<Desc/Clms Page number 1>
"PROCEDE ET DISPOSITIF POUR EVITER DES RETOURS D'ALLUMAGE DANS DES REDRESSEURS A VAPEUR METALLIQUE"
Faisant l'objet d'une première demande de brevet déposée en ALLEMAGNE, le 23 mai 1927.
Au brevet principal est décrit un procédé pour empêcher les retours d'allumage dans les redresseurs à vapeur de mercure ant des douilles ou gaines d'anodes isolées, et dans lequel des pièces métalliques montées isolées et intercalées dans la distance de décharge, ou même les douilles même des anodes, sont reliées à un enroulement spécial d'un transformateur dont le potentiel par report à celui de l'enroulement du transforma-
<Desc/Clms Page number 2>
teur alimentant les anodes est fixé ou gouverné par une tension continue ou un courant continu et de manière telle, qu'il confè- re à chaque douille d'anode à tout instant, ou tout au moins à ceux des instants de.chaque période de courant alternatif où l'anode considérée ne laisse pas passer de courant utile,
un potentiel négatif par rapport à celui de la dite anode.
Dans l'exemple de réalisation décrit au brevet princi- pal, la source de la tension continue employée est une batterie, c'est-à-dire une source indépendante de tension constante. Un perfectionnement technique essentiel et avantageux de l'idée fondamentale du brevet principal peut se réaliser en faisant dépendre de la charge du redresseur la valeur de la tension dans le but d'obtenir, en cas de surcharge ou au cas d'une sur- intensité résultant d'une perturbation, une surélévation auto- matique de la tension continue à une valeur telle que le cou- rant tout entier du redresseur se trouve interrompu par la charge de la grille.
La pratique a montré qu'il est avantageux en cas de perturbation, d'abaisser le potentiel de grille de toutes les anodes par rapport à celui des anodes à un point tel que même l'arc normal ne puisse subsister, ou tout au moins ne puisse être transmis à l'anode consécutive dans le cycle de tension.
Les grilles étant alimentées par un enroulement spécial pourvu d'un point neutre, et dont la tension est à peu près égale à celle de l'enroulement secondaire du transformateur principal qui alimente les anodes du redresseur et qui possède également un point neutre, la différence de potentiel entre l'anode et sa grille est à chaque instant à peu près égale pour toutes les anodes quelle que soit la tension continue in- tercalée entre les points neutres. Le sens de cette tension
<Desc/Clms Page number 3>
continue doit (suivant le brevet principal) être tel que le potentiel des grilles soit négatif par rapport à celui de leurs modes respectives.
Pour interrompre le courant tout en- tier du redresseur pendant une demi-période du courant alter- natif, il faut que le potentiel de la grille de l'anode qui débite justement le courant de sens normal soit négatifautant qu'il est possible par rapport au potentiel de la cathode, r'est-à-dire que la tension continue intercalée entre les points neutres soit égale ou supérieure à la chute de tension naturelle de l'are normal (20 volts environ).
En marche normale, la grille peut au contraire avoir un potentiel correspondant à peu près à la moyenne des potentiels de l'anode et de la cathode sans qu'il en résulte un inconvé- nient quelconque pour le fonctionnement du redresseur. Par con- séquent, si l'on rend fonction de la charge la tension continue appliqués entre les points neutres de telle manière qu'à la charge normale corresponde par exemple une tension continue 6g'le à la moitié de la chute de tension naturelle de l'ara normal en supposant qu'il y ait proportionnalité entre les deux grandeurs, au cas d'une charge double de la normale, la tension continue pren- dra également une valeur double et sera exactement égale à la chute de tension intégrale de l'arc normal.
La grille aura par. conséquent exactement le potentiel de la cathode et l'arc ne pourra plus être transmis à l'anode consécutive dans le cycle de la tension. Par suite, le redresseur s'éteindra complètement dans l'espace d'une demi période et ne débitera plus de courant.
Si cette surcharge venait à être dépassée, le potentiel'des grilles diminuerait encore davantage et l'extinction l'ensui- vrait d'autant plus sûrement. On est complètement maître de fixer la valeur de la surcharge à laquelle le redresseur doit
<Desc/Clms Page number 4>
cesser de débiter du courant, suivant que l'on fait correspondre à la charge normale une tension continue plus ou moins grande.
Si pour la charge normale, la tension continue n'est que d'un quart de la chute de tension naturelle de l'arec la grille de l'anode respective n'acquiert le potentiel de la cathode que pour une charge quadruple de la normale. Si en charge normale la tension continue est déjà égale aux deux tiers de la chute de tension naturelle de l'arc, la grille de l'anode respective atteint déjà un potentiel égal à celui de la cathode à une charge égale à une fois et demie la charge normale.
On va décrire maintenant, en se référant à l'exemple d'exécution représenté aux Fig. 1 à 3 du dessin annexa, un dis- positif permettant d'obtenir la dépendance désirée entre la tension continué et la charge du redresseur. t désigne untransformateur alimentant le redresseur et possédant l'enroulement primaire p et l'enroulement secon- daire s. Il peut en outre recevoir un deuxième enroulement
1 secondaire s , d'une tension secondaire à peu près égale à
2 celle de s , à moins que cet enroulement ne soit prévu sur un transformateur spécial. Pour simplifier, les enroulements p , s et s sont représentés seulement monophasés.
En réalité, -1 -2 p possède un nombre d'enroulements de phase correspondant au nombre des phases du réseau, tandis que le nombre des enroule- ments dephase des enroulements secondaires s et s est égal -1-2 au nombre des phases du redresseur. Les enroulements s et -1 s sont galvaniquement séparés l'un de l'autre et possèdent 2 chacun un point neutre o et o. L'enroulement s sert à -1 -2 -1 alimenter les anodes a a .................... à du redresseur, -1 -2 -0 et conduit par conséquent du courant utile; l'enroulement s sert à charges les grilles g, g , g.......... g (ou les -2 1 2 3 o
<Desc/Clms Page number 5>
gaines d'anodes) et ne conduit par conséquent que des courants de charge.
Il peut par suite être fait en fils très fins et être calculé pour un nombre de kilovoltampères extrêmement réduit. d désigne une petite bobine de réactance intercalée en- tre les points neutres o et o et en parallèle avec laquelle -1 -2 est branché le redresseur de faible puissance Z alimenté par l'enroulement secondaire du petit transformateur t dont l'en-
2 roulement primaire est monté en série avec l'enroulement pri- maire p du transformateur t .
1
Les figures représentent non seulement les couplages et les liaisons des éléments de l'installation, mais elles in- diquent aussi la position des enroulements s , s et des ano- -1 -2
EMI5.1
des a ............... a , de même que celle des grilles g .....g -1 -6 1 6 par rapport à un axe ou ligne de potentiel zéro, o x, de telle façon que sur le dessin, la distance verticale de chaque organe à cet axe puisse être considérée comme une mesure de son po- tentiel propre. A la Fig. 1 par exemple, les points o et o -1 -2 sont supposés être au potentiel zéro.
Comme on le voit, le po- tentiel des anodes a , a , a et des grilles g , g , g est -1 -2 -6 1 2 o justement positif à l'instant considéré, tandis que le poten- tiel des anodes a , a , a et des grilles g , g , g est jus- -4 -3 -5 4 3 5 tement négatif. Mais, il ne s'agit là que d'un instant déter- miné, choisi sur l'ensemble d'une période de la tension alter- native. Puisqu'il s'agit d'une alimentation polyphasée de la charge statique, les potentiels passent au cours de chaque pé- que riode par un cycle complet, de telle sorte/l'anode a, par -1 exemple, prend successivement les potentiels que possèdent respectivement, au moment considéré, les anodes a , a , a , s.
EMI5.2
-X----72' 3 '4 5 et a .Puisque dans le cas de l'exemple d'exécution choisi,
6 l'enroulement s2 a la même tension que l'enroulement s1, le
<Desc/Clms Page number 6>
potentiel de chaque grille est égal à celui de l'anode à laquelle elle appartient, tant qu'il n'existe pas de différen- ce de potentiel entre o et o ; autrement dit, les cercles -1 -2 des potentiels a a ......... et g , g.........g coînci- -1 -2 -o 1 2 c dent exactement, comme l'indiquenla Fig. 1. Or, cette concor- dance des potentiels de o et o ne subsiste qu'autant que le "1 "2 petit redresseur z est lui-même exempt de tension, ce qui est le cas par exemple lorsque le courant primaire i est égal à zéro.
En effet, l'enroulement p étant monté en série avec p
2 la tension du redresseur est essentiellement fonction du cou- rant primaire. La Fig. 1 a trait uniquement à la marche théori- que à vide de l'installation, c'est-à-dire pour i approxima- tivement égal à zéro. En réalité i est toujours différent de -1 zéro, ne fût-ce que par suite du courant magnétisant, mais puisque l'arc du petit redresseur z ne établit que lorsque la tension imprimée arrive à être Suffisante pour vaincre la chute de tension de l'arc, il est à supposer que l'arc ne s'établit pas encore pour le courant de marche à vide i et que -1 par suite, la tension continue du redresseur z est encore bulle.
La petite bobine de réactance d n'est dans ce cas également traversée par aucun courant, de telle sorte que o et 0 ont le -1 -2 même potentiel (zéro). A la fige 1, la cathode k est également représentée avec son potentiel. La distance de a à k corres- pond, à l'instant représenté à la figure, juste à la chute de tension de l'arc principal. (Le redresseur est supposé tra- versé par un courant utile très faible, tout juste suffisant pour entretenir l'arc).
A la Fig. 2, la signification des lettres de référence est la même qu'à la Fig. 1, sauf que le courant primaire i est supposé ici avoir une intensité équivalente au courant utile normal i . Or, il est possible.de faire en sorte que la
<Desc/Clms Page number 7>
tension continue fournie par le redresseur auxiliaire z soit par exemple égale à la moitié de la chute de tension provoquée au redresseur par l'arc principal, c'est-à-dire à la moitié de de la tension régnant entre a et k. Or, c'est/cette tension -1 - que le potentiel du point neutre o est abaissé par rapport à 2 celui de o et le cercle des potentiels g ............ g -1 1 6 subit par conséquent un abaissement équivalent par rapport au cercle des potentiels a a .
Le passage du courant ou de -1 -6 l'ar@ de a à k ne subit de ce fait aucune perturbation; par contre, le passage dm courant des autres anodes à la cathode se trouve déjà interdit par le fait de cet abaissement.
La Fig. 3 enfin montre qu'à une surcharge du redres- seur au double de sa charge normale (!= 2 i ) l'abaissement du cercle des potentiels g ............ g a déjà atteint un
1 6 degré tel qu'à son tour, la grille g de l'anode positive a acquiert un potentiel qui empêche la naissance d'un courant de sens positif.
Le courant déjà existant de l'anode a n'est -1 pas annulé, il est vrai, du fait que la grille g reçoit le potentiel de la cathode, mais l'anode qui jusque là était qans courant ne s'allume pas lorsqu'elle atteint, dans le cycle des potentiels, le potentiel actuel de l'anode a et-que sa grille prend en même temps le potentiel de la cathode ou un potentiel moindre. ! un abaissement du potentiel tel que le montre la Fig. 3, le redresseur tout entier se trouve par con- séquent sans courant pendant une fraction d'une période de cou- rant alternatif. Or, il s'ensuivrait que la tension continue du redresseur auxiliaire z disparaîtrait immédiatement et que l'ar@ pourraît par conséquent se rétablir instantanément, même sans que la cause du dérangement ait été supprimée.
C'est afin d'empêcher ces allumages par saccades, qu'est prévue la bobine
<Desc/Clms Page number 8>
de réactance d, qui retarde le relèvement des potentiels des grilles une fois qu'il a été abaissé, sa constante de temps ne permettant qu'un relèvement graduel du potentiel.
Lorsque plusieurs redresseurs fonctionnent en parallè- le, les dispositifs de sûreté de tous les redresseurs réagis- sent, au cas où,une perturbation survient dans l'un d'eux, dès que ces redresseurs envoient au redresseur défectueux uh cou- rant de retour important. L'ensemble de l'installation se trou- ve par conséquent protégé de cette manière et une mise hors circuit des différents redresseurs est évitée. Ce n'est que pour une marche combinée avec d'autres sources de courant, tel- les que des machines à courant continu ou des commutatrices par exemple, qu'il est nécessaire d'intercaler des relais à courant maximum ou des relais à retour d'énergie, lesquels interrompent en cas de perturbation la communication entre le redresseur et la source de courant.