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"DISPOSITIF POUR LE REGLAGE DES REDRESSEURS, DES INVERTISSEURS OU DES CONVERTISSEURS STATIQUES A CATHODE A ARC OU CATHODE INCANDESCENTE ET A DECHARGE EN ATMOSPHERE GAZEUSE OU DE VAPEUR"
Les grilles de réglage montées devant les anodes des redresseurs, des invertisseurs ou des convertisseurs statiques à cathode à arc ou cathode incandescente et à décharge en atmosphère gazeuse ou de vapeur sont utilisées aussi bien pour modifier le moment de l'allumage des anodes que, plus récemment, pour produire l'extinction prématu- rée de l'arc qui jaillit de l'anode à la cathode. On a constaté que les ouvertures de passage des grilles doivent être beaucoup plus petites pour la commande de l'extinction
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de l'arc d'anode que pour la commande du changement du moment de l'allumage des anodes.
A l'intérieur des enveloppes de guidage de l'arc qui entourent les a- nodes, les grilles de réglage sont placées directe- ment devant les anodes correspondantes. Un montage qui doit servir dans les deux buts doit donc résou- dre deux problèmes différents.. D'une part, pour le réglage de l'instant de l'allumage, il doit assurer l'allumage de l'arc d'anode à l'instant convenable.
On obtient ce résultat en reliant la grille de ré- glàge, par l'intermédiaire d'une résistance, à l'a- node correspondante ou au pôle positif d'une source séparée de courant d'allumage. Pour obtenir le change- ment de vitesse du moment de l'allumage des anodes, on a proposé de relier les grilles de réglage à l'a- node correspondante par l'intermédiaire de tubes lu- minescents, c'est-à-dire de tubes à décharge silen- cieuse automatique et ayant une tension d'allumage déterminée. Il faut, d'autre part, que le montage as- sure à un instant quelconque l'extinction à l'aide de la grille de réglage de l'arc d'anode après que celui-ci a été allumé.
On obtient cette extinction ou cette coupure du courant d'anode en reliant la grille de réglage correspondante par l'intermédiaire d'une résistance au pôle négatif d'une source séparée de courant d'extinction. Dans certaines circonstances et lorsque les pressions de gaz et de vapeur dans l'es- pace compris entre la grille et l'anode sont petites, il peut être suffisant de couper la grille de réglage de toute liaison électrique ou de la relier à la ca- thode. Pour pouvoir exécuter ces manoeuvres, on a dé-
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jà proposé différents appareils à contact mécaniques qui tournent à la vitesse synchrone donnée par la fré- quence du réseau ou à une vitesse quelconque quand il s'agit d'invertisseurs.
Ces appareils à contact de- viennent naturellement plus compliqués que ceux uti- lisés dans le cas où il ne faut assurer qu'un seul réglage, en raison du double rôle qu'ils doivent rem- plir.
L'objet de la présente invention consiste donc en un dispositif pour le réglage des grilles des redresseurs, des invertisseurs ou des convertisseurs statiques à cathode à arc ou à cathode incandescente et à décharge en atmosphère gazeuse ou de vapeur, dans lequel on évite l'utilisation d'appareils de contact rotatifs, notamment pour l'extinction anticipée de l'arc d'anode, et dans lequel, conformément à l'in- vention, les grilles de réglage placées immédiatement devant les anodes sont reliées au pôle négatif d'une source de courant par l'intermédiaire de tubes de décharge (tubes à décharge silencieuse ou tubes électroniques) dans lesquels règne le vide ou qui sont remplis de gaz ou de vapeur.
Les Fig. 1 à 7 du dessin représentent schéma- tiquement des exemples d'exécution de l'invention ap- pliquée à un appareil à vapeur de mercure. Dans cha- cun des cas, l'application n'a été représentée que sur une seule anode de l'appareil.
Sur les Figures, a désigne un redresseur, un invertisseur ou un convertisseur statique comportant les anodes h entourées des enveloppes s. pour guider l'arc. Ils comportent en outre une cathode de mercure
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k; detedésignent des grilles montées devant les ano- deaf à l'intérieur des enveloppes.
La grille d est re- liée constamment à l'anode par l'intermédiaire de deux résistances r1 et r2, tandis que la grille a. est cons- tamment reliée à l'anode par l'intermédiaire de la ré- sistance r2. g désigne un tube à décharge silencieuse normal, :IL est un transformateur fournissant la tension d'extinction, dont on utilise la demi-onde de tension négative, f. est une source supplémentaire de courant continu et i la charge du circuit à courant continu.
Avec ce montage, un déplacement de l'instant de l'al- lumage des anodes n'est pas possible, c'est-à-dire que l'allumage des anodes se produit à, l'instant où il doit s'effectuer normalement, c'est-à-dire, dans le cas de courant alternatif, lorsque la tension passe par zéro, et, dans le cas où on utilise une tension d'allumage donnée par une source de courant continu, après disparition de la tension de grille négative.
Pour produire l'extinction prématurée du courant d'a- node, on règle la tension du transformateur :IL de façon que le tube à décharge silencieuse g s'allume à l'instant désiré et que, de cette façon, une tension négative par rapport à l'anode h, suffisante pour l'extinction du courant d'anode, soit appliquée à la grille d. La source additionnelle f. de courant con- tinu, à la tension continue de laquelle se superpose la tension alternative du transformateur, n'est néces- saire que si la durée de l'interruption du courant d'a- node doit être supérieure à une demi-période du courant du transformateur.
Une grille de commutation a. montée
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devant la grille de réglage d sert à faciliter l'allu mage de l'anode du redresseur a qu'on veut commander et à couper les surtensions dans le sens du courant qui se produisent à l'extinction du courant d'anode.
Dans ce cas, l'extinction du courant d'anode est obte" nue par polarisation négative de la grille par rapport à l'anode.
La Fig. 2 représente un autre exemple d'exé cution. Dans cet exemple, l'allumage est amorcé sans décalage de l'instant de l'allumage du courant d'ano- de, par la liaison permanente de la grille de régla.. ge d avec l'anode par l'intermédiaire des résistan- ces r1 et r2 comme dans la Fig. 1. On obtient l'extinc- tion du courant d'anode en polarisant la grille de ré- glage d négativement par rapport à la cathode k. par l'intermédiaire du tube à décharge silencieuse g et du transformateur t, ainsi que par l'application de la tension additionnelle L.
Avec le schéma de la Fig. 3, on peut modifier aussi bien le moment de l'allumage que celui de l'ex- tinction. L'allumage est obtenu par l'intermédiaire du tube à décharge silencieuse g1 et du transforma- teur t1 à tension variable par rapport à l'anode, et l'extinction par l'intermédiaire du tube à décharge si- lencieuse g2, du transformateur t2 et par application de la tension additionnelle f2 par rapport à la catho- de. Dans l'exécution de la Fig. 3, la soupape a fonc- tionne en convertisseur statique, c'est-à-dire que le courant continu de la machine i est transformé en courant alternatif qui peut être recueilli sur le transformateur t.
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On peut naturellement intervertir à volonté les points de comparaison des tensions de grilles, aussi bien pour l'allumage que pour l'extinction.
Les manoeuvres obtenues à l'aide de tubes à décharge silencieuse de construction normale peuvent également être amorcées à l'aide de tubes à décharge silencieuse ou da tubes électroniques réglés par grille. Comparés aux tubes à décharge silencieuse nor- maux, les tubes à décharge silencieuse et les tubes électroniques à grille de réglage ont l'avantage qu'on peut régler l'instant de l'allumage à volonté non pas par une tension additionnelle, mais par modification de la tension de grille.
La Fig. 4 représente un exemple d'exécution pour le réglage de l'extinction à l'aide de tubes élec- troniques. Dans cet exemple, la grille de réglage d est constamment reliée par l'intermédiaire d'une ré- sistance r2, à l'anode b1 de façon que le courant d'anode puisse s'amorcer à l'instant où l'allumage doit se produire normalement. La tension d'extinction est donnée par un transformateur t2 dont l'enroulement secondaire alimente la cathode incandescente des tu- bes électroniques v1, v2, v3 à grille de réglage. Le transformateur t2 comporte un enroulement supplémen- taire dont les deux extrémités sont reliées aux anodes des tubes v1 à v3 d'une part, et aux grilles de régla- ge d1 àd3 d'autre part.
Le courant de grille négatif qui prend naissance à l'extinction du courant d'anode traverse les tubes; à v3 et peut être libéré par la grille h à l'instant désiré. On prend la tension de
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grille à appliquer à la grille h des tubes v1 à v3 sur une résistance potentiométrique , à l'aide de laquel- le on peut régler à volonté l'instant de l'extinction.
La résistance potentiométrique s peut être branchée directement aux bornes de la phase du transformateur principal T1 avec interposition d'une bobine de self 1 ou encore être branchée sur un transformateur auxi- liaire. Pour simplifier la figure, ce transformateur auxiliaire et les connexions pour les autres anodes et grilles n'ont pas été représentés.
Pour régler également d'après le même principe l'instant de l'allumage, on peut utiliser le schéma . représenté par la Fig. 5. Les tubes V1 V2 et V3 servent au réglage du point d'extinction, tandis que les tubes V4, V5 et V6 amorcent l'allumage du courant d'anode. Le changement du moment de l'allumage est ob- tenu à l'aide de la résistance potentiométrique s2 qui est branchée par l'intermédiaire d'un condensa- teur C aux bornes de la phase du transformateur prin" cipal T1, tandis que le décalage du moment de l'extinc- tion est obtenu à'l'aide de la résistance potentiomé trique S1. Le condensateur C du circuit de réglage de l'allumage et l'inductance 1 du circuit de réglage de l'extinction permettent la succession convenable dans le temps des deux opérations de réglage.
On peut, d'autre part, régler les moments de l'allumage et de l'extinction du courant d'anode à l'ai- de des temps de charge et de décharge d'un condensateur qui se charge ou qui se décharge à travers une ou plu- sieurs résistances réglables ou des inductances et des
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sources de courant. Un exemple d'exécution de ce genre est représenté dans la Fig. 6. Dans ce montage .des convertisseurs statiques, les grilles de réglage d sont alternativement chargées positivement et néga- tivement par les circuits de condensateurs C1 et C2.
On peut régler à volonté la fréquence de la manoeuvre d'allumage et de la manoeuvre d'extinction en modifiant lesconstanteede temps, c'est-à-dire en modifiant les . résistances, les inductances ou la capacité des circuits de condensateurs. Sur la Figure, on n'a représenté que le schéma pour une seule anode du convertisseur sta- tique, ce schéma se répétant de la même manière pour toutes les autres anodes. Les soupapes V1 et V2, par l'intermédiaire desquelles les condensateurs C1 et C2 sont chargés, peuvent naturellement être remplacées par des tubes à décharge silencieuse ou des tubes élec- Ironiques à grille de réglage.
Toutefois, les exemples de montage qui vien- nent d'être indiqués n'épuisent nullement les appli- cations possibles du dispositif de réglage de l'ex- tinction. On peut, entre autres, combiner avec ces dis- positifs des relais et des organes régulateurs. C'est ainsi que la Fig. 7 représente le réglage de l'ex- tinction d'une machine à courant continu M pour obte- nir une tension continue de valeur constante. L'enrou- lement d'excitation F est alimenté par une source à, courant continu G et par l'intermédiaire d'une sou- pape munie du dispositif de réglage de l'extinction.
La chute de tension partielle dans la résistance ré- glable s allume le tube à décharge silencieuse g pour
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une tension rigoureusement déterminée aux bornes de la machine. Lorsque le tube g est allumé, la grille de réglage d de la soupape y. est polarisée négativement et le courant d'extinction de la machine est ra- mené.4 une valeur plus faible limitée par la résistan- cer de la grille de commutation e. Dès qu'on a atteint la tension pour laquelle le tube à décharge silencieux se g s'éteint, le tube y. laisse de nouveau passer la totalité du courant d'excitation.
Dans cet exemple éga- lement, le tube à décharge silencieuse g et le poten- tiomètre s peuvent être remplacés d'une façon simple par un tube à décharge silencieuse ou par un tube électronique à grille de réglage. On rappelle encore que de très nombreuses variantes de montage sont pos- sibles à l'aide desquelles on peut obtenir avec les éléments principaux indiqués (tubes à décharge silen- cieuse et tubes électroniques) combinés avec les* grilles de réglage dimensionnées spécialement, le réglage quel- conque non seulement du point d'allumage, mais aussi du point d'extinction.