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La présente invention est relative aux convertisseurs électriques comportant des valves à décharge dans lesquelles le courant est brusquement interrompu en vue d'être commute entre les différentes parties du circuit.
On a proposé de nombreux montages de ce genre dont le fonction- nement est basé sur l'interruption périodique du courant qui traverse une partie des valves et sur son transfert à un autre groupe de valves. Etant donne que, dans les valves à décharge, la grille est généralement incapable de couper le courant anodique, il est nécessaire d'abaisser, pendant un temps relativement court, le potentiel anodique de la valve au-dessous d'une car-
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-taine valeur critique.
Ce genre de commutation peut être réalisé d'une façon satisfaisante à l'aide d'un condensateur qui se décharge à travers la valve dans le sens opposé à celui du courant normal. L'interruption que l'on obtient de cette manière est 'pratiquement instantanée et elle a quelquefois pour ré- sultat la production de tensions transitoires excessives dans les différentes parties du circuit extérieur, surtout dans celles qui offrent de l'inductance.
La présente invention fournit les moyens pennettant d'effectuer les interruptions brusques du courant anodique, sans la production de surten- sions notables. Conformément à une forme de réalisation de l'invention, on prévoit un circuit spécial de décharge des surtensions qui apparaissent dans les éléments inductifs de l'ensemble, ce circuit de décharge comportant une résistance qui offre une caractéristique nettement négative en fonction de la tension. Il en résulte que les hautes tensions peuvent se décharger à, travers un conducteur à faible impédance, ce qui limite ainsi leurs valeurs maxima.
Le dessin joint représente, à titre d'exemple et d'unfaçon non limitative, deux formes de réalisation de l'invention.
La Fig.l est un schéma dans lequel on effectue l'interruption du courant continu à l'aide d'une valve électrique.
La Fig.2 représente un alterneur comportant l'application des moyens de l'invention.
Dans l'ensemble de la Fig.l, la source 10 à courant continu fournit, à travers la valve électrique 11, du courant unidirectionnel à une charge inductive représentée schématiquemtn per la résistance 12 et la réac- tance 13(il va de soi que ces deux éléments ne sont pas nécessairement sépa- rés). La valve 11 est munie d'une anode, d'une cathode et d'une grille de commande et elle est de préférence du type à décharge dans la vapeur ionisée.
Dans cette valve, l'amorcage du courant est déterminé par le potentiel de sa grille de commande; mais une fois amorcé, le courant ne peut plus être inter- rompu que par l'action du circuit extérieur.
Pour commander l'amorçage du courant dans la valve 11, on a con- necté la grille à sa cathode à travers un rhéostat limiteur 14 et une source réglable de potentiel de polarisation qui peut être constituée par la batte- rie 15, par exemple . Une capacité 16 est reliée en parallèle à la valve 11 à travers une valve auxiliaire 17 à grille de cornande, qui peut être, soit du
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type à vapeur, soit à grand vide. La conductibilité de la valve 17 est com- mandée par son circuit de grilla comportant une résistance limitatrice 18 et une source réglable de potentiel de polarisation, par exemple la batterie 19.
La capacité 16 peut tre chargée par tous moyens appropriés, de' sorte que sa polarité correspond à l'inversion du courant dans la valve 11.
Dans la disposition représentée, ceci est réalisé en connectant la capacité aux bornes de la charge 12-15 à travers une résistance limitatrice 29
Pour éviter la production de phénomènes transitoires dans les différentes parties du circuit représenté au moment de la coupure brusque du courant unidirectionnel traversant la valve 11, on a prévu un canal de déchar- .ge comportant une résistance 21 qui offre une caractéristique fortement néga- tive de l'impédance en fonction de la tension, corme par exemple la matière couverte par le brevet belge ? 352.309 du 22 juin 1988. On intercale de pré- férence, en série avec cette "résistance négativeù, un redresseur 22 en vue d'éviter que le courant de passe normalement par cette résistance et pour éviter aussi la décharge de la capacité 16.
Pour expliquer le fonctionnement de cet ensemble, on peut admet- tre que tout d'abord les grilles des valves 11 et 17 sont suffisamment néga- tives pour que le courant ne puisse pas s'amorcer dans ces dispositifs de dé- charge. Si on veut alimenter la charge 12-13, on rend la grille de la valve 11 positive pendant une courte durée qui est suffisante pour permettre au courant anodique de s'amorcer, après quoi on rend de nouveau la grille négative.
Pendant le passage du courant à travers la charge 12-13, là pleine tension à ses bornes est fournie, à travers la résistance 20 à la ca pacité 16 qui se charge au bout d'un temps relativement court} l'armature de droite de cette capacité 16 devient alors positive. Pendant cette période de charge du condensateur, le courant ne peut pas traverser la résistance 21, grâce au redresseur 22. D'une façon analogue, ce redresseur 22 empêche la dé- charge de la capacité 16.
Lorsqu'on désire interrompre le courant anodique de la valve 11, on rond positive la grille de la valve 17 pendant un temps très court, de sorte que la capacité 16 se décharge à travers la valve 11 dans la direction opposée à celle de son courant anodique normal, ce qui a pour résultat la suppression momentanée du courant dans la valve Il. Pendant la courte durée
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de suppression du courant anodique de la valve 11, la potentiel négatif de la grille de cette dernière suffit pour déioniser cette valve et pour empê cher son réamorqage.
L'énergie accumulée dans l'inductance 13 tend alors à produire des tensions disruptives dans le circuit extérieur, au moment de l'interrup- tion brusque du courant. Mais cette'tension aux bornes de l'inductance 13 se trouve limitée à une valeur sûre par la résistance 21 qui, comme indiqué plus haut, offre une caractéristique fortement négative, de sorte que les surten- sions sont dissipées d'une façon efficace et rapide dans ce circuit de déchar- ge. Il va de soi que le cydle exposé ci-dessus peut être répété et qu'on peut connecter ou déconnecter la charge 12-13 de la source 10.
Dans la Fig. 2, on a représenté une autre application de l'in- vention : Cette figure correspond à un alterneur transformant le courant conti- nu du circuit 30 en courant alternatif du circuit 31. t'ensemble comporte un transformateur 32 dont l'enroulement 33 est relié au circuit à courant alter- natif 31, et l'enroulement 32 muni d'un point intermédiaire est relié à une borne du circuit à courant continu à travers la réactance 35 d'égalisation.
Les bornes extérieures de l'enroulement 34 sont reliées à l'autre pôle du circuit à courant continu à travers les valves électriques 36 et 37 disposées en série avec une paire de valves auxiliaires 38 et 39.
-Une capacité de commutation 40 est connectée entre les points communs aux valves reliées en série. Chacune des valves 36 à 39 est pourvue d'une anode et d'une cathode et peut âtre d'un typa quelconque, mais il est préférable d'employer des valves à vapeur. Les valves 36 et 37 comportent des grilles de commande grce auxquelles on peut commander le facteur de puissan- ce du circuit à courant alternatif, ainsi que la fréquence du courant alter- natif débité, dans le cas où l'ensemble n'est pas relié à une source indépen- dante de force électromotrice.
En vue d'éviter, dans les différentes parties du circuit repré- senté, la production de tensions transitoires excessives qui, dans le cas considéré, peuvent avoir un effet dangereux sur le fonctionnement des valves, on a relié, entre les bornes extérieures de l'enroulement 34, un élément,à décharge 41 offrant une caractéristique fortement négative et analogue à l'élément 21 de la Fig.l.
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Les grilles des valves 36 et 37 sont reliées à leur circuit ca thodique cormnun à travers la résistance limitatrice 42, la batterie de pola- risation négative 43 et les moitiés opposées de l'enroulement secondaire du transformateur de grille 44. Le primaire de ce transformateur 44 peut être relié à toute source appropriée de potentiel alternatif offrant la fréquence qu'on veut fournir au circuit 31 ou si le circuit 31 est alimenté par une source indépendante de forme électromotrice, l'enroulement primaire du trans- formateur 44 peut être alimenté par cette source à travers un dispositif ap- proprié de déphasage, comme on le fait habituellement dans les appareils de ce genre.
Le fonctionnement de cet ensemble peut 'être exposé de la faqon suivante: en admettant que l'appareil fonctionne en alterneur transformant le courant continu du circuit 30 en courant alternatif dans le circuit 31, le courant passe d'abord de la borne positive au circuit à courant continu, et à travers la partie gauche de l'enroulement 34 et les valves 36 et 38 à l'autre pûle du circuit à courant continu, en induisant une alternance dans le transformateur 32.
Pendant cet intervalla la capacité 40 se trouve char- gée à travers la valve électrique 39, à une tension pratiquement double de celle du circuit à courant continu 30, et si le courant n'est pas transféré des valves 38 et 36 aux valves 39 et 37 après que la force électromotrice de l'enroulement 34 est réduite au-dessous de la valeur maximum, la capacité 40 maintient sa charge maximum, :puisqu'elle ne peut pas se décharger dans le sens opposé cà travers la valve 39.
Lorsque le potentiel de grille fourni par le circuit 45 change de sens et rend la valve 37 condustrice le potentiel de la capacité 40 ef- fectue le transfert du courant de la valve 36 à la valve 37, de sorte que le courant passe alors à travers la moitié de droite de l'enroulement 34 et par les valves 39 et 37, en induisant une alternance opposée dans le transforma- teur 32.
De cette manière, le courant est successivement commuté entre les valves 36 et 38 d'une part, et les valves 39 et 37 d'autre part, et du courant alternatif est fourni au circuit 31. Si la capacité 40 est relative- ment petite ou seulement suffisante pour commuter le courant entre les valves 36 et 37, l'énergie inductive des enroulements du transformateur 32 peut, au
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moment de l'inversion du courant dans 1'enroulement 34, charger la capacité . 40 à des tensions excessives. Ces tensions transitoires excessives peuvent provoquer le fonctionnement défectueux des valves électriques en amorçant des retours d'arcs ou des défauts de commande par grille.
Dans le cas considéré, ces difficultés sont éliminées à l'aide de la résistance 41 connectée aux bornes de l'enroulement 34 et offrant, com me précédemment, une caractéristique voltampère fortement négative. Cette résistance absorbe les surtensions, mais n'absorbe qu'un courant très faible à la tension normale.
Bien qu'on ait décrit et représenté deux formes de réalisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formas particulières, données simplement à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif, et que par conséquent toutes les variantes ayant marne principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus, rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.