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"DISPOSITIF DE CONTROLE DES APPAREILS A DECHARGE ELECTRIQUE"
Il est bien counu que l'énergie fournie par les appareils à décharge électrique, notamment les appareils à vapeur de mercure, peut être contrôlée au moyen de corps de commande disposés en général au voisinage des anodes.
Cet ensemble jouit des propriétés suivantes :
Par application préalable au corps de commande d'une différence de potentiel qui n'atteint pas, par rapport à la cathode, une valeur limite désignée par différence de potentiel d'allumage caractéristique du corps de commande, on empêche l'établissement de l'arc entre la cathode et l'anode commandée.
Aussitôt le potentiel d'allumage caractéristique du oorps de commande atteint, l'arc s'allume.
Lorsque, au contraire, l'arc est initialement allumé, le corps de commande est sans action sur lui, quel que soit le potentiel appliqué.
On supposera, afin de simplifier l'exposé, que le po-
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tentiel caractéristique d'allumage est égal à celui de la cathode.
Le réglage de l'énergie fournie s'obtient par utilisation partielle réglée de la période de débit possible des anodes, l'allumage de l'arc'étant retardé en conséquence par maintien du corps de commande à un potentiel inférieur au potentiel carac- téristique d'allumage.
Le déplacement du point d'allumage de l'arc s'obtient en déplaçant par rapport à la tension d'anode, l'instant auquel le potentiel du corps de oommande atteint en croissant le potentiel caractéristique d'allumage.
Ce déplacement peut être obtenu, par exemple, en appliquant entre le corps de commande et la cathode une différence de potentiel alternative prélevée à une source de même fréquence que celle du réseau d'alimentation des électrodes principales de l'appareil à décharge, la différence de potentiel entre le corps de commande et la cathode étant déplacée par rapport à la tension de l'électrode principale.
La tension appliquée au corps de commande peut aussi être.prélevée à une ou des sources de tension continue connectées périodiquement au corps de commande par exemple par l'intermédiaire d'un commutateur tournant, le déplacement relatif des contacts de ce commutateur provoquant un déplacement du point d'allumage par rapport à la tension d'anode.
Suivant l'invention on emploie comme source de tension pour l'alimentation des corps de commande une source de tension de fréquence multiple de celle de la tension d'alimentation des électrodes principales.
L'emploi d'une tension de fréquence f multiple de la fréquence F du réseau comme tension de contrôle des corps de commande présente de grands avantages, notamment facilité d'obtention d'un front d'onde raide et courte durée d'impulsion positive appliquée aux corps de commande.
Il est cependant nécessaire, si l'on désire oontrôler une fraction de la période normale de débit des anodes supérieu-
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re à 2 Ò x f/F, de prévoir des dispositifs annihilant l'action des ondes de la tension de commande autres que celle employée pour le contrôle de l'arc principal.
On indique ci-après diverses variantes caractéristiques de l'invention, les exemples cités, donnés seulement à titre indicatif, n'étant nullement limitatifs.
La fig. 1 des dessins ai-annexés montre un dispositif comportant une source de tension t2 destinée à alimenter les corps de commande G par l'intermédiaire de commutateurs C. La fréquence de la source T2 est multiple de celle de la source T1 alimentant les électrodes principales A d'un appareil à décharge électrique, supposé triphasé, dont la cathode est représentée en B et le réseau alimenté en E.
Des résistances R2 limitent les courants de commande.
On supposera tout'd'abord que le point neutre H est relié directement à la cathode B, les appareils R1, P, Q,S et t3 n'existant pas.
La fig. 2 montre le diagramme correspondant des tensions ; la courbe a est destinée à montrer la phase de la tension d'alimentation de l'anode dont la décharge est réglée par un corps de commande auquel est appliquée à l'aide du commutateur, une portion MN d'une tension b de fréquence multiple de la tension dtalimentation des électrodes principales et prélevée à la source de tension t2, La tens ion b est représentée par rapport à la cathode. Le déplacement du point d'allumage T est obtenu en décalant simultanément les tensions t2 et les contacts du commutateur de façon à toujours extraire la'même portion MN de la courbe b.
On remarque que le commutateur ne met les corps de commande en ou hors service que lorsque la tension ) est négative, ce qui permet de travailler dans d'excellentes conditions de commutation, car les courants traversant les corps de commande sont très faibles lorsque ceux-ci sont négatifs.
L'allumage de l'arc s'effectue dans de bonnes conditions de précision car aux environs de T le potentiel du corps de com-
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mande passe rapidement d'une valeur négative à une valeur positive par rapport à la cathode. Le temps t pendant lequel le corps de commande reste à un potentiel supérieur à celui de la cathode peut être réglé de façon à ce que le corps de commande soit déjà à un certain potentiel négatif lorsque se produit l'extinction de l'arc, le fonctionnement étant ainsi le meilleur.
La grandeur de ltintervalle de temps t peut être modifiée, soit par changement de fréquence de la source t2, soit par variation du potentiel du point neutre H de la source t2 par rapport à la cathode.
A cette deuxième fin l'on introduira éventuellement entre le point neutre H et la cathode B une source extension continue Q connectée en opposition aveo une source de tension continue P.
Suivant que la tension de la source Q sera choisie inférieure ou supérieure à celle de la source P la durée du temps t sera diminuée ou augmentée.
Dans l'exemple de réalisation représenté fig. 1 la tension Q est fournie par un redresseur auxiliaire S dont le primaire du transformateur d'alimentation t3 est branché sur les extrémités de phase secondaire du transformateur d'alimentation de l'appareil à décharge.
On peut aussi connecter les corps de commande à une source de tension les maintenant à un potentiel négatif vis-àvis de la cathode pendant la fraction de la période de fréquence F durant laquelle ils ne sont pas connectés à la source de tension t2.
'La fig. 1 montre en pointillé la réalisation oorrespondante; les corps de commande sont reliés par l'intermédiaire de résistances R1 au pôle négatif de la source de tension continue P dont le pêle positif est connecté à la cathode B de l'appareil à décharge.
Il est également possible de prélever cette tension de polarisation sur le circuit d'entretien de l'appareil ou éventuellement sur une résistance potentiomètrique dérivée aux bornes du
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réseau E.
La figure 3 représente un autre exemple de réalisation de l'invention, comportant une source de tension t2 destinée à alimenter les corps de commande G par l'intermédiaire de la soupape S.
La fréquence! de la source t2 est multiple de celle F de la source T1 alimentant les électrodes principales A d'un appareil à décharge électrique, supposé triphasé, dont la cathode est représentée en B et le réseau alimenté en E.
La soupape S est munie de corps de commande g alimentés au travers de résistances R4 par une source de tension de fréquence F et dont le point neutre est connecté à la borne négative de la source de tension continue Q reliée d'autre part à la cathode D de la soupape S.
L'entretien de l'arc de la soupape S est assuré par un transformateur dont le secondaire alimente les anodes d'entretien e. Le courant d'entretien est limité par une résistance R5.
Le primaire du transformateur t4 est connecté aux extrémités de phase secondaire de la source T1. Cette dernière peut aussi alimenter, par l'intermédiaire d'appareils changeurs de phase, la source de tension t3.
Les corps'de commande G sont polarisés négativement par rapport à la cathode B au moyen d'une source continue P.
Des résistances R1, R2, R3 limitent les courants de commande.
Le fonctionnement électrique de l'ensemble est expliqué en regard de la fig. 4.
La partie inférieure du diagramme se rapporte à la soupape auxiliaire S.
La courbe b représente la tension d'un des enroulements de la source t2; la tension du corps de commande correspondant g étant montrée en c, la composante continue que présente la tension c par rapport à la cathode valant Q.
On voit que dans chacun des enroulements d'alimentation de la soupape S passeront, à la fréquence F, des ondes de courant
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telles que MN, élevant le potentiel des corps de commande G par rapport à la cathode B.
La partie supérieure du diagramme se rapporte à l'appareil à décharge électrique lui-même.
Elle montre comment l'onde de tension MN se superpose en M'N' à la tension négative P appliquée en permanence aux corps de commande G. La courbe a est destinée à indiquer la phase de la tension appliquée à une anode A dont l'allumage est réglé par la position du point d'intersection T de la courbe M'N avec l'axe représentatif du potentiel de cathode assimilé au potentiel d'allumage caractéristique du corps de commande.
Le réglage de l'énergie transmise par l'appareil principal à décharge électrique s'obtient par déplacement simultané des tensions ) et ± provoquant ainsi un déplacement correspon- dant du point d'allumage T dans la période.
La fig. 5 représente le schéma d'une autre réalisation de l'invention.
Un transformateur Tl alimente les anodes A d'un appareil à décharge électrique, supposé triphasé,dont les corps de commande sont représentés en G et la cathode en B.
Les corps de commande sont connectés au travers de résistances Ri au pôle négatif d'une source de tension continue P dont le pôle positif est connecté à la cathode.
A ces mêmes corps de commande sont connectés les plots U,v et W d'un distributeur D dont le balai b, donnant contact à la fréquence du réseau T1, est relié à la cathode d'une soupape S. Celle-ci est alimentée par une source de tension dont la fréquence est égale au produit de la fréquence du réseau T1 par le nombre de phases d'alimentation de l'appareil à décharge ou à un multiple de ce produit.
L'autre extrémité de la source t2 est connectée à la cathode B, avec interposition de la source'P.
Le transformateur t3, dont le primaire est dérivé aux extrémités de phase secondairè de Tl, assure l'alimentation du circuit d'entretien de la soupape S.
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Le fonctionnement de l'ensemble se comprend aisément en se reportant à la fig. 6 donnant le diagramme des tensions.
La courbe a montre la phase de la tension d'alimentation d'une anode au corps de commande de laquelle est appliquée une tension b composée périodiquement d'une partie constante négative fournie par la source continue P et d'une partie variable MN prélevée à la source t2 par l'intermédiaire du distributeur D et de la soupape S. '
Le déplacement du point d'allumage T, donc le réglage de l'énergie transmise par l'appareil à décharge électrique, s'obtient en déplaçant, par rapport à la tension d'anode a, la tension fournie par la source g2.
Si l'amplitude du réglage l'exige, la position relative du balai b et des contacts U,V et W sera modifiée simultanément de façon à ce que toujours la même onde de la tension.:!2 soit appliquée au même corps de commande.
Il est à remarquer que le distributeur fonctionne dans de très bonnes conditions, car grâce à la soupape S il ne ferme ou ouvre les circuits des corps de commande que lorsque ceux-ci sont sans courant.
La durée t du temps pendant lequel le corps de commande reste positif par rapport à la cathode peut être modifiée soit en variant la fréquence de la source t2, soit en interca- lant entre celle-ci et la cathode B une source de tension continue élevant ou abaiasant le potentiel de t2 par rapport à la cathode B.