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PROCEDE POUR ALIMENTER DES DISPOSITIFS D'UTILISATION EN COURANT CONTINU, EN PARTICULIER UN COURANT DE FORTE INTENSITE ET DE FAIBLE TENSION.
La présente invention est relative à un procédé pour alimenter des dispositifs d'utilisation en courant continu, notamment en courant de forte intensité et de faible tension, à partir d'un réseau alternatif polyphasé et par l'intermédiaire de convertisseurs alternatif continu; elle concerne également des dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédéo Dans les installations d'électrolyse, notamment, il est nécessaire de disposer de courants continus de 1000000 ampères et plus, sous une tension de 20 volts environ et d'être à même de faire fonctionner l'installation avec un rendement aussi élevé que possibleo Or, en considérant les pertes dans une telle installation, on constate qu'à mesure que l'intensité augmente, il y a lieu de tenir compte avant tout, des pertes qui augmentent avec le carré de l'intensité,
soit principalement les pertes dans les canalisations et les contactso Il en résulte la nécessité de réduire autant que possible les résistances ohmiques et les résistances dans les contactso Ce but est réalisé lorsque toutes les connexions de l'installation sont maintenues à une faible longueur et que l'on évite des points de contact ainsi que des pièces de jonction dans les conducteurs allant du transformateur à 1'installation d'électrolyseo D'autres pertes secondaires proviennent du transformateur d'alimentation polyphasé habituel de l'installation, étant donné que les connexions de groupes de bobines dans le transformateur donnent naissance à des pertes et que, de plus, les champs intenses que ces connexions engendrent provoquent des pertes dans les parties métalliques de la cons- truction. En outre,
les champs de dispersion intense de l'enroulement à forte intensité du transformateur, ainsi que les connexions de sortie de cet enroulement, déterminent des chutes de tension inductives, lesquelles sont d'autant plus préjudiciables que les tensions, généralement appliquées aux installations d'électrolyse sous fortes intensités, sont habituellement très faibles.
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La présente invention a pour objet un procédé pour alimenter des dispositifs d'utilisation en courant continu de forte intensité et de faible tension , à partir d'un réseau alternatif polyphasé et par l'intermédiaire d'un convertisseur alternatif/continu, en particulier pour dispositifs d'utilisation fonctionnant en groupes, procédé dans lequel les inconvénients précités sont éliminés par le fait que, conformément à l'invention, le courant alternatif à convertir en courant continu est produit dans un transformateur dont le noyau de fer est parcouru par un flux monophasé.
A titre d'exemple de réalisation, on a représenté schématiquement dans le dessin annexé un dispositif pour l'exécution du procédé selon l'invention, en omettant les détails du transformateur, du convertisseur alternatif/continu et de l'installation d'électrolyse , dont la construction et le fonctionnement sont supposés connus.
Dans cette Fig. A, désigne le transformateur destiné à alimenter les bains d'une installation d'électrolyse C en courant continu, à partir d'un réseau alternatif non représenté. Le courant alternatif, produit dans le transformateur, est converti dans le convertisseur B en courant continu pour l'alimentation des bains. Le convertisseur alternatif/continu est constitué par un appareil à contacts à commande mécanique de construction connue, muni de contacts qui vibrent en synchronisme avec la fréquence du courant alternatif primaire, ainsi que de circuits parallèles adjoints à ces contacts. Comme l'appareil à contacts ne fait pas l'objet de la présente invention, et pour la clarté des dessins, on a uniquement représenté les contacts désignés par g1 à g4.
La commande des contacts de l'appareil à contacts peut être assurée par des forces mécaniques, par exemple, en synchronisme avec le courant alternatif primaire, ou bien à l'aide de forces électromagnétiques engendrées par les courants. Le transformateur A est assembléen un tout avec les bobines d'inductance de coupure f1, f2 qui servent, comme on le sait, à déterminer des intervalles de faible courant pendant la période de contact. Selon l'invention, le transformateur est réalisé de telle façon que son noyau de fer est parcouru uniquement par un flux monophasé. Les enroulements du transformateur sont constitués par des conducteurs tubulaires concentriques. Le noyau a du transformateur porte l'enroulement primaire b.
L'enroulement secondaire ou à forte intensité entoura, à la manière d'une enveloppe, le noyau du transformateur ainsi que l'enroulement primaire et les noyaux des bobines d'inductance de coupure disposés coaxialement au noyau du transformateur. L'enveloppe, qui constitue l'enroulement à forte intensité, est à double paroi; elle est formée par les conducteurs tubulaires concentriques c1 à c4 et par les éléments conducteurs d1 à d4 qui relient les extrémités en bout de ces conducteurs tubulaires . Les connexions des enroulements allant du transformateur à l'appareil à contacts sont constituées par des conducteurs tubulaires concentriques qui se dirigent vers l'axe du noyau du transformateur.
Les conducteurs tubulaires c1, c2et c3, c4 sont branchés en parallèle pour l'ali- mentation de la phase et de la contre-phase; partant de leur prise centrale, une sortie e20 aboutit au point neutre du transformateur. Les connexions allant de l'appareil à contacts aux bains de l'installation de l'électrolyse sont constituées par des conducteurs tubulaires concentriques h1, h2.
La référence h désigne le conducteur de point neutre, lequel est disposé concentriquement à h1, h2.
Le transformateur assemblé en un tout unique avec les bobines d'inductance de rupture, ainsi que l'appareil à contacts à commande mécanique, de même que les bains alimentés par ce dernier, sont tous alignés les uns par rapport aux autres. Grâce à l'emploi de conducteurs tubulaires, non seulement en tant qu'enroulement à forte intensité dans le transformateur, mais aussi comme connexions de sortie de cet enroulement vers l'appareil à contacts et comme connexions aboutissant aux bains de l'installation
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d'électroylyse, on obtient une construction extrêmement compacte pour l'en- semble de l'installation, en évitant ainsi des conducteurs de grande lon- gueur et des pertes perturbatrices dans les contacts.
Le transport de cou- rants élevés dans des conducteurs tubulaires concentriques offre l'avantage d'éliminer les pertes dues aux courants de Foucault et les chutes de tension importantes, ainsi que les champs de dispersion perturbateurs. La disposi- tion concentrique des sorties, disposition qui compense automatiquement les effets magnétiques des courants, est particulièrement avantageuse tant qu'il s'agit du transport du courant alternatif, c'est-à-dire jusqu'à l'appareil à contacts. La division des courants n'a lieu qu'à proximité immédiate de l'installation d'électrolyse. Un appareil à contacts à commande méca- nique est adjoint à chaque transformateur comprenant un noyau de fer par- couru par un flux monophasé.
Lorsque plusieurs contacts doivent être branchés en parallèle aux conducteurs tubulaires à forte intensité les contacts peuvent être di- visés en groupes et répartis radialement autour de ces conducteurs. Afin d'assurer une répartition uniforme du courant aux différents contacts, les conducteurs tubulaires à forte intensité peuvent être répartis en trajets parallèles.
Au lieu d'être réunies directement au transformateur, comme dans l'exemple d'exécution représenté, les bobines d'inductance de coupure peuvent aussi être placées sur les connexions entre le transformateur et l'appareil à contacts. Enfin, au moins les conducteurs tubulaires du transformateur peuvent être remplis ou parcourus par un agent de refroidissement.
Le refroidissement peut être assuré soit par l'air, soit par un agent réfri- gérant liquide.
Le courant redressé peut être fourni directement aux bains, comme représenté dans la fig. L'équilibrage complet des charges des trois phases du côté primaire, en considérant la compensation des harmoniques s'opère dans ce cas à la suite du montage en parallèle de plusieurs groupes de bains. Toutefois, le courant redressé d'un noyau de transformateur peut aussi être branché en parallèle avec les courants d'autres transformateurs, de sorte que l'on réalise un équilibrage complet des phases sur le côté primaire. Dans ce cas, le courant est seulement fourni aux bains après avoir été branché de cette façon.
Pour alimenter une installation d'utilisation polyphasée, on peut combiner les courants d'au moins trois transformateurs. Cependant, des groupes de bains peuvent aussi être alimentés à partir d'un seul transformateur .
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour alimenter des dispositif s d'utilisation en courant continu, notamment en courant de forte intensité et de faible tension, à partir d'un réseau alternatif polyphasé et par l'intermédiaire d'un convertisseur alternatif/ continu, en particulier pour dispositif s d'utilisation fonctionnant en groupes, caractérisé en ce que le courant alternatif à convertir en courant continu est produit dans un transf ormateur dont le noyau de fer est parcouru par un flux monophasé.
2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convertisseur alternatif/continu est constitué par un appareil à contacts à commande mécanique, comportant des contacts qui vibrent en synchronisme avec la fréquence du courant alternatif primaire, ainsi que des bobines d'inductance de coupure branchées dans les connexions d'alimentation et des circuits parallèles affectés aux contacts.