant composé d'éléments simples et de types courantso Il s'est montré capable de stabili- ser à plus ou moins un demi pour cent pour une variation de tension de ligne de 2 à 1, et à plus ou moins un pourcent pour une variation de charge de 2 à la Le régulateur étant composé d'éléments standards, peut être produit aisé- ment
REVENDICATIONS.
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CURRENT REGULATORS,
The invention relates to regulators and, in particular, to electronic current regulators.
Hitherto, current regulators serving to stabilize currents flowing in inductive loads and with an intensity ranging from 1 to 20 amperes have generally been of the saturation inductor or electromechanical type., Although known regulators generally give satisfaction, the speed of response is not sufficient in some cases.,
The object of the invention is to provide a fast response electronic current regulator. The object of the invention is also to use the alternating current source supplying the load as a device to be associated with the load current in order to adjust the direct current. going from this source to the loado
The invention will emerge clearly from the following description of one of its preferred embodiments,
shown by way of example in the appended drawing, including:
Fig. 1 is a schematic view of the circuits and the apparatus according to the invention, and
Fig. 2 is a graph showing the characteristics of the tubes used in the circuits of Figo 1.
In Figo 1, the invention is represented by a regulating device serving to regulate the passage of rectified current from an alternating current source, represented by the conductors 12 and 14, to a load 10. The load 10 receives its energy from conductors 12 and 14 through a transformer 16 to secondary 18 whose end terminals are connected through a pair of controlled rectifier tubes 20 and 22 of the thyratron type and a conductor 24 at one end of the load 10, the middle tap 26 of the secondary winding 18 being connected by a conductor 28,
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a resistor 30 and a conductor 32 at the other end of the load 10.
The rectifying thyratrons 20 and 22 are of the common type, having anodes 34 and 36, cathodes 38 and 40 and grids 42 and 44, respectively. The anodes 34 and 36 are connected to opposite ends of the winding. secondary 18 of transformer 16, cathodes 38 and 40 being joined and connected to conductor 24.
The positive bias of the gates 42 and 44 is obtained by connecting them by grid resistors 46 and 48, respectively, the conductors 50 and 52 and a resistance 54 to the cathode 56 of a double-plate rectifier 58, the anodes 60 and 62 of which are connected to the opposite ends of a secondary winding 64 of a transformer 66 connected so as to be supplied by the conductors 12 and 14. The middle tap 67 of the secondary winding 64 of the transformer 66 is connected by conductors 68 and 24 to cathodes 38 and 40 of thyratrons 20 and 22, respectively.
The control of the polarization of the gates 42 and 44 of the thyratron tubes 20 and 22, respectively, and therefore of the conductivity thereof, is effected by means of a vacuum tube amplifier 70 serving to amplify a rectified current from of the direct current source represented by the conventional phase-controlled two-plate rectifier power supply, the plate circuit passing from the anodes-34 and 36 of the thyratron tubes 20 and 22 respectively, through the cathodes 38 and 40, conductors 24 and 68, transformer 66, a- nodes 60 and 62, cathode 56 of tube 58, anode load 54, anode 72 and cathode 74 of amplifier vacuum tube 70 and conductors 76 and 28 to terminate at the center tap 26 of the secondary winding 18 of the transformer 16.
As the figure shows, each of resistors 46 and 48 are paralleled to a capacitor, 47 and 49 respectively. The parallel resistor-capacitor assembly shown intervenes in a known manner to determine the gate impedance. The bias applied to gates 42 and 44 is therefore provided in this case by the DC plate voltage of tube 70 and the gate impedance controlled by the parallel connection resistor 46 and capacitor 47 for tube 20, and the parallel connection. resistor 48 and capacitor 49 for tube 22.
The conductivity of the amplifier tube 70 is adjusted by controlling the bias applied to its control gate 82, in response to the flow of current in the load 10. Thus, the gate 82 is connected by a source of negative bias voltage. such as a battery 84 and an adjustable resistor 86 at the cathode 74, the variable resistor 86 being terminated with the resistor 30 which is in the load circuit. The direct current flowing through resistor 30 applies a potential across the adjustable resistor 86 which is of opposite polarity to the potential of battery $, la., So that the potential applied to gate 82 is more positive or more negative. , depending on the intensity of the current flowing in the load 10.
Fig. 2 of the drawing represents a series of curves giving the characteristics of the rectifier tubes 20 and 22 and the effect of the pentode tube 70 thereon. All the curves relate to the same half-periods and are shown together so that the characteristics can be compared directly.
Thus, in Fig. 2, the dotted curve 87 represents the voltage between anode and earth for one of thyratrons 20 or 22, such a tube being conductive during period A and the solid curve 88 represents the voltage applied to the cathode-earth load or voltage. Under such operating conditions the anode-cathode voltage, represented by curve 90, and the grid-cathode voltage represented by curve 92 are fixed, but it should be noted that during period B the gate of this thyra- tron is on its own and seeks a voltage determined rigidly by the pentode 70, as indicated by the dotted curves 94 and 96.
The grid-cathode voltage represented by curve 92 is no more modified by the alternating signal of the pentode 70 The grid-cathode voltage is also
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controlled, during transient periods, by the time constant RG of the parallel group resistor 46 or 48 and capacitor 47 or 49, respectively, inserted in the circuit of the respective tubes 20 and 220
As shown by curve 98, the charge current is almost constant, with only a slight ripple. This signal is however amplified by the pentode- 70 and phase-inverted forcing the thyratron gate voltage to rise sharply during period B, as shown in curve 100, in order to make the thyratron conductive or l 'ignite by means of the rectilinear part of this curve.
The alternating component of the method 70 determined by the variation of the load therefore stabilizes the ignition or conductivity of the tubes 20 and 22 whereby this conductivity is initiated at the same time in each half-period alternately for the respective tubes. under a given load condition
In operation, with the device shown, and the slider of resistor 86 being adjusted so as to apply a given bias to the grid 82 of the vacuum amplifier tube 70 for a given current in load 10, the device tends to maintain a practically constant current flow through the load.
If, for any reason, the direct current flowing through resistor 30 and load 10 decreases, the bias of gate 82 becomes more negative and pentode amplifier tube 70 becomes less conductive.,
When the pulsating direct current flowing in the circuit from the anode
72 of the tube 70 by the conductor 52, the resistor 54, the rectifier tube 58, the two halves of the secondary 64 of the transformer 66, the conductors 68 and 24, the cathodes and anodes of the tubes 20 and 22, the secondary 18 of the transformer. matrix 16, the center tap 26 thereof, and the conductors 28 and 76 to terminate at the cathode 74 decreases, the voltage at point 102 increases so as to increase the voltage on the gates 42 and 44 of the respective tubes 20 and
22,
and thereby increase the positive potential applied thereto due to the direct current supplied by the lacquer bip rectifier 58. In such a case, the gate bias applied to the grids 42 and 44 is changed so that the thyratron tubes 20 and 22 light up earlier in the positive half-period and the current in the load is raised to the desired value. If the current in resistor 30 and load 10 is thus increased, the bias of gate 82 of vacuum amplifier tube 70 approaches the determined value required to keep the current flowing through the load constant.
If on the other hand the direct current flowing in the resistor
30 and charge 10 increases, a more positive bias is applied to grid 82 to make tube 70 more conductive, making the bias applied to grids 42 and 44 of respective thyratron tubes 20 and 22 less positive and the tubes 20 and 22 light up later in the positive half-period so as to decrease the intensity of the current flowing through resistor 30 and load 10 to the required value.
The described regulator device has a very fast response and is very sensitive to current variations in the load, while being composed of simple elements and common types o It has been shown to be able to stabilize at plus or minus a half for one hundred for a variation of line voltage from 2 to 1, and plus or less one percent for a variation of load from 2 to the The regulator being composed of standard elements, can be produced easily
CLAIMS.
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