<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTTIONNEMENTS AUX INSTALLATIONS ELECTRIQUES DE HAUTE TENSION.-
La présente invention concerne les installations électriques dans lesquelles de l'énergie électrique sous haute tension est envoyée à un dis- positif de charge qui, pendant la fonctionnement, peut provoquer des court%loir- cuite ou das variations brusquas de la aharge Par exemple, de tels dispositifs da charge peuvent consister en tubes à décharge thermionique dont la circuit ano- dique est alimenté sous haute tension et, notamment, de tels tubas à décharge démontables à Vidage continu dans lesquels il peut..
sa produire des défauts tels qua des décharges et des arcs dans les gaz résiduels- L'invention conviant éga- lamant pour l'alimentation de ces tubes à décharge sous haute tension pendant la procédé de formation, c'est-à-dire la période préliminaire de vidage et de déga- zéification qui est nécessaire avant que ces dispositifs puissent fonctionner
<Desc/Clms Page number 2>
normalement de façon satisfaisante- L'invention est également applicable à la précipitation des poussières ou autres particules solides contenues dans l'atmosphère suivant le procédé connu conformément auquel deux électrodes placéss dans l'atmosphère à une certaine distance l'une de l'autre sont sou- mises à une différence de potentiel élevée*
Une installation électrique conforme à l'invention comprend,
en combinaison, un dispositif de charge à courant continu fonctionnant sous haute tension,par exemple environ 5.000 volts, dans lequel peuvent se produi- re , pendant le fonctionnement, des court-circuits ou des variations brusques de la charge, un transformateur ou générateur à métadyne ayant au moins deux enroulements d'armature reliés à leur collecteur respectif , l'un des enrou- lements et son collecteur, appelés respectivement enroulement et collecteur primaires,'tant reliés au dit dispositif de charge par l'intermédiaire des balais dits balais primaires, et les moyens pour connecter l'autre enroule- ment et son collecteur, appelés respectivement enroulement et collecteur se- condaires,par l'intermédiaire de balais dits balais secondaires, avec une source de courant continu de basse tension, notanment de l'ordre de quelques centaines de volts.
Une métadyne est une machine rotative construite pour trans- former du courant continu de tension constante et d'intensité variable en un courant pratiquement constant sous tension variable ou bien en un courant variant suivant une certaine loi déterminée en fonction de la tension* L'ap- pareil comprend sous sa tourne la plus simplet un rotor pourvu d'enroulements et un collecteur analogue à l'induit d'une machine dynamo-électrique à cou- rant continu* Ordinairement, le collecteur porte deux paires de balais, le courant primaire entrant et sortant par la première paire de balais et le courant secondaire passant par l'autre paire- Le rotor est entraîné à vites- se constante par un moteur extérieur ,
ou bien d'autres moyens sont prévus suivant lesquels la puissance totale fournie à la métadyne est ajustée auto- matiquement de manière à être égale à la somme de la puissance de sortie de la métadyne et des pertes dans la machiner à la vitesse particulière désirée de manière à maintenir l'induit en rotation à cette vitesse* Le courant pri- maire traversant les enroulements rotoriques engendre un flux primaire de di- rection fixe- Ce flux, recoupé par les conducteurs,
engendre une force élec-
<Desc/Clms Page number 3>
-tro-motrice dans ceux-ci* Le secondaire peut débiter un courant constant sous me tension variable* La stator intervient pour ménager des circuits magnéti- ques de retour de f aible réluctance pour les flux qui sont engendrés par les courants rotoriques et ce stator peut comporter des enroulements engendrant des flux magnétiques se combinant avec les flux magnétiques engendrés par les courants primaire et secondaire circulant dans la rotor pour contrôler le fonctionnement électromécanique de la machine* La description de la construc- tion générale et du fonctionnement des machines métadynes sera trouvée dans un article intitulé "Esquisse sur la métadyne" par J.M.PESTARINI dans le Bul- letin Scientifique A.I.M. -N 4- ;
avril 1931 de l'Association des Ingénieurs Electriciens,publié par l'Institut Electrotechnique Montéfiore à Liège.
Avec la disposition conforme à la présente invention,dans le cas d'un défaut tel que l'amorçage d'un arc, le courant secondaire tend à augmen- ter, mais en raison des caractéristiques particulières de la métadyna, cette augmentation s'arrêtera très rapidement et en marne temps, la tension secon- daire décroîtra très rapidement jusqu'à disparition dù défaut- Immédiatement après, cette tansion secondaire croîtra de nouveau et, si le défaut est de na- turc temporaire, les conditions normales de fonctionnement se rétablissent très rapidement*
Dans la disposition conforme à l'invention, la source de basse tension peut fournir une tension pratiquement constante et,
en vue de limiter le courant primaire lorsque le circuit secondaire est ouvert, on peut intro- duire une résistance dans le circuit primaire ou bien la métadyne peut être pourvue d'un enroulement inducteur connecté en sgrie avec les balais primaires et la source de basse tension, et disposé pour produire aux bornes des dits balais une force électromotrice opposée au courant primaire. La source de basse tension peut être constituée par un générateur que l'on appellera plus loin "générateur primaire' couplé mécaniquement à la métadyne.
Le générateur primaire et la métadyne sont entraînés par un moteur électrique ou autre pré.. vu pour pouvoir ajuster la vitesse de manière à contrôler la puissance four- nie par la métadyne- Conformémant à une autre forme de l'invention, une installation électrique destinée à alimenter on énergie électrique de haute tension conti- nue, un dispositif de charge dans lequel peuvent se produire, pendant le fonc- tionnement, des courtcircuits ou des variations brusques de charge, comprend un
<Desc/Clms Page number 4>
un transformateur au générateur à métadyne, un générateur primaire tel que décrit plus haut,et un dispositif d'excitation pour le dit générateur primai- re,
permettant de faire varier la tension engendrée par le générateur primaire conformément aux variations du courant que ce dernier fournit à la métadyne- Lorsque les conditions sont telles que la tension primaire tombe lorsque le courant primaire augmente, la tension primaire diminue lorsque le circuit se- condaire est ouvert, ce qui limite le courant primaire- D'autre part, la tension du générateur primaire peut 'être amenée à tomber lorsque le courant- primaire diminue de manière à limiter le courant secondaire avant l'action de la métadyne en cas de courtcircuit du secondaire- Dans ce cas, pour limiter le courant primaire résultant de l'ouverture du circuit secondaire,
le générateur
EMI4.1
primaire est disposé pour se saturer magnétiquement de manière à limiter suf- fisarmment la tension primaire, on peut employe, comme décrit plus..,haut, des moyens comprenant une résistance dans le circuit primaire ou un enroulement supplémentaire sur la métadySLe* Une telle disposition est spécialement utile lorsqu'on désire obtenir, dans le cas du cour4airanit, un courant secondaire inférieur ou courant secondaire nonnal.
Le transformateur ou générateur à métadyne peut être connecté en série avec un générateur qui n'est pas une métadyne, de manière à obtenir la haute tension désirée, l'autrectgénérateur fournissant à peu près la moitié de la tension totale engendrée* Une telle disposition réalisera la régulation désirée du courant de charge, notamment le courant de charge sera limité en
EMI4.2
oourtoirouit puisque dans cette condition la métadyne est capable de dévelop- per une tension inverse plutôt que de laisser le courant ar0ittemonnalemant.
On peut prévoir plusieurs générateurs dont les bornes de sortie sont connec- tées en série l'une avec l'autre de manière à réaliser la tension voulue'
EMI4.3
Les dits générateurs peuvent tous comprendre des générateurs ou transforMA- teurs à métadyne ou bien des mêtadynas et des générateurs qui ne sont pas métad3"!les, la métadyne fournissant au moins approximativement la moitié de la tension totale engendrée* Dans le dernier cas,
les mêtadynas sont de pré- férence connectées dans le circuit série alternativement avec les autres gé- nérateurs-
On connaît bien les dispositions des machines dans lesquelles plusieurs machines à courant continu par exemple sont connectées électriquement
<Desc/Clms Page number 5>
en série de manière que les différentes tensions des machines s'ajoutent, les machines étant isolées l'une de l'autre et des machines motrices et mécanique-
EMI5.1
ment couplées par dos accouplamants isolants* Avec da telles dispositions,
il est nécessaire que l'isolement entre chaque machine et la terre soit progres-
EMI5.2
sivement augmenté lorsque la différence de potentiel entre les bornes d'une ma- chine et la terre augmente de manière que les sollicitations de l'isolement entre les enroulements et la carcasse de chaque machine restent constantes* L'isolement entre la terre et la dernière machine de la série où se produit la différence de potentiel maximum devra être par conséquent très important-
EMI5.3
Conformément à une autre forme de l'invention, dtxis laquelle plusieurs unités génératrices sont emplo3ées ayant leurs bornes da sortie con- nectée en série, ces unités génératrices pouvant ou non titre des 7alétad UeS ces unités génératrices sont supportées laar l'une par l'autre par l'intermédiai- re d'éléments isolants,
de manière à former une pile en forme de tour, leurs axes étant de préférence, disposés verticalement, la machine ayant la plus forte différence de potentiel par rapport à la terre étant placée au soumet de la tour et les arbres de chaque machine étant connectés l'un avec l'autre par des ac- couplements isolante- L'invention comprend également les dispositions citées . plus haut, dans lesquelles les machines sont disposées an deux ou plusieurs pi- les ou tours, les machines des différentes tours étant connectées en série l'une avec l'autre* L'invention prévoit des dispositions spéciales pour graduer l'i-
EMI5.4
solement entre les différentes machines et entre les machines et le sol.
L'invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante ainsi qu'aux dessins annexés, donnés simplement à titra d'exemple, et dans lesquels
EMI5.5
La Fig3, est un schéma montrant les circuits électriques d'une disposition des appareils comprenant trois unités génératrices canfonnément à l'invention*
EMI5.6
La Fig*2 est un schéma d'une disposition différente des appa- rable montrés à la Fig1 La Fig3ast un schéma d'une disposition d'une métadyne et d'un générateur conformément à l'invention- Les Fig. 4, Je et àb sont des courbes montrant le fonationnanrorit de la disposition de la'Fig-Uo La Fiv.5 est un schéma analogue à celui de la Fig.S, d'une autre .
<Desc/Clms Page number 6>
disposition conforme à l'invention*
La Fig.6 est un schéma des connexions électriques montrant une métadyne pourvue d'espaces interpolaires excitée conformément à une disposition de l'invention.
La Fig.7 est une élévation en coupe partielle plus ou moins schématique montrant la construction d'un ensemble de plusieurs métadynes dis- posées verticalement conformément à l'invention*
La fig.8 est une élévation de profil schématique d'un ensemble de plusieurs piles ou tours de métadynes comportant la disposition graduée dé- crite plus haut, et
La Fig.9 est une vue en plan montrant schématiquement une modi- fication des dispositions de la Fig.7.
Revenant à la fig.1. le dispositif de charge pouvant être cons- titué par le circuit anodiqua d'un dispositif à décharge thermionique est indi- qué en 1. Il est connecté à la machine génératrice par les conducteurs 2 et 3.
Chacune clos trois unités métadynes I, Ils III comprend une métadyne comportant deux enroulements induits secondaires, donnant par exemple 15.000 Volts-,, chacun, relias aux collecteurs respectifs indiqués par Sl et S2 et un enroulement induit primaire qui peut âtre de basse tession, par exemple 110 Volts.,connecté à un collecteur P.
La générateur à courant continu 4 comportant un induit E fournit l'énergie électrique aux balais placés sur le collecteur primaire P de la méta- dyne qui lui est associée* Chaque collecteur secondaire est pourvu d'une paire de balais secondaire et, comme il est montré, les paires de balais secondaires de chacune des métadnes sont connectées en série l'une avec l'autre et aveo les balais secondaires des autres métadnes par les conducteurs 2 et 3.
Il en résulte que la tension aux bornes de ces conducteurs est la somme des tensions engendrées dans les six enroulements secondaires des trois métadynes. Les deux balais de chaque métadyne qui sont connectés ensemble sont également connectés à la carcasse de la dite métadyne comme il est indiqué en 5, de sorte que la carcasse se trouve à un potentiel intermédiaire aux potentiels des bornes se- condaires de chaque métadyne, tandis que chacun des circuits primaires de cha- que unité est connecté avec la carcasse de chaque machine,
comme il est indiqué en 6*
Chaque générateur 4 est pourvu d'un enroulement Inducteur shunt
<Desc/Clms Page number 7>
7 et d'un enroulement série 8 antagonistes de manière à obtenir une caractéris- tique externe tombante aux bornes secondaires de la métadyne. Cette caractéris- tique tombante peut encore être obtenue en remplaçant les enroulements série 8 par des résistances R, indiquées en lignes pointillées, insérées dans les circuits primaires respectifs- Les induits des différentes métadynes et génératrices sont montés sur un axe commun indiqué par les lignes interrompues 9.
Les arbres des différentes machines sont pourvus d'accouplements isolants (non montrés) placés
Entre les unités I, II et III, l'arbre résultant étant accouplé avec un moteur électrique 10 représenté comme étant un moteur triphasé alimenté par les conduc- tours Il* Il est évident que l'on peut employer, en remplacement du moteur élec- trique 10, un moteur d'un tpe quelconque*
Dans le fonctionnement des appareils décrits plus haut, on ob- tient les résultats suivants, pratiquement automatiquement.
Le courant dans le circuit secondaire ne peut pas croîtra au- dessus d'une limite relativement faible, par exemple de 10 à 205 du courant nor- mal et cet accroissement ne peut se produire que pendant un temps très court- La métadyne peut être, si on le désire, calculée pour que s'il se produit un arc dans l'appareil I, entre les conducteurs 2 et 3, la tension secondaire de la mé- tadyne s'inverse jusqu'à ce que l'arc s'éteigne, de sorte que la suppression de l'arc peut se faire très rapidement' Les coups de fou entre les balais de haute tension, c.à.d.
les balais secondaires S1 et S2 posant sur la collecteur, ont moins de chance de sa produire que dans une machine dynamo-électrique ordinaire parce que le courant ne peut varier que dans de faibles limites,comme indiqué plus haut- De plus, la métadyne présente également la propriété que les cou@s de feu entre balais secondaires sont peu fréquents.
Les défauts dans le dispositif de charge 1, qui ont pour effet de courtcircuiter les conducteurs 8 et 3, n'af- fecteront pas la machineet l'ouverture du circuit secondaire aura pour seul ef- fet d'accroître la courant primaire à une valeur limitée par l'effet des anrou- lementts d'excitation série 8 du générateur, lorsque ces enroulements existent- Si on le désire, la caractéristique désirée de la métadyne peut titre obtenue à l'aide d'un enroulement série introduit dans le circuit primaire de basse tension et remplaçant ou assistant l'enroulement série 8, de manière à développer dans le rotor de la métadne ,
une force électromotrice qui s'oppose à la tension appli- quée aux balais primaires*
<Desc/Clms Page number 8>
Comme las circuits primaire et secondaire comportant chacun leur propre collecteur, on peut donner à la tension primaire une valeur quelcon- que désirée inférieure à la tension secondaire,de sorte que les générateurs 4 sont construits pour basse tension, par exemple pour 110 V.
Pour réduire les dimensions du générateur 4 et de Il enroulement primaire du rotor de la métadyne, la métadyne peut titre pourvue d'enroulements de champ engendrant un flux de même direction que le flux dû au courant primaire traversant l'induit de la métadyne, de sorte qu'une partie de la puissance obte- nue aux bornes secondaires de la métadyne sera transmise mécaniquement de l'ar- bre 9 du moteur 10 à l'induit de la métadyne. D'autre part, et dans le même but, la métadyne peut être pourvue d'un circuit magnétique présentant une plus grande réluctance pour le flux secondaire que pour le flux primaire, ce que l'on peut obtenir en prévoyant un entrefer de tonna elliptique,
la longueur de cet entre- fer étant plus grande suivant l'axe de commutation secondaire que suivant l'axe de commutation primaire-
A la fig.2, est montrée une disposition différente pouvant 'être utilisée pour connecter l'enroulement secondaire de la métadyne avec 1s carcasse de la métadyne à un potentiel intermédiaire aux potentiels des bornes secondaires cette disposition étant particulièrement utile lorsque chaque métadyne ne com- porte qu'un seul enroulanent secondaire- Comme il est montré, les résistances G1, G2, G3 sont connectées respectivement aux bornes de chacune des paires de balais secondaires du collecteur S de chaque machine* Les points médians de ces résistances sont respectivement connectés aux carcasses des métadynes,
comme in- diqué en 5- Une telle disposition réalise une meilleure stabilité de fonction- nement- La résistance aux bornes de chaque métadyne peut être disposée pour ab- sorber à la tension normale, environ 10% du courant secondaire-Elle peut être constituée par exemple de tiges de carbone de silicium ou de matière analogue*
La Fig-3 montre une métadyne et un générateur formant un ensemble conforma à l'invention pouvant être utilisé an combinaison avec d'autres ensem- bles similaires de la marne façon que les unités I, II et III de la Fig.l. La métadyne MD comporte un enroulement primaire relié au collecteur P et un enrou- lement séparé secondaire relié au collecteur S.
Les balais primaires a et c sont connectés aux balais 12 et 13 d'un générateur G de forme spéciale compre- nant un induit 14 excité par un enroulement inducteur shunt 15 et par un enrou- lement d'excitation 16 connecté aux bornes d'une paire de balais auxiliaires 17
<Desc/Clms Page number 9>
et 18 placé sur le collecteur à 90 électriques des balais 12 et 13' L'enrou- lement 16 est excité par le flux transversal engendré par l'induit 14 et l'in- tensité de champ que cet enroulement produit dépend donc du courant primaire
EMI9.1
absorbé par la rpétadyne 11.
Avec la disposition déjà décrite, lteriroulernant de champ 16 peut titre disposé on opposition avec 1'enroulement shunt 15 de manie- re à obtenir un fonctionnement similaire à celui de la disposition montrée à la Fig.1. Cependant, dans la disposition qui vient d'être décrite, cet enrou-
EMI9.2
lement de champ 16 est dispopé en concordance avec l'enroulement 15 de manière à obtenir aux bornes des balais 12 et 13, uns caractéristique externe montante*
EMI9.3
Avec cette disposition, la courant secondaire qui s'écoulera en coui-toireuit entre les balais b et d de la métadyne, sera encore limité en raison de la ré- duction de courant qui se produit alors au primaire de la métadne, entraînant une diminution correspondante de tension primaire en raison de la formemon- tante de la caractéristique du générateur G.
Le générateur G est calculé pour
EMI9.4
se saturer magnétiqueme.11t à partir d'une tension détenulnéa pour limiter le courant absorbé par le circuit primaire, par suite de l'ouverture du circuit secondaire de la métadyne et cette dernière est pourvue d'un enroulement 19 traversé par le courant primaire de manière à engendrer aux bornes des balais
EMI9.5
primaires p. et ± de la métadyne, une tension tendant à s'opposer au courant primaire* En variante, on peut introduire dans le même but une résistance dans le circuit primaire- Avec cette disposition, par suite d'un court-circuit des balais secondaires b et 1 ,le courant secondaire augmentera brusquement jusqu'à
EMI9.6
une valeur ralgtviment grande par rapport à l'intensité nO:
m1ale, par exemple de l'ordre de deux fois la valeur normale, mais il sera immédiatament réduit à une valeur comprise antre la valeur normale et la valeur relativement élevée du courant de court-circuit* Cette réduction du courant est due l'action de la métadyne et,dans la suite,le courant tombera plus lanternent à une valeur proche de la valeur normale. Cette nouvelle réduction est due à la diminution de la tension du générateur résultant da la diminution de courant primaire ab-
EMI9.7
sorbé par la métadyao en raison du oourtcircuit dû à la réduction de tension secondaire* Si la générateur est dispos$ pour être saturé fortement, le courant de oourtoirouit paxmanent paut mne être inférieur au courant normal.
Les Fig-4, 4a et 4b représentent la fonctionnement dans ces conditions* à la Pie-4, dans laquelle les tensions sont portées an ordonnées en fonction du courant
<Desc/Clms Page number 10>
primaire I, la courbe I montre la tension engendrée aux bornes du générateur G, la courbe II montre la force contre-électromotrice développée aux bornes a et -0 de l'enroulement primaire P de la métadyne sous 1'effet de la bobine 19 et la courbe III montre la différence entre ces tensions- Le courant traversant l'en- roulement induit 8 engendre un flux magnétique d'amplitude appropriée qui dé@e- loppe dans l'enroulement P une force électromotrice égale et opposée à cette différence* La Fig.
4a représente la caractéristique correspondante obtenue aux bornes des balais secondaires b et d de la métadyne, le courant secondaire %2 étant porté en ordonnées et les tensions secondaires V2 en abscisses* L'ins- tallation est disposée de manière à fonctionner dans les conditions normales au point $ de cette caractéristique- Comme on la verra, la courant secondaire de courtcircuit SG est inférieur au courant de fonctionnement normal, tandis que la tension secondaire est limitée à OC lorsque le circuit secondaire est ouvert. A la Fig'4b, le courant secondaire 12, le courant primaire Il et la tension primaire Vl sont portés en fonction du temps, en supposant qu'un court- circuit se produit à l'instant t1.
La métadyne peut titre pourvue d'un enroulement série 20 connecté en série avec la circuit secondaire, comme la montre la Fig.3 et disposé pour produire entre les balais b et d une tension s'opposant à la circulation du courant secondaire-
La Fig.5 représente une disposition différente de celle de la fig.3.
Dans cette dihposition, le générateur G est d'un type normal ,c.àd. que le collecteur ne porte qu'une paire de balais- Ce générateur est muni d'un enroulement shunt 15 comme à la Fig'3, mais il présente une caractéristique ex- terne montante grâce à l'enroulement série 21 introduit dans le circuit primai- re et disposé pour renforcer l'action de 1'enroulement shunt dans les condi- tions normales- L'enroulement série 21 est shunté par une résistance 22 pour ne pas affecter la stabilité de fonctionnement du système* Comme à la fig.3, la métadyne est pourvue d'un enroulement 19 connecté en série dans le circuit primaire et disposé pour produire entre les bornes a et .9. une tension opposée à la tension qui lui est appliquée par le générateur G.
Il est prévu également un enroulement 20 agissant comme l'enroulement 20 de la Fig.3. L'enroulement 19 est disposé sur le stator de la métane sur une paire de pôles diamétralement opposés* L'un des pales de cette paire est placé entre les points de l'enrou-
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
-lemmt d'induit qui sont connectés aux balais ± et , tandis que l'autre pale de la paire est placé entre les points des enroulements d'induit qui sont con-
EMI11.2
nectés Aux bdds 9. et j.
L'enroulement 20 est dispos$ sur l'autre paire de pôles, CE! qui entraîna la maximum d'induction mutuelle entre les circuits se- condaire et primaire, de sorte que,lorsque le courant secondaire augmente brus- quement par suite d'un défaut, la courant primaire a Immédiatement tendance à
EMI11.3
s'inverser par effet de transformation entre ces auroulaoeants. En raison de l'enroulement 19, une partie de l'énergie développée dans le circuit secondaire est fournie au rotor de la métadyne par le moteur 10, par l'internédiaire de l'arbre 9.
La disposition montrée présente encore l'avantage que chaque pôle
EMI11.4
statorique de la métadyne exige s aulanent un seul enroulement*
Tour obtenir un fonctionnement stable, la caractéristique de la métadyne pourrait être étudiée pour recouper la caractéristique du dispositif qu'elle alimente et, dans le cas où les conditions de fonctionnement de ce dis- positif sont variables et qua la caractéristique de ce dernier peut prendre par conséquent différentes positions, la caractéristique de la métadyne pourra être disposée pour traverser la zone qui est bordée par les courbes caracté- ristiques représentant les conditions de fonctionnement extrêmes des dispo- sitifs de charge*
EMI11.5
Lorsque la métadyna est pourvue de pales de commutation,
ceux-ci peuvent 'être excités par des enroulements connectés aux bornes du circuit primaire at, lorsque la métadyna est pourvue d'un enroulement variateur pro-
EMI11.6
duisant dans le rotor de la méta.dyne, un champ d'excitation s'opposant au champ dû au courant secondaire, dn peut Brévoir sur la pOle da commutation un enroulement additionnel mis en série avec l'enroulement variateur renfort- çant l'action de l'enroulemant du pale de commutation* ta Jj'igo6 montre cette disposition dans laquelle la pôle de commutation secondaire porte un en, roulement 22 alimenté directement par les conducteurs 23 et 24 qui fournis-
EMI11.7
sant la courant primaire à la 1l1éhdyne,et un enroulement zb connecté en série avec 1'enroulement variateur W et un rhéostat réglable 26 aux bornes,
des con- ducteurs 23 et 24. La réglage du rhéostat 26 permet la régulation de la
EMI11.8
puissance fournie par la métadyne. Dans la cas d'un aorouigment de commuta- tion de haute tension, une telle disposition évita de devoir utiliser un trop grand nombre de spires d'excitation- En effet, si la pôlee de commutation doit
<Desc/Clms Page number 12>
être excité par des enroulements placés en série avec la circuit secondaire de la manière habituelle, l'installation fonctionnant sous haute tension, les courants disponibles sont relativement faibles* Le pale de commutation primaire P peut 'être excité de la manière habituelle par un enroulement sé- rie 27.
La Fig.7 représente trois unités générateurs I, II et III for- mant un empilage vertical, les machines adjacentes étant séparées par des jeux d'éléments isolants 28. L'unité III est représentée schématiquement en coupe- L'arbre disposé verticalement 30 porte l'induit 31 de la métadyne et l'induit 32 d'un générateur qui alimente le circuit primaire de la métadyne-
Les statos de la métadyne et du générateur sont représentés respectivement en 33 et 34- Les arbres, tels que 30, des unités 1, il et III et du moteur 29 sont reliés par des accouplements isolants 35.
Les enroulements secondaires des métadynes sont connectés en série, la machine III ayant la plus haute tension par rapport à la terre* Les jeux d'éléments isolants 28 sont chacun propor- tionnés pour supporter la différence de potentiel entre les bornes de deux machines adjacentes de haute tension et, comme on le verra par cette disposi- tion, l'isolement entre une machine et le sol sera progressivement augmenté de la base au sommet de la tour- Une telle disposition présente l'avantage que les jeux d'éléments isolants 28 sont utilisés de la manière la plus éco- nomique- Pour réduire la différence de potentiel entre les bornes de la machi- ne supérieure @elle que III, de la tour et le sol, l'une des bornes de l'une des machines intermédiaires (telle.que I ou II)
peut être connectée au sol de la manière qui a été déjà suggérée précédemment dans le cas de plusieurs générateurs du type ordinaire placés en série-
Dans le cas où, pour obtenir de très hautes tensions, on est amené à utiliser un très grand nombre de machines, ces dernières peuvent tre disposées en plusieurs tours, la borne de haute tension de la machine qui se trouve au sommet dune des tours étant connectée à la b@@one de basse tension de la machine inférieure de la tour suivante- La Figea montre une telle dis- position utilisant trois piles ou tours séparées, chacune des tours A, B, C comprenant un moteur d'entrainement M et quatre unités métadynes S1, S@, S3 et S4.
Pour la tour A, les isolanents entre les différentes machines peuvent être disposes comme il est montré à la Fig.7. Pour la tour B cependant, l'iso-
<Desc/Clms Page number 13>
lamant entre la machine S1 et le moteur M doit être équivalent à la somme des isolamenta séparant les différentes machines de la première tour plus l'isolement entre la machine inférieure de cette dernière tour par rapport au sol, c.à.d.,dans le cas de la Fig.7, l'isolement entre la moteur 10 et l'unité 1.
Cet isolement est indiqué à. la Fig.8 par N1, N2, N3,4 etN5
Dans le cas de la tour C, l'isolement entre l'unité S1 et le moteur M com- prend les sections N1 ...... N1O, cet isolement étant équivalent à la somme des isolements compris entre la machine S4 et le moteur M de la tour B. pour améliorer la distribution des sollicitations des isolements entre le sol et la machine inférieure de la seconde ou de la dernière tour, est cet isolement/réparti en plusieurs éléments, notamment N1 ........ N5 pour la tour B et N1.....N10 pour la tour C. Comme on l'a indiqué précédemment, le nombre des éléments constituant l'isolement de base d'une tour est égal à la somme des éléments de la tour précédente, plus 1.
On prévoit des sépa- rateurs métalliques gl, g2,g3 et g4 entre les éléments isolants de la tour B et de même, des séparateurs métalliques gl ...... g9 dans la tour C, et ces séparateurs sont connectés de la manière indiquée aux différentes bornes des différentes machines constituant la tour précédente- De cette manière, la différence de potentiel totale entre la machine inférieure de la tour B ou de la tour 0 et la sol, différence de potentiel qui est égale à la somme des différences de potentiel des machines connectées en série avant ce point, est distribuée pratiquement également sur les différentes éléments qui sont ainsi utilisés le plus économiquement possible* Evidemment, on peut utiliser si on le juge désirable, dans las éléments isolants eux-mêmes,
des sépara- teurs métalliques additionnels, non connectés avec les bornes des unités de la tour -précédente*
Dans la disposition montrée à la Fig.7, chaque métadyne est pourvue d'un générateur séparé et disposé sur le même axe qu'elle, fournis- sant l'énergie primaire qui lui est nécessaire- Dans une disposition diffé rente, dans laquelle chaque métadyne est pourvue d'un générateur qui lui est associé,
ce dernier peut être disposé en une pile ou tour séparée dont l'axe est parallèle à l'axe de la pile de métadynes et qui est isolée de la marne manière- Un moteur séparé peut être prévu pour entraîner les excitatrices ou bien ces excitatrices peuvent âtre entrainées par les générateurs par
<Desc/Clms Page number 14>
l'intermédiaire d'ungrenages appropries* La Fig.9 représente en pion une telle disposition, la métadyne étant indiquée par MD, le générateur par G et les arbres respectifspar 36 et 37.
Dans certaine cas, les excitatrices peuvent être entraînées à une vitesse différente de la vitesse des métadynes et elles peuvent être entraînées en sens inversa du sens de rotation des gé- nérateurs ,comme il est indiqué par les flècher de la Fig.9. ae qui fait que la réaction du couple sur les isolateurs de support des machines est propor- tionnelle à la différence, au lieu de la somme, des couples sur les arbres
36 et 37. Dans la construction représentée par la Fig.9, les carcasses de chaque métadyne MD et de son générateur associé G sont insérées entre.
des plaques de renfort 38, les éléments d'isolateurs 28 étant placés entre les plaques de renfort de deux machines adjacentes- Lorsque les générateurs sont entraînés par un moteur différent du moteur entraînant les métadynes, on peut prévoir des moyens pour faire varier la vitesse des générateurs par rapport aux vitesses des métadynes de manière à pouvoir contrôler aisément la tension et la puissance fournies par l'ensemble des générateurs*
Dans la disposition représentée à la Fig.8, les vitesses des machines constituant les différentes tours, a,b, c, peuvent être égales ou différentes suivant ce qu'on désire-
On comprendra que, dans certains cas, l'unité inférieure telle que l'unité 1 de la Fig.7, peut être supportée directement par le moteur 10 ou par la terre , c.à.d.
sans interpposition de l'ensemble d'éléments isolants 28 montrés à la Fig.7. On comprendra que les unités génératrices ne doivent pas nécessairement être disposées avec leurs axes verticaux cornue aux Fig.7 et 8, mais que leurs axes peuvent titre disposés horizontalement et peuvent être mécaniquement couplés avec les dispositifs moteurs au moyen de courroie ou d'arbres verticaux et d'engrenages coniques par exemple-
On peut employer une disposition en gradin analogue à celle de la Fig.8 dans les installations comprenant plusieurs unités génératrices lore- que cellesci ne sont pas disposées conme le montrant les Fig.7 et 8, mais où chaque unité est supportés séparément et isolée par rapport à la terre par des isolements individuels* Ainsi,
l'isolement supportant chaque unité peut être réparti en un certain nombre d'éléments séparés par des séparateurs mé- talliques connectés électriquement aux bornes des unités génératrices à ten-
<Desc/Clms Page number 15>
sions plus basses de maniera à déterminer la distribution de potentiels le
EMI15.1
long de lticalazent de la mne manière que dans la disposition représentés à la 9ig.8." -;- RES S U M E -:- .w ;.r w w .y w =., Installation électrique cOlJ1prenant les dispositions suivantes pouvant être considérées soit séparément, soit en combinaison : un dispositif de haute tension continue dans lequel peuvent se produire,
EMI15.2
au cours du fonctionnement, des oeurtaireulte ou des variations brusques de la charge;
une machine métadyne comportant au moins deux enroulements d'induit con- nectés à leur collecteur respectif, les balais d'un des collecteurs étant connectés au dispositif de charge; las moyens de connecter les balais correspondant aux autres.collecteur
EMI15.3
et enraulanant avec une source de courant continu de tension basse; une génératrice, appelée S1!.1.8'U1" primaire, couplée mécaniquement à la dite mêtadyne; les moyens de connecter les balais du générateur primaire aux balais po- sant sur un des collecteurs de la métadyne transformatrice ou génératrice; les moyens d'entraîner la métadyne, ou la métadyne et la génératrice pri- maire formant un ensemble, par un moteur primaire approprié;
EMI15.4
la disposition de ou des excitations du générateur primaire pour que la tension qu'il engendre varie d'une matière détenlinée en fonction des varia- tions du courant qu'il fournit à la mêtadyne; les moyens pour limiter le courant débité par la métadyne en cas de court- circuit de la charge; les moyens pour limiter le courant fourni par le générateur à la métadyne; les moyens d'associer'les unités ainsi constituée soit en séria, soit en série avec des dynamo-génératrices qui ne sont pas des métadynes; les moyens d'isoler les unités entre elles et par rapport à la terre de manière à utiliser la matière isolante le plus économiquement possible;
les moyens do contrôler la distribution du potentiel le long des disposi-
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.