Procédé de coupure et de fermeture d'un courant électrique et dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé. La présente invention se rapporte<B>à</B> un procédé permettant d'effectuer, sans étincelle ni arc de rupture, la coupure et la fermeture d'un circuit électrique par au moins une paire d'éléments de contact.
Plus particulièrement, le procédé s'appli que aux redresseurs et autres convertisseurs <B>à</B> haute tension, et notamment aux transfor- inateurs de fréquence dans lesquels deux ou plusieurs balais travaillent en parallèle.
Toutes les fois que l'on interrompt -Lui cir cuit électrique, on est gêné par l'arc de rup- #3 ture qui prend naissance ait moment où les pièces de contact viennent<B>à</B> s#écarter.
<B>Il</B> est connu aujourd'hui, pour transfor mer la fréquence et notamment obtenir du courant continu<B>à</B> partir de courant alterna tif, de relier soit les -prises d'un groupe stati que de transformateurs, soit cellesd'un induit tournant de moteur,<B>à</B> des lames de collee- teurs, au contact desquelles viennent appuyer des balais chargés de capter le courant.
Dans le premier cas (panchahuteur), les balais sont généralement tournants, et dans le second (commutatrice), ils sont fixes. De très nombreux dispositifs ont été proposés pour assurer la commutation sans étincelle<B>à</B> tous les régimes (pffles, de commutation, enroule- inents compensateurs, balais en charbon ré sistants, etc.). Ces dispositifs entraînent des complications assez coÛteuses (grand nombre de lames au collecteur par exemple) et des sujétions qui limitent les valeurs maxima admissibles (par exemple tension inférieure <B>à 5000</B> volts, ou intensité inférieure<B>à 10 000</B> ampères,
ou encore puissance inférieure<B>à</B> 20<B>000</B> kW, etc.). Si l'on cherche<B>à</B> appliquer les méthodes connues de construction des coin- mutatrices pour des tensions élevées, quelques centaines de kilovolts par exemple, ou encore, pour des puissances importantes, quelques centaines de mille kilowatts par exemple, le problème de la commutation devient absolu ment impossible<B>à</B> résoudre, spécialement<B>à</B> cause (les ares qui s'amorcent entre lames du collecteur et qui provoquent des effets des tructeurs.
Le nouveau procédé -de commutation objet de l'invention est affranchi des inconvénients signalés ci-dessus. Ce procédé de coupure et de fermeture d'un circuit électrique consiste en ce que, préalablement<B>à</B> la coupure et<B>à</B> la fermeture, on induit temporairement dans le circuit -une tension au moins égale et de signe contraire<B>à</B> celle qui<B>y</B> existe, de manière<B>à</B> faire tendre vers zéro le courant préalable ment<B>à</B> la coup-Lire et la tension entre les<B>élé-</B> ments de contact préalablement<B>à</B> la ferme ture. Ce procédé peut même sïppliquer si la tension entre lames successives est très élevée (plusieurs milliers de volts), quelle que soit la puissance convertie et quelles que soient les variations de la charge au cours<B>du</B> temps.
D'autre part, lInvention a également pour objet. un dispositif pour la mise en ceuvre de ce procédé, permettant d'annuler autoinati- quement et progressivement le courant entre deux pièces en contact se trouvant dans un circuit et parcourues par un courant déter miné par la tension appliquée<B>à</B> ce circuit.
Ce dispositif est caractérisé par un organe de couplage constitué par le secondaire d'un transformateur, dont, le primaire est alimenté par un amplificateur, l'entrée de cet ainplifi- eateur étant reliée audit tircuit de manière<B>à</B> induire dans ce secondaire une contre-tension s#opposant <B>à</B> la. tension appliquée<B>à,</B> ce circuit et faisant ainsi tendre vers zéro le courant préalablement<B>à</B> la coupure et. la, tension entre les éléments de contact préalablement<B>à</B> la fermeture dudit circuit.
En se référant aux schénias représentés par les figures ci-jointes, on va décrire des exemples, donnés<B>à</B> titre non limitatif, de mise en #uvre de l'invention.
La fig. <B>1</B> représente l'application dit pro <B>cédé</B> de fermeture et de coupure des circuits <B>à</B> la commutation dans un mutateur constitué par des transformateurs statiques associés à un eommutateur mécanique.
lia fig. 2 est Lin diagramme vectoriel per mettant de repérer les tensions respectives des divers transformateurs représentés<B>à</B> la fig. <B>1.</B>
La fig. 3,est une variante perfeetionnée de la fig. <B>1,</B> qui a pour but de réduire l'ampli tude de Fondulation du courant, quand le mutateur de la fig. <B>1</B> est utilisé comme redres seur, notamment<B>à</B> haute tension.
La fig. 4 explique comment on parvient, <B>à</B> Faide dun petit commutateur atixiliaiM <B>a</B> employer le même tube et le même transfor- inateur pour agir successivement sur -le dispo sitif qui permet dînnuler le courant (préala blement<B>à</B> la coupure du circuit) et la tension (préalablement<B>à</B> la fermeture du circuit).
La fig. <B>5</B> est une variante perfectionnée permettant d'obtenir statiquement le même résultat que celui que l'on réalise par le dis- positif selon la fig. 4<B>à</B> l'aide d'un petit coni- mutateur auxiliaire mécanique. Dans la fig. <B>1,</B> on a représenté en<B>1,</B> 2,<B>3,</B> sous forme.,; de eercles concentriques, les trois bornes de la distribution triphasée qui sert<B>à</B> l'alimentation, et par le cercle central 4, le fil neutre de la distribution.
Parmi les douze transformateurs inonophas & constituant le montage, six ont leur primaire alimenté entre phase et neutre.
On a désigné par<B>5, 6, 7</B> trois transforma teurs connectés entre phases, et par<B>5', 6', 7'</B> trois autres transformateurs connectés aus-qi entre phases-, par<B>8, 9, 10</B> trois transforma teurs connectés entre phases et neutre et par <B>8', 9', 10'</B> trois autre.-, transformateurs eoiinee- tés aussi entre phases et neutre, mais en sens inverse des précédents. Le diagramme vectoriel des tensions aux bornes de ces enroulements peut être suivi facilement en se reportant<B>à</B> la fi-. 2.
En eommençant par le vecteur<B>1,</B> 2, qui <B>c</B> correspond h l'enroulement 7), on obtient suc- cessivenient douze vecteurs décalés l'un par rapport<B>à</B> ].'autre de 301), <B>à,</B> savoir:
le vecteur 4, 2 pour l'enroulement<B>8,</B> puis le vecteur<B>3,</B> 2 pour l'enroulement<B>6,</B> le vecteur<B>3,</B> 4 pour l'en- roule-nient <B>9,</B> le vecteur<B>3, 1</B> pour l'enroule- nient <B>7,</B> le vecteur 4,<B>1</B> pour J'enroulement <B>10,</B> le vecteur 2.,<B>1.</B> pour l'enroulement<B>5',</B> le vec teur L, 4 pour l'enroulement<B>8',</B> le vecteur 2,<B>3</B> pour l'enroulement<B>6',</B> le vecteur 4,<B>3</B> pour J'enroulement <B>9',</B> le vecteur<B>1, 3</B> pour l'enrou lement<B>V.</B> enfin le vecteur<B>1,</B> 4 pour l'enrou lement<B>10'.</B>
Les enroulements secondaires (le chacun de ces transformateurs comportent un certain nombre (le prises équidistantes, par exemple 4x prises. On a désigné par<B>11,</B> 12,<B>13,</B> 14,<B>15,</B> <B>16</B> les bornes accessibles (lu secondaire de l'un de ces transformateur,,;. Le diagramme veeto- riel des tensions correspondantes peut être conçu en se reportant a-Li #dodéeagone <B>17</B> re présenté sur la fig. <B>1.</B> La tension par rapport ait point neutre secondaire petit être repré sentée par le vecteur partant du point<B>0</B> et atteignant, -ce, polygone en<B>Il',</B> 12',<B>13':
</B> 14', <B>15', 16'.</B> Sur cette figure, on a tracé le cercle <B>18</B> quii passe par les points 12' et,<B>15'. Il</B> appa- raÎt bien évident, que la tension efficace des prises ll' et<B>16'</B> est légèrement supérieure<B>à</B> celle des prises 12' et<B>15'</B> correspondant au cercle<B>18,</B> tandis que la tension des prises<B>13'</B> et 14' est, légèrement inférieure; les écarts, en plus dans le premier cas et en moins dans le second, apparaissent sur la fig. <B>1</B> sous la forme d'un minuscule fragment de rayon; on verra par la suite comment on peut ajouter ou re trancher des petites tensions complémentaires connectées en série;
les mêmes dispositions se reproduisent dans chaque enroulement seeon- daire.
Dans lexemple décrit, on relie les prises successives des secondaires<B>à</B> deux collecteurs indépendants<B>19</B> et 20. Le premier collecteur comporte ainsi des plots 21, 22,<B>23,</B> etc., reliés respectivement aux bornes<B>11, 13, 15,</B> etc., tandis que le second collecteur comporte les plots 24, '25), <B>26,</B> etc., reliés respectivement aux bornes 12, 14,<B>16,</B> etc.
S,i ]'on néglige momentanément les diffé- renees qui existent entre les tensions aux di vers points<B>11,</B> 12,<B>13,</B> etc., on peut dire que les plots successifs 21, 24, 22,<B>25, 23, 26,</B> etc., reçoivent des tensions d'amplitude sensible- .ment égale, mais que ces tensions --ont <B>dé-</B> calées (le 11.5 <B>y</B> '1]2 <B>= '/(;0</B> (le Période.
L'écart entre ees tensions déealées est re lativement peu élevé, même sIl s'agit d#un appareil<B>à</B> très haute tension, par exemple un redresseur ou un inverter destiné, à alimenter ou<B>à</B> utiliser une ligne de distribution de cou rant continu<B>à +</B> .500 <B>000</B> volts par rapport 011 <B>sol,</B> destinée notamment au transport d'énergie<B>à</B> très grande distance.
Cependant, il sagit de tensions beaueoup trop élevées pour permettre l'emploi de balais de charbon réalisant le court-circuit entre lames sucees- sives, ainsi qiVon le fait dans les eommuta- trices ou dans les groupes pinebahuteurs.
Dans l'exemple en question, le courant est prélevé par deux balais<B>27</B> et<B>28.</B> Le premier de ces balais vient en contact successivement avee les plois 21, 22,<B>23,</B> etc., tandis que Fau- tre vient eii contact avec le-, plots 24,<B>25,</B> <B>26,</B> etc.
Pour réaliser une commutation dépourvue d'étincelles et d'ares capables & ,détériorer les contacts., on a prévu des dispositifs permet- tant d'annuler le courant sous les balais préalablement<B>à</B> leur séparation d'avec les plots, et<B>à</B> amener les balais au potentiel des plots sur lesquels ils vont entrer en contact et préalablement<B>à</B> ce contact. On évite ainsi aussi bien les étincelles<B>à</B> la fermeture que les étincelles<B>à</B> l'ouverture.
Des shunts<B>29'</B> et<B>30',</B> disposés respective ment en série sur chacun des deux conduc teurs du courant redressé, servent d'organes de mesure de l'intensité du courant.
Pour permettre d'amener les balais au po tentiel des plots avec lesquels ils vont entrer en eontaet, on a prévu deux électrodes<B>31</B> et <B>32</B> qui représentent, une forte capacité avec le plot que les balais<B>27</B> ou<B>28</B> s'apprêtent<B>à</B> atteindre. En raison de cescapacités, les élec trodes prennent un potentiel très voisin de eelui deces plots. Une résistance extrêmement élevée<B>31', 32'</B> (ou un diviseur de tension<B>à</B> capacité) permet de mesurer la tension entre les ba-lais <B>27</B> ou<B>28</B> et J'électrode <B>32</B> ou<B>31,</B> res pectivement, qui est<B>à</B> peu près celle du plot que le balai va atteindre.
Suivant une variante, les électrodes<B>31-32</B> peuvent être remplacées par des petits balais auxiliaires qui viennent directement entrer en contact avec les plots. Ces balais auxiliaires débitent dans des résistances très élevées, et Fon prélève la tension sur une fraction de ces résistances; mais, le courant étant extrêmement faible, la commutation du balai ne provoque aucune étineelle dangereuse et ne donne lieu aucune usure.
Les traits en pointillés sur la fig. <B>1</B> mon trent que les tensions prélevées sur les résis tances<B>29', 30', 31'</B> et<B>32'</B> sont introduites dans une boîte X qui est un eommutatear dont le détail est donné dans les fi-% 4 et<B>5.</B> La ten sion de commande variable dans le temps fournie par cette boîte X est<B>à</B> son tour introduite dans un générateur<B>33</B> qui fournit une tension de commutation synchronisée sur le déplacement des balais;
ce générateur en gendre,<B>à</B> travers un transformateur 34 dont les deux enroulements secondaires sont mon tés en série avec les balais<B>27</B> et 28, les ten sions nécessaires<B>à</B> la commutation, On a également prévu, en série avec ces enroulements secondaires et les balais<B>27</B> et <B>28,</B> deux tubes<B>29</B> et<B>30,</B> respectivement, servant au contrôle du courant dans chacune des voies. La tension des grilles de ces tubes est commandée par un organe de commande <B>28',</B> dans laquelle est également introduite la tension de commande fournie par la boîte X. Ces tubes fonctionnent, comme redresseurs et empêchent que la eontre-tension induite dans chacune des voies par le générateur<B>33</B> et le transformateur 34 ne provoque -une inver sion du courant.
Ils rendent ainsi superflu un réglage très précis de cette contre-tension.
Toute la description qui vient d'être donnée s'applique (dans le cas dun redres seur) au prélèvement de courant<B>à</B> l'un des pôles (par exemple au pôle positif de la dis tribution -de courant continu); l'autre pôle de la distribution (le négatif) est muni dune disposition analogue, les mêmes nombres, suivis de Findice <B>1,</B> servant de référence, sur le schéma, aux mêmes organes.
On peut, observer que les moyens décrits pour Fannulation du courant dans un cir cuit et l'annulation de la tension entre deux conducteurs, grâce<B>à</B> une action dans le eir- cuit de sortie, ne constituent qu'une applica tion particulière d'un montage<B>à</B> contre- réaction. Toute la technique<B>déjà</B> connue de ces montages peut ainsi être utilisée pour réaliser différemment l'objet de l'invention.
La fig. <B>3</B> est une variante perfectionnée de la fig. <B>1.</B> Nous<B>y</B> retrouvons les prises suc- eessives du transformateur<B>(11,</B> 12,<B>13,</B> 14, <B>151 16);</B> nous<B>y</B> retrouvons également les tubes de commutation<B>29</B> et<B>30,</B> disposés en série respectivement sur les secteurs pairs et impairs, mais au lieu #d'une seule couronne de secteurs pairs et une de secteurs impairs, comme dans la fig. <B>1,</B> on a deux fois quatre eouronnes sur lesquelles se répartissent les secteurs.
Nous retrouvons encore le transfor mateur, désigné ici par le repère<B>61,</B> permet tant d'introduire alternativement, en série sur les balais, les tensions nécessaires pour assurer, conformément au principe de l'inven tion, la commutation sans étincelle (ce trans- formateur<B>61</B> joue un rôle comparable au transformateur 34 de la fig. <B>1).</B> On a repré senté seulement sur la fig. <B>3</B> un des groupes n de balais (correspondant au pôle positif par exemple) et<B>à</B> une échelle agrandie une frac tion de la couronne où sont installés les plots de commutation.
Le but de cette variante perfectionnée est de tenir compte des écarts de tension qui se manifestent entre les plots successifs. Dans l'exemple de la fig. <B>1,</B> on a assimilé le poly- goile <B>17 à</B> un cercle<B>18.</B> Or, l'amplitude de la tension alternative des plots successifs (pré levés sur les côtés du polygone) n'est pas la même. Suivant cette variante perfectionnée, on parvient<B>à</B> tenir compte des écarts de ten sions alternatives et on compense ces écarts<B>à</B> l'aide de petites sources de courant auxiliaires en relation avec les balais.
On a représenté en<B>35, 36</B> ces sources de courant sous forme de batteries d'accumulateurs, mais il est évi dent qu#oii fera appel dans la pratique<B>à</B> un petit redresseur auxiliaire associé<B>à</B> un gros condensateur (électrolytique).
-Au lieu de faire appel seulement aux deux balais<B>27</B> et<B>9-8</B> (le la fig. <B>1,</B> on a disposé dans le monta-e de la fig. <B>3</B> quatre balais dans ,chaque groupe, afin d'obtenir un meilleur écartement entre les plots qui supportent cIe#; tensions élevées. Chaque balai est relié<B>à</B> une prise convenable des sources de courant auxi liaires.
On a désigné par<B>37, 38, 39,</B> 40, les quatre balais, qui -,e déplacent respective ment sur quatre pistes circulaires concentri ques et qui sont reliés<B>à</B> la source de courant auxiliaire<B>36;</B> ces balais jouent le même rôle que le balai unique<B>27</B> de la fig. <B>1;
</B> les balais 38 <B><U>2</U></B> et 39 sont conneetés entre eux. On a de même désigné par 4L 42, 43, 44, les balais qui se déplacent respectivement sur quatre autres pistes et qui sont reliés<B>à,</B> l'autre source de courant auxiliaire<B>3,5;</B> les balais 42 et 43 sont connectés entre eux.
Dans chacun des groupes, la piste la plus extérieure correspond aux plots dont la ten sion est la plus élevée, la piste la plus inté rieure correspond aux plots dont<B>la</B> tension est la plus basse; les autres pistes correspon dent<B>à</B> une tension intermédiaire.
On a représenté,<B>à</B> une échelle agrandie, le dodécagone<B>17</B> de la fig. <B>1</B> et le cercle<B>18.</B> Les prises successives des enroulements se condaires sont reliées<B>à</B> des secteurs disposés alternativement dans chacun des deux groupes de pistes.
La prise<B>11,</B> qui correspond<B>à</B> une tension trop forte, est reliée au secteur<B>-15</B> disposé sur la première piste du premier groupe. La prise voisine<B>12),</B> qui correspond<B>à</B> une tension moyenne, est reliée au secteur 46 disposé sur la deuxième piste du deuxième groupe. La prise voisine<B>13</B> (qui correspond<B>à</B> une ten sion trop faible) est reliée au, secteur 47 dis posé sur la quatrième piste du premier groupe. La prise suivante 14 (qui correspond<B>à</B> une tension trop faible) est reliée au secteur 48 disposé sur la quatrième piste du deuxième groupe.
La prise suivante<B>15</B> (qui correspond à une tension moyenne) est reliée au secteur 49 disposé sur la deuxième piste du premier groupe. lia prise suivante<B>16/11</B> (qui corres pond<B>à</B> une tension trop élevée) est reliée au secteur<B>50</B> disposé sur la première piste du deuxième groupe. La prise suivante 12 (qui correspond<B>à,</B> une tension moyenne) est reliée -tu secteur 551 disposé sur la troisième piste (lu premier groupe.<B>Il</B> importe de noter que les secteurs 49 -et<B>51,</B> qui correspondent<B>à</B> la même amplitude de tension, n#ont pas été placés sur le même cercle, mais sur deux cer cles différent,;, afin de, rendre plus facile l'isolement entre ces secteurs.
La prise suivante<B>13</B> (qui correspond<B>à</B> une tension trop faible) est reliée au secteur <B>52</B> disposé sur la quatrième piste du deuxième groupe. La prise suivante 14 (qui correspond <B>à</B> une tension trop faible) est reliée au sec teur<B>53</B> disposé sur la quatrième piste du pré- mier groupe. La prise suivante<B>15</B> (qui cor respond<B>à</B> une tension moyenne) est reliée au secteur 54 disposé sur la troisième piste du deuxième groupe. La prise suivante<B>16/11</B> (qui correspond<B>à</B> une tension trop élevée) est reliée au secteur<B>55</B> disposé sur la première piste du premier groupe, et ainsi de suite.
Pour assurer avec commodité la commuta tion, il est prévu un tube auxiliaire<B>56</B> qui commande lalimentation du primaire d'un transformateur<B>61</B> dont les deux secondaires sont reliés chacun, dune part,<B>à</B> l'un des groupes de balais<B>37 à</B> 40 et 41<B>à</B> 44, respecti vement et, d?autre part, au pôle positif de la machine.
On commande en fonction du temps la tension de la grille de ce tube<B>56,</B> de façon que la variation du flux dans le transforma teur<B>61.</B> produise dans celui des enroulements secondaires qui appartient au circuit que l'on veut couper ou fermer, une tension égale et de signe -contraire<B>à</B> celle qui<B>y</B> existe, de ma nière<B>à</B> faire tendre vers zéro, dans ledit cir- euit, le courant.
-préalablement<B>à</B> la séparation de chacun de ses balais<B>37 à</B> 40 et 41<B>à</B> 44, respectivement, #d'avec le segment correspon dant 4.5 <B>à 55,</B> et la tension entre ce balai et ce segment, préalablement<B>à</B> la fermeture dudit eireuit par leur entrée en contact.
Dans la fig. <B>3,</B> deux montages différents permettant chacun d'obtenir ce résultat sont représentés simultanément. Chacun de ces montages saffit <B>à</B> lui seul<B>à</B> faire tendre vers zéro ledit courant et, ladite tension, respeeti- veinent; aussi seront-ils décrits séparément. Dans les deux montages, le tube auxiliaire<B>56</B> est, utilisé pour commander l'alimentation du primaire du transformateur<B>61,</B> la commande clé la tension de la grille de ce tube étant tou tefois différente dans les deux cas.
Pour le premier de ces montages, qui <B>f</B> ait appel au principe de la contre-réaction, on a prévu une résistance<B>57</B> en série avec ehacun des enroulements secondaires du transforma teur<B>61;</B> la chute de tension dans cette résis tance est proportionnelle au courant qui tra verse celle-ci, donc au courant qui passe par le balai<B>37 à</B> 44 et le segment 45<B>à 55</B> momen tanément en circuit;
cest le courant qu'on ,meut annuler préalablement<B>à</B> la séparation de ce balai d'avec ce segment.<B>-A</B> cet effet, on -utilise un montage<B>à</B> contre-réaetion de genre connu, dont il suffira de dire qu'il applique <B>à</B> la grille du tube<B>56</B> une tension proportion nelle<B>à</B> chute de tension dans la résistance<B>57.</B> La variation de flux dans le transformateur <B>61</B> est ainsi d'autant pl-Lis rapide et, par con séquent, la contre-tension qui est induite dans le secondaire du transformateur<B>61</B> est d'au tant plus élevée que le courant passant par la résistance<B>57</B> est plus fort,
ce qui a pour effet de faire tendre vers zéro ce courant préalablement<B>à</B> la séparation dudit balai d'avec ledit segment.
En outre, il est prévu des électrodes oit des balais auxiliaires et des résistances élevées analogues aux électrodes<B>31</B> et<B>32</B> et aux ré sistances<B>3V</B> et<B>32'</B> de la fig. <B>1.</B> Les tensions prélevées aux bornes de ces résistances soni introduites dans le circuit de la grille du tube <B>56</B> de manière<B>à f</B>aire tendre vers zéro la ten sion entre lesdits balai et segment préalable ment<B>à</B> leur entrée en contact. Ces électrodes ou balais auxiliaires et ce,-, résistances ainsi que leurs connexions ne sont pas représentés <B>à</B> la fig. <B>3.</B>
Cette quasi-suppression du courant ou de ki tension doit être obtenue alternativemeit dans chacun des deux circuits, en fonction de la coupure et de la fermeture de ce circuit. Dans ce but, il est prévu Lin oscillateur-pilote comprenant un tube<B>58</B> associé<B>à</B> un eireuit oscillant et couplé ait circuit de la grille du tube<B>56</B> par un transformateur.
La fréquence de cet oscillateur-pilote est accordée<B>à</B> la fré quence de commutation, soit,<B>à</B> un multiple de celle qui alimente le moteur synchrone entraî nant les balais sur le collecteur, au moyen d#un dispositif non représenté qui transi-net cette fréquence<B>à</B> la grille du tube<B>58</B> par -une connexion<B>59.</B>
Cet oscillateLir-pilote coopère avec les di vers dispositifs<B>à</B> résistance susmentionnés pour commander -la tension de la grille dit tube 56,de manière que la contre-tension dans les secondaires du transformateur<B>61</B> ne soit suscitée qu'aux moments opportuns.
Lorsque,<B>à</B> la suite de l'introduction de la eontre-tension dans l'un des circuits, le cou rant daiis:cecireliit tend vers zéro, la totalité du courant tend alors<B>à</B> passer par l'autre cir cuit, et réciproquement, de sorte que le cou rant passe alternativement par les deux cir cuits. Dans ce premier montage, on nî pas fait appel aux tubes représentés en<B>29</B> et<B>30</B> de la fig. <B>3,</B> tubes qui, dans ce cas, peuvent être remplacés par une connexion directe entre chaque secondaire du transformateur<B>61</B> et la résistance<B>57</B> correspondante.
Ces tube-,<B>29</B> et<B>30</B> font partie du deuxième montage représenté simultanément avec le premier<B>à</B> la fi-.<B>3.</B> Installés chacun dans Fun des circuits<B>à</B> conimuter, ils entrent en fonction<B>à</B> tour de rôle sous la commande d'un organe<B>60</B> qui met sous tension alterna-, tivement la grille du tube 29 et celle du tube <B>0,</B> et qui est commandé, comme l'oscillateur- 3 <B>3</B> pilote<B>58, à</B> une fréquence égale<B>à</B> la fré quence de commutation, par la connexion<B>59.</B> Lorsque leur grille est sous tension,
les tubes <B>29</B> et<B>30</B> travaillent comme redresseurs pour empêcher que le courant ne s'inverse sous l'influence de la contre-tension produite dans le transformateur<B>6L</B> Comme dans le premier montage, le primaire dece transformateur est alimenté sous la commande du tube<B>56.</B> Ce pendant, la tension de la grille de ce tube n'est pas eommandée par la chute de tension dans les résistances<B>57,</B> qui ne sont pas uti lisées dans ce deuxième montage, mais uni quement par Foseillateur pilote comprenant le tube<B>58.</B>
<B>A</B> l'aide de ce deuxième montage, on intro duit, par le transformateur<B>61,</B> préalablement <B>à</B> la coupure et dans le circuit où celle-ci doit avoir lieu, une tension dont Famplitude est -suffisante pour que le courant tende<B>à</B> s'in verser. Comme cette inversion est impossible grâce au tube redresseur<B>29</B> oit <B>30</B> intercalé dans ee circuit, le courant ne fait jamais que anntiler. Pendant que le courant est ainsi progressivement ramené<B>à</B> zéro dans l'un des- dits circuits, le courant dans l'autre circuit augmente dans une mesure correspondante.
Du fait que cette annulation du courant est alternativement provoquée dans l'un et dans l'a-titre circuit selon les besoins de la commit- tation, la totalité du courant passe progressi- c ventent dun circuit<B>à</B> l'autre et vice versa. Dans lun et l'autre de ces deux montages, le rapport de transformation du transfornia- teur <B>61</B> peut être très élevé et, par Ponséquent, l'impédance<B>de</B> charge du tube<B>56</B> peut être très grande.
Bien que les courants coin- mandés dans le tube<B>56</B> soient relativement peu importants, on parvient ainsi<B>à</B> assurer la commutation de courants extrêmement élevés.
Des tubes laissant passer plus de<B>10000</B> ampères pouvant être réalisés<B>à</B> l'heure actuelle (redresseurs<B>à</B> vapeur de mercure, ignitrons, etc.), il est également possible de réaliser les tubes redresseurs<B>29</B> et<B>30 du,</B> deuxième montage pour des courants de cet ordre de grandeur.
Dans les exemples qui viennent d'ôtre dé- erits, on a supposé que les balais étaient tour- iiants et que les secteurs étaient fixes. Cette disposition est peu pratique, notamment<B>à</B> cause de la force centrifuge qui agit sur les <B>c</B> balais et<B>à</B> cause de l'usure qui déséquilibre le système.
On peut aussi monter les balais d'une façon fixe et remplacer le balai tournant par un secteur ayant Lin profil approprié.
La fig. 4 montre en détail un exemple de schéma de montage, -dit<B>à</B> contre-réaction, que l#oii peut utilisei"pour réaliser, avec le mon tage représenté<B>à</B> la fig. <B>1</B> ou avec un a-Litre montage équivalent, successivement l'annula tion du courant sous le balai<B>à</B> un moment donné, puis Fannulation de la différence de potentiel entre le balai et la lame suivante du eollecteur, préalablement au contact entre ce balai et cette lame.
Sur cette figure, on a représenté, en<B>62</B> et, <B>63</B> les deux balais principaux<B>(27</B> et 28 dans la fig. <B>1),</B> qui eoncourent alternativement<B>à</B> servir de support au passage du courant dans la machine, par exemple du courant continu iedressé s'il s'agit d'un redresseur.
On a re présenté en 64,<B>65</B> et 64' les lames successives du collecteur, c'est-à-dire les secteurs, reliés chacun<B>à</B> une des prises successives des trans formateurs (ainsi qu'on l'a<B>déjà</B> expliqué<B>à</B> propos de la fig. <B>1).</B> Ces lames sont disposées sur deux pistes circulaires différentes, dont on a représenté ici seulement un petit frag ment du développement périphérique. Les lames 64 et 64' se trouvent sur l'une des pistes, la lame<B>65</B> sur Fautre. En outre, cha que lame comporte deux secteurs de même po tentiel 64 et 641,<B>65</B> et<B>651,</B> et 64' et 641' res pectivement.
On a représenté par<B>66</B> l'enroule- nient secondaire,<B>à</B> basse impédance, du trans formateur (34 dans la fig. <B>1, 61</B> dans la fig. <B>3)</B> qui permet de créer, entre les balais, la différence de potentiel convenable pour assurer une excellente commutation. L'enroulement, primaire<B>67, à</B> grande impé dance, de ce translormateur, est relié<B>à</B> la.
<B>i</B> riode <B>68,</B> qui est elle-même, alimentée par la source de courant<B>69.</B> La -rille de cette triode est contrôlée par Lin dispositif<B>70,</B> qui modi fie sa tension au cours du temps d'une façon rationnelle. On fait appel pour cela<B>à</B> un cer tain nombre d'organes que l'on va décrire. Dans la fig. <B>1,</B> l'ensemble de la triode<B>68,</B> de la source de courant<B>69</B> et du dispositif<B>70</B> a été désigné comme groupe générateur<B>33.</B>
Comme dans le cas de la fig. <B>1,</B> on<B>f</B> ait appel<B>à</B> des moyens permettant de mesurer l'intensité -du #courant qui circule dans chaque balai, et on dispose également des moyens per mettant aussi de mesurer la différence de po tentiel entre un balai et le plot immédiate ment, avant le contact. Et l'on utilise ces me sures successivement pour actionner le dispo sitif de contre-réaction assurant -une excel lente commutation, grâce<B>à</B> l'introduction d'une tension induite en série avec le balai.
Sur la fig. 4, on a représenté<B>à</B> la fois deux moyens différents pour mesurer cette diffé rence de potentiel entre le plot et le balai, mais ces différentes variantes (représentées en même temps sur le schéma pour éviter de faire plusieurs dessins) peuvent être utilisées indépendamment ou simultanément.
L'objet principal -de cet-Le figure est de montrer comment on parvient<B>à</B> commander <B>à</B> tour de rôle le système (dit<B>à</B> contre- réaction) qui induit une tension en série sur le balai en fonction de la mesure du courant dans le balai (au moment de la coupure) et en fonction de la mesure de la tension (au moment de la fermeture).
On a représenté le système de commande sous forme de commutateurs tournants<B>(82,</B> <B>83, 86),</B> introduisant<B>à</B> tour de rôle, et ait mo- nient opportun, ces mesures appropriées<B>à</B> Fentrée de la chaîne de l'amplificateur de ,eontre-réaetion <B>70.</B> Ces commutateurs tour- liants correspondent<B>a la</B> boîte désignée par <B>Y</B> dan% la fig. <B>1.</B>
Dans la variante la pl-Lis simple, on dispose une résistance<B>71</B> en série avec le balai 6*2 (correspondant<B>à</B> la résistance<B>29'</B> en série avec le balai<B>28</B> de la fig. <B>1)</B> permettant (le mesurer automatiquement l'intensité du cou rant qui<B>y</B> circule. Le balai<B>62</B> est relié,<B>à</B> tra vers une résistance<B>71'</B> dont on fera abstrac tion pour l'instant,<B>à</B> un plot 77,disposé sur le commutateur tournant 82 et l'a-Litre extrémité (le la résistance<B>71 à</B> la borne<B>78</B> de l'enroule ment secondaire<B>66</B> du transformateur.
On dispose de même une résistance<B>81</B> (correspondant ait shunt<B>30'</B> de la fig. <B>1)</B> cri .série entre l'autre balai<B>63</B> et la borne 74<B>à</B> l'autre extrémité de Penroulement <B>66,</B> le balai <B>63</B> étant relié<B>à</B> un a-Litre plot<B>77'</B> du commii- lateur tournant<B>82, à,</B> travers une résistance ,ql,* dont on fera. également abstraction.
Les tensions prélevées entre les plots<B>77, 77'</B> (le ces résistances<B>(71</B> et<B>81)</B> et la borne<B>72,</B> on 74 permettront, de la manière qui va être expli quée, d'annuler le courant dans chaque balai prineipal au moment où le balai va, quitter le secteur, c'est-à-dire qu'on résoudra ainsi le premier problème (de la rupture du circuit) sans risque de production d'aucun are ni étin celle.
Pour résoudre le second problème (celui de<B>]</B>a fermeture du circuit), en d'autres termes pour éviter qu#une étincelle (suivie d#un are) lie risque de s'amorcer au moment où le balai # a atteindre le secteur suivant, on se sert, sui vant la variante la plus simple, dun balai auxiliaire<B>75</B> qui vient ait contact avec le sec teur 6e (voir en 641'), quelques instants avant le balai principal<B>62.</B> Le balai<B>75</B> débite un très petit courant dans une grande résistance<B>76</B> (qui correspond<B>à</B> la résis tance<B>31'</B> de la fig. <B>1)
</B> dont l'autre -extrémité est reliée<B>à</B> la borne<B>73.</B> Ce balai<B>75</B> est relié au plot suivant<B>78</B> du commutateur tournant 82 par l'intermédiaire d'une résistance 74 dont on fera provisoirement abstraction.
D'une façon tout<B>à</B> fait analogue, on fait appel, pour l'autre balai<B>63, à</B> un autre petit balai 84 atteignant le secteur<B>65,</B> (ait même potentiel que le secteur<B>65),</B> quelques instants avant que le balai principal<B>63</B> n'atteigne le secteur<B>65,</B> et relié, abstraction faite d'une ré- sistanee <B>83</B> dont on verra plus tard l'usage,<B>à</B> nu plot<B>78'</B> du commutateur tournant<B>82.</B> Ce balai 84 débite<B>à</B> travers la résistance<B>85</B> (qui, correspond<B>à</B> la résistance<B>32'</B> de la fig. <B>1).</B> Les tensions prélevées entre le plot<B>78</B> de la résistance<B>76</B> et la borne<B>73,
</B> et entre le plot <B>78\</B> de la résistance<B>85</B> et la borne 74 permet tront d'annuler la différence de potentiel entre le balai et le secteur avec lequel il va venir en contact.
Àu lie-Li d'eniplover les résistances<B>71</B> et <B>81</B> en série avec les balais principaux<B>62, 63,</B> on petit aussi relier ceux-ci directement<B>à</B> la borne<B>73</B> on 74. respectivement, -,il disposant, immédiatement derrière les balais<B>621</B> et<B>63,</B> d'autres petits balais indépendants<B>62'</B> et<B>63',</B> reliés aux précédents par les résistances<B>71'</B> et<B>81' déjà</B> mentionnées, bien plus élevées que les résistances<B>71</B> et<B>81,</B> et aux plots,<B>77</B> et<B>77'</B> dit commutateur<B>82.</B> La tension prélevée sur cette résistance<B>71'</B> ou Sl' entre le,
plot<B>77</B> ou <B>7V</B> et la borne<B>73</B> ou 74, respectivement, plus ,grande que cell,- obtenue à ce,; même,,,, bornes à l'aide des résistance,;<B>71</B> et<B>81</B> dans la va riante de montage précédemment décrite, mais également proportionnelle à l'intensité du (,ourant passant par les balai,,<B>62</B> et<B>63,</B> per mettra, de<B>la</B> même manière qui va être expli quée, d'annuler le courant dans chacun de ces balais ait montent où il va quitter le secteur.
Pour connaître., ait moment de la ferme- litre, la différence de potentiel entre le balai et le secteur, on petit se servir d'une liaison par capacité (ce qui évite -Lui contact direct) et faire débiter cette capacité dans une très grande résistance. Ait lieu de prélever la ten sion sur le secteur ait moyen d'un petit balai auxiliaire<B>75</B> (ou 84), on fait appel<B>à</B> une électrode<B>72</B> (ou 82) présentant une grande capacité par rapport au secteur vers lequel se dirige le balai.
Cette électrode est reliée,<B>à</B> travers la résistance très élevée 74 (ou<B>83) à</B> la borne<B>73</B> (ou 74) du secondaire<B>66,</B> et di rectement an plot correspondant<B>78</B> (oui 78') du commutateur<B>82.</B> De préférence, on adjoint au montage le petit balai auxiliaire<B>75</B> (ou 84) et, la résistance<B>76</B> (ou<B>85)</B> pour complé ter, par un contact direct avec la lamel, <B>le</B> pré lèvement eapacitif <B>déjà</B> réalisé.
La tension instantanée prise entre le plot<B>78</B> (ou <B>78'),</B> c'est-à-dire l'électrode<B>72</B> (ou<B>82)</B> et la borne <B>73</B> (ou 74) peut aussi alimenter pendant un certain intervalle de temps le montage<B>à</B> con- tre-réaction. On complète le montage par des plots auxiliaires<B>79</B> et<B>80,</B> reliés<B>à</B> la borne<B>73.</B>
<B>Il</B> n'est pas recommandé que le balai<B>75</B> appuie directement sur les lames 64, 64, etc. Ce serait dangereux, car cela introduirait une cause d'ionisation au voisinage immédiat du balai principal<B>62.</B> Il est recommandé au con traire de le monter sur une piste circulaire indépendante, comportant des secteurs 64, et 641'<B>...</B> ayant respectivement le même poten tiel que les secteurs 64, 64' <B>...</B> On complète avantageusement la protection contre les dan gers d'étincelle en plaçant une grande résis tance entre 64 et 641, de même qu'entre 64' et 641'<B>...</B> cette grande résistance n'intervenant pas dans la marche normale.
On a représenté en<B>89</B> la triode qui com mande l'organe<B>70.</B> La grille est reliée<B>à</B> deux balais indépendants. Le premier de ces balais.. <B>82,</B> vient frotter successivement sur les plots <B>79, 77, 78, 80, 79', 771, 78',</B> SO', <B>de,</B> telle sorte que cette grille reçoit successivement les ten sions de eontre-réaetion nécessaires<B>à</B> son fone- tionnement. Etant donné que les bornes<B>73</B> et 74 ne sont pas au même potentiel (les deux balais principaux<B>62</B> et<B>63</B> pouvant présenter entre eux une tension assez élevée, dailleurs variable),
il ne suffit pas de eommuter la grille<B>89</B> de la chaîne d'entrée de l'amplifiea- teur au moyen du balai<B>82:</B> il est indispensa ble que le circuit se ferme, c'est-à-dire qu'il est indispensable de penser aussi<B>à</B> la liaison <B>à</B> la cathode ou<B>à</B> une polarisation convenable de l'autre extrémité de la résistance sur la- quelle on prélève la tension choisie: c'est le rôle des deux petits commutateurs auxiliaires représentés<B>à</B> droite de la figure;
le premier de ces balais,<B>86,</B> peut tourner respectivement sur deux secteurs<B>87</B> et<B>88,</B> reliés respective ment aux bornes<B>73</B> et 74 et permet de trans planter la liaison de la cathode du premier étage de la chaîne, de facon quil puisse tra vailler soit sur le balai principal<B>82,</B> soit sur l'autre,<B>83.</B> Le deuxième de ces balais,<B>83,</B> a pour but d'éviter que la grille du tube<B>89</B> ne reste en l'air pendant, le passage du balai<B>86</B> du secteur<B>87</B> au secteur<B>88,</B> ce qui serait évi demment dangereux. Ce balai<B>83</B> vient frotter sur les secteurs<B>85</B> et 84, reliés<B>à</B> un point de potentiel constant par rapport<B>à</B> la cathode.
Les balais<B>82, 83</B> et<B>86</B> sont supposés tourner ,à la vitesse commune de<B>30</B> X<B>50</B> tours par seconde.
Pour la clarté de la figure, on a représenté ici les commutations effectuées au cours du temps sur Porcane <B>70,</B> sous forme d'un comâ- mutateur tournant.
Dans l'exemple choisi sur la fig. <B>1,</B> cet organe commutateur devrait, tourner<B>à</B> la vitesse de<B>30</B> X<B>50</B> tours par se- eonde. <B>Il</B> est bien évident quune telle vitesse ne saurait pratiquement être réalisée par des procédés mécaniques; mais on verra par la suite qu'une commutation absolument équiva lente peut être réalisée par une méthode en tièrement statique, en faisant appel notam ment<B>à</B> des montages sensibilisateurs de cir cuits.
Grâ,ce <B>à</B> ce montage (ou<B>à</B> tout autre équi valent réalisé avec des tubes), on parvient<B>à</B> appliquer entre la grille et la cathode du tube <B>89</B> successivement: a) Quand le balai<B>82</B> est sur le plot<B>78,</B> que le balai<B>83</B> est dans le vide et que le ba lai<B>86</B> est sur le secteur<B>87,</B> la tension entre l'électrode 72,et la borne<B>73,</B> qui est la tension de contre-réaction nécessaire pour porter le balai principal<B>62</B> au potentiel du secteur qu'il va prochainement atteindre (secteur 64' dans le cas de la figure).
b) Quand le balai<B>82</B> est sur le plot<B>77,</B> que le balai<B>83</B> est dans le vide et que le balai <B>86</B> est sur le secteur<B>87,</B> la tension correspon- dant au débit passant par le balai<B>62,</B> qui est la tension de contre-réaction nécessaire pour annuler le courant qui circule dans le balai principal<B>62,</B> oui d'une façon encore plus pré cise, celui qui circule dans le balai<B>62'.</B>
c) Quand le balai 82 est sur le plot<B>79</B> ou<B>80,</B> que le balai<B>83</B> est dans le vide et, que le balai<B>86</B> est sur le plat<B>87,</B> ou encore quand le balai<B>82</B> est, sur le plot<B>79'</B> ou<B>80',</B> que le balai<B>83</B> est, dans le vide, que le balai<B>86</B> est sur le secteur<B>88,</B> ou encore quand le balai<B>86</B> étant dans le vide, le balai<B>82</B> dans le vide, le balai<B>83</B> touche les secteurs 84 ou<B>85</B> (c'est- à-dire que l'on connecte directement la grille au point fixe de la polarisation cathode), une tension constante, qui ramène le courant ano- clique de la triode<B>68 à</B> sa. valeur normale.
La fig. <B>5</B> se rapporte<B>à</B> une variante per fectionnée de la fig. 4.
Suivant ce nouveau schéma, on parvient <B>à</B> réaliser dune façon statique l'équivalent des commutations représentées sur<B>la</B> fig- 4 par les balais tournants<B>82, 86, 83.</B>
Ce résultat est obtenu en faisant appel à des tubes<B>(110, 111,</B> 112,<B>113)</B> dont les grilles sont commandées dans un certain ordre au cours<B>du</B> temps.
Sur l'arbre de la comniutatrice principale qui entraîne les balais, on cale un minuscule alternateur<B>90</B> triphasé capable d'alimenter un réseau auxiliaire<B>90'</B> en courant triphasé dont la fréquence est égale<B>à</B> la fréquence<B>de</B> commutation.
On prélève sur ce réseau,<B>à</B> l'aide de transformateurs<B>91, 92, 9ô,</B> 94, cons titués par un petit rotor et un stator décala- bles Fuin par rapport<B>à</B> l'autre, des tensions avant. des phases et amplitudes convenables; on ajoute<B>à ces</B> tensions alternatives des ten sions continues, ayant des amplitudes #conve- nables. Sur le schéma, on a représenté en<B>95</B> et<B>96</B> des accumulateurs fournissant les ten sions continues, mais naturellement celles-ci seront de préférence prélevées sur le réseau.
On redresse alors chacune des tensions obte nues: le redresseur<B>97,</B> le condensateur<B>97'</B> et la résistance<B>98</B> permettent ainsi de réaliser des impulsions de tension trapézdidales, et sensiblement rectangulaires, telles qu'elles sont indiquées par des hacliures dans le diagramme <B>à</B> gauche du dessin, diagramme qui représente la tension en fonction du temps. L'époque de ces impulsions est déterminée par la phase de l'alimentation<B>90',</B> et leur durée est fonction de la tension continue<B>95,</B> ces deux quantités pouvant être, ajustées Ù, volonté.
Un résultat analog e est obtenu<B>à</B> Faide du redresseur<B>99</B> et de la résistance 100, mais la position de ces deuxièmes impulsions et leur longueur peu vent être choisies<B>à</B> volonté par rapport<B>à</B> celles des premières. De même, le redresseur <B>101</B> et la résistance 102 permettent de réaliser une troisième série d'impulsions. Enfin, le re dresseur<B>103</B> et la résistance 104 permettent de réaliser une quatrième série d'impulsions.
On se sert. de ces différentes impulsions pour bloquer ou débloquer aii cours du temps le fonctionnement. d'un tube. De préférence, on<B>f</B>ait appel<B>à</B> un t Libe <B>à</B> deux grilles de com mande. On fait appel ià une hétérodyne sé parée<B>105,</B> qui fournit Lin courant porteur<B>à</B> haute fréquence, par exemple<B>100</B> kilocycles ou<B>1</B> mégacycle, et<B>à</B> J'aide des transforma teurs<B>à</B> haute fréquence<B>106, 107, 108,</B> eapa- bles d'assurer l'isolement électrique,
on mo dule ce coarant haute fréquence par les im pulsions rectangula ires précédemment créées. On applique par exemple à la grille intérieure <B>de</B> chaque tube, tel que<B>110, 111,</B> 112,<B>113,</B> l'une desdites séries d'impulsions<B>à</B> haute fré- quenee, et on applique sur la seconde grille de commande les différentes tensions de eontre-réaction que Fon désire successivement utiliser (tensions fournies par les résistances <B>71',</B> 74,<B>81', 83).</B> La haute fréquence recueillie sur les circuits-plaque 114,<B>115, 116, 117,
</B> est totalisée et redressée en<B>118, 119,</B> 120, 121 et alimente la, grille du tube 122 qui constitue le premier étage de lachaîne <B>à</B> eontre-réaction.
Les appareils décrits<B>à</B> titre d'exemples se rapportent.<B>à</B> des redresseurs, mais comme on Pa dit, l'invention s'applique aussi bien<B>à</B> d'autres convertisseurs: de courant continu en courant alternatif, de fréquence, etc., ainsi qu% la réalisation de générateurs de puis sance réactive et., en général,<B>à</B> la réalisation de tout appareil ou machine, dans lesquels on a<B>à</B> connecter ou coupler des courants électri ques, notamment<B>à</B> haute tension.
Process for cutting and closing an electric current and device for implementing this process. The present invention relates <B> to </B> a method making it possible to carry out, without sparks or rupture arcs, the cutting and the closing of an electrical circuit by at least one pair of contact elements.
More particularly, the method is applicable only to rectifiers and other high voltage converters, and in particular to frequency transformers in which two or more brushes work in parallel.
Whenever one interrupts -He electric circuit, one is hampered by the breaking arc- # 3 which arises when the contact pieces come <B> to </B> to move aside.
<B> It </B> is known today, to transform the frequency and in particular to obtain direct current <B> to </B> from alternating current, to connect either the sockets of a static group. that of transformers, that is to say those of a rotating armature of a motor, <B> to </B> blades of glueers, in contact with which come to press brushes charged to collect the current.
In the first case (pancake), the brushes are generally rotating, and in the second (commutator), they are fixed. A great number of devices have been proposed to ensure spark-free switching <B> at </B> all speeds (pffles, switching, compensating windings, resistant carbon brushes, etc.). These devices lead to rather costly complications (large number of blades at the collector for example) and constraints which limit the maximum admissible values (for example voltage less than <B> to 5000 </B> volts, or intensity less than <B> to 10 000 </B> amps,
or even less power <B> than </B> 20 <B> 000 </B> kW, etc.). If one seeks <B> to </B> apply the known methods of constructing coin-mutators for high voltages, a few hundred kilovolts for example, or even, for high powers, a few hundred thousand kilowatts for example , the switching problem becomes absolutely impossible <B> to </B> solve, especially <B> to </B> cause (the ares which start between the blades of the collector and which cause effects of the destroyers.
The new switching method which is the subject of the invention is freed from the drawbacks mentioned above. This method of cutting and closing an electrical circuit consists in that, prior to <B> to </B> the breaking and <B> to </B> the closing, one temporarily induces in the circuit -a voltage at less equal and of opposite sign <B> to </B> that which <B> y </B> exists, so <B> to </B> make the current tend to zero before <B> to </ B> the read-out and the voltage between the <B> contact elements </B> before <B> to </B> closing. This process can even be applied if the voltage between successive blades is very high (several thousand volts), whatever the power converted and whatever the variations of the load during <B> time </B>.
On the other hand, the invention also has for object. a device for implementing this method, making it possible to cancel automatically and progressively the current between two parts in contact located in a circuit and through which a current determined by the applied voltage <B> to </ B > this circuit.
This device is characterized by a coupling member formed by the secondary of a transformer, the primary of which is supplied by an amplifier, the input of this amplifier being connected to said circuit in a <B> to </B> manner. induce in this secondary a counter-tension opposing <B> to </B> la. voltage applied <B> to, </B> this circuit and thus making tend towards zero the current previously <B> to </B> the cut-off and. the voltage between the contact elements before <B> to </B> the closing of said circuit.
With reference to the diagrams represented by the attached figures, examples will be described, given <B> to </B> without limitation, of implementation of the invention.
Fig. <B> 1 </B> represents the application called pro <B> assigned </B> for closing and breaking circuits <B> to </B> switching in a mutator made up of static transformers associated with a mechanical switch.
lia fig. 2 is a vector diagram making it possible to identify the respective voltages of the various transformers shown <B> to </B> in FIG. <B> 1. </B>
Fig. 3, is an improved variant of FIG. <B> 1, </B> which aims to reduce the amplitude of the current fading, when the mutator of fig. <B> 1 </B> is used as a rectifier, especially <B> at </B> high voltage.
Fig. 4 explains how we achieve, <B> by </B> Using a small atixiliaiM switch <B> a </B> using the same tube and the same transformer to act successively on the device which allows the current to be canceled. (prior <B> to </B> circuit breaking) and voltage (prior <B> to </B> circuit closure).
Fig. <B> 5 </B> is an improved variant making it possible to statically obtain the same result as that which is achieved by the device according to FIG. 4 <B> to </B> using a small mechanical auxiliary switch. In fig. <B> 1, </B> we have represented in <B> 1, </B> 2, <B> 3, </B> in the form.,; concentric circles, the three terminals of the three-phase distribution which serves <B> to </B> the power supply, and through the central circle 4, the neutral wire of the distribution.
Among the twelve non-phase transformers constituting the assembly, six have their primary supplied between phase and neutral.
We have designated by <B> 5, 6, 7 </B> three transformers connected between phases, and by <B> 5 ', 6', 7 '</B> three other transformers connected also between phases- , by <B> 8, 9, 10 </B> three transformers connected between phases and neutral and by <B> 8 ', 9', 10 '</B> three others.-, transformers also connected between phases and neutral, but in the opposite direction to the previous ones. The vector diagram of the voltages at the terminals of these windings can be easily followed by referring to <B> to </B> the fi-. 2.
Starting with the vector <B> 1, </B> 2, which <B> c </B> corresponds to the winding 7), we obtain successively twelve vectors offset one with respect to <B> at </B>]. 'Other of 301), <B> to, </B> namely:
vector 4, 2 for winding <B> 8, </B> then vector <B> 3, </B> 2 for winding <B> 6, </B> vector <B> 3 , </B> 4 for the roll-up <B> 9, </B> the vector <B> 3, 1 </B> for the roll-up <B> 7, </B> the vector 4, <B> 1 </B> for the winding <B> 10, </B> the vector 2., <B> 1. </B> for the winding <B> 5 ', < / B> the vector L, 4 for the winding <B> 8 ', </B> the vector 2, <B> 3 </B> for the winding <B> 6', </B> the vector 4, <B> 3 </B> for the <B> 9 'winding, </B> the vector <B> 1, 3 </B> for the <B> V winding. </ B > finally the vector <B> 1, </B> 4 for the winding <B> 10 '. </B>
The secondary windings (each of these transformers has a certain number (equidistant taps, for example 4x taps. We have designated by <B> 11, </B> 12, <B> 13, </B> 14, < B> 15, </B> <B> 16 </B> the accessible terminals (the secondary of one of these transformers ,,;. The ve- rial diagram of the corresponding voltages can be designed by referring to a-Li # dodeagone <B> 17 </B> re presented in fig. <B> 1. </B> The voltage with respect to a secondary neutral point small be represented by the vector starting from the point <B> 0 </ B > and reaching, -this, polygon at <B> Il ', </B> 12', <B> 13 ':
</B> 14 ', <B> 15', 16 '. </B> In this figure, we have drawn the circle <B> 18 </B> which passes through points 12' and, <B> 15 '. It is </B> obvious that the effective voltage of sockets ll 'and <B> 16' </B> is slightly greater <B> than </B> that of sockets 12 'and <B> 15 '</B> corresponding to circle <B> 18, </B> while the voltage of taps <B> 13' </B> and 14 'is, slightly lower; the deviations, in addition in the first case and in less in the second, appear in fig. <B> 1 </B> as a tiny ray fragment; we will see below how we can add or re-cut small complementary voltages connected in series;
the same arrangements are reproduced in each surface winding.
In the example described, the successive taps of the secondaries <B> to </B> are connected to two independent collectors <B> 19 </B> and 20. The first collector thus comprises pads 21, 22, <B> 23, < / B> etc., respectively connected to terminals <B> 11, 13, 15, </B> etc., while the second collector has the pads 24, '25), <B> 26, </B> etc. ., respectively connected to terminals 12, 14, <B> 16, </B> etc.
If we momentarily neglect the differences which exist between the voltages at the di to points <B> 11, </B> 12, <B> 13, </B> etc., we can say that the plots successive 21, 24, 22, <B> 25, 23, 26, </B> etc., receive voltages of appreciably equal amplitude, but that these voltages - have <B> de - </ B > set (on 11.5 <B> y </B> '1] 2 <B> =' / (; 0 </B> (the Period.
The difference between these offset voltages is relatively small, even if it is a very high voltage <B> </B> device, for example a rectifier or an inverter intended to supply or <B> to </B> use a direct current distribution line <B> at + </B> .500 <B> 000 </B> volts with respect to 011 <B> ground, </B> intended in particular for the transport of energy <B> at </B> a great distance.
However, these are voltages that are much too high to allow the use of carbon brushes making the short-circuit between the suction blades, as is done in switches or in pinch groups.
In the example in question, the current is taken by two brushes <B> 27 </B> and <B> 28. </B> The first of these brushes comes into contact successively with the plies 21, 22, <B > 23, </B> etc., while Fau- tre comes into contact with the-, plots 24, <B> 25, </B> <B> 26, </B> etc.
In order to achieve switching free of sparks and ares capable of damaging the contacts, devices have been provided for canceling the current under the brushes beforehand <B> to </B> their separation from them. the pads, and <B> to </B> bring the brushes to the potential of the pads on which they will come into contact and before <B> to </B> this contact. This avoids both sparks <B> on </B> closing and sparks <B> on </B> opening.
Shunts <B> 29 '</B> and <B> 30', </B> respectively arranged in series on each of the two rectified current conductors, serve as means for measuring the intensity of the current.
To allow the brushes to be brought to the potential of the pads with which they will come into contact, two electrodes <B> 31 </B> and <B> 32 </B> have been provided which represent a high capacity with the plot that brushes <B> 27 </B> or <B> 28 </B> are preparing <B> </B> to reach. Because of these capacities, the electrodes take a potential very similar to that of these pads. Extremely high resistance <B> 31 ', 32' </B> (or a voltage divider <B> to </B> capacitance) is used to measure the voltage between the ba-lais <B> 27 </B> or <B> 28 </B> and the electrode <B> 32 </B> or <B> 31, </B> respectively, which is <B> at </B> approximately that of the stud that the broom will reach.
According to a variant, the electrodes <B> 31-32 </B> can be replaced by small auxiliary brushes which come directly into contact with the pads. These auxiliary brushes output in very high resistances, and Fon taps the voltage on a fraction of these resistors; but, the current being extremely weak, the switching of the brush does not cause any dangerous spark and does not give rise to any wear.
The dotted lines in FIG. <B> 1 </B> shows that the voltages taken from the resistors <B> 29 ', 30', 31 '</B> and <B> 32' </B> are introduced into an X box which is an eommutatear the detail of which is given in fi-% 4 and <B> 5. </B> The time varying control voltage provided by this X box is <B> to </B> in turn introduced in a generator <B> 33 </B> which supplies a switching voltage synchronized with the movement of the brushes;
this generator as a son-in-law, <B> to </B> through a transformer 34 whose two secondary windings are mounted in series with the brushes <B> 27 </B> and 28, the necessary voltages <B> to < / B> switching, It is also provided, in series with these secondary windings and the brushes <B> 27 </B> and <B> 28, </B> two tubes <B> 29 </B> and < B> 30, </B> respectively, used to control the current in each of the channels. The voltage of the grids of these tubes is controlled by a control member <B> 28 ', </B> into which is also introduced the control voltage supplied by the X box. These tubes function, as rectifiers and prevent the opposite. - voltage induced in each of the channels by the generator <B> 33 </B> and the transformer 34 does not cause a reversal of the current.
They thus make very precise adjustment of this counter-tension superfluous.
All the description which has just been given applies (in the case of a rectifier) to the current draw <B> at </B> one of the poles (for example at the positive pole of the current distribution continued); the other pole of the distribution (the negative) is provided with a similar arrangement, the same numbers, followed by the index <B> 1, </B> serving as a reference, on the diagram, to the same organs.
It can be observed that the means described for the cancellation of the current in a circuit and the cancellation of the voltage between two conductors, by <B> to </B> an action in the output circuit, only constitute a particular application of a <B> with </B> feedback assembly. All the <B> already </B> known technique of these assemblies can thus be used to achieve the object of the invention differently.
Fig. <B> 3 </B> is an improved variant of fig. <B> 1. </B> We <B> y </B> find the successive taps of the transformer <B> (11, </B> 12, <B> 13, </B> 14, < B> 151 16); </B> we <B> y </B> also find the switching tubes <B> 29 </B> and <B> 30, </B> arranged in series respectively on the sectors even and odd, but instead of # a single ring of even sectors and one of odd sectors, as in fig. <B> 1, </B> we have two times four crowns on which the sectors are distributed.
We also find the transformer, designated here by the reference <B> 61, </B> so that it is possible to introduce alternately, in series on the brushes, the voltages necessary to ensure, in accordance with the principle of the invention, the spark-free switching (this transformer <B> 61 </B> plays a role comparable to the transformer 34 of fig. <B> 1). </B> We have only shown in fig. <B> 3 </B> one of the groups n of brushes (corresponding to the positive pole for example) and <B> to </B> a scale enlarged a fraction of the crown where the switching pads are installed.
The aim of this improved variant is to take into account the voltage differences which appear between the successive pads. In the example of FIG. <B> 1, </B> we have assimilated the polygoile <B> 17 to </B> a circle <B> 18. </B> Now, the amplitude of the alternating voltage of the successive pads (pre surveyed on the sides of the polygon) is not the same. According to this improved variant, it is possible to <B> </B> take into account the differences in alternating voltages and these differences are compensated <B> with </B> using small auxiliary current sources in connection with the brushes .
These current sources have been shown in <B> 35, 36 </B> in the form of accumulator batteries, but it is obvious that in practice, <B> </B> a small rectifier will be used. auxiliary associated <B> with </B> a large capacitor (electrolytic).
-Instead of using only the two brushes <B> 27 </B> and <B> 9-8 </B> (fig. <B> 1, </B> we have placed in the e of fig. <B> 3 </B> four brushes in, each group, in order to obtain a better spacing between the pads which withstand this high voltage. Each brush is connected <B> to </B> a suitable outlet for auxiliary power sources.
We have designated by <B> 37, 38, 39, </B> 40, the four brushes, which move respectively on four concentric circular tracks and which are connected <B> to </B> the source of auxiliary current <B> 36; </B> these brushes play the same role as the single brush <B> 27 </B> of fig. <B> 1;
</B> brushes 38 <B><U>2</U> </B> and 39 are connected to each other. Likewise designated by 4L 42, 43, 44, the brushes which move respectively on four other tracks and which are connected <B> to, </B> the other auxiliary current source <B> 3.5; </B> brushes 42 and 43 are connected to each other.
In each of the groups, the outermost track corresponds to the pads with the highest voltage, the most interior track corresponds to the pads with the lowest <B> </B> voltage; the other tracks correspond <B> to </B> an intermediate voltage.
There is shown, <B> on </B> an enlarged scale, the dodecagon <B> 17 </B> of FIG. <B> 1 </B> and the circle <B> 18. </B> The successive taps of the secondary windings are connected <B> to </B> sectors arranged alternately in each of the two groups of tracks.
The socket <B> 11, </B> which corresponds <B> to </B> too high a voltage, is connected to the sector <B> -15 </B> arranged on the first track of the first group. The neighboring socket <B> 12), </B> which corresponds <B> to </B> an average voltage, is connected to the sector 46 arranged on the second track of the second group. The neighboring socket <B> 13 </B> (which corresponds <B> to </B> a voltage which is too low) is connected to sector 47 located on the fourth track of the first group. The next outlet 14 (which corresponds <B> to </B> a voltage that is too low) is connected to the sector 48 arranged on the fourth track of the second group.
The next outlet <B> 15 </B> (which corresponds to an average voltage) is connected to the sector 49 arranged on the second track of the first group. The following socket <B> 16/11 </B> (which corresponds <B> to </B> a voltage too high) is connected to the sector <B> 50 </B> arranged on the first track of the second group . The next outlet 12 (which corresponds <B> to, </B> an average voltage) is connected - you sector 551 arranged on the third track (the first group. <B> It </B> is important to note that the sectors 49 -and <B> 51, </B> which correspond <B> to </B> the same voltage amplitude, have not been placed on the same circle, but on two different circles,;, in order to , make the isolation between these sectors easier.
The next socket <B> 13 </B> (which corresponds <B> to </B> a voltage that is too low) is connected to the sector <B> 52 </B> placed on the fourth track of the second group. The next tap 14 (which corresponds <B> to </B> a voltage which is too low) is connected to the sector <B> 53 </B> arranged on the fourth track of the first group. The next outlet <B> 15 </B> (which corresponds <B> to </B> an average voltage) is connected to the sector 54 arranged on the third track of the second group. The following socket <B> 16/11 </B> (which corresponds <B> to </B> a voltage that is too high) is connected to the sector <B> 55 </B> placed on the first track of the first group, And so on.
To ensure switching convenience, an auxiliary tube <B> 56 </B> is provided which controls the supply to the primary of a transformer <B> 61 </B> whose two secondaries are each connected, on the one hand, <B> to </B> one of the brush groups <B> 37 to </B> 40 and 41 <B> to </B> 44, respectively and, on the other hand, to the positive pole of the machine.
The grid voltage of this tube <B> 56, </B> is controlled as a function of time so that the variation of the flux in the transformer <B> 61. </B> produces in that of the secondary windings which belongs to the circuit that one wants to cut or close, a voltage equal and of sign -contrary to <B> to </B> that which <B> y </B> exists, in the way <B> to </ B > make the current tend towards zero, in the said cir- cuit.
-previously <B> to </B> the separation of each of its brushes <B> 37 to </B> 40 and 41 <B> to </B> 44, respectively, # from the corresponding segment 4.5 <B> to 55, </B> and the voltage between this brush and this segment, prior <B> to </B> the closing of said eireuit by their coming into contact.
In fig. <B> 3, </B> two different assemblies each allowing this result to be obtained are represented simultaneously. Each of these assemblies is sufficient <B> to </B> by itself <B> to </B> making said current tend towards zero and, said voltage, respeeti- ve; therefore they will be described separately. In the two assemblies, the auxiliary tube <B> 56 </B> is, used to control the supply of the primary of the transformer <B> 61, </B> the key control the voltage of the grid of this tube being always however different in the two cases.
For the first of these assemblies, which <B> f </B> uses the principle of feedback, a resistor <B> 57 </B> has been provided in series with each of the secondary windings of the transformer < B> 61; </B> the voltage drop across this resistor is proportional to the current flowing through it, therefore to the current flowing through brush <B> 37 to </B> 44 and segment 45 < B> at 55 </B> momentarily on;
this is the current that we move to cancel beforehand <B> à </B> the separation of this brush from this segment. <B> -A </B> this effect, we-use an assembly <B> to </B> counter-reaction of a known kind, of which it suffices to say that it applies <B> to </B> the grid of the tube <B> 56 </B> a proportional voltage <B> to </ B> voltage drop across resistor <B> 57. </B> The variation in flux in the transformer <B> 61 </B> is thus all the more rapid and, consequently, the counter- voltage which is induced in the secondary of the transformer <B> 61 </B> is greater than the current flowing through resistor <B> 57 </B> is greater,
which has the effect of causing this current to tend towards zero before <B> to </B> the separation of said brush from said segment.
In addition, electrodes are provided with auxiliary brushes and high resistances similar to electrodes <B> 31 </B> and <B> 32 </B> and resistors <B> 3V </B> and < B> 32 '</B> of fig. <B> 1. </B> The voltages taken at the terminals of these resistors are introduced into the grid circuit of the tube <B> 56 </B> so <B> with f </B> area tending towards zero the tension between said brushes and segment beforehand <B> to </B> their entry into contact. These auxiliary electrodes or brushes, - resistors and their connections are not shown <B> to </B> in fig. <B> 3. </B>
This virtual elimination of the current or of the voltage must be obtained alternatively in each of the two circuits, depending on the breaking and closing of this circuit. For this purpose, provision is made for a pilot oscillator comprising a tube <B> 58 </B> associated <B> with </B> an oscillating device and coupled to the grid circuit of the tube <B> 56 </ B > by a transformer.
The frequency of this pilot oscillator is matched <B> to </B> the switching frequency, that is, <B> to </B> a multiple of that which supplies the synchronous motor driving the brushes on the collector, by means of a device, not shown, which transmits this frequency <B> to </B> the grid of the tube <B> 58 </B> through a connection <B> 59. </B>
This oscillateLir-pilot cooperates with the di towards the aforementioned <B> resistance </B> devices to control the voltage of the said tube grid 56, so that the counter-voltage in the secondary of the transformer <B> 61 </ B> is only aroused at the appropriate times.
When, <B> to </B> following the introduction of the counter-voltage in one of the circuits, the current daiis: cecireliit tends towards zero, the totality of the current then tends <B> to </ B> go through the other cooked circuit, and vice versa, so that the current passes alternately through the two cooked circuits. In this first assembly, no use is made of the tubes shown at <B> 29 </B> and <B> 30 </B> of FIG. <B> 3, </B> tubes which, in this case, can be replaced by a direct connection between each secondary of the transformer <B> 61 </B> and the corresponding resistor <B> 57 </B>.
These tubes-, <B> 29 </B> and <B> 30 </B> are part of the second assembly shown simultaneously with the first <B> to </B> the fi-. <B> 3. </ B> Each installed in Fun circuits <B> to </B> to be connected, they take turns <B> to </B> under the control of a <B> 60 </B> device which puts alternately on the grid of tube 29 and that of tube <B> 0, </B> and which is controlled, like the oscillator- 3 <B> 3 </B> pilot <B> 58, to </B> a frequency equal to <B> to </B> the switching frequency, through connection <B> 59. </B> When their gate is energized,
the tubes <B> 29 </B> and <B> 30 </B> work as rectifiers to prevent the current from being reversed under the influence of the counter-voltage produced in the transformer <B> 6L </ B> As in the first assembly, the primary of this transformer is supplied under the control of the tube <B> 56. </B> However, the grid voltage of this tube is not controlled by the voltage drop in the resistors <B> 57, </B> which are not used in this second assembly, but only by the pilot sprayer including the tube <B> 58. </B>
<B> A </B> using this second assembly, we introduce, by the transformer <B> 61, </B> before <B> to </B> the cut-off and into the circuit where it This must take place, a voltage of which the amplitude is sufficient for the current to tend <B> to </B> to be poured out. As this inversion is impossible thanks to the rectifier tube <B> 29 </B> oit <B> 30 </B> interposed in this circuit, the current never does anything but annihilate. While the current is thus gradually reduced <B> to </B> zero in one of the said circuits, the current in the other circuit increases to a corresponding extent.
Because this cancellation of current is caused alternately in one and in the a-title circuit according to the needs of the commit- tation, all of the current flows progressively from one circuit <B> to </B> the other and vice versa. In either of these two arrangements, the transformation ratio of the transformer <B> 61 </B> can be very high and, therefore, the load <B> </B> impedance of the tube. <B> 56 </B> can be very large.
Although the currents trapped in the tube <B> 56 </B> are relatively small, it is thus possible to <B> </B> ensure the switching of extremely high currents.
Tubes allowing more than <B> 10,000 </B> amperes to pass through <B> at </B> at present (rectifiers <B> to </B> mercury vapor, ignitrons, etc.), it is also possible to produce the rectifier tubes <B> 29 </B> and <B> 30 of the second assembly, </B> for currents of this order of magnitude.
In the examples which have just been described, it was assumed that the brushes were rotating and that the sectors were fixed. This arrangement is impractical, in particular <B> to </B> because of the centrifugal force which acts on the <B> c </B> brushes and <B> to </B> because of the wear which unbalances the system.
It is also possible to mount the brushes in a fixed manner and replace the rotating brush with a sector having the appropriate profile.
Fig. 4 shows in detail an example of an assembly diagram, -dit <B> to </B> feedback, that can be used "to achieve, with the assembly shown <B> to </B> in fig. . <B> 1 </B> or with an equivalent a-Liter assembly, successively the cancellation of the current under the brush <B> at </B> a given moment, then the cancellation of the potential difference between the brush and the next blade of the collector, prior to contact between this brush and this blade.
In this figure, there is shown, at <B> 62 </B> and, <B> 63 </B> the two main brushes <B> (27 </B> and 28 in fig. <B> 1 ), </B> which alternately serve <B> to </B> to support the passage of the current in the machine, for example the rectified direct current in the case of a rectifier.
We have shown in 64, <B> 65 </B> and 64 'the successive blades of the collector, that is to say the sectors, each connected <B> to </B> one of the successive taps of the trans trainers (as we have <B> already </B> explained <B> in </B> in relation to fig. <B> 1). </B> These blades are arranged on two different circular tracks , of which only a small fragment of peripheral development has been shown here. Blades 64 and 64 'are on one of the tracks, blade <B> 65 </B> on Fautre. In addition, each blade has two sectors of the same potential 64 and 641, <B> 65 </B> and <B> 651, </B> and 64 'and 641' respectively.
We have represented by <B> 66 </B> the secondary winding, <B> at </B> low impedance, of the transformer (34 in fig. <B> 1, 61 </B> in fig. <B> 3) </B> which makes it possible to create, between the brushes, the suitable potential difference to ensure excellent switching. The winding, primary <B> 67, at </B> great impedance, of this translator, is connected <B> to </B> la.
<B> i </B> riode <B> 68, </B> which is itself supplied by the current source <B> 69. </B> The grid of this triode is controlled by the device <B> 70, </B> which modi fi es its tension over time in a rational manner. For this, <B> </B> a certain number of organs are called upon, which we will describe. In fig. <B> 1, </B> the set of the triode <B> 68, </B> of the current source <B> 69 </B> and of the device <B> 70 </B> has been designated as generator group <B> 33. </B>
As in the case of fig. <B> 1, </B> we <B> f </B> have called <B> to </B> means making it possible to measure the intensity of the #current which circulates in each brush, and we also have means also making it possible to measure the difference in potential between a brush and the pad immediately, before contact. And these measurements are used successively to actuate the feedback device ensuring excellent slow switching, thanks <B> to </B> the introduction of an induced voltage in series with the brush.
In fig. 4, we have shown <B> to </B> at the same time two different means for measuring this difference in potential between the stud and the brush, but these different variants (shown at the same time on the diagram to avoid making several drawings ) can be used independently or simultaneously.
The main object -of this-The figure is to show how one manages to <B> to </B> control <B> to </B> the system in turn (says <B> to </B> against- reaction) which induces a voltage in series on the brush according to the measurement of the current in the brush (at the time of breaking) and according to the measurement of the voltage (at the time of closing).
The control system has been represented in the form of rotary switches <B> (82, </B> <B> 83, 86), </B> introducing <B> to </B> turns, and have mo - deny opportune, these appropriate measures <B> at </B> the entry of the feedback amplifier chain <B> 70. </B> These rotary switches correspond <B> to the </ B> box designated by <B> Y </B> in% fig. <B> 1. </B>
In the simple pl-Lis variant, we have a resistance <B> 71 </B> in series with the brush 6 * 2 (corresponding <B> to </B> the resistance <B> 29 '</B> in series with the brush <B> 28 </B> of fig. <B> 1) </B> allowing (to automatically measure the intensity of the current which circulates <B> y </B>. The brush <B> 62 </B> is linked, <B> to </B> through a resistance <B> 71 '</B> which we will ignore for the moment, <B> to </B> a pin 77, arranged on the rotary switch 82 and the a-Liter end (the resistance <B> 71 to </B> the terminal <B> 78 </B> of the secondary winding <B> 66 </B> of the transformer.
We also have a resistance <B> 81 </B> (corresponding to shunt <B> 30 '</B> of fig. <B> 1) </B> cry. Series between the other brush <B > 63 </B> and terminal 74 <B> at </B> the other end of winding <B> 66, </B> the brush <B> 63 </B> being connected <B> to < / B> an a-Liter plot <B> 77 '</B> of the rotary switch <B> 82, at, </B> through a resistor, ql, * which we will do. also abstraction.
The voltages taken between the pads <B> 77, 77 '</B> (these resistors <B> (71 </B> and <B> 81) </B> and the terminal <B> 72, </ B> 74 will allow, in the way which will be explained, to cancel the current in each main broom when the broom is going, to leave the sector, that is to say that the first problem will be solved in this way (of the circuit breaking) without risk of production of any are or spark.
To solve the second problem (that of <B>] </B> closing the circuit), in other words to prevent a spark (followed by an are) between the risk of igniting when the broom # to reach the next sector, we use, following the simplest variant, an auxiliary broom <B> 75 </B> which comes into contact with the 6th sector (see in 641 '), a few moments before the main brush <B> 62. </B> The brush <B> 75 </B> delivers a very small current through a large resistance <B> 76 </B> (which corresponds to <B> to </B> the resistance <B> 31 '</B> of fig. <B> 1)
</B> whose other end is connected <B> to </B> terminal <B> 73. </B> This brush <B> 75 </B> is connected to the following terminal <B> 78 </B> the rotary switch 82 via a resistor 74 which will be temporarily ignored.
In a completely <B> to </B> analogous way, one calls, for the other broom <B> 63, </B> another small broom 84 reaching the sector <B> 65, </ B> (has the same potential as sector <B> 65), </B> a few moments before the main broom <B> 63 </B> reaches sector <B> 65, </B> and connected , apart from a resistor <B> 83 </B> whose use we will see later, <B> at </B> nu plot <B> 78 '</B> of the rotary switch <B > 82. </B> This broom 84 delivers <B> at </B> through the resistance <B> 85 </B> (which corresponds <B> to </B> the resistance <B> 32 '< / B> of fig. <B> 1). </B> The voltages taken between pad <B> 78 </B> of resistor <B> 76 </B> and terminal <B> 73,
</B> and between pad <B> 78 \ </B> of resistor <B> 85 </B> and terminal 74 allows the potential difference between the brush and the sector with which it to be canceled. will come in contact.
To link up the resistors <B> 71 </B> and <B> 81 </B> in series with the main brushes <B> 62, 63, </B> we can also connect these directly <B> at </B> terminal <B> 73 </B> on 74. respectively, -, it having, immediately behind the brushes <B> 621 </B> and <B> 63, </ B > other small independent brushes <B> 62 '</B> and <B> 63', </B> connected to the previous ones by resistors <B> 71 '</B> and <B> 81' already < / B> mentioned, much higher than the resistances <B> 71 </B> and <B> 81, </B> and at the pads, <B> 77 </B> and <B> 77 '</ B > said switch <B> 82. </B> The voltage taken from this resistor <B> 71 '</B> or Sl' between the,
plot <B> 77 </B> or <B> 7V </B> and terminal <B> 73 </B> or 74, respectively, greater, greater than cell, - obtained at this; same ,,,, terminals using resistance ,; <B> 71 </B> and <B> 81 </B> in the assembly variant described above, but also proportional to the intensity of (, current passing through the brooms ,, <B> 62 </B> and <B> 63, </B> will allow, in <B> the </B> same way which will be explained, to cancel the current in each of these brooms go up where it will leave the sector.
To know., At the moment of closing, the difference in potential between the brush and the sector, we can use a connection by capacity (which avoids direct contact) and make this capacity flow in a very great resistance. Instead of taking the voltage from the mains by means of a small auxiliary brush <B> 75 </B> (or 84), we call on <B> </B> an electrode <B> 72 </ B> (or 82) having a large capacity compared to the sector towards which the broom is moving.
This electrode is connected, <B> to </B> through the very high resistance 74 (or <B> 83) to </B> terminal <B> 73 </B> (or 74) of the secondary <B> 66, </B> and directly to a corresponding pad <B> 78 </B> (yes 78 ') of the switch <B> 82. </B> Preferably, the small auxiliary brush is added to the assembly <B> 75 </B> (or 84) and, the resistance <B> 76 </B> (or <B> 85) </B> to complete, by direct contact with the lamel, <B> the </ B> eapacitive sampling <B> already </B> carried out.
The instantaneous voltage taken between the pad <B> 78 </B> (or <B> 78 '), </B> that is to say the electrode <B> 72 </B> (or <B > 82) </B> and terminal <B> 73 </B> (or 74) can also supply the <B> to </B> feedback circuit for a certain time interval. The assembly is completed by auxiliary terminals <B> 79 </B> and <B> 80, </B> connected <B> to </B> terminal <B> 73. </B>
<B> It </B> is not recommended that the <B> 75 </B> broom press directly on the blades 64, 64, etc. This would be dangerous, because it would introduce a cause of ionization in the immediate vicinity of the main brush <B> 62. </B> It is recommended instead to mount it on an independent circular track, comprising sectors 64, and 641 ' <B> ... </B> having respectively the same potential as sectors 64, 64 '<B> ... </B> Protection against spark hazards is advantageously completed by placing a high resistance tance between 64 and 641, as well as between 64 'and 641' <B> ... </B> this great resistance does not intervene in the normal walk.
The triode which controls the component <B> 70. </B> has been shown at <B> 89 </B>. The grid is connected <B> to </B> two independent brushes. The first of these brooms .. <B> 82, </B> rubs successively on the pads <B> 79, 77, 78, 80, 79 ', 771, 78', </B> SO ', <B > de, </B> such that this grid receives successively the necessary feedback voltages <B> to </B> its operation. Since the terminals <B> 73 </B> and 74 are not at the same potential (the two main brushes <B> 62 </B> and <B> 63 </B> being able to present between them a sufficiently high, moreover variable),
it is not enough to switch the gate <B> 89 </B> of the input chain of the amplifier by means of the brush <B> 82: </B> it is essential that the circuit is closed , that is to say that it is essential to also think <B> of </B> the connection <B> to </B> the cathode or <B> to </B> a suitable polarization of the the other end of the resistor from which the chosen voltage is taken: this is the role of the two small auxiliary switches shown <B> to the right of the figure;
the first of these brushes, <B> 86, </B> can turn respectively on two sectors <B> 87 </B> and <B> 88, </B> respectively connected to terminals <B> 73 </ B> and 74 and allows to transplant the link of the cathode of the first stage of the chain, so that it can work either on the main brush <B> 82, </B> or on the other, <B> 83. </B> The second of these brushes, <B> 83, </B> is intended to prevent the grille of the tube <B> 89 </B> from remaining in the air during the passage broom <B> 86 </B> from sector <B> 87 </B> to sector <B> 88, </B> which would obviously be dangerous. This <B> 83 </B> brush rubs on sectors <B> 85 </B> and 84, connected <B> to </B> a point of constant potential with respect to <B> to </B> the cathode.
The <B> 82, 83 </B> and <B> 86 </B> brushes are assumed to rotate, at the common speed of <B> 30 </B> X <B> 50 </B> revolutions per second .
For the clarity of the figure, the switchings carried out over time on Porcane <B> 70, </B> have been shown here in the form of a rotary switch.
In the example chosen in fig. <B> 1, </B> this switching member should rotate <B> at </B> a speed of <B> 30 </B> X <B> 50 </B> revolutions per second. <B> It </B> is quite obvious that such a speed cannot practically be achieved by mechanical means; but it will be seen hereafter that an absolutely equivalent slow switching can be carried out by a fully static method, by calling in particular <B> </B> circuit sensitizing assemblies.
Thanks to this <B> </B> assembly (or <B> to </B> any other equivalents made with tubes), we manage to <B> to </B> apply between the grid and the cathode of the tube <B> 89 </B> successively: a) When the brush <B> 82 </B> is on the stud <B> 78, </B> that the brush <B> 83 </B> is in a vacuum and that the <B> 86 </B> ba lai is on the sector <B> 87, </B> the voltage between the electrode 72, and the terminal <B> 73, </B> which is the feedback voltage necessary to bring the main brush <B> 62 </B> to the potential of the sector that it will soon reach (sector 64 'in the case of the figure).
b) When the broom <B> 82 </B> is on the stud <B> 77, </B> that the broom <B> 83 </B> is in a vacuum and that the broom <B> 86 < / B> is on the sector <B> 87, </B> the voltage corresponding to the flow passing through the brush <B> 62, </B> which is the feedback voltage necessary to cancel the current which circulates in the main broom <B> 62, </B> yes in an even more precise way, the one which circulates in the broom <B> 62 '. </B>
c) When the broom 82 is on the pad <B> 79 </B> or <B> 80, </B> that the broom <B> 83 </B> is in a vacuum and, that the broom <B > 86 </B> is on the flat <B> 87, </B> or when the broom <B> 82 </B> is, on the pad <B> 79 '</B> or <B> 80 ', </B> that the broom <B> 83 </B> is, in a vacuum, that the broom <B> 86 </B> is on sector <B> 88, </B> or again when the broom <B> 86 </B> being in a vacuum, the broom <B> 82 </B> in the vacuum, the broom <B> 83 </B> touches the sectors 84 or <B> 85 < / B> (that is to say that we connect the grid directly to the fixed point of the cathode polarization), a constant voltage, which brings the anemic current of the triode <B> 68 to </ B > his. normal value.
Fig. <B> 5 </B> refers <B> to </B> an improved variant of fig. 4.
According to this new scheme, it is possible <B> to </B> achieve in a static way the equivalent of the commutations represented on <B> the </B> fig- 4 by the rotating brushes <B> 82, 86, 83. </B>
This is achieved by using tubes <B> (110, 111, </B> 112, <B> 113) </B> whose grids are ordered in a certain order during <B> from </ B> time.
On the shaft of the main switch which drives the brushes, a tiny three-phase <B> 90 </B> alternator capable of supplying an auxiliary <B> 90 '</B> network with three-phase current whose frequency is equals <B> to </B> the switching frequency <B>.
We take from this network, <B> with </B> the help of transformers <B> 91, 92, 9ô, </B> 94, made up of a small rotor and a stator offset by Fuin with respect to < B> to </B> the other, tensions before. suitable phases and amplitudes; DC voltages are added to <B> these </B> alternating voltages, having # suitable amplitudes. In the diagram, <B> 95 </B> and <B> 96 </B> have been shown accumulators supplying the continuous voltages, but naturally these will preferably be taken from the network.
Each of the voltages obtained is then rectified: the rectifier <B> 97, </B> the capacitor <B> 97 '</B> and the resistor <B> 98 </B> thus make it possible to produce voltage pulses trapezoidal, and substantially rectangular, as indicated by hatching in the diagram <B> to the left of the drawing, which represents the tension as a function of time. The epoch of these pulses is determined by the phase of the power supply <B> 90 ', </B> and their duration is a function of the direct voltage <B> 95, </B> these two quantities being able to be adjusted Ù, will.
A similar result is obtained <B> with </B> using rectifier <B> 99 </B> and resistor 100, but the position of these second pulses and their length can be chosen <B> at < / B> will versus <B> to </B> those of the former. Likewise, the rectifier <B> 101 </B> and the resistor 102 make it possible to produce a third series of pulses. Finally, the re-trainer <B> 103 </B> and the resistance 104 make it possible to perform a fourth series of pulses.
We use. of these different pulses to block or unblock operation over time. of a tube. Preferably, we <B> f </B> have called <B> to </B> a t Libe <B> to </B> two command grids. A separate <B> 105 </B> heterodyne is used which supplies the carrier current <B> at </B> high frequency, for example <B> 100 </B> kilocycles or <B> 1 < / B> megacycle, and <B> to </B> I help <B> high frequency </B> transformers <B> 106, 107, 108, </B> capable of ensuring the 'electrical insulation,
this high frequency coefficient is modulated by the rectangular pulses previously created. One applies for example to the inner grid <B> of </B> each tube, such as <B> 110, 111, </B> 112, <B> 113, </B> one of said series of <B> at </B> high frequency pulses, and the different feedback voltages that Fon successively wishes to use are applied to the second control gate (voltages supplied by resistors <B> 71 ', </ B > 74, <B> 81 ', 83). </B> The high frequency collected on the plate circuits 114, <B> 115, 116, 117,
</B> is totalized and rectified at <B> 118, 119, </B> 120, 121 and feeds the grid of tube 122 which constitutes the first stage of the <B> to </B> feedback chain.
The apparatus described <B> to </B> by way of example relate. <B> to </B> rectifiers, but as we say, the invention applies equally well <B> to </ B > other converters: of direct current to alternating current, of frequency, etc., as well as the realization of reactive power generators and., in general, <B> to </B> the realization of any device or machine, in which we have to <B> to </B> connect or couple electric currents, in particular <B> to </B> high voltage.