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Si deux ou plus de deux générateurs de courant, équipés chacun d'un régulateur de tension (le mot générateur étant pris dans un sens large et englobant notamment les convertisseurs et les redresseurs) travaillent en parallèle, on n'obtient auto- matiquement une répartition du courant total de charge qui est proportionnelle à la puissance des divers générateurs de courant que lorsque les régulateurs de tension ont un statisme suffisant, c'est-à-dire lorsque la tension commune (autrement dit la tension sur les barres omnibus) s'abaisse d'une certaine valeur pour toute augmentation du courant de charge.
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Si la tension sur les barres omnibus est maintenue absolument constante, autrement dit si elle est rigoureusement indépendante du courant de charge (régulation astatique) il est nécessaire de prendre ,des dispositions spéciales pour assu- rer une are répartition correcte de la charge. Selon les procédés antérieurement connus, il existe des dispositifs qui exercent sur les régulateurs de tension des différents générateurs de courante des influences additionnelles qui sont fonction des courants de charge et qui sont orientées dans un sens tel que pour chaque générateur qui débite un courant trop faible le régulateur correspondant agisse dans le sens de l'élévation de ce courant jusqu'à ce que la répartition correcte de la charge au prorata des puissances des générateurs soit rétablie.
Ces dispositifs destinée à stabiliser le fonctionnement en parallèle fonctionnent parfaitement aussi longtemps que tous les générateurs intéressés sont effectivement en service. Si . l'un de ces générateurs vient à être déconnecté, de telle sorte que son courant de charge s'annule, ceci produit sur les régu- lateurs des générateurs qui restent en service un effet qui correspond à une surcharge desdits générateurs. Ces régulateurs fonctionnent alors dans le sens d'un abaissement de la charge des générateurs qu'ils commandent. Or, comme il ne peut pas y avoir de compensation de la charge avec celui des générateurs qui est déconnecté, il s'ensuit que les régulateurs .tendent à maintenir sur les barres omnibus une tension systématiquement trop faible .
Pour pallier cet inconvénient, il est évidemment pos- Bible de mettre hors service la dispositif de stabilisation d'un générateur en même temps que l'on déconnecte celui-ci.
Ce résultat peut être évidemment obtenu à l'aide de contacts auxiliaires montés dans les interrupteurs généraux des généra- leurs de courant, mais ceci rend le schéma compliqué et peu
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clair,, d'autant plus que le nombre des générateurs de courant travaillant en parallèle est plus grand. En outre, de tels dis- positifs de commutation ne sauraient résoudre,le/problème lors- que les générateurs de courant sont constitués par des redres- seurs dont le débit peut être interrompu, ainsi qu'il est connu, par blocage de grille, donc sans qu'il soit nécessaire d'ac- tionner un interrupteur.
La présente invention qui vise à éliminer les incon- vénients décrits ci-dessus, concerne un dispositif qui assure la répartition proportionnelle du courant de charge sur deux ou plus de deux générateurs de courant électrique, qui sont équipés chacun d'un régulateur de tension et qui fonctionnent en parallèle, en exerçant sur les régulateurs de tension des influences additionnelles qui sont fonction du courant de charge dans chacun des générateurs, ledit dispositif étant ca- ractérisé en ce qu'à chacun des générateurs est associée une résistance dans laquelle on obtient, par des moyens connus, une tension continue qui est proportionnelle au courant de charge du générateur correspondant, lesdites résistances étant connec- tées en parallèle et dans le même sens, avec interposition , pour chacune d'elles d'une valve électrique,
préférablement d'un redresseur à sec, des¯dispositifs étant d'autre part prévus par lesquels une tension appliquée auxdites valves, dans le sens inverse, exerce une influence additionnelle sur le régulateur de tension du générateur de courant intéressé, dans le sens d'une élévation de tension, les valves électriques étant montées, eu égard à leurs sens de passage inverse et direct, de telle façon qu'une tension apparaît aux bornes desdites valves, dans le sens inverse, lorsque le générateur de courant associé fournit un courant qui est plus faible que celui correspondant à la répartition normale prévue.
Les dessins annexés à titre purement illustratif mon-
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tr-iiEj =;viiôimtiquei.;-Jnt quelques exemples d'exécution selon l'invention.
La figure 1 concerne deux génératrices a courant continu 1 et ;?, qui débitant en parallèle, au travers des interrupteurs 10 et 11 , sur les barres omnibus 3. Le courant qui traverse les' enroulements d'excitation la et 2.a des génératrices est commandé dans chaque cas par un régulateur de tension. La figure ne montre desdits régulateurs que les organes sensibles à la ten- sion, lesquels organes sont indiqués par les relais 4, et 5 dont les enroulements de tension ;la et 5a sont connectés en parallèle sur les barres omnibus 3.
Dans le circuit principal des générateurs sont intercalées des résistances 6 et 7 qui sont connectées aux enroulements auxiliaires 4b et 5b des relais 4 et 5. Ainsi que le montre la figure, des valves électriques 8 et 9, par exemple des re- dresseurs à sec, sont branchées en parallèle sur ces enroulements auxiliaires 4b et 5b.
Si l'on suppose tout d'abord que les valves 8 et 9 ne sont pas prévues dans le circuit, le dispositif fonctionne de la manière suivante:
Aussi longtemps que les deux génératrices sont également chargées, aucun courant ne circule dans les enroulements auxi- liaires 4b. et 5b. Or, si la génératrice 1 vient, par exemple, à débiter un courant plus faible que la génératrice 2, il se produit dans la résistance 7 une chute de tension plus élevée que dans la résistance 6. Il s'ensuit qu'un courant de compensa- tion circule dans les enroulements 4b et 5b et le relais 5 exerce un effet qui simule une élévation de tension sur les bar- res omnibus, le relais 4 simulant, -au contraire un abaissement de la tension sur les barres omnibus.
Dès lors les régulateurs de tension interviennent dans un sens tel que la dissymétrie de la répartition des charges tend
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à disparaître. Si maintenant la génératrice 1 est mise hors service par l'ouverture de L'interrupteur 10, il s'ensuit que la tension aux bornes de la résistance 6 devient égale à zéro, de telle s.orte que l'intervention du régulateur de la génératrice Z dans le sens d'une réduction de la tension de 'celle-ci ne peut plus provoquer d'égalisation de la charge. Le courant de compen- sation qui traverse l'enroulement 5b tend à provoquer, bien au contraire;,, un abaissement permanent de la tension sur les barres omnibus. Les valves 8 et 9, montées selon l'invention, ont pour objet d'éliminer ce défaut du dispositif de stabilisation.
Si l'on se replace dans l'hypothèse admise : précédemment, selo@ laquelle la génératrice 1 fournit un courant plus faible que la génératrice 2, le courant de compensation qui en découle traverse l'enroulement 4b puisqu'il ne peut traverser la valve 8 dans le sens inverse alors qu'il traverse la valve 9 dans le sans direct et n'affecte donc pas l'enroulement 5b. Le régulateur de la gé- nératrice 2 ,, n'est donc pas affecté par ce courant de compensa- tion et il tend à maintenir comme précédemment une tension constante sur les barres omnibus. L'égalisation de la charge est toutefois réalisée grâce à l'effet correcteur exercé sur le régulateur de la génératrice 1.
Le régulateur de la génératrice 2 reste évidemment à l'abri des effets du courant de compensation, lorsque la génératrice 1 est totalement déclenchée, de telle sorte que, dans ce cas éga- lement, la tension aux barres omnibus reste invariable.
La figure 2 montre une disposition selon l'invention pour deux génératrices triphasées 12 et 13 travaillant en parallèle, les éléments identiques du schéma étant désignés par les mêmes chiffres de référence que dans la. figure 1. Les enroulements de tension 4a et 5a sont ici connectés aux barres omnibus par l'intermédiaire d'un redresseur 20.
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En lieu et place des résistances 6 et 7 traversées directe- ment par le courant de charge, telles qu'elles figurent dans l'exemple de la figure 1, on prévoit ici des résistances 18 et 19 qui sont'alimentées par des transformateurs d'intensité 14 et 15 au travers d'organes redresseurs 16 et 17, de telle sorte qu'il apparatt, aux bornes desdites résistances, des tensions continues qui sont proportionnelles aux courants de charge correspondants.
Comme ces tensions continues peuvent être choisies libre- ment, par une détermination appropriée des valeurs des éléments 14 à 19, toutes les conditions d'une grande facilité d'adaptation de ces tensions aux caractéristiques techniques, des dispositifs de régulation-sont donc réalisées.
Le dispositif fonctionne essentiellement de façon identi- que au dispositif de la figure 1.
La figure 3 montre un autre exemple de réalisation selon l'invention, laquelle est alors appliquée à une installation de redresseurs.
Les redresseurs 21 et 21a alimentent les barres omni- bus 22, dont la tension est maintenue constante par des régu lateurs électroniques 23 et 24 qui englobent aussi les dispositifs de commande de grille des redresseurs.
On applique aux régulateurs la différence entre une tension imposée, dont la valeur est affichée de façon réglable sur le potentiomètre 25, et une tension effective qui est prélevée sur la résistance 26, de telle sorte que, comme le montre la figure, une tension appliquée aux valves 8 et 9 'dans le sens inverse joue le rôle de tension additionnelle négative à la valeur effective de la tension et provoque un déplacement, vers les valeurs supérieures, de la tension fournie par le redresseur intéressé. Conformément aux exemples précédents, les valves 8 ou 9 interviennent comme organes
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d'arrêt lorsque les tensions'continues aux bornes. tances 27 et 28 sont-différentes.
Ces résistances sont alimentées de façon connue par des transformateurs de-courant continu 29 et 30. Elles sont donc parcourues par des .courants qui sont proportionnels aux courants de charge dès redresseurs et elles jouent donc le mê- me rôle que les résistances 6'et 7, ou 18 et 19, des exemples décrits ci-dessus.
Afin d'.assurer dans la disposition selon la figure 3, l'application de la tension effective dans les circuits d'entrée des régulateurs, il est nécessaire d'établir unecom- munication.assurant-lé passage du courant dans les deux sens entre la prise de tension au potentiomètre 26 et celle des bornes d'entrée des régulateurs qui figurent en haut sur la figure. On peut obtenir ce résultat en shuntant les valves 8 et 9 par des résistances 31 et 32 de valeurs convenables. On peut aussi adopter une autre solution consistant'à placer une' seule résistance 33 entre le point malieu des valves 8 et 9 et l'extrémité commune des résistances 27 et 28 (ou 6 et 7, ou
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encore 18 et 19).
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Aux bornes de cette résistance de.jonction 33, on a alors toujours la même tension qu'aux bornes- de celle des deux résistances 27 ou 28.correspondant au plus chargé des deux redresseurs,
Il peut être également'rationnel d'utiliser simultané... ment les deux dispositifs, autrement dit'de'-monter à la fois les shunts 31 et 32 et la résistance de jonction 33.
Il va de soi que la disposition selon l'invention peut être appliquée, sans modification, à l'égalisation des charges entre plus de deux générateurs de courant de type quelconque. La seule condition nécessaire est de relier élec-
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qu'une tension appliquée dans le sens inverse auxdites valves électriques, exerce une influence additionnelle sur le régu- lateur de tension du générateur de courant intéressé dans le sens d'une élévation de tension, les valves électriques étant montées, eu égard à leurs sens de passage inverse et direct, de telle façon qu'il apparaisse une tension aux bornes desdites valves, dans le sens inverse, lorsque le générateur de courant associé fournit un courant qui est plus faible que celui corres- pondant à la répartition normale prévue.
2 - Les valves (8, 9) sont insérées dans les circuits de régulation de telle sorte que la tension inverse aux bornes desdites valves agit sur le régulateur intéressé'dans le sens d'une diminution de la valeur effective de la tension.
3 - Les valves (8,9) sont insérées dans les circuits de régulation de telle sorte que la, tension inverse aux bornes desdites valves agit sur le régulateur intéressé dans le sens d'une augmentation de la tension imposée.
4 - Des résistances (31, 32) sont montées en dérivation sur les valves (8, 9)..
5 - Une résistance (33) est placée entre, d'une part, le point commun des valves (8 9) et d'autre part le point commun des résistances (6, 7 ou 18, 19 ou 27, 28) associées au générateur de courant, et dans lesquelles apparaissent des tensions qui sont proportionnelles aux courants de charge dans lesdits générateurs.
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If two or more current generators, each equipped with a voltage regulator (the word generator being taken in a broad sense and including in particular converters and rectifiers) work in parallel, a distribution is not automatically obtained. of the total load current which is proportional to the power of the various current generators only when the voltage regulators have sufficient droop, i.e. when the common voltage (that is, the voltage on the bus bars) is decreases by a certain value for any increase in charge current.
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If the voltage on the bus bars is kept absolutely constant, in other words if it is strictly independent of the load current (astatic regulation), special measures must be taken to ensure correct distribution of the load. According to previously known methods, there are devices which exert on the voltage regulators of the various current generators additional influences which are a function of the load currents and which are oriented in a direction such as for each generator which delivers a current which is too low. the corresponding regulator acts in the direction of the increase of this current until the correct distribution of the load in proportion to the powers of the generators is re-established.
These devices intended to stabilize parallel operation work perfectly as long as all the generators involved are actually in service. Yes . one of these generators comes to be disconnected, so that its load current is canceled, this produces on the regulators of the generators which remain in service an effect which corresponds to an overload of said generators. These regulators then operate in the direction of lowering the load on the generators they control. Now, as there can be no compensation of the load with that of the generators which is disconnected, it follows that the regulators tend to maintain a voltage systematically too low on the bus bars.
To overcome this drawback, it is obviously possible to switch off the stabilization device of a generator at the same time as the latter is disconnected.
This result can obviously be obtained with the aid of auxiliary contacts mounted in the general switches of the current generators, but this makes the diagram complicated and not very easy.
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clear ,, all the more so as the number of current generators working in parallel is greater. In addition, such switching devices cannot solve the problem when current generators are constituted by rectifiers whose flow can be interrupted, as is known, by blocking the gate, therefore without having to operate a switch.
The present invention, which aims to eliminate the drawbacks described above, relates to a device which ensures the proportional distribution of the charging current over two or more electric current generators, which are each equipped with a voltage regulator and which operate in parallel, by exerting additional influences on the voltage regulators which depend on the load current in each of the generators, said device being characterized in that with each of the generators is associated a resistor in which one obtains, by known means, a direct voltage which is proportional to the load current of the corresponding generator, said resistors being connected in parallel and in the same direction, with the interposition, for each of them, of an electric valve,
preferably a dry rectifier, devices being furthermore provided by which a voltage applied to said valves, in the reverse direction, exerts an additional influence on the voltage regulator of the current generator concerned, in the direction of an increase in voltage, the electric valves being mounted, having regard to their reverse and direct direction of passage, so that a voltage appears across said valves, in the reverse direction, when the associated current generator supplies a current which is lower than that corresponding to the expected normal distribution.
The accompanying drawings are for illustrative purposes only.
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tr-iiEj =; viiôimtiquei.; - Jnt some examples of execution according to the invention.
FIG. 1 relates to two direct current generators 1 and;?, Which output in parallel, through switches 10 and 11, on the bus bars 3. The current which passes through the 'excitation windings 1a and 2.a of the generators is controlled in each case by a voltage regulator. The figure shows only the voltage-sensitive parts of said regulators, which parts are indicated by relays 4, and 5 of which the voltage windings; 1a and 5a are connected in parallel on bus bars 3.
In the main circuit of the generators are interposed resistors 6 and 7 which are connected to the auxiliary windings 4b and 5b of the relays 4 and 5. As shown in the figure, electric valves 8 and 9, for example dry rectifiers , are connected in parallel to these auxiliary windings 4b and 5b.
Assuming first of all that valves 8 and 9 are not provided in the circuit, the device operates as follows:
As long as the two generators are equally charged, no current flows in the auxiliary windings 4b. and 5b. Now, if the generator 1 comes, for example, to deliver a lower current than the generator 2, a higher voltage drop occurs in resistor 7 than in resistor 6. It follows that a current of Compensation circulates in the windings 4b and 5b and the relay 5 exerts an effect which simulates a voltage rise on the bus bars, the relay 4 simulating, on the contrary, a drop in voltage on the bus bars.
Therefore the voltage regulators intervene in a direction such that the dissymmetry of the distribution of the loads tends
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to disappear. If now generator 1 is put out of service by opening switch 10, it follows that the voltage across resistor 6 becomes equal to zero, so that the intervention of the regulator of the generator Z in the sense of reducing the voltage thereof can no longer cause equalization of the load. The compensating current which passes through the winding 5b tends to cause, on the contrary, a permanent lowering of the voltage on the bus bars. The purpose of the valves 8 and 9, mounted according to the invention, is to eliminate this defect in the stabilization device.
If we go back to the accepted hypothesis: previously, according to which generator 1 provides a lower current than generator 2, the compensation current which results from it passes through the winding 4b since it cannot pass through the valve 8 in the opposite direction while it passes through the valve 9 in the direct free and therefore does not affect the winding 5b. The regulator of generator 2, is therefore not affected by this compensation current and it tends to maintain a constant voltage on the bus bars as before. The equalization of the load is however achieved thanks to the corrective effect exerted on the regulator of the generator 1.
The regulator of the generator 2 obviously remains protected from the effects of the compensation current, when the generator 1 is totally tripped, so that, in this case also, the voltage at the bus bars remains invariable.
FIG. 2 shows an arrangement according to the invention for two three-phase generators 12 and 13 working in parallel, the identical elements of the diagram being designated by the same reference numbers as in the. figure 1. The voltage windings 4a and 5a are here connected to the bus bars by means of a rectifier 20.
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Instead of resistors 6 and 7 through which the load current passes directly, as they appear in the example of FIG. 1, resistors 18 and 19 are provided here which are supplied by power transformers. current 14 and 15 through rectifying members 16 and 17, so that it appears, across said resistors, direct voltages which are proportional to the corresponding load currents.
As these DC voltages can be chosen freely, by an appropriate determination of the values of elements 14 to 19, all the conditions of great ease of adaptation of these voltages to the technical characteristics, regulation devices are therefore fulfilled.
The device operates essentially identically to the device of FIG. 1.
FIG. 3 shows another exemplary embodiment according to the invention, which is then applied to a rectifier installation.
The rectifiers 21 and 21a feed the bus bars 22, the voltage of which is kept constant by electronic regulators 23 and 24 which also include the gate drivers of the rectifiers.
The difference between an imposed voltage, the value of which is displayed in an adjustable manner on the potentiometer 25, and an effective voltage which is taken from the resistor 26, is applied to the regulators, so that, as shown in the figure, an applied voltage to valves 8 and 9 'in the opposite direction plays the role of additional negative voltage to the effective value of the voltage and causes a displacement, towards higher values, of the voltage supplied by the rectifier concerned. In accordance with the previous examples, the valves 8 or 9 act as organs
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stop when voltages continue at the terminals. tances 27 and 28 are different.
These resistors are supplied in a known manner by direct current transformers 29 and 30. They are therefore traversed by currents which are proportional to the charge currents of the rectifiers and they therefore play the same role as the resistors 6 ′ and 7, or 18 and 19, of the examples described above.
In order to ensure, in the arrangement according to figure 3, the application of the effective voltage in the input circuits of the regulators, it is necessary to establish a communication ensuring the flow of current in both directions between the voltage tap at the potentiometer 26 and that of the input terminals of the regulators which appear at the top of the figure. This result can be obtained by bypassing valves 8 and 9 with resistors 31 and 32 of suitable values. We can also adopt another solution consisting of placing a single resistor 33 between the evil point of valves 8 and 9 and the common end of resistors 27 and 28 (or 6 and 7, or
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again 18 and 19).
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At the terminals of this de.junction resistor 33, we then always have the same voltage as at the terminals of that of the two resistors 27 or 28, corresponding to the most charged of the two rectifiers,
It may also be reasonable to use the two devices simultaneously, in other words' to mount both the shunts 31 and 32 and the junction resistor 33.
It goes without saying that the arrangement according to the invention can be applied, without modification, to the equalization of the charges between more than two current generators of any type. The only necessary condition is to connect electricity.
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that a voltage applied in the opposite direction to said electric valves exerts an additional influence on the voltage regulator of the current generator concerned in the direction of a voltage rise, the electric valves being mounted, having regard to their directions reverse and direct passage, such that a voltage appears across said valves, in the reverse direction, when the associated current generator supplies a current which is lower than that corresponding to the normal expected distribution.
2 - The valves (8, 9) are inserted into the regulation circuits so that the reverse voltage at the terminals of said valves acts on the regulator concerned in the direction of a decrease in the effective value of the voltage.
3 - The valves (8,9) are inserted into the regulation circuits so that the reverse voltage at the terminals of said valves acts on the regulator concerned in the direction of an increase in the imposed voltage.
4 - Resistors (31, 32) are mounted in shunt on the valves (8, 9).
5 - A resistor (33) is placed between, on the one hand, the common point of the valves (8 9) and on the other hand the common point of the resistors (6, 7 or 18, 19 or 27, 28) associated with the current generator, and in which voltages appear which are proportional to the load currents in said generators.