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lERFECTIOR'NE1TS AUX SYSTEMES DE BEGIAGE DES CIRCUITS ET MACHINES ELEO- -TRIQUES.-
La présente invention est relative à des perfectionnements, changements et additions à celle objet du brevet principal, elle vise à créer des dispositifs réglant le fonctionnement de machines ou de circuits électriques, plus particulièrement un régulateur amélioré qui ne comprenne pas l'emploi de contacts mobiles, et qui soit à la fois de fonctionnement @
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sûr et sensible.
On a proposé jusqu'ici divers dispositifs pour régler la ten- sion, ou autres grandeurs électriques, d'une machine ou d'un circuit.
Beaucoup de ces appareils comprennent des contacts mobiles, et sont inca- pables de donner la régulation précise nécessaire au fonctionnement stable d'une machine ou d'un circuit, sous des conditions anormales telles que celles qui se rencontrent dans des systèmes de distribution d'énergie de haute tension, par exemple.
Conformément à la présente invention, on évi- te ou diminue ces inconvénients, par l'emploi de moyens régulateurs, qui comprennent une valve électrique fonctionnant sans retard appréciable, pour empocher toutes variations de quelque importance de la tension ou autre grandeur électrique à commander*
L'invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels on a représenté:
Fig.l un système régulateur réalisant l'invention.
Fig.2 certains détails de fonctionnement de la réalisation de la Fig.l.
Fig.3 une autre variante de l'invention.
Fig. 4 certains détails de fonctionnements relatifs à la réali- sation de Fig.3.
Fig.5, 6 et 7 d'autres variantes de l'invention où des moyens régulateurs sont employés pour commander le fonctionnement d'une machine d'excitation reliée au circuit de champ d'un générateur. la Fig.l représente une machine électrique 1 reliée au circuit de charge 2 et munie d'un enroulement de champ 3 connecté au circuit de charge par l'intermédiaire d'un transformateur 4, et d'une valve électri- que 5 qui comprend des grilles ou électrodes de comnande 6 et 7, une ca- thode de mercure 8 et des anodes 9 et 10, une batterie 12 et un commutateur d'amorçage 11.
Ainsi qu'il est connu avec le type de valve représentée, on peut empêcher l'amorçage du courant dans la valve 5 en appliquant une ten- sion négative aux grilles, mais si cette tension négative est appliquée pendant le passage du courant, elle est incapable de l'arrêter jusqu'au moment où le potentiel d'anode passe par la valeur zéro.
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lesgrilles 6 et 7 sont reliées à la cathode 8 par l'intermédiaire de résistances 13 et 14, les moitiés opposées du circuit secondaire 16 d'un transformateur 17 et une résistance 19.
Un condensateur 20 est disposé en shunt aux bornes de la résistance 19, pour diminuer les ondulations du cou- rant traversant cette résistance, Le circuit primaire 21 du transformateur
17 est relié au circuit de charge 2 par l'intermédiaire d'un appareil régu- lateur de phase 22 comprenant un enroulement statorique polyphasé et un enroulement rotorique monophasé, Le couple qui s'exerce sur l'arbre rotori- que de l'appareil modificateur de phase, par l'intermédiaire de ses enrou- lements, est proportionnel au carré de la tension de circuit de charge, et il agit en sens inverse du contrepoids 3 destiné à régler la relation de phase entre les tensions d'anode et de grille de la valve 5, en conformité avec la variation de tension du circuit de charge,
L'invention sera mieux comprise si on se reporte au schéma de la Fig.g où les tensions d'anode et de grille de la valve 5 sont représentées respectivement par les courbes 26 et 27 et la tension négative engendrée par la résistance 19, par la li- gne 28 Ainsi qu'indiqué ci-dessus, la relation de phasesentre les tensions de grille et d'anode de la valve 5 est déterminée par la position du rotor ,du modificateur de phase. On peut supposer que cette relation est celle représentée sur la figure, quand le circuit de charge 2 fonctionne sous tension normale.
Dans ces conditions, les couples agissant en sens inverses sur l'arbre du rotor s'équilibrent, et la valve 5 devient conductrice à l'instant t, où la tension de grille devient positive, et elle devient non conductrice à l'instant tl où la tensin d'anode s'annule, et un courant suffisant traverse alors la valve 5 pour engendrer l'excitation normale de l'enroulement de champ 3
Toutefois, si la tension du circuit de charge croît, le couple qui s'exerce par l'intermédiaire des enroulements du modificateur de phase croît, la différence de phase entre les tensions de grille et d'anode croît en conséquence, la valve 5 devient conductrice à un instant t subséquent de la période, et le courant qui traverse l'enroulement 3 décroît, ce qui tend à ramener la tension du circuit de charge à sa valeur normale.
Si la tension décroît au-dessous de sa valeur normale, le couple qui s'exerce au moyen des enroulements du modificateur de phase décroît, la différence de @
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phase entre les tensions d'anode et de grille décroit également, et la val- ve 5 devient conductrice à un instant antérieur 1 de la période; le-courant de l'enroulement 3 croit, et la tension du circuit de charge tend à pren- dre sa valeur normale.
Tout léger écart de la tension du circuit de charge de sa valeur normale, met en jeu instantanément une force qui tend à la ramener à sa valeur normale. la résistance 19 empêche toute oscillation due aux variations de la tension du circuit de charge. la chute de tension dans la résistance 19, sous de conditions normales de fonctionnement de la ligne
2, peut être supposée représentée par la ligne 28 de la fig 2 Si le courant de l'enroulement de champ 3 croit, cette chute de tension croît, la valve
5 devient conductrice à un Instant IL postérieur de la période, ce qui empê che un accroissement exagéra du courant de champ du à un déplacement du ro- tor du modificateur de phase au delà de la position d' équilibre.
De même, lorsque le courant de champ décroît, la chute de tension dans la résistance
19 décroît, la valve 5 devient conductrice à un instant antérieur de la pé- riode, ce qui empêche une décroissance plus importante du courant de champs
Un tel fonctionnement empêche les fluctuations du courant de champ et de tension du circuit de charge d'atteindre des valeurs dangereuses.
Pour engendrer, lors de la mise en marche, la tension de la machine 1, on peut employer une machine auxiliaire 24 destinée à fournir le courant d'excitation à l'enroulement 3 Cette machine est toutefois inu tile lorsque la machine 1 présente un magnétisme résiduel suffisant pour assurer sa propre mise en marche.
la Fig.3 représente une réalisation de l'invention qui diffère de celle de la Fig.l en ce que le modificateur de phase est remplacé par un dispositif régulateur de phase 25 la tension négative due à la résistance 19, et le condensateur 20 sont remplacés par une batterie 26 destinée à ap- pliquer une tension positive aux grilles de la valve 5, et l'excitateur de mise en marich 24 est remplacé par une batterie 24 le fonctionnement de cette réalisation de l'invention sera mieux comprise en se référant à la fig.4 où la courbe 26 représente le potentiel d'anode, les courbes 27 et 27 différentes valeurs du potentiel de grille,
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et la ligne 28 la tension positive engendrée par la batterie 26.
La relation de phase existant entre les tensions d'anode et de grille, lorsque le circuit de charge 2 fonctionne sous tension normale, peut être supposée celle représen- tée par les courbes 26 et 27 Dans ces conditions, la valve 5 devient conduc- trice à l'instant 1 où la tension de grille devient positive, et elle devient non conductrice à l'instant t1 lorsque la tension d'anode atteint la valeur zéro, et l'excitation de l'enroulement 3 est maintenue à sa valeur normale, Si la tension du circuit de charge décroît, la tension de grille croît, la valve
5 s'ouvre à un Instant IL postérieur de la période, l'intensité du courant tra- versant l'enroulement 3 décroît, et la tension du circuit de cnarge tend à dé- croître jusqu'à sa valeur normale.
Si la tension de grille décroît à une valeur représentée par la courbe 27 la grille est encore positive à l'instant t où l'anode devient positive, et le courant traverse la valve pendant toute la demi-période, ce qui accroît l'excitation de champ, et ramène la tension du cir- cula de charge à sa valeur normale, sans retard notable entre l'instant où la tension commence à s'écarter de sa valeur normale et celui où cet écart est corrigé,
Sur la Ftg.5, on a représenté un excitateur 30 destiné à alimen- ter de courant l'enroulement de champ 3 Cet excitateur est muni d'un enroule- ment de champ 31 relié à la valve 5, et disposé de façon à être connecté aux bornes de l'excitateur par l'intermédiaire de la résistance 32 et d'un commu- tateur 33,
pendant la mise en marche de la machine 1. la résistance 19 et la batterie 26sont toutes deux utilisées pour commander la tension appliquée aux grilles. Dans le fonctionnement de cette réalisation, le contact mobile du dispositif 25 est réglé de façon à donner la relation de phase convenable en- tre les tensions de grille et d'anode, et la variation de tension appliquée aux grilleset engendrée par la résistance 19 et la batterie 26 est employée pour régler l'ouverture de la valve 5, de manière à donner une caractéristique tom- bante à la tension du circuit de charge.
Sur la Fig.5, on a représenté la valve 5 comme munie d'électro- des d'excitation 34 reliées au transformateur 4 par l'intermédiaire des réac... tances 35 et le transformateur 36, qui sont destinées au maintien de la tache incandescente de la cathode. Ces deux électrodes d'excitation peuvent d'ail-
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leurs être employées avec les valves représentées sur les diverses figures des dessins.
Dans la réalisation représentée sur la Fig.6, les grilles 6 et 7 sont reliées à la cathode 8, par l'intermédiaire de résistances 13 et 14, de l'enroulement secondaire du transformateur 17, d'un dispositif 37 engendrant une tension positive et d'une résistance 38 destinée à s'opposer aux oscilla- tions.
le circuit primaire du transformateur 17 est relié au transformateur 4 par l'intermédiaire de moyens régulateurs de phase comprenant, par exemple, un condensateur réglable 39 et une résistance 40 L'enroulement de champ 31 de l'excitateur de champ 30 est relié à la valve 5, par l'intermédiaire d'un trans- formateur 41 dont l'enroulement secondaire est relié à la résistance 38..Les oscillations sont empêchées par les variations de la tension appliquée aux grilles, laquelle est engendrée par la force contre électromotrice appliquée à la résistance 38 par l'intermédiaire du transformateur 41 lorsque l'intensi- té du courant de champ de l'excitateur varie. En réglant la capacité du conden- sateur 39, on obtient la relation de phase convenable entre les tensions de grille et d'anode.
Sur la Fig. 7, on a représenté des barres d'excitateur 42 ali- mentées par l'intermédiaire de la valve 5 et du transformateur 4 le disposi- tif destiné à s'opposer aux oscillations comprend une source de courant 43 une valve 44 et un condensateur de grille 45, shuntant une résistance 46, ce dispo- sitif applique à la résistance 38 une force contre électromotrice variant en conformité avec la tension du circuit de charge. Cette variation est due à ce que la tension de grille de la valve 44 est égale ou proportionnelle à la ten- sion du circuit de charge. Tout expert pourra aisément modifier ces moyens de faire varier la tension de grille, de façon à empêcher les oscillations.
On a représenté et décrit oi-dessus plusieurs réalisations de l'invention, mettant en évidence ses principales caractéristiques, mais il est clair toutefois qu'elles peuvent être modifiées de bien des façons, en vue de les adapter aux conditions que l'on rencontre.