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"DISPOSITIF POUR CONVERTIR DES COURANTS A L'AIDE DE TUBES A VIDE A CATHODE INCANDESCENTE OU DE TUBES A ARC"
L'action de soupape, des tubes à vide à cathode in- candescente et des tubes à arc repose sur la différence de l'émission électronique à la cathode et à l'anode. On donne toujours à la cathode u.ne capacité d'émission supérieure à celle de l'anode, de sorte que le courant électronique ne peut jamais passer que da.ns la direction cathode anode.
Or, la né- cessités'impose souvent d'inverser le sens du courant dans la soupape, par exemple en vue de récupérer de l'énergie, dans le cas de redresseurs servant pour la traction sur voies
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ferrées, ou bien lorsqu'il s'agit d'émetteurs de télégraphie ou de téléphonie qui doivent en même temps fonctionner cornue récepteurs. Jusqu'à ce jour, on était obligé, dans des cas semblables, d'inverser les connexions du réseau de courant continu à la cathode de la soupape et au point neutre du. transformateur situé du côté alternatif . Cela. nécessite des dispositifs commutateurs spéciaux:.
L'objet de l'invention est un dispositif pour convertir des courants au moyen de tubes à vide à cathode in- candescente ou de tubes à arc avec ou sans espace de décharge en atmosphère de gaz ou de vapeur, sans modification des con- nexions des électrodes, dispositif dans lequel, suivant l'in- vention, les électrodes sont toutes réalisées sous forme d'é- lectrodes à émission électronique et peuvent alternativement servir d'anode ou de cathode.
Plusieurs exemples d'exécution de l'objet de l'in- vention sont schématiquement représentés au dessin dont les Fig. 1 et 2 montrent des soupapes à deux électrodes et les Fig. 5 et 4 des soupapes à plusieurs électrodes.
Dans toutes les Figures, A et B désignent les élec- trodes qui, suivant le sens de l'énergie dans la soupape, ser- vent alternativement d'anodes ou de cathodes. Ces électrodes sont réalisées de façon qu'elles soient le siège d'une forte émission électronique, que ce soit par émission Richardson dans le cas de cathodes incandescentes simples ou activées, ou par tache cathodique autothermiquement chauffée dans le cas d'élec- trodes solides ou liquides. T1désigne le transformateur de puissance alimentant la soupape et TG le transformateur pour l'alimentation de la grille G. W désigne le réseau à courant alternatif simple ou triphasé et N le réseau à courant continu.
Lorsque, dans une telle soupape dont les électrodes
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A et B sont reliées par l'intermédiaire du transformateur T1 à une source de courant alternatif, le courant ne doit cir- culer que dans un sens, par exemple de l'électrode A vers l'é- lectrode B suivant la Fig. 1, on bloque le sens de passage op- posé en appliquant à la grille G une charge convenable.
L'électrode A et l'électrode B peuvent indifféremment assumer le rôle de cathode grâce à leur émission électro- nique. Lorsque le courant redressé doit être dirigé de A vers B, il faut que B fonctionne comme cathode et A comme anode. Il faut donc toujours que la grille G soit chargée positivement lorsque l'électrode A est positive par rapport à 1.'électrode B.
Les électrons peuvent traverser les mailles de la grille G et le passage du courant dans la direction de A vers B est libre.
Dans le sens opposé, c'est-à-dire de B vers A, le passade du courant demeure bloqué par suite de la charge négative de la grille G par rapport à l'électrode A. On peut établir un point neutre pour la connexion du potentiel de grille aux transfor- mateurs de puissance T1 et de grille TG. On peut aussi choisir la valeur de crête de la, tension grille de manière que la connexion unilatérale de la grille à l'une des deux électrodes A et B suffise pour maintenir toujours négatif le potentiel de grille par rapport à la cathode active à l'instant considéré.
La tension grille peut également être appliquée aux électrodes par l'intermédiaire d'un diviseur de tension ohmique, inductif ou capacitif, ainsi qu'il est représenté à la Fig. 2 avec emploi de condensateurs C. Supposons qu'il s'agisse d'inverser le sens du courant dans la soupape de manière que le courant passe de B vers A; il faut que la grille G soit chargée posi- tivement en même temps que l'électrode B, ce qu'on réalise de la façon la plus simple en inversant les connexions de grille.
Pour régler l'intensité ou la tension du courant redressé dans la soupape on peut, de manière connue, appliquer la tension
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grille par l'intermédiaire d'un déphaseur P (régulateur d'in- duction), ainsi qu'il est indiqué à la Fig. 3 pour une soupape polyphasée. Pour la commande des grilles on peut aussi em- ployer un tube à effluves avec tension additionnelle. On peut également employer une tension continue et une tension alter- native branchées en série.
Aux Fig. 1 à 3 on a représenté des soupapes ou valves à cathode incandescente avec ou sans atmosphère gazeuse.
Mais l'invention ne se limite pas à ces modes d'exécution, et s'applique aussi sans autre difficulté au cas de redresseurs à vapeur métallique avec cathode à arc. La Fig. 4 en représente un exemple d'exécution. L'une des électrodes, B, est constituée par du mercure, et les autres électrodes sont des cathodes in- candescentes en avant desquelles sont placées des grilles de commande G. En cas de restitution d'énergie du réseau à courant continu G au réseau à courant alternatif W, l'électrode en mer- cure fonctionne comme anode. Lorsque le redresseur fonctionne normalement comme convertisseur statique de courant triphasé en courant continu, la faculté d'émission des anodes A n'est pas utilisée, parce que les grilles G ne sont également positi- ves que pendant le temps où les anodes correspondantes sont al- lumées.
Pendant le temps de blocage des anodes, a,lors que les anodes pourraient émettre des électrons , les grilles sont éga- lement chargées négativement, de sorte que le courant électro- nique dans la direction partant de l'anode demeure bloqué par suite de la charge négative de la grille. C'est seulement lors- que le redresseur doit fonctionner comme convertisseur stati- que centinu-triphasé, c'est-à-dire lorsque de l'énergie, est transmise du réseau à courant continu dans le réseau à courant triphasé, que les grilles G sont inversées, de sorte que le courant électronique est bloqué dans la direction des anodes et, par contre, débloqué dans le sens opposé.
Il en résulte
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que la tache cathodique sur B est tout d'abord amenée à s'é- teindre, après quoi les anodes A, en tant que cathodes in- candescentes, fournissent successivement du courant à l'anode en mercure, commune B à travers les grilles G périodiquement commandées à partir, du transformateur TG. Au lieu que la commande s'effectue par grilles on peut aussi la réaliser, de façon connue en soi, en appliquant dans l'ordre cyclique une impulsion de tension d'allumage à l'électrode fonctionnant comme anode à l'instant considéré.
D'autre part, dans le cas de tubes pourvus d'une pluralité d'électrodes émettait des électrons et fonctionnant alternativement comme anodes et comme cathodes, on peut choisir le coefficient d'accouplement et d'inclinaison de la caractéristique,de manière que le tube fonctionne de manière connue comme amplificateur.