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"DISPOSITIF POUR REPARTIR EGALEMENT LE COURANT ENTRE LES ANODES D'UN REDRESSEUR POLYPHASE AYANT UN NOMBRE DE PHASES MULTIPLE DE SIX.
Lorsque les redresseurs à vapeur de mercure sont alimentés par des transformateurs en montage dodécaphasé, il a été observé que les deux systèmes hexaphasés, qui sont déphasés de trente degrés électriques l'un par rapport à l'autre, ont tendance à se charger inégalement. Ce phénomène est dû en partie aux harmoniques supérieurs de la tension du réseau d'alimenta- tion triphasé. Divers moyens ont déjà été indiqués pour astrein- dre les-deux systèmes hexaphasés à absorber des charges égales.
Dans les dispositions connues jusqu'alors, on obtient ce ré-
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sultat soit en divisant le transformateur du redresseur en deux transformateurs hexaphasés, soit en utilisant des selfs d'anode.' Les deux dispositifs sont compliqués et augmentent le prix de l'installation.
L'objet de la présente invention est un disposi- tif permettant une répartition égale du courant entre les ano- des d'un redresseur polyphasé ayant un nombre de phases multiple de six et des anodes pourvues de grilles commandées pour servir à régler la tension continue, une tension de polarisation étant appliquée à ces grilles par des moyens connus en eux-mêmes Dans ce dispositif, l'égalisation de la charge entre les ano** des alimentées par les systèmes hexaphasés existants est obte- nue, selon l'invention, en retardant l'allumage des anodes du système hexaphasé qui absorbe le courant le plus fort, tandis qu'on avance en même temps de manière correspondante l'allumage des anodes de l'autre système qui prend une charge trop faible.
Les fig. 1 à 5 du dessin représentent schématique- ment des exemples d'exécution de la présente invention. Pour faciliter la représentation de l'objet de l'invention, le re- dresseur avec ses anodes, ses grilles commandées, etc.. n'a pas été représenté sur ces Figures.
Les deux systèmes d'enroulements, déphasés de trente degrés l'un par rapport à l'autre, du transformateur triphasé- dcdécaphasé, non représenté, servant à l'alimentation du re- dresseur, sont désignés par 1 et 11. Les points neutres des deux systèmes hexaphasés sont reliés entre eux et le conducteur qui se détache de cette liaison entre les deux points neutres cons- titue le conducteur négatif du réseau à courant continu. Des ampèremètres a et ! sont intercalés dans les portions de con- ducteur comprises entre les points neutres des deux systèmes
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hexaphasés et le point de raccordement du conducteur négatif.
Aux grilles commandées des anodes alimentées par les deux systè- mes hexaphasés 1 et 11 sont respectivement affectés deux répar titeurs de potentiel ou deux appareils à contact rotatifs a et 1 distincts et comportant des bagues fixes dans l'espace et des balais tournants qui relient, chacun pour soi, les grilles commandées à une source de tension quelconque. Les balais des deux appareils à contact a et 12 sont entraînés simultanément par le moteur synchrone m branohé sur le réseau primaire c.
En décalant l'axe électrique du moteur synchrone par déplacement du contact mobile le long de la résistance potentiométrique d, on peut également et de manière connue réaliser un réglage de la tension continue, étant donné que la modification de l'angle de calage des balais dans un sens ou dans l'autre provoque le décalage en avant ou en arrière de l'instant de l'allumage des anodes.
Dans l'exemple représenté, les bagues des appareils à contact a, et 11 sont complétées, soit par des couronnes dentées à mouvements opposés, soit par des roues hélicoïdales avec les- quelles engrènent par exemple des vis sans fin g et h à pas inverses, ( l'une ayant un pas dextrorsum et l'autre un pas sinistrorsum), de sorte qu'en faisant tourner l'arbre à l'aide d'une poignée par exemple, on fait tourner en sens opposés les bagues a et h calées sur l'arbre il. De cette façon, l'instant d'allumage des anodes est décalé en avant par l'appareil à con- tact a du système 1 et par le réglage de grille provoqué par cet appareil, tandis que l'appareil à contact h du système 11 retarde l'allumage.
On continue à décaler îles bagues de con- tact jusqu'à ce que les ampèremètres a et f. indiquent que les deux systèmes 1 et 11 absorbent des charges égales.
Pour égaliser les charges des deux systèmes, au lieu de faire à la main, comme dans l'exemple de la Figure 1,
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le décalage relatif des bagnes de contact servant à polariser les grilles, cn peut, conne le représente la Fig. 2, confier ce soin à un dispositif automatique qu'on peut réaliser par exemple en substituant aux ampèremètres e,f de la Fig.l deux enroulements n1 et n2 influencés par les courants traversant les conducteurs neutres des deux systèmes et appartenant à un relais différentiel r. Ce relais se compose dès lors de deux bobines d'intensité n1 et n2, dont les armatures sont reliées l'une à l'autre par un fléau de balance et ferment et ouvrent les couples de contacts k1 et k2.
Suivant la valeur des courants traversant le conducteur neutre, le relais ferme avec ses arma tures les contacts supérieurs de l'un des couples de contacts et les contacts inférieurs de l'autre couple de contacts, de sorte que le moteur d'entraînement p de la vis sans fin i est mis en marche dans un sens ou dans l'autre, que les disques à contacts sont décalés à l'encontre l'un de l'autre, et que les instants d'allumage des anodes des deux systèmes sont déplacés jusqu'à ce qu'il y ait égalité de la charge sur les différentes anodes.
On peut aussi supprimer le relais de la Fig. 2 si, conformément à la Fig. 3, on relie les points neutres des deux systèmes hexaphasés 1 et 11 par un shunt o ayant en son milieu une prise sur laquelle est branché le conducteur négatif du réseau à courant continu, et dont les bornes extrêmes sont re- liées aux balais du moteur à courant continu p qui entraîne l'arbre ides vis sans fin en vue du décalage relatif des dis- ques des deux appareils à contacts. Dans cet exemple, le mo- teur p est à excitation séparée. Suivant que c'est le courant de l'un ou l'autre des conducteurs neutres qui prédomine, la tension d'alimentation de l'armatne du moteur de commande est positive ou négative et cette armature tourne dans un sens ou dans l'autre.
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On peut aussi réaliser le décalage relatif des appareils à contacts pour le réglage des grilles suivant la Fig. 4. Dans cet exemple,on a prévu pour l'entraînement des ap- pareils à contacte a et h destinés au réglage des grilles,deux moteurs synchrones m1m et %.Les rotors de ces moteurs sont alimentés en courant triphasé par le réseau g et par l'inter- médiaire de trois balais pour chacun d'eux. Les stators, munis d'un enroulement triphasé normal branché en étoile, sont exci- tés par du courant continu provenant d'une batterie : branchée entre les phases 1 et 2, d'une part, et 1' et 3' d'autre part, La phase 2 de l'un des moteurs synchrones m1 est reliée à la phase 3' de l'autre moteur synchrone mm2, tandis que la phase 3 du premier est reliée à la phase 2' du second.
D'autre part, les phases 2 et 3 sont branchées aux bornes extrêmes du shunt o qui est monté dans le conducteur reliant les points neutres des deux systèmes 1 et 11. Si les courante absorbés par les deux systèmes hexaphasés sont égaux, le courant de la batterie passe par les deux phases 1 et 1' et se répartit également entre les deux pha ses 2 et 3 et 2' et 3', pour revenir à l'autre pôle de la batte- rie par le shunt o. Mais si les courants absorbés par les deux systèmes hexaphasés ne sont pas égaux, une tension positive ou négative prend naissance entre les bornes extrêmes du shunt.
Cett tension donne naissance, dans les phases 2 et 3, à un cou- rant qui se superpose au courant de la batterie en le diminuant dans l'un des enroulements et en le renforçant dans l'autre. Il se produit de ce fait un décalage magnétique du stator par rap- port au rotor, ce qui provoque un décalage correspondant des ba- lais des appareils à contacts a et h. Mais comme les phases 2 et 3 sont permutées par rapport aux phases 2' et 3', le décalage magnétique de l'un des moteurs synchrones se produit en sens in- verse de celui de l'autre moteur synchrone. C'est ainsi qu'on
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obtient le décalage relatif désiré.
S'il existe des selfs d'anode, les courants des enroulements secondaires des selfs d'anode peuvent être uti- lisés pour décaler de façon correspondante les appareils à contacts. En effet, les courants des enroulements secondaires des selfs d'anodes sont proportionnels aux courants continus des systèmes hexaphasés correspondants. Si, par conséquent, on dispose des selfs d'anode hexaphasées distinctes pour les deux systèmes hexaphasés, las courants secondaires de ces selfs sont proportionnels aux courants continus de ces systèmes hexa- phasés..
Sur la Fig. 5, les deux systèmes hexaphasés secon- daires 1 et 11 du transformateur d'alimentation triphasé-dodé- caphasé sont divisés chacun en deux systèmes triphasés branchés en étoile, et dont les points neutres sont reliés l'un à l'autre par des selfs d'absorption t. v désigne les selfs d'anode, com- prenant les enroulements primaires hexaphasés z qui alimentent les anodes, et les enroulements secondaires z. Les enroulements secondaires alimentent les enroulements primaires d'un transfor- mateur différentiel triphasé u, qui sont branchés de façon que les courants secondaires des deux systèmes hexaphasés soient opposés.
Il faut tenir compte de ce que l'un des systèmes hexa- phases est décalé de trente degrés électriques par rapport à l'autre, de sorte que, dans l'un des systèmes, il faut utiliser une combinaison de phases, soit dans l'enroulement secondaire de la self d'anode, comme le montre la Fig. 5, soit au contrai re dans les enroulements du transformateur différentiel. Les courbes des courants secondaires ainsi combinés ont, avec cer- tains couplages, des formes différentes, de sorte que, lorsque les courants continus ou les harmoniques fondamentaux de la
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fréquence du réseau ont même valeur, il subsiste encore des harmoniques supérieurs.
Mais ces harmoniques supérieurs sont beaucoup plus faibles que les harmoniques fondamentaux et ont une fréquence tellement plus élevée qu'ils ne troublent pas le dispositif de commande.
Dans l'exemple représenté, il est affecté à char cun des systèmes hexaphasés 1 et 11 deux selfs d'anode hexa- phasées montées en parallèle qui alimentent des paires d'anodes fonctionnant en parallèle. Les anodes fonctionnant en parallèle peuvent appartenir à un même redresseur ou à deux redresseurs diff érents.
Le transformateur différentiel, auquel il est avan- tageux de donner un entrefer, comporte un enroulement secon- daire triphasé dont les extrémités sont reliées aux stators des moteurs aynchrones m1 et m2 alimentés en triphasé. Les points centraux des trois enroulements secondaires sont reliés aux trois phases du réseau primaire c. Les moteurs synchrones sont excités par le rotor avec du courant continu. Ils décalent les balais des appareils à contacts a et h pour le réglage des grilles. Si la charge de chacun des deux systèmes hexaphasés 1 et 11 est égale, il ne se produit pas, entre les deux stators des moteurs synchrones, de tension à la fréquence du réseau.
Si les charges ne sont pas égales, il se produira par contre, soit dans un sens, soit dans l'autre, une tension entre les extrémi- tés de l'enroulement secondaire du transformateur différentiel u. Le couplage des phases est choisi de façon que la tension différentielle provoque un décalage des axes électriques des deux moteurs synchrones m1 et m2 l'un par rapport à l'autre, ce qui provoque l'égalisation des charges selon l'invention.
S'il existe deux transformateurs séparés pour les deux systèmes hexaphasés 1 et 11, on peut aussi alimenter le
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transformateur différentiel u directement avec les courants pri- maires des deux transformateurs, au lieu de l'alimenter avec les courants des enroulements secondaires des selfs d'anode, comme il est montré à la Fig. 5.
On peut également appliquer à l'égalisation des charges n'importe quelle autre méthode de commande des grilles de redresseurs servant au réglage de la tension, même dans le cas, par exemple, où le réglage de la tension est obtenu par dé- phasage de tensions de réglage à. fréquence quelconque ou à la fréquence du réseau. Ces tensions de réglage peuvent également être décalées l'une par rapport à l'autre d'une manière corres- pondante à l'aide d'un transformateur différentiel analogue à celui de la Fig. 5.
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"DEVICE FOR ALSO DISTRIBUTING THE CURRENT BETWEEN THE ANODES OF A POLYPHASE RECTIFIER HAVING A NUMBER OF PHASES MULTIPLE OF SIX.
When the mercury vapor rectifiers are fed by transformers in two-phase assembly, it has been observed that the two six-phase systems, which are out of phase by thirty electrical degrees with respect to each other, tend to charge unevenly. This phenomenon is partly due to the higher harmonics of the voltage of the three-phase supply network. Various means have already been indicated for constraining the two six-phase systems to absorb equal loads.
In the arrangements known until now, this re-
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This is achieved either by dividing the rectifier transformer into two six-phase transformers, or by using anode chokes. ' Both devices are complicated and increase the cost of the installation.
The object of the present invention is a device allowing an equal distribution of the current between the anodes of a polyphase rectifier having a number of phases multiple of six and anodes provided with controlled gates to serve to regulate the direct voltage. , a bias voltage being applied to these gates by means known per se In this device, the equalization of the charge between the ano ** of supplied by the existing six-phase systems is obtained, according to the invention, by delaying the ignition of the anodes of the six-phase system which absorbs the strongest current, while at the same time, the ignition of the anodes of the other system which takes too low a load is correspondingly advanced.
Figs. 1 to 5 of the drawing show schematically exemplary embodiments of the present invention. To facilitate the representation of the object of the invention, the straightener with its anodes, its controlled grids, etc. has not been shown in these Figures.
The two winding systems, phase-shifted by thirty degrees with respect to each other, of the three-phase-decaphase transformer, not shown, serving to supply the rectifier, are designated by 1 and 11. The neutral points of the two six-phase systems are interconnected and the conductor which detaches from this link between the two neutral points constitutes the negative conductor of the direct current network. Ammeters a and! are interposed in the conductor portions included between the neutral points of the two systems
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hexaphase and the connection point of the negative conductor.
To the controlled grids of the anodes supplied by the two hexaphase systems 1 and 11 are respectively assigned two potential distributors or two separate rotary contact devices a and 1 comprising rings fixed in space and rotating brushes which connect, each for himself, the gates controlled from any voltage source. The brushes of the two contact devices a and 12 are driven simultaneously by the synchronous motor m branohé on the primary network c.
By shifting the electrical axis of the synchronous motor by displacement of the movable contact along the potentiometric resistance d, it is also possible, and in a known manner, to carry out an adjustment of the direct voltage, given that the modification of the wedging angle of the brushes in one direction or the other causes the shift forward or backward of the instant of ignition of the anodes.
In the example shown, the rings of the contact devices a, and 11 are completed either by toothed rings with opposing movements, or by helical wheels with which, for example, worm screws g and h with opposite steps mesh. , (one having a dextrorsum pitch and the other a sinistrorsum pitch), so that by turning the shaft using a handle for example, the rings a and h are rotated in opposite directions propped up on the tree there. In this way, the instant of ignition of the anodes is shifted forward by the contact apparatus a of system 1 and by the grid adjustment caused by this apparatus, while the contact apparatus h of system 11 delays ignition.
Continue to shift the contact rings until ammeters a and f. indicate that the two systems 1 and 11 absorb equal loads.
To equalize the loads of the two systems, instead of doing it by hand, as in the example in Figure 1,
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the relative offset of the contact rings serving to polarize the gates, cn can, as shown in FIG. 2, entrust this care to an automatic device which can be produced for example by substituting for the ammeters e, f in Fig. 1 two windings n1 and n2 influenced by the currents flowing through the neutral conductors of the two systems and belonging to a differential relay r. This relay therefore consists of two coils of current n1 and n2, the armatures of which are connected to each other by a balance beam and close and open the pairs of contacts k1 and k2.
Depending on the value of the currents flowing through the neutral conductor, the relay closes with its armatures the upper contacts of one of the pairs of contacts and the lower contacts of the other pair of contacts, so that the drive motor p de the worm screw i is started in one direction or the other, that the contact discs are offset against each other, and that the ignition instants of the anodes of the two systems are moved until there is equal load on the different anodes.
It is also possible to omit the relay of FIG. 2 if, in accordance with FIG. 3, the neutral points of the two six-phase systems 1 and 11 are connected by a shunt o having in its middle a socket to which is connected the negative conductor of the direct current network, and whose end terminals are connected to the brushes of the motor with direct current p which drives the shaft of the worm screws for the relative offset of the discs of the two contact devices. In this example, the p motor is separately excited. Depending on whether it is the current of one or the other of the neutral conductors which predominates, the supply voltage of the armature of the control motor is positive or negative and this armature turns in one direction or the other .
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It is also possible to achieve the relative offset of the contact devices for the adjustment of the grids according to FIG. 4. In this example, two synchronous motors m1m and% are provided for the drive of the contact devices a and h intended for adjusting the gates. The rotors of these motors are supplied with three-phase current by the network g and by means of three brooms for each of them. The stators, provided with a normal three-phase winding connected in star, are energized by direct current coming from a battery: connected between phases 1 and 2 on the one hand, and 1 'and 3' on the other On the other hand, phase 2 of one of the synchronous motors m1 is connected to phase 3 'of the other synchronous motor mm2, while phase 3 of the first is connected to phase 2' of the second.
On the other hand, phases 2 and 3 are connected to the end terminals of the shunt o which is mounted in the conductor connecting the neutral points of the two systems 1 and 11. If the currents absorbed by the two six-phase systems are equal, the current of the battery passes through the two phases 1 and 1 'and is distributed equally between the two phases 2 and 3 and 2' and 3 ', to return to the other pole of the battery via the shunt o. But if the currents absorbed by the two six-phase systems are not equal, a positive or negative voltage arises between the extreme terminals of the shunt.
This voltage gives rise, in phases 2 and 3, to a current which is superimposed on the battery current by reducing it in one of the windings and reinforcing it in the other. As a result, there is a magnetic offset of the stator with respect to the rotor, which causes a corresponding offset of the beams of the devices with contacts a and h. But as phases 2 and 3 are interchanged with respect to phases 2 'and 3', the magnetic shift of one of the synchronous motors occurs in the opposite direction to that of the other synchronous motor. This is how we
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obtains the desired relative offset.
If there are anode chokes, the currents of the secondary windings of the anode chokes can be used to correspondingly offset the contact devices. Indeed, the currents of the secondary windings of the anode chokes are proportional to the direct currents of the corresponding six-phase systems. If, therefore, there are separate six-phase anode chokes for the two six-phase systems, the secondary currents of these chokes are proportional to the direct currents of these six-phase systems.
In Fig. 5, the two secondary six-phase systems 1 and 11 of the three-phase-two-phase supply transformer are each divided into two three-phase systems connected in star, and whose neutral points are connected to each other by chokes absorption t. v designates the anode chokes, comprising the hexaphase primary windings z which supply the anodes, and the secondary windings z. The secondary windings feed the primary windings of a three-phase differential transformer u, which are connected so that the secondary currents of the two six-phase systems are opposite.
It must be taken into account that one of the six-phase systems is offset by thirty electrical degrees from the other, so that in one of the systems a combination of phases must be used, either in the secondary winding of the anode coil, as shown in FIG. 5, or on the contrary in the windings of the differential transformer. The curves of the secondary currents thus combined have, with certain couplings, different shapes, so that when the direct currents or the fundamental harmonics of the
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mains frequency have the same value, there are still higher harmonics.
But these higher harmonics are much lower than the fundamental harmonics and have a frequency so much higher that they do not confuse the controller.
In the example shown, two hexaphase anode chokes connected in parallel are assigned to each of the six-phase systems 1 and 11, which supply pairs of anodes operating in parallel. The anodes operating in parallel can belong to the same rectifier or to two different rectifiers.
The differential transformer, to which it is advantageous to give an air gap, comprises a three-phase secondary winding, the ends of which are connected to the stators of the aynchronous motors m1 and m2 supplied in three-phase. The central points of the three secondary windings are connected to the three phases of the primary network c. Synchronous motors are excited by the rotor with direct current. They shift the brushes of the devices with a and h contacts for adjusting the grids. If the load of each of the two six-phase systems 1 and 11 is equal, there is no voltage at the frequency of the network between the two stators of the synchronous motors.
If the loads are not equal, on the other hand, a voltage will arise, either in one direction or the other, between the ends of the secondary winding of the differential transformer u. The phase coupling is chosen so that the differential voltage causes an offset of the electrical axes of the two synchronous motors m1 and m2 with respect to one another, which causes the equalization of the charges according to the invention.
If there are two separate transformers for the two six-phase systems 1 and 11, it is also possible to supply the
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differential transformer u directly with the primary currents of the two transformers, instead of feeding it with the currents of the secondary windings of the anode chokes, as shown in Fig. 5.
Any other method of controlling the rectifier grids used for voltage adjustment can also be applied to the equalization of the loads, even in the case, for example, where the adjustment of the voltage is obtained by phase shifting. adjustment voltages at. any frequency or network frequency. These adjustment voltages can also be offset with respect to each other in a corresponding manner by means of a differential transformer similar to that of FIG. 5.