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Redresseur polyphasé à, cathode à incandescence.
La présente invention est relative à un appareil re- dresseur de courant polyphasé et à un tube redresseur de ce genre comportant une cathode à incandescence.
Dans une installation de redressement, la courant dérive d'une source de courant alternatif, est habituellement amené à un tube redresseur à travers un transformateur. Le rapport de transformation de celui-ci est choisi de telle façon que la tension moyenne à laquelle la courant alternatif redressé est amené à un appareil de consommation, ait une valeur dé- terminée. Le prix du transformateur représente un pourcentage
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considérable des frais de premier établissement d'une telle installation et, de plus, une grande partie de l'espace occupa par l'installation est nécessaire pour le transformateur. En outre les pertes d'énergie se produisant dans le transforma- teur contribuent à réduire le rendement de l'installation.
En série avec les anodes des tubes redresseurs polyphasés sont montées habituellement des résistances de stabilisation. La perte d'énergie produite dans ces résistances par l'effet Joule diminue la rondement de l'installation.
-L'invention a pour but de convertir, avec une faible perte d'énergie, la courant dérivé d'un réseau à courant al- ternatif polyphasé, en courant continu à une tension normale et à. peu près constante pour différentes charges, sans l'emploi d'un tel transformateur et, de préférence, sans résistances de stabilisation. Si un réseau à courant contenu est remplacé par un réseau à courant triphasé de tension correspondante, l'invention permet de dériver de ce dernier réseau, avec une faible perte d'énergie et à une tension qui ne dépend sensi- blement pas de la charge, le courant nécessaire pour les ap- pareils à courant continu utilisés antérieurement.
L'appa- reil redresseur suivant cotte invention comporte un tube re- dresseur à atmosphère gazeuse et à, cathode à incandescence, de préférence une cathode à oxyde, et un transformateur à cou- rant de chauffage. L'appareil peut être raccordé à un réseau à courant alternatif polyphasé-et il est caractérisé en ce que les anodes du tunes redresseur sont reliées électriquement, sans Interposition d'un transformateur, aux points de raccor- dement des conducteurs de phase du réseau.
Dans un cas particulier, l'appareil redresseur suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un turbe redresseur fonctionnant avec une'tension de service telle, et/
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ou des impédances ayant une valeur telle que, lorsque l'appa- reil est raccorde au réseau à courant alternatif polyphasé, la valeur moyenne de la tension disponible du côté courant continu, soit au moins pour des charges normales, sensible- ment égale à la valeur effective de la tension de phase du réseau, ou à la valeur la, plus voisine, considérée comme normale pour du/courant continu.
Il est avantageux que les conducteurs reliant les anodes du tube redresseur aux points de raccordement, et les conducteurs conduisant, à l'intérieur de l'appareil, aux points de raccordement à courant contenu, ne possèdent pratiquement pas d'impédance.
Le tube-redresseur polyphasé conforme à l'invention est pourvu d'une cathode à incandescence (de préférence, une cathode à oxyde) et renferme une atmosphère gazeuse. Il est caractérisé en ce que, lorsqu'il est reccordé à un réseau à courant alternatif polyphasé, il fonctionne avec une tension de service telle que, au moins pour des charges normales, la valeur moyenne de la tension de sortie soit sensiblement égale à la valeur effective de la tension de phase du réseau ou à la valeur la plus voisine considérée comme normale pour du courant continu. Par l'expression "sensiblement" on entend ici que la valeur moyenne de la tension disponible peut va- rier légèrement, cas variations n'étant pas supérieures aux variations qui, en pratique, sont jugées admissibles dans des cas normaux.
Dans un mode de réalisation particulier, un tube redresseur suivant l'invention raccordé à un réseau à cou- rant triphasé dont la tension en étoile est de 220 Volts, fonctionne avec une tension de service telle que, au moins pour des charges normales, la valeur moyenne de la tension dis- n
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ponible soit sensiblement égale à 220 Volts. Une valeur moyenne convenable de la tension de service peut être de 38 Volts environ.
L'invention sera mieux comprise en se référant au des- sin annexé (sur lequel:
La fig.1 représente, à titre d'exemple, un schéma des connexions d'un appareil-redresseur suivant l'invention.
La fige 2 est une coupe verticale d'un mode da réali- sation d'un tube redresseur suivant l'invention et la fige 3 représente des courbes relatives au fonction- nement. sur la fige 1, les trois conducteurs de phase d'un sys- tème à courant triphasé sont désignés par 1, 2 et 3. La tension efficace existant entre ces conducteurs peut être par exemple, de 380 Volts. 4 désigne le conducteur neutre du systèmes de sorte qu'entre ce conducteur et les conducteurs de phase existe une tension dont la valeur efficace est de 220 volts.
Le aourant est conduit des points de reccordement à travers les fusibles 5 et l'interrupteur tripolaire 6 aux anodes 7,8 et 9 du tube à décharges 10. celui-ci est muni d'une cathode à incandescence il qui est allimentée par un petit transformateur auxiliaire 12, dont le primaire est re- lié aux conducteurs de phase 2 et 3, tandis que, au milieu du secondaires est branché un conducteur 13.
Celui-ci peut être relié, à travers une résistance 14, au pôle positif de l'appareil redresseur 1, dont le pôle négatif est relié par le conducteur 15 au conducteur neutre 4, 16 désigne un appareil de consommation par exemple un moteur à courant continu,* Le courant s'écoule alternativement d'un des conduc- teurs de phase 1, 2 et 3 à travers une des anodes 7, 8 et 9
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à la cathode 11, se divise sur les deux moitiés de l'enrou- lement secondaire du transformateur auxiliaire, s'écoule ensuite du branchement médian à l'appareil de consommation pour retourner au réseau.
Si les conducteurs conduisant aux points de raccorde- ment à courant continu n'ont pas d'impédance, le tube re- dresseur dont un mode de réalisation est représenté sur la fig. 2, a une tension de service telle que la valeur moyenne de la tension de sortie, au moins pour des charges normales, soitsensiblement égale à la valeur moyenne de la tension de phase du réseau ou à une valeur considérée comme normale pour du courant continu. Si on désire insérer une résistance 14 dans l'un des conducteurs à courant continu 13 et 15, on doit régler la valeur de la tension de service suivant la valeur de cette résistance. Il est évident qu'au lieu d'une résistance, on peut aussi employer une autre impédance, cette impédance étant Insérée, de préférence, dans le conducteur 15.
Sur la fige 2, le chiffre 17 désigne une ampoule de verre dont les deux bouts sont fermés par des pieds 18 et 19. La cathode à Incandescence 20 est supportée par les fils conducteurs 22 scellés dans le pincement 21. Les anodes 23, 24 et 25, qui peuvent être constituées par exemple par des pièces cylindriques de carbone, sont situées à. l'inté- rieur de petits tubes de verre 26, 27 et 28. Un peu en avant des anodes, oes tubes présentent un étranglement. Ce mode de construction sert à empêcher la production d'une décharge entre les anodes et à augmenter la tension de retour du tube, Pour cette raison, 11 n'est pas nécessaire de mon- ter des résistances de stabilisation en série avec les anodes.
Les fils conducteurs des anodes sont protégés contre @
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la désintégration par des tubes 29, 30 et 31 en matière isolante, par exemple en verre dur. Le tube à décharges peut âtre rempli d'argon à une pression de 0,73 mm environ.
La cathode à incandescence est constituée, de préférence par un fil-noyau de métal réfractaire, par exemple, de tungstè- ne, qui est enroulé en forme d'hélice à grand pas et/ou dia- mètre. sur ce noyau est enroulé hélicoidalement un second fil, par exemple de nickel, sur lequel est appliquée la matière à pouvoir émissif élevé, par exemple de l'oxyde de baryum, On peut aussi utiliser d'autres cathodes à incandes- cence, par exemple de tungstène, de thorium ou d'un alliage de molybdène et de thorium, mais il est préférable d'utili- ser des cathodes à oxyde parce qu'elles donnent un rendement plus élevé.
Grâce à la forme de l'hélice constituant la ca- thode, ce n'est pas seulement la partie de la surface de la cathode tournée vers l'extérieur, qui émet des électrons, mais c'est la surface entière, sur toute la circonférence du fil, qui participe à l'émission électronique.
Abstraction faite de faibles modifications provenant de circonstances accessoires, la courbe 32 de la fig, 3 re- présente la tension E qui peut exister entre la cathode et le conducteur neutre du réseau à courant triphasé auquel le tube est raccordé. Les courbes 33, 34 et 35 de cette figure représentent la tension existant entre les anodes et le con- ducteur neutre, Pendant le fonctionnement d'un tube redres- seur comme celui représenté sur la fig. 2, il s'établit une décharge à arc entre les électrodes. A chaque instant, la t ension e de l'arc est égale à la différence des tensions existant entre l'anode qui fonctionne et la cathode d'une part, et la conducteur neutre d'autre part.
Si la tension @ -
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du réseau varie sinusoidalement avec la temps, la valeur moyenne eg de la tension existant entre une anode et le conducteur neutre, prise pendant l'intervalle de temps durant lequel l'anode fournit du courant ( cet intervalle étant dans le cas représenté sur la fig.3, un intervalle de temps d'en- viron 1/6 période avant jusqu'à environ 1/6 période après le moment o ù cette tension atteint sa valeur maimum em) est
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de am 3 environ.
si on désigne la valeur effective de 2 = la tension en étoile par eeff'on peut écrire
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a, z 9 6 (1) si, en outre, la valeur moyenne de la tension existant entre 1a cathode et la conducteur neutre est désignée par Eg, la
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tension moyenne 210& de l'arc est égale â 3eeft 'i1' -Eg (2) 2 cette valeur pouvant être déterminée, par exemple, oscille- graphiquement.
Or, si l'on fait usage d'un réseau à courant triphasé dont la tension en étoile a une valeur efficace de 220 Volts, et si on désire une tension Eg de 220 Volts, il s'ensuit de la formule (2) que la tension ebg doit être de
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3 X 220 V6'¯ -220 1 == 38 Volts environ, 2 TT
Si on dispose d'un réseau . courant triphasé dont la tension composée a une valeur effective de 220 Volts, et si on désire que le tube redresseur fournisse une tension moyenne de 110 Volts, on trouve pour la tensionebg une valeur
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de 3 x 220'1 v2 -100 = également 38 Volts environ.
2û Comme la tension moyenne ebg de l'arc ne dépend sensiblement pas du ccurant, la tension disponible ne varie pratiquement pas avec la charge, Dans des conditions convenables,on peut mesurer, par exemple, que pour une intensité de courant va- riant entre 3mA et plus de 20 Amp., la tension ne change pratiquement pas, Comma les transformateurs d'énergie et les résistances de stabilisation sont devenus superflus, il est possible d'obtenir avec une installation de redressement com -
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portant un tube redresseur suivant l'invention, un rendement élevé, par exemple, de 95%, REVENDICATIONS.
1.- Appareil redresseur propre à être raccordé à un réseau à courant alternatif polyphasé, comportant un tube redresseur polyphasé à atmosphère gazeuse et à eathode à incandescence ( de préférence, une cathode à oxyde) et un transformateur à courant de chauffage, caractérisé en ce que les anodes du tube redresseur sont reliés électriquement, sans l'interposition d'un transformateur, aux points de raccordement des conducteurs de phase du réseau.