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TUBES A FAIBLE CHUTE DE TENSION INTERNE POUR REDRESSEURS A CONTACTS MOBILES.
La présente,invention concerne les redresseurs ou convertisseurs mécaniques, à contacts mobiles et leurs circuits, dont le dispositif de fer- meture et de coupure des cqntacts est placé dans un circuit de courant fort utilisant une self à saturation pour établir, au début et à la fin de chaque période de conduction du circuit de courant fort, des moments relativement longs de courant faible, afin de faciliter la fermeture et l'ouverture des contacts, en combinaison avec un jeu de tubes mis en shunt sur les contacts, de manière à limiter les tensions de contact pendant la fermeture et l'ou- verture de ces contacts.
L'invention concerné spécialement un ensemble de tubes à anode double ou autre dispositif statique double à conduction asymétrique dont on utilise le circuit entre anodes ou l'équivalent pour cons- tituer, aux bornes du dispositif de fermeture et d'ouverture des contacts, un chemin de shuntage à faible chute de tension interne ou chute d'arc.
L'emploi d'une self à saturation pour produire des moments de courant faible dans l'onde de courant fort, pendant l'ouverture et la fer- meture d'un dispositif à contacts, est un procédé bien connu.
L'expérience a montré que la durée de vie d'un contact d'un re- dresseur mécanique est fortement prolongée, si les durées des arcs, pendant l'ouverture et la fermeture des contacts, sont extrêmement courtes, ce qui peut être obtenu en shuntant les bornes des contacts par un tube ayant une chute d'arc extrêmement faible.
On a considéré, dans le passé, pouvoir utiliser divers tubes au césium, mais ceux-ci sont compliqués et leur fonc- tionnement difficile, ils ne sont pas aussi sûrs qu'ils pourraient l'être, dans leur état actuel de développement, ils demandent un temps d'échauffe- ment considérable, et malgré leur chute d'arc extrêmement faible, on pourrait obtenir des contacts à meilleur performance ou à plus longue durée de vie, si on avait un tube à chute d'arc encore plus faible.
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L'invention a pour buts de procurer des tubes et des circuits spéciaux, ou des dispositifs équivalents à conduction asymétrique avec leurs circuits, et des combinaisons de ceux-ci avec un circuit de courant fort qui contient un dispositif mécanique à contacts et une self à satu- ration.
Le tube à double anode ou autre dispositif à conduction asymé- trique de la présente invention est basé sur un principe entièrement nou- veau permettant d'obtenir une faible chute de tension dans un dispositif, comme un tube construit en matières ordinaires et rempli d'un gaz cou- rant, du mercure ou du xénon, par exemple.
Une alimentation de tube, connectée extérieurement, intervient au début d'une période de conduction du circuit de courant fort, pour amorcer, pour l'anode du tube qui est connectée à la borne de sortie du courant du dispositif à contacts, un circuit anode-cathode interne au tube laissant passer un courant qui n'est que légèrement supérieur au courant le plus élevé qu'on peut attein- dre à tout instant au début du moment initial de faible courant, et aussi durant les moments de fin de courant faible de la période de conduction du circuit de courant fort. Le courant shuntant les contacts circule alors de la seconde anode à l'anode mentionnée en premier lieu, et la chute d'arc effective est très faible, puisqu'elle est la différence entre la chute d'arc de la seconde anode à la cathode et la chute d'arc de la pre- mière anode à la cathode.
En fait, quand le courant commence à circuler l'anode à anode, la quantité totele de curant extérieur fourni à la cathode ne change pas, et le courant de la première anode mentionnée ne se renverse pas. Le cou- rant de l'anode citée en premier lieu ou extérieurement excitée baisse sou- dainement de la quantité du courant qui apparaît brusquement dans la se- conde anode. Des essais ont montré que moins de 0,5 volt suffit pour fai- re passer ce courant d'une anode à l'autre, et dans certains cas on peut même obtenir des chutes d'arc plus faibles, ou encore une chute d'arc négative, comme cela sera expliqué plus loin.
Dans de nombreux cas, une commande par grille est intéressante, et le tube est construit, dans ces conditions, de fagon qu'une seule gril- le règle le passage du courant des deux anodes, ce qui constitue un nouveau type de tube.
Plusieurs formes d'exécution de l'invention sont représentées, à titre d'exemple, aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue schématique de circuits et d'appareils représentant l'invention sous la forme d'un redresseur mécanique à six con- tacts commandé magnétiquement qui transforme un circuit d'alimentation tri- phasé en un circuit de charge à courant continu, utilisant des tubes à double anode, à remplissage gazeux et à commande par grille pour constituer le shuntage des contacts'à nouvelle chute d'arc équivalente faible.
La figure 2 est une vue semblable d'un redresseur utilisant des dispositifs de fermeture et d'ouverture des contacts rotatifs synchrones.
La figure 3 est une vue en coupe d'une forme d'exécution préfé- rée d'un contacteur à grande vitesse, à commande magnétique et à remplis- sage gazeux, avec les circuits indiqués schématiquement et d'autres élé- ments associés, représentant un convertisseur monophasé, pour transformer du courant 60 cycles à tension constante (par exemple) en un courant de soudure à tension réglable de la même fréquence.
La figure 4 est une vue d'une modification du circuit représenté à la figure 1, représentant un circuit de contact ou circuit de courant fort d'un contacteur utilisant deux tubes ou autres dispositifs statiques à con- duction asymétrique ordinaires identiques pour shunter le contact, au lieu
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du tube à double anode.
La figure 5 est une autre vue partielle, semblable à la figure 4 montrant l'utilisation de plusieurs contacts dans la même phase ou le même circuit de courant fort pour obtenir une capacité de courant plus grande, et montrant aussi la variante d'un tube à deux anodes dans lequel la gril- le d'un thyratron ordinaire est faite assez robuste pour servir de premiè- re anode ou anode à courant le plus élevé connectée à la borne de sortie de courant du contact shunté par le tube ; la figure 6 est un, autre schéma partiel, semblable à la figure 4, mais montrant une connexion de thyratron à anode et grille inversées par rapport à la connexion de contacteur représentée à la figure 4, de manière à obtenir l'effet d'un tube à chute d'arc négative.
La figure 1 représente un circuit d'alimentation triphasé à fré- quence industrielle 1 qui alimente un dispositif de transformation de ten- sion, comme un transformateur 2 à primaires Pl, P2, P3 en triangle et des se- condaires Sl, S3, S3 en étoile. La figure représente un circuit redresseur hexaphasé à double étoile utilisant six contacteurs ou dispositifs de fer- meture et d'ouverture de contacts 11, 12, 13, 14, 15 et 16, numérotés dans l'ordre d'un circuit hexaphasé.
La borne secondaire S1 du circuit d'alimen- tation envoie du courant à un premier circuit de courant fort contenant un contacteur à conduction positive 11, et à un second circuit de courant fort qui contient un contacteur à conduction négative'ou de polarité oppos- sée 14. De même, la seconde borne S2 alimente deux circuits de courant fort contenant les contacteurs à conductions positive et négative 13 et 16, tan- dis que la troisième borne S3 alimente deux circuits de courant fort, conte- nant respectivement les contacteurs à conductions positive 15 et négative 12.
Les circuits de sortie des trois contacteurs à conduction positive 11, 13 et 15 sont reliés à un circuit de charge ou borne de sortie Ll positive, tandis que les bornes de sortie des trois contacteurs à conduction négati- ve 14, 16 et 12 sont connectées au circuit négatif de retour L2 du circuit de sortie à courant continu de l'appareil.
Chacun des six circuits de courant fort contenant les contacteurs respectifs 11 à 16, constitue une phase du redressement dans laquelle le cou- rant est commuté à zéro, à la fin de chaque période de conduction. Chacun de ces circuits, en plus du contacteur, comprend sa propre self à saturation 17 insérée en série en un certain point du circuit de courant fort.
Le fonctionnement et la nature des selfs à saturation 17 sont connus et bien compris. Il suffit de dire que le fer 17' du circuit magné- tique de la réactance doit avoir une courbe d'hystérésis à faible flux ré- siduel, ou bien il faut utiliser un moyen convenable pour déplacer la cour- be d'hystérésis, par exemple un contre-enroulement à courant unilatéral 17", de façon que la self à saturation donne l'effet d'avoir un flux rési- duel d'hystérésis aussi faible que l'on veut, et qu'on puisse régler les flux résiduels d'hystérésis pour les conditions apparaissant au début et à la fin de chaque période de conduction du circuit de courant fort. Cha- que contre-enroulement 17" est alimenté en courant continu d'une polarité au sens tel que le contre-enroulement s'oppose au flux produit par le courant circulant dans le circuit de courant fort, comme on sait.
Les excitations des contre-enroulements peuvent être réglées au moyen de résistances variables 17"'.
L'effet de la self à saturation 17 est tel que, lorsqu'un courant commence à circuler dans le circuit avec une valeur voisine de zéro, mais augmentant à partir de zéro, la valeur du courant soit trop faible pour sa- turer la self ou réactance, et celle-ci a donc une impédance réactive éle- vée. La self est calculée de façon que cette impédance réactive non saturée soit suffisante pour limiter le courant à une valeur faible, dans le circuit de courant fort où la self est placée, et de cette manière la'self à satura-
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tion, dans son état non saturé, freine l'accroissement du courant fort dans le circuit, établissant un moment de courant faible pouvant durer de 10 à 20 degrés ou plus, au début de la période de conduction du courant.
Dès que la self à saturation 17 sature, son impédance tombe à une valeur très faible, pratiquement négligeable, de sorte que la self à saturation n'a pratiquement pas d'effet sur le circuit de courant fort, pendant la plus grande partie de sa période de conduction du courant.
La période de conduction de courant de ce circuit de courant fort se termine quand le courant retourne à zéro, suivant un procédé commu- nément dénommé commutation de courant, parce que le courant est habituel- lement commuté ou aiguillé vers un autre circuit. Quand cette fois le courant se rapproche de zéro, la self à saturation redevient non saturée et reprend une valeur de self-induction élevée qui retarde l'extinction totale du courant, et fait qu'un faible courant continue à circuler pen- dant une dizaine de degrés ou plus, après que le courant se serait déjà éteint s'il n'y avait pas eu la tension aux bornes de la réactance.
De cette manière, la self à saturation 17 établit des moments de faible courant, au début et à la fin de chaque période de conduction du circuit de courant fort, pendant lesquels les contacts mobiles peuvent être fermés et ouverts, respectivement, sous un courant faible qui peut être environ égal au trentième du courant de pointe, ou même moins.
Chacun des contacteurs ou dispositifs d'ouverture et de ferme- ture du circuit 11 à 16 est représenté, à la figure 1, avec une commande magnétique composée d'un électro-aimant 18 et d'un bobinage ou enroulement série 19 inséré, en série, à un certain endroit du circuit de courant fort contenant les contacts du contacteur.
Les dispositifs d'ouverture et de fermeture de circuit Il à 16 sont, de préférence, des contacteurs à rem- plissage gazeux construits comme le montre la figure 3, mais dans un sens plus large ils peuvent être considérés comme des symboles de tout disposi- tif à contacts mobiles, commutateur ou contacteur, à commande par électro- aimant, piston hydraulique, came ou autre à commande par électro-aimant, piston hydraulique, came ou autre dispositif vibratoire mécanique, du par rotation, comme dans le cas du commutateur rotatif de la figure 2.
Chacun des dispositifs à contacts 11 à 16 de la figure 1 lais- se passer du courant dans un seul sens, périodiquement, les dispositifs à contacts 11, 13 et 15 laissant passer du courant positif, et les dispositifs a contacts 12,14 et 16 du courant négatif. Pendant les périodes de conduc- tion positive des conducteurs d'alimentation respectifs SI, S2 et S3, les bornes côté source A'1, A'3, et A'5 des dispositifs contacteurs à conduc- tion positive 11,13 et 15 respectivement, sont les bornes positives ou d'en- trée du courant de ces contacteurs, et les bornes côté charge A1, A3 et A5 sont les bornes négatives ou de sortie du courant de ces contacteurs.
Pen- dant les périodes de conduction négative, les courants forts passent par les contacteurs à conduction négative 14, 16 et 12 et leurs bornes respectives côté source A4, A6 et A2 sont les bornes de sortie du courant de ces contac- teurs, tandis que les bornes côté charge A4', A6' et A2' sont les bornes d'en- trée du courant de ces contacteurs 14, 16 et 12 respectivement.
Chacun des contacteurs 11, 12, 13, 14, 15 et 16 est shunté ou court-circuité par son propre tube basse tension Tl, T2, T3, T4, T5 et T6 respectivement. Chacun de ces tubes, le tube Tl par exemple, a un circuit cathodique numéroté de façon correspondante Cl par exemple, et deux élec- t rodes auxiliaires espacées ayant des bornes de connexion Al et A1' par exem- ple, ces deux électrodes auxiliaires p ouvant servir d'anodes quand elles sont suffisamment positives par rapport à la cathode de ce tube.
Dans une forme préférée de l'invention représentée à la figure 1, chacun des tubes de shuntage des contacteurs, Tl par exemple, est un tube à commande par grille et remplissage gazeux ou thyratron, dans lequel les deux électrodes
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auxiliaires sont deux anodes écartées en substance symétriquement de la cathode et très voisines l'une de l'autre. Chaque thyratron, comme Tl, a aussi une grille commune numérotée de façon correspondante, comme Gl, cet- te grille étant placée de façon à commander les courants anodiques des deux anodes Al et Al' de ce tube. Les autres cinq tubes T2 à T6 sont construits de même, avec les mêmes circuits cathodiques et anodiques, les mêmes cir- cuits de grille, tous numérotés de la même façon que le tube lui-même.
La figure 1 représente, à titre d'exemple, un dispositif d'exci- tation et de commande pour les six tubes Tl à T6. Chacun des circuits anodiques excités, sans signe prime, A1 à A6 des différents tubes de la figure 1 reçoit une tension anodique positive soutenue appliquée de l'exté- rieur par tout moyen convenable. Dans une forme d'exécution préférée de l'in- vention représentée à la figure 1, la source de tension anodique est une source intermittente qui applique, par intermittences,la tension anodique à travers aes redresseurs 20, et consiste en deux phases de sortie d'un transformateur auxiliaire d'alimentation anodique 21.
Ce dernier a un pri- maire 22 en triangle alimenté par le réseau triphasé 1 et deux enroulements secondaires hexaphasés en étoile sans point neutre 23 et 24, les diverses phases attaquant, par paires, les redresseurs 20 de manière à alimenter les divers circuits anode-cathode, comme le circuit anodique Al et le cir- cuit cathodique correspondant C1, Chaque circuit anodique reçoit donc une tension anodique positive utile ou appropriée qui est appliquée un rien avant que la période de conduction du courant du circuit de courant fort associé (par exemple le circuit de courant fort contenant le contacteur 11) ne commence.
Cette tension anodique est maintenue aussi longtemps que l'une ou l'autre des phases secondaires d'alimentation du transformateur 21 est suffisamment positive, et cette tension anodique est supprimée à un cer- tain moment après la fin de la période de conduction du circuit de courant fort.
Pour pouvoir régler la tension de sortie continue, la plupart des redresseurs exigent une commande d'allumage différé, grâce à laquelle on choisit le moment, dans la période du courant d'alimentation, où la pério- de de conduction des diverses phases du redresseur commence. Le redresse- ment de la figure 1 comprend un dispositif de réglage de la tension de ce genresous la forme d'une commande de grille appliquée aux circuits de grille respectifs Gl à G6 des tubes Tl à T6.
Chaque circuit de gril- le, comme le circuit de grille Gl par exemple, comprend une source de polarisation convenable, représentée schématiquement par une batterie B, et un des enroulements secondaires de trois transformateurs de comman- de de grille 31,32 et 33, dont les enroulements primaires sont alimentés par les phases respectives de sortie d'un transformateur triangle-étoile 34 relié, par un déphaseur 35, au réseau triphasé 1. Chacun des trois transformateurs de commande de grille 31, 32 et 33 comprend deux enroule- ments secondaires séparés 36 qui appliquent, à son circuit de grille asso- cié, une onde sinusoïdale ou une impulsion de tension de pointe, suivant la nature du transformateur. Chacun des circuits de grille comporte aus- si sa propre résistance de grille.
Un simple réglage du déphaseur 35 détermine le point, dans la période du courant de réseau, où chaque grille devient assez positive pour allumer chaque tube, ou pour permettre à celui-ci de commencer à laisser passer le courant. Par exemple, quand le circuit de grille Cl du tube Tl devient suffisamment positif par rapport à son circuit cathodi- que Cl, ce tube laisse passer immédiatement du courant de l'anode à la cathode par son circuit anodique à excitation séparée Al, puisque le trans- formateur d'alimentation anodique 21 a appliqué auparavant à ce circuit anodique, une-tension anodique positive convenable.
Le redresseur représenté à la figure 1 est mis en marche par la'fermeture d'un interrupteur tripolaire 37 alimentant le déphaseur de commande de grille 35 à partir du réseau 1. Un courant anodique soute- nu commence immédiatement à circuler dans les circuits anodiques sans signe
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prime des tubes dont le circuit de grille est suffisamment positif pour que le tube s'allume à ce moment. Chaque tube, comme le tube Tl par exemple, quand il s'allume ou commence à devenir conducteur, commence une période de conduction de courant de son circuit de courant fort associé, son contac- teur correspondant 11 étant ouvert.
Quand ce tube, Tl par exemple, commence à faire passer le courant dans son circuit anode-cathode à excitation séparée A1-C1, l'intérieur du tube s'ionise et cette ionisation spatiale provoque immédiatement un arc en, tre le second circuit anodique à signe prime A1' et le circuit cathodique C1, parce que le déphaseur de commande de grille 35 est toujours réglé de- façon que le circuit de grille correspondant, comme Gl, ne devienne assez positif qu'au moment où le second circuit anodique reçoit une tension plus positive que celle de la première anode Al de ce tube.
Le potentiel appli- qué par le circuit de courant fort aux deux circuits anodiques, comme A1 et Al', immédiatement avant l'allumage du tube Tl, est commandé par les poten- tiels ou déphasages relatifs des bornes secondaires respectives SI, S2 et S3 (comme la borne d'alimentation SI, si on considère le fonctionnement du tube Tl par exemple). Le déphaseur 35 est réglé de façon que le tube Tl ne s'allume qu'au moment où la borne d'alimentation SI rend le circuit anodi- que d'entrée de courant A1' plus positif que le circuit-anodique de sortie de courant Al,afin que le circuit anodique d'entrée Al soit prêt à s'allu- mer ou à conduire le courant, dès que le fonctionnement du tube est amor- cé par application d'un potentiel de grille suffisamment positif au circuit de grille Gl.
Le courant commence donc à circuler dans le circuit de courant fort contenant le contacteur 11 shunté par le tube Tl, et quand le courant commence à croître à partir de zéro, la self à saturation n'étant pas satu- rée, avec en cas de non saturation une impédance réactive assez élevée pour limiter le courant fort à une faible valeur, ce courant reste faible jus- qu'au moment où la self se sature, délimitant ainsi un moment où le courant est faible au début de la période de conduction du circuit de courant fort.
Dès le début du passage du courant (par exemple dans le circuit de courant fort contenant le contacteur 11) par le circuit conducteur ano- de-anode, Al' vers Al), du tube correspondant Tl, il faut faire intervenir un dispositif qui amène le contacteur 11 en position fermée avec une synchro- nisation telle que le contact se ferme rapidement, le mouvement de fermeture devant être terminé après le début du moment de courant faible au commencement de la période de conduction et avantla fin de ce moment. A la figure 1, cet- te commande synchronisée du contacteur 11 est constituée par l'électro-aimant 18 dont la bobine d'excitation série 19, placée en série dans le circuit de courant fort,est traversée par le courant anode-anode du tube (comme Tl) dès que celui-ci devient conducteur.
Le courant qui traverse la bobine 19 de l'électro-aimant exerce une puissante force de fermeture sur le contacteur
11 qui se place dans sa position fermée dans le temps limite du moment initial de courant faible ménagé par la self à saturation 17.
Au premier moment où les plots de contact se touchent, ceux-ci non seulement ont un faible courant à véhiculer, mais en outre la présence en shunt du tube réduit la tension de contact à une faible valeur qui est la chute de tension interne du tube, à distinguer de la tension appliquée à ce moment au circuit de courant fort. Plus cette tension interne du tube peut être rendue faible, moins les plots de contact seront endommagés au mo- ment de la fermeture. Si on peut maintenir cette tension interne du tube inférieure à 5 volts ou inférieure à la tension d'entretien d'un arc aux contacts, il n'y aura en substance pas d'étincelle ni de brûlure des con- tacts.
Dans les tubes à deux anodes, comme Tl, la chute de tension réel- le entre le circuit anodique ou borne A1', et le circuit anodique ou borne
A1, est très faible, de l'ordre de 0,5 volt ou moins, puisque la chute de
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tension réelle est la différence entre la chute de tension circuit anodique Al'-circuit cathodique C1 et la chute de tension circuit anodique Al-cir- cuit cathodique précité C1,
Dès la fermeture des contacts, du contacteur 11 par exemple, il y aura en substance une chute de tension zéro à leurs bornes, qui courtcircuite le tube associé, comme Tl, et éteint le courant du circuit anodique Al'.
Après cela, le circuit anodique, comme Al, sans signe prime reste traversé par un courant anode-cathode ininterrompu. Chacun des circuits anodiques sans signe prime Al à A6 contient une résistance anodique Ra qui limite le courant anodique soutenu ou extérieur à une valeur qui n'est que légèrement supérieure au courant le plus élevé que pourrait véhiculer, à tout moment, le circuit anodique correspondant avec signe prime (comme A1'), pendant le début du moment initial de faible courant de la période de conduction du circuit de courant fort.
En maintenant un faible courant ininterrompu dans le circuit anodique sans signe prime de chaque tube, on tient ces tubes prêts à allumer le circuit anodique avec signe prime du tube correspondant, au moment voulu, à la fin de la période de conduction du circuit de courant fort., comme cela sera expliqué. Entretemps, pendant la majeure partie de la période de conduction, le contacteur (11 par exemple) est fermé et laisse passer le courant élevé traversant le circuit de courant fort.
A la fin de la période de conduction du circuit de courant fort (comme le circuit contenant le contacteur 11), quand le courant retourne à zéro dans le procédé de commutation, celui-ci atteint une valeur faible à laquelle la self à saturation 17 devient non saturée et introduit brusquement, dans le circuit de courant fort, une impédance selfique élevée qui s'oppose à toute variation rapide du courant fort, et marque le début du moment final de courant faible de la période de conduction du circuit de courant fort.
La self 17, dans son état non saturé, prolonge ce faible courant au delà du moment où le courant fort serait commuté ou réduit à zéro, et établit ainsi un moment de courant faible d'une durée de 10 degrés ou plus, suivant les nécessités de l'ouverture des contacts, comme cela sera décrit maintenant.
Un moyen de synchronisation convenable doit être prévu pour que les contacteurs (par exemple, le contacteur 11) ouvrent leurs contacts au début (ou à un certain point) du moment final de courant faible de la période de conduction du circuit de courant fort contenant le contacteur considéré A la figure 1, cette synchronisation de fin de période est effectuée, par la bobine 19 de l'électro-aimant 18. A la figure 2, cette synchronisation est obtenue par le réglage du commutateur rotatif et de son ou de ses balais.
A la figure 1, vers la fin de chaque période conductrice du circuit de courant fort, le moment de courant faible final est établi par le fait que la self à saturation 17,devenant non saturée, réduit le courant du circuit fort à une valeur tellement faible que la bobine série 19 de l'électroaimant n'est plus capable de tenir le contact fermé, celui-ci s'ouvrant sous l'effet du ressort de rappel d'ouverture du contact. (Ce ressort de rappel est indiqué symboliquement, à la figure 1, par la position normalement ouverte du contact qui correspond à l'état de repos du contacteur).
On peut, dans le moment de courant faible final, rendre ce courant plus faible qu'aumoment initial de courant faible, en calculant convenablement la self à saturation et en réglant le contre-enroulement de la self, par variation de la résistance de contre-enroulement 17"' qui fait partie de l'appareillage du contre-enroulement représenté de façon très simplifiée à la figure 1.
La force de rappel du contacteur est telle que le contact s'ouvre rapidement avant expiration du moment de courant faible final.
Dès que les contacts s'ouvrent durant le moment de courant faible final de la période de conduction, le tube connecté en parallèle laisse
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immédiatement passer le courant faible véhiculé par le circuit de courant fort en cette fin de période de conduction, parce que le gaz qui remplit le tube est maintenu ionisé par l'arc ininterrompu établi entre cathode et anode sans signe prime, Donc, non seulement le contact s'ouvre quand le courant qui le traverse est fafble, mais il a à ses bornes une tension très faible qui est la chute interne précitée d'anode à anode., dans le tube connecté en parallèle.
De estte manière, le contact me doit faire qu'un très petit mouvement pour atteindre une tension de rupture supérieure à la chute de tension d'anode à anode appliquée aux plots de contact. Les plots de contact s'écartent donc sans produire un arc.
Le tube continue alors à conduire le faible courant pendant le reste du moment de courant faible final de la période de conduction, et à la fin de celle-ci l'anode avec signe prime cesse de conduire le courant, par manque de tension à ses bornes. Un peu après,le courant anode-cathode soutenu s'interrompt dans le circuit anodique sans signe prime, parce que la tension anodique fournie par le transformateur d'excitation anodique 21 devient négative, et le tube s'éteint entièrement jusqu'au début du cycle suivant qui est une répétition du fonctionnement qui vient d'être décrit.
La figure 2 représente un circuit semblable à celui de la figure 1, sauf que les contacteurs sont cette fois représentés par des dispositifs contacteurs rotatifs 11' à 16' entraînés par un petit moteur synchrone 40 alimenté par le circuit d'alimentation principal 1. La synchronisation et l'ordre de commutation de ces contacteurs rotatifs 11' à 16' de la figure 2, peuvent être réglés par tout moyen convenable (non représenté), par exem- ple en décalant judicieusement les balais qui frottent sur la partie mobi- le des contacteurs. Le fonctionnement de l'appareil de la figure 2 est, à tout autre point de vue., le même que celui'de l'appareil de la figure 1.
La figure 3 représente une application importante de l'invention à la commande de la tension d'un circuit de soudure à courant alternatif représenté schématiquement en 44. La figure 3 représente aussi une coupe agrandie et partiellement schématique d'un des contacteurs à commande magné- tique 11 à 16 ( par exemple 11) qui sont représentés schématiquement à la figure 1.
Comme la figure 3 le montre, le contacteur 11 comprend un boîtier scellé hermétiquement 45 composé d'un couvercle plat 46 én métal non magné- tique, d'un corps cylindrique 47 en matière isolante, comme de la porcelaine, et d'un mince fond 48 en matière isolante qui peut aussi être de la porcelai- ne. Le dispositif d'ouverture et de fermeture des contacts est placé à l'in- térieur de ce boîtier hermétique et des conducteurs convenables d'amenée et de sortie du courant vont aux bornes opposées du dispositif d'ouverture et de fermeture des contacts.
Dans la forme d'exécution de la figure 3, le couvercle 46 du boîtier 45 sert de conducteur d'amenée du courant, cons- tituant un moyen conducteur de commutation du courant entre l'intérieur et l'extérieur du boîtier, tandis que l'autre conducteur d'amenée du courant est constitué par un anneau de fond plat 49 en métal conducteur. Il va de soi que toutes les parties du boîtier hermétique 47 sont convenablement reliées et scellées les unes aux autres, comme la figure 3 le montre schéma- tiquement.
Le dispositif d'ouverture et de fermeture des contacts placé à l'intérieur du boîtier hermétique 45, comprend deux plots de contacts fixes 51 et 52 espacés l'un de l'autre avec des surfaces de contact 53 inclinées en biseau. Ces pièces de contact 51 et 52 sont représentées schémàtiquement sous la forme de minces lames de contact en un métal de contact convenable.
Ces lames sont attachées aux extrémités de deux plaques-bornes de contact 54 et 55 qui sont placées sur deux pièces polaires feuilletées respectives
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56 et 57 1Jep#smtrsur le minée-fond-isolant-"48 .Les pièceS""'POJ.:SÍres --56 èt=57 se terminent en biseau et ces extrémités sont surmontées par les surfaces biseautées 53 des lames de contact 51 et 52.
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Les deux plots de contact 51 et 52 sont placés, à une certaine distance, sous un dispositif de contact mobile composé d'un ressort porte- contact normalement plane, rigide 58 en une matière élastique aimantable.
Les deux extrémités du ressort 58 sont prises dans un support rigide repré- senté sous la forme d'un anneau ou cadre d'entretoisement 58' disposé sur la face supérieure des deux contacts fixes 54 et 55. A la partie milieu du ressort 58 est suspendu un contact mobile 59 ayant la forme d'un coin dont la masse est faite en un métal magnétique ; contact mobile en coin 59 se trouve normalement légèrement au-dessus des surfaces de contact en biseau 53 des contacts fixes de façon à ponter celles-ci quand le ressort 58 s'in- curve vers le bas, hors de sa position rectiligne normale, sous l'effet de la force d'attraction magnétique.
Le boîtier hermétique 45 du contacteur est à remplissage gazeux représenté schématiquement par un petit cercle 60, suivant la méthode cou- rante de marquage d'un tube à remplissage gazeux. Le gaz de remplissage doit être non oxydant pour ne pas abîmer les contacts par où passe le cou- rant, et il ne peut pas se décomposer ; ilaura, de préférence, une rigidité diélectrique ou tension de rupture élevée, et aussi un poids moléculaire élevé, pour qu'il ait un plus grand effet d'amortissement. Des gaz conve- nables sont l'azote, l'hexafluorure de soufre, l'oxyde de carbone, l'acide carbonique, l'hydrogène ou un gaz inerteo Le gaz sera àvantageusement mis sous une pression de 1 à 5 atmosphères, plus ou moins.
Les éléments propres de contact 53 et 59 ont de petites dimen- sions utiles, peut être de l'ordre de 3/16 pouce (4,8 mm); et un contact est capable de laisser passer plusieurs centaines ou un millier d'ampères et même plus. La séparation des contacts, c'est-à-dire la longueur du mouvement total du contact 59, doit être aussi faible que possible, afin que les durées d'ouverture et de fermeture soient assez courtes que pour pouvoir être comprises facilement dans les deux moments de courant faible au début et à la fin de chaque période de conduction. La distance de sépa- ration des contacts fixes et mobile peut être aussi faible que 2 ou 3 milliè- mes de pouce (0,05 ou 0,075 mm) ou peut être aussi grande que 15 millièmes de pouce (0,38 mm).
Il est souhaitable de construire un contact pratiquement sans frot- tement, surtout après usure des contacts, et sans production d'arc malgré les très petits écartements utilisés comme précité.Il faut que les contacts 53 et 59 soient entre eux en bon contact électrique et en bon contact ther- mique. Ceci serait impossible sans le remplissage gazeux 60, sans les mo- ments de faible courant établis par la self à saturation 17 et le ou les tubes de shuntage des contacts à tension faible incapable d'entretenir un arc.
Le contacteur à boîtier hermétique 45 qui vient d'être décrit et qui est représenté à la figure 3 répond à ou est actionné par l'attrac- tion magnétique périodiquement exercée sur le ressort 58 et le coin de contact mobile 59, par les pièces polaires 56 et 57, Afin de garder le boîtier her- métique 45 aussi petit que possible et de ne pas multiplier les conducteurs d'amenée de courant, il est préférable de placer l'électro-aimant 18 qui ai- mante les pièces polaires 56 à 57,à l'extérieur du boîtier.
A cet¯effet, l'électro-aimantl8est monté sous le mince fond isolant 48 du boîtier 45 avec deux pièces polaires 61 et 62 placées exactement sous les pièces polaires in- térieures respectives 56 et 57,dont elles ne sont séparées que par un mince "entrefer" défini par l'épaisseur de la mince paroi isolante 48.
Un autre motif pour lequel il est bon de monter l'électro-aimant 18 à l'extérieur du boîtier hermétique 45, est le volume pris par la bobine d'excitation 19, surtout dans le cas d'un enroulement en série dans le cir- cuit de courant fort, comme représenté. Comme cette bobine ou enroulement L9 se trouve en série dans le circuit de courant fort pendant toute la durée de la période de conduction, elle doit être faite de gros conducteurs capa- bles de véhiculer le courant total qui passe pendant la majeure partie de
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la période de conduction, partie beaucoup plus longue que les brèves pério- des de conduction du tube de shuntage,
lequel ne conduit que le faible cou- rant des début et fin de période pendant une partie des moments de faible courant au commencement et à l'expiration de la période de conduction du circuit de courant fort.
Dans le circuit représenté à la figure 3, du courant monophasé provenant d'une phase du réseau triphasé 1, va par la self à saturation 17 et la bobine 19 de l'électro-aimant aux plaques-bornes du contacteur 46 et 49 connectées respectivement aux conducteurs 64 et 69 et aux deux contacts fixes 54 et 55 à l'intérieur du contacteur. Le circuit de courant fort continue, de la plaque inférieure49 du boîtier de contacteur 45, vers la borne Ll' du circuit de sortie. La borne Ll' est reliée à l'enroulement primaire d'un transformateur abaisseur 70 qui alimente le circuit de charge 44. L'autre borne de l' enroulement primaire du transformateur 70 est reliée au-fil de sortie 12' qui retourne au circuit d'alimentation 1.
La figure 3 représente un seul dispositif à contact mobile ayant la forme d'un contacteur à commande magnétique Il. Le circuit de sortie 11'-12' de ce contacteur est un circuit à courant alternatif, et ce contac- teur unique 11 peut donc laisser passer, à des moments différents, des courants en directions opposées. Comme le même contacteur laisse passer les ondes de courant positives et négatives, les bornes 46 et 49 du con- tacteur peuvent être shuntées à la fois par un tube T7 connecté positive- ment et un tube T8 connecté négativement, chaque tube commandant l'ouver- ture et la fermeture des contacts pour son propre sens du courant.
Dans le cas particulier de la figure 3, le circuit de sortie 11'-12' et le circuit de charge de soudure 44 ont la même fréquence que le circuit d'alimentation 1, mais la tension du circuit de sortie L1'-L2' et donc celle du circuit de soudure 44 sont réglables par commande d'alluma ge différé des tubes positif et négatif, T7 et T8 respectivement, shuntant les bornes 46 et 49 du contacteur.
A la figure 3, les tubes positif T7 et négatif T8 sont sembla- bles aux tubes Tl et T4 par exemple de la figure 1, aussi connectés respec- tivement positivement et négativement. Ainsi,la borne côté source 46 du con- tacteur 11 est connectée au circuit anodique à signe prime A7' du tube posi- tif T7, et au circuit anodique sans signe prime a8 du tube négatif T8. De même, la borne côté charge 49 du contacteur est reliée au circuit anodique sans signe prime A7 du tube positif T7 et au circuit anodique à sigle prime A8' du tube négatif T8.
Les circuits anodiques sans signe prime A7 et A8 sont alimentés,comme à la figure 1, par des enroulements secondaires 23' et 24' de transformateurs 23" et 24" alimentés eux-mêmes par deux phases du réseau 1 déphasées entre elles de 60 , et utilisant des redresseurs 20 com- me décrit avec référence à la figure 1.
A la figure 3, les grilles G7 et G8 des tubes correspondants T7 et T8 sont en synchronisme avec la tension d'alimentation du circuit de cou- rant fort, grâce à des circuits de grille comprenant chacun une batterie de polarisation de grille B, un secondaire de transformateur 36 et une résis- tance de grille Rg, comme à la figure 1. Les enroulements secondaires 36 font partie d'un transformateur de commande de grille 31' relié, par l'inter- médiaire d'un interrupteur marche-arrêt 37', à une phase de sortie d'un dé- phaseur 35 alimenté par le circuit d'alimentation triphasé 1.
Le fonctionnement de la commande de circuit de soudure représen- tée à la figure 3, est semblable à celui de la commande de redressement qui a été décrit avec référence à la figure 1. On utilise la même commande d'al- lumage différé, par commande de circuit de grille,pour régler la tension de sortie du circuit de soudure, la différence essentielle entre les deux cas étant qu'à la figure 3, le circuit de courant fort est monophasé avec une sortie monophasée, le même contacteur servant à laisser passer les demi-pério-
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des positives et négatives du courant de charge.
A la figure 3, la self à saturation 17 doit fonctionner en étant traversée, à des moments différentspar des courants du circuit de courant fort des deux polarités, et elle doit donc avoir un circuit magnétique 17' à magnétisme résiduel naturellement faible, sans l'aide de contre-enroulement, ou bien, si on utilise un contre-enroulement comme représenté en 17t de la figure 3, le courant qui le traverse doit s'inverser en synchronisme avec les inversions du courant fort. A titre d'exemple, le contre-enroulement 17 est représenté à la figure 3 alimenté, par l'intermédiaire d'une résistan- ce 17r, en courant alternatif par la même phase qui alimente le circuit de courant fort de l'appareil convertisseur.
La figure 4 représente un des circuits de courant fort de l'ap- pareil de la figure 1, avec certaines modifications concernant les tubes à basse tension shuntant les bornes du contacteur 11. Au lieu d'utiliser un tube à deux anodes, le circuit de la figure 4 utilise deux tubes iden- tiques à une seule anode, à commande par grille et à remplissage gazeux ou thyratrons T et T' de type courant, qui peuvent être considérés comme les symboles de tout dis sitif statique équivalent donnant deux circuits de courant commandés à conduction asymétrique.
L'anode ou circuit positif A du tube sans signe prime T ou dis- positif équivalent à conduction asymétrique de la figure 4, est connectée à ou correspond à la borne négative de sortie de courant Ll du contacteur 11, et ce circuit anodique A reçoit périodiquement d'une source extérieure, de l'énergie suivant un procédé essentiellement ou fonctionnellement sem- blable à celui utilisé pour le circuit anodique sans signe prime Al de la figure 1, avec certaines différences de détail.
Par exemple, la ten- sion du circuit anodique A de la figure 4 provient d'une source de tension continue, comme une batterie de plaque PB, avec, en série, une t ension alter- native de renfort provenant d'un transformateur 75 relié à une phase du ré- seau qui retarde, par exemple de 60 degrés, sur la phase qui alimente le circuit de courant fort contenant le contacteur 11. Quand, par exemple, la polarité du transformateur de renfort 75 devient assez négative, dans le circuit entre anode A ou positif et cathode C ou négatif du tube T ou dis- positif équivalent à conduction asymétrique, la tension de la batterie de plaque est forcée vers le bas, vers des valeurs négatives, de façon qu'il n'y ait plus de tension plaque suffisante, et le tube T s'éteint donc périodiquement à la fin des périodes de conduction du circuit de courant fort.
Ce circuit anodique à excitation extérieure contient, comme auparavant, une résistance anodique de limitation de courant Ra. Le disposi- tif à conduction asymétrique ou tube T est aussi pourvu d'un circuit de commande ou de grille contenant une résistance Rg qui est reliée au circuit anodique ou positif A, de façon que le tube ou dispositif laisse passer le courant chaque fois qu'il reçoit une tension positive convenable de sa source de tension plaque ou d'alimentation.
Le second tube T' ou dispositif équivalent à conduction asymétri- que, constituant borne positive, de la figure 4 est connecté en série et en opposition avec le tube T constituant borne négative. La cathode ou circuit négatif du tube ou dispositif T' à borne positive est reliée à la c athode o u circuit négatif C du tube ou dispositif T à borne négative, tandis que l'anode ou circuit positif A' du tube ou dispositif T' à borne positive est connectée à, ou correspond à la borne positive ou d'entrée de courant Al' du contacteur 11.
La grille ou circuit de commande G' du tube ou dis- positif T' à borne positive est parfaitement synchronisée avec le circuit d'alimentation 1, en vue de l'allumage différé par commande de grille, et comprend un d éphaseur 35, un transformateur de commande de grille 31 et une résistance de grille Rg, comme dans les circuits de la figure 1, sauf qu'à la figure 4, la batterie de polarisation de grille a été omise par raison de simplification.
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Le fonctionnement du dispositif de la figure 4 est en principe le même que celui décrit avec référence à la figure 1, sauf qu'il manque une sourcé de pré-ionisation facilitant l'établissement d'un arc vers le second circuit anodique, à fonctionnement intermittent, A' de la figure 4.
Comme cette seconde anode se trouve dans un tube séparé T', le tube T' ne s'a- morce pas sous une tension initiale aussi faible que la différence de po- tentiel entre anodes A1'-A1 de la figure 1. Par conséquent, au tout premier moment, la différence de potentiel totale du circuit à tubes apparaissant aux bornes du contacteur 11 est momentanément plus élevée à la figure 4 qu'à la figure la Après amorçage du second tube T', cette différence de poten- tiel aux bornes du contacteur est, en principe'. la même qu'à la figure 1, notamment la différence entre la tension interne du tube entre anode A' et cathode C et celle entre anode A et cathode C.
Comme auparavant, l'anode A doit laisser passer un courant légèrement plus élevé que le courant le plus élevé véhiculé par l'anode A', de façon qu'il n'y ait pas inversion de courant d'arc dans le premier tube T, quand le deuxième tube T' s'allume.
La figure 5 représente une autre variante de l'appareil représen- té à la figure 1. avec uniquement une phase redresseuse ou un circuit de courant fort. Dans le cas présent, afin que le circuit de courant fort ait une capacité de courant plus grande que celle d'un seul dispositif à contacts 11 de la figure 1, on utilise.,un contacteur multiple représenté schématique- ment par plusieurs dispositifs à contacts 11a llb et 11c qui, quoique dis- posés côte à côte en réalité, sont disposés les uns au-dessus des autres pour la facilité de la représentation.
Ces trois contacts sont montés sur un même électro-aimant 18 suffisant .pour donner les flux magnétiques néces- saires aux trois contacteurs 11a, 11vb et 11c, De préférence,l'électro-ai- mant 18 de la figure 5 comporte trois bobinages série 19a, 191 et 19c. un en série avec chaque contacteur 11a, llb et 11c respectivement. L'utilisa- tion d'une bobine d'enclenchement séparée 19a, 19b, 192 pour chacun des con- tacteurs connectés en parallèle permet de mieux diviser le courant entre les trois circuits parallèles, mais ceci n'est pas toujours indispensable.
A la figure 5, chacun des contacteurs 11a, 11b, 11c est shunté par son propre tube à double anode Ta, Tb ou Tc, Dans ce cas-ci cependant? les premiers circuits anodiques Aa, Ab, des tubes correspondants ta,
Tb et tc sont reliés à des anodes qui ont la forme, en réalité, de grilles 81, 82 et 83 plus robustes que normalement dans les tubes monoanodiques à commande par grille et suffisantes, en tous cas, pour véhiculer les courants des moments de courant faible qui traversent les tubes shuntant les con- tacteurs Ces tubes ta, % et tc fonctionnent donc comme des tubes à dou- ble anode sans grille de commande,les deux anodes étant réunies dans un circuit anodique à signe prime commun A'abc' aux bornes positives ou d'en- trée de courant des trois contacteurs 11a, llb et 11c.
Les grilles 81, 82 et 83 de ces trois tubes Ta' Tb et Tc servent de bornes anodiques secondes ou à signe prime A'abc et sont reliées aux bornes négatives ou de sortie de courant des contacteurs respectifs 11a, llb et 11c.
A la figure 5, les circuits anodiques sans signe prime Aa, Ab et Ac. sont alimentés comme le circuit anodique sans signe prime Al de la figure 1, par l'intermédiaire de résistances anodiques Ra, et des enrou- lements secondaires 23' et 24' de deux transformateurs d'alimentation ano- dique 23" et 24" dont les enroulements primaires sont reliés à deux phases, déphasées entre elles de 60 , du réseau 1. Comme à la figure 1, les cir- cuits d'alimentation anodique de la figure 5 contiennent des redresseurs
20 pour redresser chaque phase de l'alimentation des circuits anodiques. epté A part la question de la multiplicité des contacts qui a déjà été considérée, le circuit de la figure 5 fonctionne en principe de la même façon que celui de la figure 1. mais sans commande de grille.
Il y a cependant une différence importante en ce que la chute de tension d'arc entre la grille et l'anode d'un tube à grille de commande est très faible, parce que la distance anode-grille est plus petite que la distance anode-
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cathodeo En fait, la chute d'arc entre grille et anode dans les tubes Ta, Tb et tc de la figure 5 est généralement plus faible que la différence de p otentiel d'anode à anode dans le tube Tl de la figure 1.
La figure6 est une vue semblable à la figure 5, sans contacts multiples, sauf en ce que le tube à grille Td de la figure 6 est inversé par rapport à la figure 5. Ainsi, à la figure 6, l'anode principale du tu- be Td est reliée au circuit anodique sans signe prime Ad connecté à la bor- ne de sortie du courant Ll du contacteur 11, tandis que la grille 84 du tu- be Td est reliée au circuit anodique avec signe prime Ad connecté à la borne d'entrée du courant du contacteur 11.
Le circuit anodique sans signe prime Ad est alimenté, comme déjà décrit, par l'intermédiaire de la résistance anodique Ra, des redresseurs 20, et des transformateurs d'alimentation ano- dique 23" et 24", Le fonctionnement du circuit de la figure 6 est le même que pour les circuits des figures 1 et 5 sauf que, grâce à la faible chute de tension interne entre la grille 84 et le circuit cathodique Cd du tube Td de la figure 6, la chute de tension différentielle grille-anode du tube, dans le circuit Ad-A., peut être rendue vraiment extrêmement faible et probablement même négative, de sorte qu'il n'y aura aucune tension d'entretien d'arc sur les contacts mobiles du contacteur 11, quand celui-ci s'ouvre ou se ferme .
La présente invention procure donc un nouveau type de tube ou circuit de tubes, avec un circuit d'anode à anode dans un tube ayant deux électrodes pouvant servir d'anodes. Ce nouveau tube ou circuit de tubes est spécialement d'application et d'utilité dans les installations à redresseurs ou convertisseurs mécaniques d'un type où les fermetures et coupures de con- tacts se font dans des conditions de faible courant et sous des tensions extrêmement basseso Ces conditions de faible courant sont obtenues, comme d'habitude dans ces redresseurs mécaniques, par la mise en série de selfs à saturation dans les circuits de courant fort.
Les conditions de basse tension de contact sont obtenues dans un tube avec un premier chemin d'arc ou courant spatial entre une première ano- de ou connexion d'anode et une cathode ou connexion de cathode, et un se- cond chemin d'arc ou courant spatial entre une seconde anode ou connexion d'anode et la dite cathode ou connexion de cathode. Les connexions sont telles que la différence de potentiel résultante d'anode à anode soit une faible tension différentielle égale à la différence entre les chutes de ten- sion des deux chemins d'arc ou de courant spatial. Ceci est obtenu en faisant circuler, par le premier chemin d'arc ou de courant spatial, un courant anode-cathode extérieur supérieur au courant pouvant circuler, à tout moment, par le second chemin d'arc ou de courant spatial.
Dans une forme d'exécution où les deux anodes sont proches l'une de l'autre et disposées symétriquement par rapport à la cathode, dans un tube à remplissage gazeux, comme aux figures 1 à 3, le transfert du courant spatial du chemin à excitation extérieure au chemin non excité par lequel passe le courant de shuntage du contacteur, est pratiquement instanta- né et ne demande en substance aucune tension supplémentaire pour l'amorçage du nouvel arc, par ce que tout l'intérieur du tube à remplissage gazeux est garni de gaz ionisés, surtout dans la région de l'anode à excitation exté- rieure qui véhicule le courant le plus élevé.
Les dimensions des appareils commutateurs ou convertisseurs de la présente invention sont extrêmement réduites, compte tenu des courants forts très élevés véhiculés. Un dispositif mécanique à contact mobile com- me les contacteurs 11, 12, 13, 14, 15, 16, 11A, llb et 11c, peut être cons- truit très petit, si les surfaces de contact ne s'oxydent pas et si aucun arc ne se produit entre contacts à la fermeture et à l'ouverture. L'oxyda- tion des contacts est éliminée par le remplissage gazeux 60 utilisé, de préférence, dans toutes les formes d'exécution de l'invention à commande magnétique. Les arcs sont supprimés grâce aux moments de faible courant éta-
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blis par les tubes de shuntage. Le remplissage gazeux sous pression 60 est aussi un bon conducteur thermique qui évacue la chaleur des contacts 53 et 59.
Grâce à leurs faibles dimensions, les contacteurs ou éléments de contact 53 et 59 ont de faibles constantes de temps, c'est-à-dire que les mouvements d'ouverture et de fermeture des contacts se font en de temps très courts. L'élément de contact 59, étant très réduit., a une faible mas- se ou inertie, et ne demande qu'une force d'accélération réduite pour effec- tuer le mouvement d'ouverture ou de fermeture. Les mouvements d'ouverture et de fermeture étant réduitsc'est-à-dire la distance parcourue par le contact mobile étant très courte, le temps nécessaire au contact mobile pour parcourir cette distance est, par conséquent,, très court. Toutes ces consi- dérations démontrent qu'il ne faut qu'une force magnétique et une force de rappel par ressort ou autre relativement petites., pour fermer et ouvrir les contacts.
Il est donc possible d'utiliser des forces de fermeture et d'ouverture des contacts extrêmement grandes, comparées à la faible masse du contact mobile à déplacer ou à accelérer, de manière à obtenir un temps de fermeture ou d'ouverture des contacts extrêmement court.
D'autre part., les tubes de shuntage à basse tension interne peuvent aussi être extrêmement petits et hors de proportion avec les cou- rants relativement élevés véhiculés par les circuits de courant fort.
Non seulement ces tubes ne doivent pas laisser passer ces courants forts (puisqu'ils ne sont traversés que par le courant des moments de courant faible), mais ils ne véhiculent ces courants que pendant des périodes ex- trêmement courtes, ces courants ayant la forme d'impulsions de courant fai- bles de très courte durée
Les tubes ou circuits de tubes à signe prime constituent les bor- nes positives, laissent passer leurs courants de premier moment de courant faible pour amorcer les périodes de conduction de leurs circuits de courant fort uniquement pendant le temps nécessaire aux contacteurs à commande ma- gnétique pour enclencher leurs contacts mobiles., et ce temps de fermeture est rendu aussi court que possible.
Les mêmes tubes ou circuits de tubes à signe prime constituant les bornes positives, laissent passer leurs cou- rants de dernier moment de courant faible uniquement pendant une période limite qui sert de facteur de sécurité entre la fin de l'ouverture du contact mobile et l'expiration du dernier moment de courant faible de la période de conduction du circuit principal de courant fort. Les différents tubes de shuntage des contacteurs agissent comme des lampes à faible chute de ten- sion interne dans le circuit de courant fort, et leurs faibles chutes de tension réduisent leur échauffement interne et augmentent leur capacité de courant. Les tubes à remplissage gazeux résistent momentanément très bien à des courants de surcharge extrêmement élevés., sans échauffement ni autre inconvénient.
Comme les tubes., dans le cas présentne doivent lais- ser passer que des faibles impulsions de courte durée., ils peuvent être cons- truits en prévision d'un courant de régime qui n'est qu'une très petite fraction de la valeur des courants des moments de faible courant., moments pendant lesquels ces tubes sont en service.
Il est vrai que l'excitation externe des tubas sans signe prime constitue une certaine perte d'énergie, énergie nécessaire à l'entretien des courants d'excitation ou d'ionisation des tubes. Il faut cependant remar- quer que les moments de faible courante établis par la self à saturation
17, limitent le courant véhiculé par ces tubes à une valeur qui peut être de l'ordre du trentième du courant maximum ou de pointe véhiculé par les cir- cuits de courant fort.
Quoique ces courants d'arc établis par excitation externe dans les tubes à double anodesoient légèrement supérieurs à ces courants de moments de courant faibleils ne dépassent pas 3,5 à 4,5% du courant de pointe et ne passent pas, en outre,, de façon ininterrompue, puisqu'ils sont arrêtés un rien après la fin de chaque période de conduc- tion et restent ainsi interrompus jusqu'au moment de l'amorçage de la pério-
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de de conduction suivante du circuit de courant fort.
La perte d'énergie due à l'excitation extérieure des tubes n'est donc qu'une très petite frac- tion des 3,5 ou 4.5% du courant de régime de l'appareil redresseur ou con- vertisseur, parce que ces courants élevés de régime sont débités sous une tension beaucoup plus élevée que la tension des circuits d'excitation exter- ne des anodes sans signe prime des tubes.
Si le tube à double anode exige cette dépense d'énergie pour l'excitation extérieure d'une des anodes, il permet d'obtenir une coupure et fermeture de contact sans arc tellement efficace, que la dimension des contacteurs peut être .fortement réduite comparée à celle des anciens contac- teurs, la durée de vie des surfaces de contact étant d'ailleurs prolongée dans de grandes proportionso Ces énormes avantages dépassent de beaucoup le goût insignifiant des circuits d'excitation extérieure des tubes, et le rendement total du redresseur ou convertisseur mécanique à contact mobile reste toujours très supérieur à celui des tubes seuls et des machines dyna- mo-électriques .
Il va de soi que les formes d'exécution de l'invention représentées et décrites ne sont données qu'à titre d'exemple, et que de nombreuses modi- fications peuvent y être apportées par substitution d'éléments, de construc- tion et de circuits équivalents, et l'addition ou l'omission de diverses par- ties, comme des charges fictives et autres particularités connues, sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
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