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"DISPOSITIF POUR COMMANDER PAR ETINCELLES LES GRILLES ANODIQUES DE REDRESSEURS A SOUPAPE"
La commande par éclatement d'étincelle des grilles anodi- ques des redresseurs à soupape exige l'emploi d'un générateur d'étincelles. Comme tels on connaît les bobines de Ruhmkorff et les magnétos. Mais ces appareils comportent des pièces mobi- les (marteau ou trembleur, ou armature tournante suivant le cas) qui nécessitent de l'entretien et peuvent donner lieu à des dérangements. De plus, il faut veiller à ce que le syn- chronisme du mouvement mécanique avec la fréquence de commande nécessaire soit constamment assuré.
Mais on évite ces inconvénients si, suivant l'invention,
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on emploie pour produire les tensions disruptives, les cou- rants anodiques d'un redresseur auxiliaire alimenté par un courant polyphasé dont la fréquence est égale à la fréquence de commande nécessaire et dans lequel chaque courant anodique alimente l'enroulement primaire d'un transformateur dont l'en- roulement secondaire comporte un grand nombre de spires et fournit la tension nécessaire pour l'éclatement de l'étincelle.
En effet, chaque courant anodique ne dure normalement que pen- dant 1 de la période du courant alternatif appliqué, m dési- m gnant le nombre de phases du redresseur. Comme le courant ano- dique croît et décroît en pentes raides, il se produit dans l'enroulement secondaire du transformateur en question, au commencement et à la fin du passage du courant anodique, une tension extrêmement élevée qui suffit pour donner naissance à l'étincelle. Le nombre de phases du redresseur comme aussi de l'enroulement qui l'alimente se choisit avantageusement égal au nombre de grilles à commander pendant une période de commande complète, les grilles temporairement sautées comptant toutefois au même titre que les autres. De cette manière,chaque grille est donc commandée par au moins une ou même, en succes- sion cyclique, par plusieurs phases du redresseur auxiliaire.
Si, pour alimenter le redresseur auxiliaire et au lieu d'un courant polyphasé, on ne dispose que d'un courant mono- phasé, on peut réaliser de la manière suivante l'alimentation du redresseur auxiliaire en courant polyphasé ayant le nombre de phases désiré. Sur la tension monophasée donnée, on branche un nombre de circuits correspondant au nombre de phases désiré mais diminué de deux unités, chacun de ces circuits se compo- sant d'une réactance pure en série avec une résistance ohmique.
Toutefois, la succession et le rapport de la réactance à la résistance ohmique sont différents dans ces circuits parallèles,
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et on les choisit de manière telle que les vecteurs des ten- sions régnant entre le point neutre du système et les points de connexion de la réactance avec la résistance comprennent entre eux l'angle de phase afférent au système polyphasé dési- ré. En pratique, on peut obtenir le point neutre du système en branchant au réseau monophasé donné un diviseur de tension dont la borne médiane constitue le point neutre du système.
Les anodes du redresseur auxiliaire sont donc reliées aux points de jonction des réactances avec les résistances, par l'inter- médiaire des enroulements primaires des transformateurs four- nissant les étincelles, et les extrémités libres des dites résistances et réactances sont reliées aux pôles du réseau monophasé donné, tandis que la cathode est reliée à la borne médiane du diviseur de tension, au besoin par l'intermédiaire de résistances limitant l'intensité. De cette manière, sur les grilles du redresseur à commander et pendant une période de la fréquence de commande éclatent, dans l'ordre cyclique, m étincelles sans qu'on ait recours à des pièces animées de mou- vements mécaniques.
Divers exemples d'exécution de l'invention sont repré- sentés aux Fig. 1 à 3 du dessin. A la Fig. 1, N désigne un réseau triphasé donné. A ce réseau est branché l'enroulement primaire P1 du transformateur T1, dont l'enroulement secondaire Q1 est relié aux anodes A1 du récipient à décharge à vapeur de mercure G1. Le point neutre O1 de l'enroulement Q1 est relié au conducteur négatif du réseau à courant continu ( +) (- ), et la cathode de G1 au conducteur positif du dit réseau. H1 désigne les grilles de commande du récipient à décharge G1.
Pour commander celles-ci cycliquement à la cadence de la fré- quence du réseau N, on a prévu le dispositif suivant. Un trans-
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formateur T2, dont l'enroulement primaire P2 estégalement relié au réseau N, alimente par l'intermédiaire de l'enroule- ment secondaire Q2 le redresseur auxiliaire G, dont la ca- thode est reliée par l'intermédiaire de la résistance W au point neutre 02 de l'enroulement Q2.
Dans les conducteurs aboutissant aux anodes, c'est-à-dire entre les bornes de l'en- roulement Q2 et les anodes correspondantes du redresseur G, sont branchés un nombre correspondant de transformateurs T dont les enroulements primaires P3 sont alimentés par les cou- rants anodiques, tandis que leurs enroulements secondaires Q3 comportent un très grand nombre de spires, de sorte que, par suite des pentes ascendante et descendante très abruptes du courant anodique, il est induit dans ces enroulement des tensions très élevées qui se succèdent en phase dans le cycle de la fréquence primaire. Ce sont ces tensions qu'on emploie pour commander les grilles du récipient à décharge G1, du fait qu'elles provoquent l'éclatement d'étincelles sur les grilles H1.
Ces grilles H1 sont reliées en permanence par l'intermédiaire de résistances R au pôle (-) de la batterie B, dont le pôle (+) est relié à la cathode K1 du récipient G1.
Par conséquent, les grilles possèdent normalement un potentiel négatif par rapport à celui de la cathode K1, de sorte qu'elles bloquent le passage du courant dans le récipient G1. Les ré- sistances R possèdent un point neutre commun qui est relié au pont neutre des enroulements Q3, et il existe ainsi un nom- bre de circuits correspondant au nombre de phases du redres- seur G, et dont chacun est formé d'un enroulement Q3, d'une distance explosive F et d'une résistance R. Si donc il se produit une étincelle sur la distance explosive F, cette étin- celle élève pendant un court instant au-dessus du potentiel de la cathode K1 le potentiel de la grille H1 intéressée, de sorte
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que l'arc peut s'amorcer à l'anode correspondante.
Une fois' l'allumage effectué, la persistance et l'intensité de l'arc ne dépendent plus de la charge de la grille. L'arc ne s'éteint que lorsque le potentiel de l'anode tombe au-dessous de celui de la cathode. Comme les étincelles de grilles voisines se succèdent à des intervalles correspondant à un angle de phase, c'est-à-dire ici à des intervalles de 1/6 de période, on ob- tient donc une commande cyclique des grilles à la cadence de la fréquence primaire. Toutefois, il est possible de décaler l'instant d'allumage dans la période en réalisant le transfor- mateur T2 sous forme d'un transformateur tournant et en don- nant à l'enroulement primaire P2 un certain déplacement angu- laire par rapport à l'enroulement secondaire Q2.
Lorsque le réseau donné est monophasé on peut, même en ce cas, obtenir d'une manière simple une tension polyphasée pour l'alimentation du redresseur auxiliaire G. Considérant la Fig. 3, soit 6-3 le vecteur de la tension monophasée donnée; sur cette tension on peut brancher des combinaison de bobines de self et de résistances ohmiques ayant entre elles des rapports tels que, pour l'un de ces circuits, la tension 6-3 soit four- nie par les composantes 6-1 et 1-3. D'une manière analogue, avec d'autres combinaisons de ce genre, on peut obtenir les triangles vectoriels 623, 634 et 635. Il est possible de trou- ver en même temps pour les points 1, 3, 4 et 5 des positions telles qu'ils se trouvent aux sommets d'un hexagone régulier.
On obtient d'une manière simple le centre 0 au moyen d'un divi- seur de tension constitué par deux bobines de self Lo, Lo ou par un auto-transformateur.
La Fig. 2 montre le montage des résistances et des bobines de self employées. Soient N1 le réseau monophasé et Lo Lo le diviseur de tension dont la prise médiane est 0. En parallèle avec celui-ci se trouvent les combinaisons W1 L1, W2 L2, L4 W4
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et L5 W5, où L1, L2, etc.. désignent des bobines de self et W1,W2, etc.., des résistances ohmiques. Aux points 1, 2, 3, 4, 5 et 6 sont reliées, par l'intermédiairedes transformateurs servant pour produire les étincelles, les anodes du redres- 'seur auxiliaire. Comme il ne s'agit que de courants pour la polarisation des grilles, c'est-à-dire de courants extrêmement faibles, les dimensions de cet appareillage sont, elles aussi, faibles. Avant tout, on évite également l'emploi de commuta- teurs rotatifs usités dans les dispositifs de commande connus.
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"DEVICE FOR SPARING THE ANODIC GRILLS OF VALVE RECTIFIER"
Spark-burst control of anode grids in valve rectifiers requires the use of a spark generator. As such we know the Ruhmkorff coils and the magnetos. However, these devices include movable parts (hammer or shaker, or rotating armature as the case may be) which require maintenance and may give rise to disturbances. In addition, care must be taken to ensure that the synchronism of the mechanical movement with the required control frequency is constantly ensured.
But these drawbacks are avoided if, according to the invention,
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to produce the breakdown voltages, the anode currents of an auxiliary rectifier supplied by a polyphase current the frequency of which is equal to the necessary control frequency and in which each anode current supplies the primary winding of a transformer whose the secondary winding comprises a large number of turns and provides the tension necessary for the bursting of the spark.
In fact, each anode current normally lasts only during 1 of the period of the applied alternating current, m denoting the number of phases of the rectifier. As the anodic current increases and decreases in steep slopes, there arises in the secondary winding of the transformer in question, at the beginning and at the end of the passage of the anode current, an extremely high voltage which is sufficient to give rise to the anodic current. spark. The number of phases of the rectifier as also of the winding which feeds it is advantageously chosen equal to the number of grids to be controlled during a complete control period, the grids temporarily skipped counting however in the same way as the others. In this way, each gate is therefore controlled by at least one or even, in cyclic succession, by several phases of the auxiliary rectifier.
If, in order to supply the auxiliary rectifier and instead of a polyphase current, only a single-phase current is available, it is possible to supply the auxiliary rectifier with polyphase current having the desired number of phases as follows: . On the given single-phase voltage, a number of circuits are connected corresponding to the desired number of phases but reduced by two units, each of these circuits consisting of a pure reactance in series with an ohmic resistance.
However, the succession and the ratio of reactance to ohmic resistance are different in these parallel circuits,
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and they are chosen in such a way that the vectors of the voltages existing between the neutral point of the system and the points of connection of the reactance with the resistance include between them the phase angle relating to the desired polyphase system. In practice, the neutral point of the system can be obtained by connecting to the given single-phase network a voltage divider whose middle terminal constitutes the neutral point of the system.
The anodes of the auxiliary rectifier are therefore connected to the junction points of the reactors with the resistors, via the primary windings of the transformers supplying the sparks, and the free ends of said resistors and reactors are connected to the poles of the network. single-phase given, while the cathode is connected to the middle terminal of the voltage divider, if necessary via resistors limiting the intensity. In this way, on the gates of the rectifier to be controlled and during a period of the control frequency, m sparks burst, in cyclical order, without having recourse to parts animated by mechanical movements.
Various exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. 1 to 3 of the drawing. In Fig. 1, N designates a given three-phase network. To this network is connected the primary winding P1 of the transformer T1, whose secondary winding Q1 is connected to the anodes A1 of the mercury vapor discharge vessel G1. The neutral point O1 of the winding Q1 is connected to the negative conductor of the direct current network (+) (-), and the cathode of G1 to the positive conductor of said network. H1 designates the control grids of the G1 discharge vessel.
In order to control these cyclically at the rate of the frequency of the network N, the following device has been provided. A trans-
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trainer T2, whose primary winding P2 is also connected to the network N, supplies via the secondary winding Q2 the auxiliary rectifier G, whose cathode is connected via the resistor W at the point neutral 02 of winding Q2.
In the conductors leading to the anodes, that is to say between the terminals of the winding Q2 and the corresponding anodes of the rectifier G, are connected a corresponding number of transformers T whose primary windings P3 are supplied by the necks. - anode rants, while their secondary windings Q3 have a very large number of turns, so that, as a result of the very steep upward and downward slopes of the anode current, very high voltages are induced in these windings which follow one another in phase in the primary frequency cycle. It is these voltages that are used to control the grids of the discharge vessel G1, because they cause sparks to burst on the grids H1.
These grids H1 are permanently connected by means of resistors R to the pole (-) of the battery B, the pole (+) of which is connected to the cathode K1 of the receptacle G1.
Therefore, the gates normally have a negative potential with respect to that of the cathode K1, so that they block the passage of current in the container G1. The resistors R have a common neutral point which is connected to the neutral bridge of the windings Q3, and there is thus a number of circuits corresponding to the number of phases of the rectifier G, and each of which is formed by a winding Q3, with an explosive distance F and a resistance R. If therefore a spark occurs at the explosive distance F, this spark raises for a short time above the potential of the cathode K1 the potential of the grid H1 interested, so
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that the arc can strike at the corresponding anode.
Once the ignition is carried out, the persistence and intensity of the arc no longer depend on the load on the grid. The arc is only extinguished when the potential of the anode falls below that of the cathode. As the sparks from neighboring gates follow one another at intervals corresponding to a phase angle, that is to say here at intervals of 1/6 of a period, we therefore obtain a cyclical control of the gates at the rate of the primary frequency. However, it is possible to shift the ignition instant in the period by making the transformer T2 in the form of a rotating transformer and by giving the primary winding P2 a certain angular displacement with respect to secondary winding Q2.
When the given network is single-phase, it is possible, even in this case, to obtain in a simple way a polyphase voltage for the supply of the auxiliary rectifier G. Considering FIG. 3, let 6-3 be the vector of the given single-phase voltage; to this voltage it is possible to connect combinations of choke coils and ohmic resistors having between them ratios such that, for one of these circuits, the voltage 6-3 is supplied by the components 6-1 and 1- 3. In a similar way, with other combinations of this kind, we can obtain the vector triangles 623, 634 and 635. It is possible to find at the same time for the points 1, 3, 4 and 5 such positions. that they are at the vertices of a regular hexagon.
The center 0 is obtained in a simple way by means of a voltage divider consisting of two choke coils Lo, Lo or by an auto-transformer.
Fig. 2 shows the assembly of the resistors and the choke coils used. Let N1 be the single-phase network and Lo Lo the voltage divider whose middle tap is 0. In parallel with this are the combinations W1 L1, W2 L2, L4 W4
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and L5 W5, where L1, L2, etc. denote choke coils and W1, W2, etc., ohmic resistors. At points 1, 2, 3, 4, 5 and 6 are connected, by the intermediary of transformers serving to produce the sparks, the anodes of the auxiliary rectifier. As these are only currents for the polarization of the gates, that is to say extremely low currents, the dimensions of this apparatus are also small. Above all, the use of rotary switches customary in known control devices is also avoided.