CH350364A - Installation for the transformation of an alternating current into a direct current at very high intensity - Google Patents

Installation for the transformation of an alternating current into a direct current at very high intensity

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CH350364A
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Leslie Michaelis John
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Columbia Southern Chem Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/08Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in parallel

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

  

      Installation    pour la     transformation    d'un courant     alternatif     en un courant     continu    à très haute intensité    La présente invention a pour objet une installa  tion pour la transformation d'un courant alternatif en  un courant continu à très haute intensité, comprenant  plusieurs circuits de redressement distincts, constitués  par des redresseurs à semi-conducteur, ces circuits  étant couplés en parallèle et connectés à une source  de courant alternatif de manière à fournir un courant  de sortie continu.

   Cette installation est caractérisée  en ce qu'elle comprend un dispositif engendrant de  faibles forces électromotrices d'équilibrage, lesquelles  sont ajoutées     algébriquement    à la tension alternative  appliquée aux différents circuits, de manière à com  penser les différences de résistance interne, dans le  sens conducteur, existant entre les redresseurs des  différents circuits.  



  Deux formes d'exécution de l'installation selon  l'invention seront décrites ci-après, à titre d'exemple,  en regard du dessin annexé, dans lequel  La     fig.    1 est un schéma de principe de la pre  mière forme d'exécution comprenant un     autotrans-          formateur    d'équilibrage associé avec un transforma  teur d'alimentation et trois circuits en pont, et  la     fig.    2 est un schéma de principe de la seconde  forme d'exécution comprenant un ensemble de cir  cuits     comportant    des résistances en parallèle avec les  redresseurs.  



  L'installation représentée à la     fig.    1 comprend  un transformateur triphasé 130 doté d'un enroule  ment primaire 110 et d'un enroulement secondaire  112. L'enroulement primaire de cet exemple est  monté en triangle, tandis que l'enroulement secon  daire est monté en étoile. On peut cependant utiliser    un montage quelconque des enroulements triphasés  donnant la tension de sortie désirée sur les bornes  152, 154 et 156.A ces bornes est connecté un       autotransformateur    triphasé élévateur ou abaisseur  136 à prises. L'élévation et l'abaissement des tensions  dépendent de la position des     bornes    d'entrée 158,  160 et 162 entre le point commun des enroulements  et leurs extrémités.

   Les prises de     l'auto-transforma-          teur,    désignées par les indices de référence la à     1i,     peuvent être en nombre quelconque et sont disposées  sur les enroulements de     l'auto-transformateur    de  manière à     fournir    les tensions désirées. Un circuit  redresseur triphasé, comprenant des diodes     redres-          seuses    42 à     semi-conducteur,    est connecté aux prises  <I>la, lb</I> et     1c    de l'auto-transformateur.

   Un deuxième  circuit redresseur est alimenté par les prises     1d,    le  et<B>l f,</B>     tandis    qu'un troisième circuit redresseur est  alimenté par les prises 1g,     1h    et     1i.    Les circuits re  dresseurs représentés sont des circuits en pont à six  éléments. Les circuits en pont sont couplés en paral  lèle et débitent sur un circuit     d'utilisation    commun  à courant continu 16. Le nombre des circuits redres  seurs     utilisés    pourrait être beaucoup plus     grand    que  trois.  



  Pendant le fonctionnement de l'installation repré  sentée sur la     fig.    1, les tensions alternatives sont ap  pliquées aux circuits redresseurs formés par les  diodes     redresseuses    42, et les tensions qui sont appli  quées à un certain nombre de diodes     redresseuses     connectées en série, sont     déterminées    par les prises  la à     1i    prenant une partie plus ou moins importante  des tensions fournies par les     bornes    152, 154 et 156.

    Ainsi, si certaines séries de diodes     redresseuses    pré-      sentent une faible résistance dans le sens direct, elles  peuvent être     alimentées    avec une tension d'entrée  inférieure à celle qu'on doit appliquer à des séries de  diodes     redresseuses    présentant une résistance plus  élevée. Les prises de l'auto-transformateur sont choi  sies de telle manière que toutes les séries de diodes       redresseuses    42 laissent passer sensiblement la même       part    du courant de charge.  



  L'installation représentée sur la     fig.    1 comprend  un transformateur triphasé.     Il    est bien évident que  plusieurs de ces     transformateurs    pourraient être utili  sés pour alimenter plusieurs circuits redresseurs en  pont dont les bornes de sortie du courant continu sont  connectées en parallèle. De plus, le transformateur  triphasé pourrait être remplacé par des transforma  teurs monophasés.  



  Pour plus de     clarté,    la     fig.    1 ne montre qu'une  diode     redresseuse    dans chaque circuit. Généralement,  plusieurs diodes     redresseuses    sont cependant connec  tées en série pour fournir du courant continu d'une  tension de plusieurs centaines de volts. De plus,  dans une installation usuelle, plusieurs circuits com  prenant des séries de diodes     redresseuses    sont connec  tés à chacune des bornes 152, 154 et 156, et les  différents circuits sont connectés en parallèle.

   A cha  que circuit est appliquée une force électromotrice  d'équilibrage qui est ajoutée à la tension fournie par  l'enroulement secondaire 112 ou retranchée de     celle-          ci    pour compenser les différences de résistance  interne, dans le sens conducteur, existant entre les  diodes     redresseuses    des différents circuits.  



  La valeur de cette force électromotrice appliquée  à chaque diode     redresseuse    dépasse rarement  0,3 volt, et     elle    est généralement comprise dans une  gamme allant jusqu'à 0,5 volt. Lorsqu'on utilise des  circuits en pont comprenant plusieurs diodes     redres-          seuses    montées en séries, les forces électromotrices  nécessaires dépendent naturellement de la somme       algébrique    des     différences    de résistance de toutes les  diodes des     différents    circuits, et ces forces électro  motrices peuvent être très fortes ou très faibles.  



  Un exemple     particulier    fera mieux comprendre  ce qui précède:  Une installation doit fournir un courant continu  de 45 000 ampères sous 250 volts. Avec des diodes       redresseuses    étalonnées pour 150 ampères, chaque  pont triphasé donne un débit de 450 ampères.<B>Il</B> est  donc nécessaire de connecter en parallèle cent ponts  à 450 ampères pour obtenir un débit total de 45 000  ampères.  



  Ce débit de 45 000 ampères sous 250 volts, ou  de 11 250 kilowatts, exige à l'entrée une puissance       alternative    de<B>11250</B> kilowatts plus les pertes. On  négligera ces     pertes    pour     faciliter    les explications. La  tension d'entrée simple nécessaire du courant tri  phasé est d'environ 190 volts pour l'obtention du  courant continu de     sortie    de 250 volts.  



       Chaque    pont exige à l'entrée une puissance tri  phasée de 112,5 kilowatts sous 190 volts, ou une    intensité alternative de 34.2 ampères. Les cent ponts  exigent à l'entrée une intensité alternative de 34 200  ampères.  



  Les diodes     redresseuses    au germanium actuelle  ment disponibles résistent à une tension inverse de  ,crête de 90 volts. Dans cet exemple, cinq diodes       redresseuses    sont connectées en série dans chaque  branche du pont pour une tension continue de sortie  de 250 volts. Il est donc nécessaire d'utiliser trente  diodes     redresseuses    pour un pont à six branches,  comme le montre la     fig.    1.  



  Le courant alternatif alimentant les cent ponts  peut être fourni par  A. Cent transformateurs donnant chacun une  intensité alternative de 342 ampères sous 190  volts.  



  B. Dix transformateurs donnant chacun une  intensité alternative de 3420 ampères sous  190 volts.  



  C. Un     transformateur    donnant une intensité  alternative de 34 200 ampères sous 190 volts.  Lorsqu'on utilise dix transformateurs, dix ponts  redresseurs sont alimentés par un enroulement de  transformateur.  



  Les diodes     redresseuses    au germanium et à haut  rendement engendrent des chutes internes de tension  allant de 0,42 à 0,54 volt. De plus, les longueurs des  conducteurs et les résistances des connexions peuvent  être inégales. Avec dix circuits en parallèles, un choix  judicieux des diodes     redresseuses    permet la con  nexion en parallèle de diodes à résistances internes  égales, ce qui divise également la charge en parts  égales.

   Cependant, un assemblage de diodes     redres-          seuses    à résistances internes rigoureusement égales ne  peut compenser les différences de longueur des con  ducteurs, et ne résout pas le problème de l'entretien  lorsque les redresseurs doivent être remplacés, parce  qu'il est nécessaire de maintenir en réserve un certain  nombre de diodes     redresseuses    présentant exactement  la même résistance interne que les diodes à rem  placer.  



  Ceci explique la nécessité d'un dispositif engen  drant des forces électromotrices d'équilibrage per  mettant de     répartir    la charge en     parts    égales sur les  dix circuits en parallèle bien que ceux-ci     comportent     des diodes     redresseuses    présentant des résistances       internes    inégales, que les conducteurs de connexion  présentent des impédances inégales, et que les con  nexions entre ces conducteurs et les diodes     redresseu-          ses    présentent également des résistances inégales.  



  Pour obtenir la division égale de la charge, on  ajoute algébriquement une faible force électromotrice  à chacun des dix ponts redresseurs formés par des  diodes     redresseuses    au germanium.  



  Un autotransformateur à prises multiples, simi  laire à celui que montre la     fig.    1, est connecté à cha  que transformateur et engendre des forces électro  motrices qui sont ajoutées ou retranchées, suivant la  prise considérée, à la tension alternative du trans-      formateur d'alimentation des redresseurs. Chacun des  circuits en pont reçoit ainsi un courant alternatif du  transformateur de puissance 130, mais chacune des  prises est disponible comme vernier de réglage des  tensions pour appliquer aux diodes     redresseuses    des  charges égales.  



  Dans un transformateur triphasé quelconque, la  somme des courants alternatifs est égale à zéro. Ce  pendant, une phase peut laisser passer dans les redres  seurs un courant continu de charge légèrement supé  rieur. Ce déséquilibre peut se traduire par un courant  continu résiduel dans l'auto-transformateur d'équili  brage. Pour réduire au minimum toute saturation en  courant continu de l'auto-transformateur d'équili  brage, on prévoit un entrefer (d'une largeur d'environ  1,3 mm) dans son circuit magnétique.  



  Des essais ont montré que, sans dispositif d'équi  librage, les débits dans les dix circuits en parallèle  peuvent varier d'environ 40 % entre la plus forte et  la plus faible intensité, avec les diodes     redresseuses     actuellement disponibles.  



  Après l'assemblage initial des diodes, et pendant  l'essai de l'ensemble des redresseurs, un ampère  mètre du type à blocage peut facilement déterminer  les circuits à fort et à faible débit. La connexion de  chaque circuit peut être rapidement déplacée d'une  ou de deux prises, en montant ou en descendant sur  l'auto-transformateur, pour l'égalisation du courant  de sortie. Lorsque les     dix    circuits en parallèle ont été  équilibrés dans les limites de la tolérance désirée, les  connexions peuvent rester sur les prises ainsi choisies  de l'auto-transformateur. Lorsqu'on remplace ulté  rieurement une diode     redresseuse,    l'équilibre peut  être modifié par une différence insignifiante de la  résistance interne de la nouvelle diode par rapport à  celle de la diode remplacée.

   On peut alors choisir une  prise de tension de l'auto-transformateur rétablissant  le courant de sortie désiré.  



  Cet autotransformateur d'équilibrage est petit en  ce qui concerne les caractéristiques électriques et les  dimensions, par exemple de 3000 ampères sous 0,14  volt donnant 420, volts-ampères. Une puissance  réduite est cependant suffisante sur les     bornes    extrê  mes. La puissance totale de ce transformateur peut  donc être d'environ 0,2     KVA,    et il est alors relative  ment peu coûteux, ce qui est avantageux parce que  trois transformateurs de 0,2     KVA    sont nécessaires  pour un     transformateur    d'alimentation triphasé de  1125     KVA    alimentant les redresseurs.

   Le potentiel  non équilibré dans les dix circuits en parallèle est in  signifiant, et il est pratiquement impossible de pré  voir cent transformateurs d'alimentation dans une  installation de ce genre.  



  Un équilibrage est nécessaire entre les dix trans  formateurs d'alimentation de 1125     KVA    à cause de  leurs impédances inégales. On peut utiliser six prises  de 0,25 % sur l'enroulement primaire de ces dix  transformateurs d'alimentation pour permettre un  réglage donnant une puissance égale à chacun des  dix transformateurs.    Dans une variante, on peut remplacer     l'auto-          transformateur    136 par un transformateur compre  nant des enroulements primaire et secondaire, et  excité indépendamment du transformateur 130. Dans  ce cas, on prévoit plusieurs prises sur l'enroulement  secondaire pour obtenir la faible force électromotrice  nécessaire à l'équilibrage.  



  Dans une autre forme d'exécution, on peut aussi  protéger les diodes     redresseuses    à semi-conducteur du  type décrit contre les excès de courant     inverse    ou  courant de fuite. La résistance interne de diodes       redresseuses    à semi-conducteur, par exemple de di  odes au germanium, peut varier dans une proportion  considérable dans le sens inverse. Au-delà d'un cer  tain maximum, une diode     redresseuse    à semi-conduc  teur laisse passer un courant inverse ou courant para  site excessif et tel qu'il entraîne la destruction de       cette    diode.  



  Dans cette forme d'exécution, une résistance est  connectée en parallèle avec chaque diode     redresseuse     d'un circuit en pont. Les résistances utilisées à cet  effet ont une faible valeur comprise entre 100 et  <B>1000</B> ohms, et agissent grâce à leur connexion en  parallèle avec les diodes     redresseuses    comme des divi  seurs de tension pour les diodes dans un     circuit     quelconque.  



  Les résistances, connectées en parallèle avec les  diodes     redresseuses    d'un circuit en pont, sont étalon  nées et disposées de façon que les valeurs des résis  tances d'un circuit en pont quelconque ne     diffèrent     pas au-delà de 1     %.    Les résistances sont connectées  en série entre elles, et cette connexion en série et en  parallèle commande la distribution de la tension entre  les diodes de façon qu'elle soit sensiblement uni  forme.  



  Les résistances connectées en parallèle avec les  diodes     redresseuses    présentent une valeur telle qu'elle  soit 15 000 à 125 000 fois supérieure à celle des  redresseurs à     semi-conducteur    correspondants dans  le sens direct. Leur valeur doit être également telle  qu'elle soit comprise entre     '/_    et '/:o de la résistance  des redresseurs semi-conducteurs correspondants dans  le sens inverse. Dans les circuits, la résistance totale  des résistances de chaque circuit est sensiblement  égale à la résistance totale des résistances de chacun  des autres circuits.  



  La     fig.    2 montre douze circuits en pont 201 à  212 connectés à un transformateur     d'alimentation     213. Dans cet exemple, les diodes     redresseuses    à  semi-conducteur 214 sont disposées en trois groupes  parallèles dans un circuit en pont, bien que cet agen  cement puisse être modifié, à condition que chaque  circuit en pont contienne dans chaque branche du  pont le même nombre de diodes     redresseuses.    Entre  les bornes de chaque diode est intercalée une résis  tance 215 de 500 ohms, et les résistances de chaque  branche sont connectées en série.

   Les résistances sont  représentées en dérivation avec les diodes de toutes  les branches du pont 201, et il est bien entendu que  cet agencement des résistances est prévu pour cha-      que diode et chaque branche de tous les circuits en  pont.  



  Grâce à cet agencement, la     différence    entre la  valeur de la résistance d'un ensemble comprenant un  redresseur et la résistance associée d'un circuit, et  celle d'un autre ensemble du même circuit, est extrê  mement faible et la distribution de la tension est pra  tiquement identique. Les     différences    qui peuvent se  présenter sont extrêmement faibles.  



  Pour indiquer le claquage d'un redresseur dans  une branche quelconque, on a     prévu,    selon la     fig.    2,  entre chaque barre collectrice de courant continu et  la dernière résistance d'une série, un fusible 216 de  Tordre de 250 ampères, mais dont la valeur peut  être modifiée en fonction de     l'importance    des circuits  en pont     utilisés,    et du maximum d'intensité que doit  laisser passer un circuit en pont quelconque. Ce fusi  ble est détruit dès que l'intensité dépasse celle pour  laquelle il a été établi, ce qui peut résulter d'un cla  quage de diodes     redresseuses    et du court-circuit con  sécutif.

   Une lampe indicatrice appropriée peut être  connectée en parallèle avec chaque fusible pour s'al  lumer après la destruction de ce dernier, ce qui indi  que que la branche de pont correspondante laisse pas  ser un courant d'une intensité excessive.



      Installation for the transformation of an alternating current into a direct current at very high intensity The present invention relates to an installation for the transformation of an alternating current into a direct current at very high intensity, comprising several distinct rectification circuits, constituted by semiconductor rectifiers, these circuits being coupled in parallel and connected to an alternating current source so as to provide a direct output current.

   This installation is characterized in that it comprises a device generating low electromotive balancing forces, which are added algebraically to the alternating voltage applied to the various circuits, so as to compensate for the differences in internal resistance, in the conductive direction, existing between the rectifiers of the different circuits.



  Two embodiments of the installation according to the invention will be described below, by way of example, with reference to the appended drawing, in which FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment comprising a balancing autotransformer associated with a supply transformer and three bridge circuits, and FIG. 2 is a block diagram of the second embodiment comprising a set of circuits comprising resistors in parallel with the rectifiers.



  The installation shown in fig. 1 comprises a three-phase transformer 130 with a primary winding 110 and a secondary winding 112. The primary winding of this example is delta-connected, while the secondary winding is star-connected. However, any arrangement of the three-phase windings giving the desired output voltage can be used on terminals 152, 154 and 156. To these terminals is connected a three-phase step-up or step-down autotransformer 136 with taps. The raising and lowering of the voltages depend on the position of the input terminals 158, 160 and 162 between the common point of the windings and their ends.

   The autotransformer taps, designated by reference indices 1a through 1i, can be of any number and are arranged on the windings of the autotransformer so as to provide the desired voltages. A three-phase rectifier circuit, comprising rectifying semiconductor diodes 42, is connected to the taps <I> la, lb </I> and 1c of the autotransformer.

   A second rectifier circuit is supplied by the outlets 1d, le and <B> l f, </B> while a third rectifier circuit is supplied by the outlets 1g, 1h and 1i. The rectifier circuits shown are six-element bridge circuits. The bridge circuits are coupled in parallel and output on a common direct current user circuit 16. The number of rectifier circuits used could be much greater than three.



  During operation of the installation shown in fig. 1, the alternating voltages are applied to the rectifier circuits formed by the rectifier diodes 42, and the voltages which are applied to a number of rectifier diodes connected in series, are determined by the taps 1a to 1i taking more or less part. high voltage supplied by terminals 152, 154 and 156.

    Thus, if certain series of rectifier diodes have low resistance in the forward direction, they can be supplied with an input voltage lower than that which should be applied to series of rectifier diodes having a higher resistance. The taps of the autotransformer are chosen such that all the series of rectifying diodes 42 pass substantially the same part of the load current.



  The installation shown in fig. 1 includes a three-phase transformer. It is quite obvious that several of these transformers could be used to supply several rectifier circuits in bridge of which the output terminals of the direct current are connected in parallel. In addition, the three-phase transformer could be replaced by single-phase transformers.



  For greater clarity, fig. 1 shows only one rectifier diode in each circuit. Generally, however, several rectifying diodes are connected in series to supply direct current with a voltage of several hundred volts. In addition, in a usual installation, several circuits comprising series of rectifying diodes are connected to each of the terminals 152, 154 and 156, and the various circuits are connected in parallel.

   To each circuit is applied a balancing electromotive force which is added to or subtracted from the voltage supplied by secondary winding 112 to compensate for the differences in internal resistance, in the conductive direction, existing between the rectifier diodes of the different circuits.



  The value of this electromotive force applied to each rectifier diode rarely exceeds 0.3 volts, and it is generally in a range of up to 0.5 volts. When using bridge circuits comprising several rectifying diodes connected in series, the electromotive forces required naturally depend on the algebraic sum of the differences in resistance of all the diodes of the different circuits, and these electromotive forces can be very strong or very weak.



  A specific example will better understand the above: An installation must provide a direct current of 45,000 amperes at 250 volts. With rectifier diodes calibrated for 150 amps, each three-phase bridge gives a flow of 450 amps. <B> It </B> is therefore necessary to connect one hundred bridges at 450 amps in parallel to obtain a total flow of 45,000 amps.



  This output of 45,000 amps at 250 volts, or 11,250 kilowatts, requires an AC input power of <B> 11250 </B> kilowatts plus losses. These losses will be neglected to facilitate explanations. The necessary single input voltage of the three phase current is approximately 190 volts to obtain the output direct current of 250 volts.



       Each bridge requires at the input a three-phase power of 112.5 kilowatts at 190 volts, or an alternating current of 34.2 amps. The one hundred bridges require an alternating current of 34,200 amperes at the input.



  Currently available germanium rectifier diodes withstand a reverse voltage of 90 volts peak. In this example, five rectifier diodes are connected in series in each branch of the bridge for a DC output voltage of 250 volts. It is therefore necessary to use thirty rectifier diodes for a six-branch bridge, as shown in fig. 1.



  The alternating current supplying the one hundred bridges can be supplied by A. One hundred transformers each giving an alternating current of 342 amps at 190 volts.



  B. Ten transformers each giving an alternating current of 3420 amps at 190 volts.



  C. A transformer giving an alternating current of 34,200 amps at 190 volts. When ten transformers are used, ten rectifier bridges are supplied by one transformer winding.



  High efficiency germanium rectifier diodes generate internal voltage drops ranging from 0.42 to 0.54 volts. In addition, the lengths of the conductors and the resistances of the connections may be unequal. With ten circuits in parallel, a judicious choice of rectifier diodes allows the parallel connection of diodes with equal internal resistances, which also divides the load in equal parts.

   However, an assembly of rectifying diodes with strictly equal internal resistances cannot compensate for the differences in length of the conductors, and does not solve the problem of maintenance when rectifiers have to be replaced, because it is necessary to maintain in reserve a certain number of rectifying diodes having exactly the same internal resistance as the diodes to be replaced.



  This explains the need for a device generating electromotive balancing forces making it possible to distribute the load in equal parts over the ten circuits in parallel, although these include rectifying diodes having unequal internal resistances, which the conductors of connection have unequal impedances, and that the connections between these conductors and the rectifier diodes also have unequal resistances.



  To obtain the equal division of the charge, a small electromotive force is algebraically added to each of the ten rectifier bridges formed by germanium rectifier diodes.



  A multi-tap autotransformer, similar to the one shown in fig. 1, is connected to each transformer and generates electro-motive forces which are added or subtracted, depending on the socket considered, to the alternating voltage of the transformer supplying the rectifiers. Each of the bridge circuits thus receives an alternating current from the power transformer 130, but each of the taps is available as a voltage adjustment vernier to apply equal loads to the rectifying diodes.



  In any three-phase transformer, the sum of the alternating currents is zero. However, one phase may allow a slightly higher continuous load current to pass through the rectifiers. This imbalance can result in a residual direct current in the balancing autotransformer. To minimize any direct current saturation of the balancing autotransformer, an air gap (approximately 1.3 mm wide) is provided in its magnetic circuit.



  Tests have shown that, without a balancing device, the flow rates in the ten circuits in parallel can vary by approximately 40% between the strongest and the weakest current, with the rectifier diodes currently available.



  After the initial assembly of the diodes, and during testing of all rectifiers, a blocking type ampere meter can easily determine high and low flow circuits. The connection of each circuit can be quickly moved one or two taps, up or down on the auto-transformer, for output current equalization. When the ten circuits in parallel have been balanced within the desired tolerance, the connections can remain on the chosen taps of the auto-transformer. When a rectifier diode is subsequently replaced, the balance may be altered by an insignificant difference in the internal resistance of the new diode compared to that of the replaced diode.

   It is then possible to choose a voltage tap of the autotransformer restoring the desired output current.



  This balancing autotransformer is small in electrical characteristics and dimensions, for example 3000 amps under 0.14 volts giving 420 volts-amps. A reduced power is however sufficient on the extreme terminals. The total power of this transformer can therefore be around 0.2 KVA, and it is then relatively inexpensive, which is advantageous because three 0.2 KVA transformers are needed for a three-phase power supply transformer of 1125 KVA supplying the rectifiers.

   The unbalanced potential in the ten circuits in parallel is insignificant, and it is practically impossible to provide a hundred supply transformers in an installation of this kind.



  Balancing is necessary between the ten 1125 KVA power transformers because of their unequal impedances. Six 0.25% taps can be used on the primary winding of these ten power transformers to allow adjustment to give equal power to each of the ten transformers. In a variant, the autotransformer 136 can be replaced by a transformer comprising primary and secondary windings, and energized independently of the transformer 130. In this case, several taps are provided on the secondary winding to obtain the low electromotive force. necessary for balancing.



  In another embodiment, the semiconductor rectifier diodes of the type described can also be protected against excess reverse current or leakage current. The internal resistance of semiconductor rectifier diodes, for example germanium di odes, can vary considerably in the reverse direction. Beyond a certain maximum, a semi-conductor rectifying diode lets an excessive reverse current or para-site current flow, such as to destroy this diode.



  In this embodiment, a resistor is connected in parallel with each rectifier diode of a bridge circuit. The resistors used for this purpose have a low value between 100 and <B> 1000 </B> ohms, and through their connection in parallel with the rectifying diodes act as voltage dividers for the diodes in any circuit.



  The resistors, connected in parallel with the rectifying diodes of a bridge circuit, are calibrated and arranged so that the resistance values of any bridge circuit do not differ beyond 1%. The resistors are connected in series with each other, and this series and parallel connection controls the distribution of voltage between the diodes so that it is substantially uniform.



  The resistors connected in parallel with the rectifier diodes have a value such that it is 15,000 to 125,000 times greater than that of the corresponding semiconductor rectifiers in the forward direction. Their value must also be such that it is between '/ _ and' /: o of the resistance of the corresponding semiconductor rectifiers in the opposite direction. In circuits, the total resistance of the resistors of each circuit is approximately equal to the total resistance of the resistors of each of the other circuits.



  Fig. 2 shows twelve bridge circuits 201 to 212 connected to a power transformer 213. In this example, the semiconductor rectifier diodes 214 are arranged in three parallel groups in a bridge circuit, although this arrangement can be modified. , provided that each bridge circuit contains in each branch of the bridge the same number of rectifier diodes. Between the terminals of each diode is interposed a resistor 215 of 500 ohms, and the resistors of each branch are connected in series.

   The resistors are represented in branch with the diodes of all the branches of the bridge 201, and it is understood that this arrangement of the resistors is provided for each diode and each branch of all the bridge circuits.



  Thanks to this arrangement, the difference between the value of the resistance of an assembly comprising a rectifier and the associated resistance of a circuit, and that of another assembly of the same circuit, is extremely small and the distribution of the voltage is almost identical. The differences that can arise are extremely small.



  To indicate the breakdown of a rectifier in any branch, provision has been made, according to FIG. 2, between each direct current bus bar and the last resistor in a series, a fuse 216 of the order of 250 amperes, but the value of which can be modified according to the size of the bridge circuits used, and the maximum of intensity that any bridge circuit must allow to pass. This fuse is destroyed as soon as the current exceeds that for which it was established, which may result from a breakdown of the rectifying diodes and the consecutive short-circuit.

   A suitable indicator lamp can be connected in parallel with each fuse to ignite after the latter has been destroyed, indicating that the corresponding bridge branch is not allowing a current of excessive intensity.

 

Claims (1)

REVENDICATION Installation pour la transformation d'un courant alternatif en un courant continu à très haute inten= sité, comprenant plusieurs circuits de redressement distincts, constitués par des redresseurs à semi conducteur, ces circuits étant couplés en parallèle et connectés à une source de courant alternatif de manière à fournir un courant de sortie continu, carac térisée en ce qu'elle comprend un dispositif engen drant de faibles forces électromotrices d'équilibrage, lesquelles sont ajoutées algébriquement à la tension alternative appliquée aux différents circuits, CLAIM Installation for the transformation of an alternating current into a direct current at very high intensity, comprising several distinct rectifying circuits, constituted by semiconductor rectifiers, these circuits being coupled in parallel and connected to an alternating current source so as to provide a continuous output current, charac terized in that it comprises a device generating low electromotive balancing forces, which are added algebraically to the alternating voltage applied to the various circuits, de manière à compenser les différences de résistance interne, dans le sens conducteur, existant entre les redresseurs des différents circuits. SOUS-REVENDICATIONS 1. Installation suivant la revendication, caracté risée en ce que chacun des redresseurs est constitué par une diode redresseuse au germanium. 2. Installation suivant la revendication, caracté risée en ce que chacun des redresseurs est constitué par une diode redresseuse au silicium. 3. Installation suivant la revendication, caracté risée en ce que la force électromotrice d'équilibrage n'est pas supérieure à 0,3 volt par redresseur. 4. so as to compensate for the differences in internal resistance, in the conductive direction, existing between the rectifiers of the different circuits. SUB-CLAIMS 1. Installation according to claim, characterized in that each of the rectifiers consists of a germanium rectifying diode. 2. Installation according to claim, characterized in that each of the rectifiers consists of a silicon rectifying diode. 3. Installation according to claim, character ized in that the electromotive balancing force is not greater than 0.3 volts per rectifier. 4. Installation suivant la revendication, caracté risée en ce qu'elle comprend un enroulement géné rateur de courant alternatif, chaque circuit compre nant plusieurs redresseurs montés en série avec cet enroulement, ledit dispositif étant constitué par un autotransformateur comportant un enroulement monté en série avec ledit enroulement générateur de courant alternatif, et des moyens permettant de pré lever une force électromotrice d'équilibrage sur cet enroulement de l'auto-transformateur. 5. Installation according to claim, characterized in that it comprises an alternating current generator winding, each circuit comprising several rectifiers mounted in series with this winding, said device being constituted by an autotransformer comprising a winding mounted in series with said winding alternating current generator, and means making it possible to take an electromotive balancing force on this winding of the auto-transformer. 5. Installation suivant la revendication, caracté risée en ce qu'elle comprend un transformateur com prenant un enroulement primaire et un enroulement secondaire, ledit dispositif étant constitué par un autotransformateur connecté à l'enroulement secon daire et présentant plusieurs prises, lesdits circuits étant connectés entre certaines desdites prises. 6. Installation suivant la sous-revendication 5, caractérisée en ce que chaque circuit de redressement est constitué par un circuit en pont, dans chaque branche duquel est intercalée une diode redresseuse, et qui présente des bornes de sortie destinées à être connectées à un circuit d'utilisation. 7. Installation according to claim, characterized in that it comprises a transformer comprising a primary winding and a secondary winding, said device being constituted by an autotransformer connected to the secondary winding and having several taps, said circuits being connected between certain said outlets. 6. Installation according to sub-claim 5, characterized in that each rectifying circuit is constituted by a bridge circuit, in each branch of which is interposed a rectifying diode, and which has output terminals intended to be connected to a circuit. of use. 7. Installation suivant la revendication, caracté risée en ce que ledit dispositif est constitué par un autotransformateur présentant des prises, chacun des circuits étant relié à ces prises de manière que la tension appliquée à chaque circuit soit telle que, malgré les différences de résistance interne entre les redresseurs des différents circuits, les courants de charge dans chacun d'eux soient sensiblement égaux. 8. Installation suivant la revendication, caracté risée en ce que ledit dispositif engendrant les forces électromotrices d'équilibrage est constitué par une source indépendante de la source d'alimentation en courant alternatif. 9. Installation according to claim, characterized in that said device is constituted by an autotransformer having taps, each of the circuits being connected to these taps so that the voltage applied to each circuit is such that, despite the differences in internal resistance between the rectifiers of the different circuits, the load currents in each of them are approximately equal. 8. Installation according to claim, characterized in that said device generating the electromotive balancing forces consists of a source independent of the AC power source. 9. Installation suivant la revendication, caracté risée en ce que chaque circuit comprend plusieurs redresseurs montés en série et en ce que des résis tances sont connectées en parallèle aux bornes de chaque redresseur et en série les unes avec les autres. 10. Installation suivant la sous-revendication 9, caractérisée en ce que ces résistances présentent une valeur comprise entre environ 15 000 et 125 000 fois la valeur de la résistance directe des redresseurs. 11. Installation suivant la sous-revendication 9, caractérisée en ce que ces résistances présentent une valeur comprise entre environ '/3 et<B>'/.-,.</B> de la valeur de la résistance inverse des redresseurs. 12. Installation according to claim, characterized in that each circuit comprises several rectifiers connected in series and in that resistors are connected in parallel to the terminals of each rectifier and in series with each other. 10. Installation according to sub-claim 9, characterized in that these resistors have a value between approximately 15,000 and 125,000 times the value of the direct resistance of the rectifiers. 11. Installation according to sub-claim 9, characterized in that these resistors have a value of between approximately '/ 3 and <B>' /.-, </B> of the value of the reverse resistance of the rectifiers. 12. Installation suivant la sous-revendication 9, caractérisée en ce que la résistance totale d'un cir cuit est sensiblement égale à la résistance totale de chacun des autres circuits. 13. Installation suivant la sous-revendication 9, caractérisée en ce que plusieurs fusibles, un pour chaque circuit de redresseurs, sont disposés entre le dernier redresseur d'un circuit et les barres collectri ces de courant continu. Installation according to sub-claim 9, characterized in that the total resistance of a circuit is substantially equal to the total resistance of each of the other circuits. 13. Installation according to sub-claim 9, characterized in that several fuses, one for each rectifier circuit, are arranged between the last rectifier of a circuit and the bars collectri these direct current.
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