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"Procédé de redressement des Courants électriques polyphasés."
La présente invention a pour objet un procédé pour redres- ser les courants électriques polyphasés,sans tenir compte de la nature des dispositifs utilisés dans le but de redresser le courant alternatif' ou triphasé.
La caractéristique essentielle et nouvelle de la présente invention réside dans le fait que l'on ootient,sans phase auxi- liaire,d'un courant polyphasé de fréquence déterminé, un cou- rant continu dont les pulsations ont une fréquence double de celles du courant alternatif ou triphasé correspondant et la même amplitude, de sorte que le degré d'irrégularité des pulsa- tions ne s'élève qu'à 1/12 de celui des battements usuels quand
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on opère un redressement/
Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que lors de l'emploi des dispositifs dénommés "éléments à soupapes unilatéraux ou clapets", un nombre minimum d'éléments suffit et que,en outre,tous les courants de compensation entre les phases raccordées à une barre soit positive,soit négative, sont évités,
aussi logtemps que les variations des courants sont comprises entre des limites déterminées. Cependant ,mÊme lorsque les courants varient dans de très larges limites,tout danger d'un court-circuit entre les diverses phases sera évité confor- mément à la présente invention,qu'il s'agisse indifféremment de très faibles courants ou de très fortes surcharges.
Il n'est donc pas nécessaire,avec l'utilisation du présent redresseur,que les diverses phases se relayent ponctuellement; elles peuvent se recouper en cas de fortes charges et ceci présente l'avantage d'éviter les phénomènes de tension qui se manifestent en cas de changement des phases, par à coup]3 et d'obtenir ainsi un courant continu bien régularisé .Se dernier avantage est obtenu en intercalant dans les conducteurs du cou- rant continu ou dans celles du courant alternatif,des bobines magnétiques,qui agissent lorsque le çourant tombe en-dessous d'une valeur minimum admissible, de la façon suivante :
elles provoquent soit la mise automatique en circuit d'une résistan- ce en parallèle avec le circuit de consommation du gourant con- tinu ,soit la diminution de la juxtaposition des phases lorsqu' elles se relayent,une diminution proportionnelle à la diminu- tion du courant,de manière telle qu'une courte interruption se produit finalement en marche à vide entre les conduites de cou- rant alternatif qui se relayent lors du raccordement du circuit de consommation du courant continu. Lorsque l'on se sert d'élec- trolytes, ceci peut être réalisé par exemple,de façon simple, en élevant et en abaissant le niveau de l'électrolyte.
Des corps servant à déplacer le liquide émergent des électrolytes
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et sont commandés par des bobines magnétiques contre l'action antagoniste d'un ressort. Ues corps sont immergés plus profon- dément dans l'électrolyte quand le courant augmente. L'expo- sé qui suit se rapporte à un élément .mais s'applique également à une série d'éléments montés en série ou en parallèle. Les caractéristiques de la présente invention ressort iront de la description de deux formes de réalisation données à titre d' exemple et comportant des éléments à soupapes unilatéraux, ainsi que de la description de son application aux redresseurs à mercure et à ceux à électrolytes.
La. fig.l montre l'allure du courant de trois conduites de courant triphaséR S T.
La fig. 2 montre la manoeuvre alternative des contacts commutateurs P1 ,P2 P3, ou Ql ,Q2, Q3 d'un commutateur syn- ohrone ou d'un élément à soupape.
La fig.3 montre l'allure du courant et de la tension du courant continu obtenu,d'après le schéma de commutation d'un courant triphasé.
La fige 4 montre l'allure des courbes de la figure 3 rap- portée à un axe de coordonnées correspondent à la ligne zéro.
-La fig.5 montre le schéma de commutation à l'aide d'élé- ments à soupapes.
La fig.6 montre l'application de l'invention à un redres- seur à mercure.
La fig.7 montre le réglage des phases en fonction de la charge du courant par l'émersion et l'immersion de corps dépla. ceurs da,ns des électrolytes.
La. fig. 1 représente les trois conduites de courant tri- phasé R ,S ,T ,telles qu'elles se présentent selon la nouvelle disposition. Les parties qui ,sous charge normale du courant, passent dans le circuit de courant continu,sont indiquées par les traits pleins des courbes.
La fig. 2 montre les périodes alternatives P1,P2 P3 ou
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Ql, 02, Q3 du courant continu qui sont découpées par des éléments à soupape,des redresseurs à mercure ou des commuta- tances rotatives.
Si,dans la figure 3 , on dessine l'allure des courants par exemple des trois phases de courant triphasé R , S et T , on voit que la tension A B du courant continu est condition- née par la tension positive en R et la tension négative en S.
Pour la période 5-6 ,l'allure de. la tension est donnée par la surface E FC E . On voit immédiatement que E F et G H sont les tensions minima et que ie maximum de tension se trou- ve, en un point intermédiaire ,sur la section E H ou F G , tandis que sinon H6 représente le minimum et E5 le maximum.
Si maintenant,on porte les ordonnées E F et G H ainsi obtenues, dans la figure 4 ,sur la ligne 5 ,6 ,7 ',8 ,correspondante à zéro , on obtient pour le courant continu la courbe E H J à fréquence de pulsation double avec une amplitude notablement plus faible. La ligne M N 0 représente l'allure de la tension dans les reàresseurs à mercure utilisés jusqu'à présent On voit par là que par le nouveau procédé,la tension du courant continu obtenu est plus grande que la tension du triphasé, tandis que jusqu'à, présent, la tension du contint était plus faible que celle de l'alternatif. Par conséquent, les cou- rants sont proportionnellement plus faibles lors de l'utilisa- tion du nouveau procédé que dans les redresseurs de courant alttrnatif employés jusqu'à ce jour.
Le schéma représenté dans les figures 1-4 de l'allure du courant et de la tension obtenues avec des redresseurs de courant peut être réalisé aussi bien avec des redresseurs à éléments à soupapes ou clapets qu'avec des redresseurs à mercure ou des redresseurs à contacts de commutation tournants (ailettes de fermeture).
La figure 5 représente à, titre d'exemple,un couplage pour
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éléments à soupapes .
RS et T désignent ici à nouveau les trois phases d'un courant alternatif,chaque phase se fifurquant en r et r' , s et s' , t et t' . Les! s , t , conduisent à la barre positive A, tandis que les r' ,s' t' .conduisent à la barre négative B.
Les éléments à soupapes C,, de 'construction et de nature ap- propriées,sont disposés dans les dérivations r ,s , t , de manière telle que le courant ne peut passer que dans la direc- tion des flèches correspondantes.Dans les dérivations r', s', t' sont intercalés les éléments C' fonctionnant en sens opposé, de sorte qu'iqi aussi les courants ne peuvent circuler que dans le sens indiqué par les flèches correspondantes.
Il est dès lors visible que dans le cas de courant triphasé , l'uti- lisation de deux fois trois éléments est suffisante ; aucun courant compensateur quelconque ,par exemple,un courant de S vers R en passant par rBS (pour le .cas où S est au maximum et R est voisin du point zéro) , ne peut se former,car l'élément à soupape 0 de la dérivation r ne laisserait pas passer le courant dans un sens opposé à la flèche. Des dispositifs de l'espèce ,das lesquels les diverses phases agissent directe- ment sur les barres positive et négative A et B ,sans passer par le point neutre,ont donc cette caractéristique que la ten- sion du courant continu A B est égal à 1-73 fois la tension du courant triphasé composé. Il en résulte que les courants sont plus faibles et partant ,les pertes sont moindres éga- lement.
La figure 6 montre le couplage en cas d'usage d'un re- dresseur à vapeur de mercure .Ici les phases EST d'un réseau de courant triphasé sont reliées aux anodes correspondantes A1, A2 , A3 d'un redresseur à vapeur de mercure ordinaire triphasé Q , dont la cathode de mercure P est connectée à la barre positive du réseau de gourant continu. En outre,on a
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prévu trois autres redresseurs à vapeur de mercure V,W , X ne possédant chacun qu'une anode Y. Ces anodes sont reliées à la barre négative du réseau de courant continu.
Chacune des cathodes de mercure Z , Z , Z de ce redresseur est reliée avec l'une des canalisations R, S , T. L'arc lumineux des redres- seurs V,W ,X doit être entretenu pendant l'interruption de chaque phase séparée ,par un faible courant auxiliaire,qui peut être prélevé au réseau de courant continu.
La fig.=7 montre le réglage des périodes àe juxtaposition des phases alternantes en fonction de la charge du courant,lors de l'utilisation des redresseurs électrolytiques. Ici la pério- de de fermeture du circuit de courant est déterminée par la durée d'immersion des électrodes tournant en synchronisme.Cette durée d'immersion est modifiée par le changement du niveau de l'électrolyte , de sorte qu'en soulevant et en fa.isant descen- dre des corps déplaceurs,on modifie la durée d'immersion,et , partant,la période de fermeture du circuit et de là la durée' de juxtaposition des phases séparées.
Les électrodes rotatives et les électrodes fixes qui rè- glent la commutation n'ont pas été représentées sur le dessin.
Elles se trouvent également dans les trois bacs Al, A2 et A3 et ferment le circuit à l'aide des électrolytes B1, B2 ,B3 .Dans les canalisations R , S , T sont intercalées les bobines magnétiques C1 ,C@, C3 qui tendent à attirer vers l'inté- rieur les noyaux en fer Dl , D2, D3 contre l'action des res- sorts El , E2, E3- Ces noyaux sont rigidement reliés avec les corps déplaceurs FI ,F2, F3 qui règlent le niveau de l'électrolyte en fonction de la charge du courant.
il est très important en outre d'éviter tout passage de courant imprévu après la mise hors circuit de la phase correspondante,comme cela pourrait se produire par exemple par la projection d'élec- trolyte sur l'enveloppe métallique ou sur la, partie rotative du
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commutateur. Afin d'éviter ces courts-circuits accidentels entre les phases,il est recommanda d'isoler la paroi inté- rieure du redresseur,pour autant qu'à l'intérieur du liquide électrolyte même ,le pale de la phase ne soit pas conducteur.
A cet effet,il est avantageux de faire les enveloppes de redres- seurs en matière isolante ou .quand elles sont en métal ,les isoler à l'émail ou à l'aide d'un procédé approprié . De même, il est recommandable aussi d'isoler les axes du commutateur rotatif également par un revêtement ou une garniture.
Il va de soi que le principe de la présente invention peut être réalisé sous formes différentes,non mentionnées dans la description ci-dessus,et qui peuvent varier dans des bon- nes proportions,sans que la portée de cette invention soit res- treinte en quoi que ce soit.
EMI7.1
R,'Eïi?Z CA1,tJY S.
1. Redresseur de courant,caractérisé par le fait que le courant continu produit,possède des pulsations de fréquence double et des amplitudes réduites à moitié, et ce en évitant le conducteur neutre.
2. Redresseur caractérisé par l'élévation de tension du courant continu par rapport à la tension de courant triphasé composé.
3.Redresseur,caractérisé en ce que les phases alternan- tes se juxtaposent pendant l'alternance.
4.Redresseur suivant revendications 1 et 2 .caractérisé en ce que chaque phase est reliée a chacune des deux barres de courant continu par un élément (groupe d'éléments couplés en parallèle ou en sérieu de façon que les deux éléments (groupes d'éléments) qui appartiennent à une phase,soient cou- plés en sens opposé.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Method of rectifying polyphase electric currents."
The object of the present invention is a method for rectifying polyphase electric currents, regardless of the nature of the devices used for the purpose of rectifying the alternating or three-phase current.
The essential and novel characteristic of the present invention resides in the fact that one obtains, without an auxiliary phase, from a polyphase current of determined frequency, a direct current whose pulsations have a frequency twice those of the current. alternating or three-phase corresponding and the same amplitude, so that the degree of irregularity of the pulsations is only 1/12 of that of the usual beats when
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we operate a recovery /
Another advantage of the present invention lies in the fact that when using the devices called "unilateral valve elements or flaps", a minimum number of elements is sufficient and that, moreover, all the compensation currents between the phases connected to either a positive or negative bar are avoided,
as long as the variations of the currents are between determined limits. However, even when the currents vary within very wide limits, any danger of a short circuit between the various phases will be avoided according to the present invention, whether it is indifferently very low currents or very high currents. overloads.
It is therefore not necessary, with the use of this rectifier, for the various phases to take turns punctually; they can overlap in the event of heavy loads and this has the advantage of avoiding the voltage phenomena which appear when the phases change, step by step] 3 and thus obtain a well-regulated direct current. advantage is obtained by inserting in the conductors of the direct current or in those of the alternating current, magnetic coils, which act when the current falls below a minimum admissible value, as follows:
they cause either the automatic switching on of a resistor in parallel with the consumption circuit of the continuous gourant, or the decrease in the juxtaposition of the phases when they are relayed, a decrease proportional to the decrease in current, in such a way that a short interruption finally occurs in idle operation between the alternating current conduits which take turns when connecting the direct current consumption circuit. When using electrolytes, this can be done, for example, in a simple manner, by raising and lowering the level of the electrolyte.
Bodies used to move liquid emerge from electrolytes
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and are controlled by magnetic coils against the opposing action of a spring. Bodies are immersed deeper in the electrolyte as the current increases. The following discussion relates to an element, but also applies to a series of elements mounted in series or in parallel. The characteristics of the present invention will become apparent from the description of two embodiments given by way of example and comprising unilateral valve elements, as well as from the description of its application to mercury rectifiers and to those with electrolytes.
Fig.l shows the current flow of three three-phase current conduits R S T.
Fig. 2 shows the alternative operation of the switching contacts P1, P2 P3, or Q1, Q2, Q3 of a synchronous switch or of a valve element.
Fig. 3 shows the shape of the current and the voltage of the direct current obtained, according to the switching diagram of a three-phase current.
Figure 4 shows the shape of the curves of Figure 3 relative to a coordinate axis corresponding to the zero line.
-Fig. 5 shows the circuit diagram using valve elements.
Fig. 6 shows the application of the invention to a mercury straightener.
Fig. 7 shows the phase adjustment as a function of the current load by the emersion and immersion of displaced bodies. ceurs da, ns electrolytes.
Fig. 1 shows the three three-phase current conduits R, S, T, as they appear according to the new arrangement. The parts which, under normal load of the current, pass in the direct current circuit, are indicated by the solid lines of the curves.
Fig. 2 shows the alternative periods P1, P2 P3 or
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Ql, 02, Q3 of the direct current which are cut by valve elements, mercury rectifiers or rotary switches.
If, in figure 3, we draw the shape of the currents for example of the three phases of three-phase current R, S and T, we see that the voltage AB of the direct current is conditioned by the positive voltage at R and the voltage negative in S.
For period 5-6, the pace of. the tension is given by the surface E FC E. We immediately see that E F and G H are the minimum voltages and that the maximum voltage is found, at an intermediate point, on the section E H or F G, while otherwise H6 represents the minimum and E5 the maximum.
If now we take the ordinates EF and GH thus obtained, in figure 4, on line 5, 6, 7 ', 8, corresponding to zero, we obtain for direct current the curve EHJ at double pulse frequency with a significantly lower amplitude. Line MN 0 represents the shape of the voltage in the mercury rectifiers used up to now.We see by this that by the new process, the voltage of the direct current obtained is greater than the voltage of the three-phase, while up to now the tension of the contint was lower than that of the alternate. Therefore, the currents are proportionately lower when using the new process than in the alternating current rectifiers used to date.
The diagram shown in Figures 1-4 of the flow of current and voltage obtained with current rectifiers can be achieved as well with rectifiers with valve elements or reed as with mercury rectifiers or rectifiers with rotating switching contacts (closing fins).
Figure 5 shows, by way of example, a coupling for
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valve elements.
RS and T denote here again the three phases of an alternating current, each phase being formed in r and r ', s and s', t and t'. The! s, t, lead to the positive bar A, while the r ', s' t'. lead to the negative bar B.
The valve elements C ,, of suitable construction and nature are arranged in the branches r, s, t, in such a way that the current can flow only in the direction of the corresponding arrows. r ', s', t 'are intercalated the elements C' operating in the opposite direction, so that iqi also the currents can only flow in the direction indicated by the corresponding arrows.
It is therefore visible that in the case of three-phase current, the use of two times three elements is sufficient; no compensating current, for example, a current from S to R passing through rBS (for the case where S is at the maximum and R is close to the zero point), cannot be formed, because the valve element 0 of the shunt r would not allow current to flow in a direction opposite to the arrow. Devices of this kind, in which the various phases act directly on the positive and negative bars A and B, without passing through the neutral point, therefore have this characteristic that the voltage of the direct current AB is equal to 1 -73 times the voltage of three-phase compound current. As a result, the currents are lower and hence the losses are also lower.
Figure 6 shows the coupling in case of use of a mercury vapor rectifier. Here the EST phases of a three-phase current network are connected to the corresponding anodes A1, A2, A3 of a vapor rectifier of three-phase ordinary mercury Q, whose mercury P cathode is connected to the positive bar of the continuous gourant network. In addition, we have
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three other mercury vapor rectifiers V, W, X each have only one anode Y. These anodes are connected to the negative bar of the direct current network.
Each of the Z, Z, Z mercury cathodes of this rectifier is connected with one of the R, S, T pipes. The luminous arc of the V, W, X rectifiers must be maintained during the interruption of each phase. separated, by a weak auxiliary current, which can be taken from the direct current network.
Fig. = 7 shows the adjustment of the juxtaposition periods of the alternating phases as a function of the current load, when using electrolytic rectifiers. Here the closing period of the current circuit is determined by the immersion time of the synchronously rotating electrodes. This immersion time is modified by the change in the level of the electrolyte, so that by lifting and By descending the displacing bodies, the duration of immersion is modified, and hence the period of closure of the circuit and hence the duration of juxtaposition of the separate phases.
The rotating electrodes and the fixed electrodes which regulate the switching have not been shown in the drawing.
They are also found in the three tanks A1, A2 and A3 and close the circuit using the electrolytes B1, B2, B3. In the pipes R, S, T are inserted the magnetic coils C1, C @, C3 which tend to attract the iron cores Dl, D2, D3 towards the interior against the action of the springs El, E2, E3- These cores are rigidly connected with the displacing bodies FI, F2, F3 which regulate the level of electrolyte depending on the current load.
it is also very important to avoid any unforeseen current flow after switching off the corresponding phase, as could occur, for example, by spraying electrolyte on the metal casing or on the rotating part of
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switch. In order to avoid these accidental short circuits between the phases, it is recommended to insulate the internal wall of the rectifier, as long as inside the electrolyte liquid itself, the phase blade is not conductive.
For this purpose, it is advantageous to make the straightener envelopes of insulating material or, when they are of metal, insulating them with enamel or by means of a suitable process. Likewise, it is also advisable to isolate the axes of the rotary switch also by a coating or a gasket.
It goes without saying that the principle of the present invention can be realized in different forms, not mentioned in the description above, and which can vary in good proportions, without the scope of this invention being restricted in any way. anything.
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R, 'Eïi? Z CA1, tJY S.
1. Current rectifier, characterized by the fact that the direct current produced, has pulsations of double frequency and amplitudes reduced to half, avoiding the neutral conductor.
2. Rectifier characterized by the voltage rise of direct current with respect to the voltage of three-phase compound current.
3.Rectifier, characterized in that the alternating phases are juxtaposed during the alternation.
4. Rectifier according to claims 1 and 2. Characterized in that each phase is connected to each of the two direct current bars by an element (group of elements coupled in parallel or in series so that the two elements (groups of elements ) which belong to a phase, are coupled in the opposite direction.
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