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APPAREILS CONVERTISSEURS A VALVES ELECTRONIQUES#
La présente invention vise des perfectionnements apportés aux systèmes convertisseurs utilisant des valves à vapeur= elle est plus particu.. lièrement relative à des dispositifs de commande de ces valves, fonctionnant dans le cas où des arcs s'amorcent en sens inversât
Il est bien connu que les valves à vapeur ionisée sont en effet sujettes à des retours d'arc qui apparaissent généralement dans les valves com- portant plusieurs anodes, mais aussi+dans celles n'en comportant qu'une seule et dans le cas où plusieurs tubes de ce dernier type sont utilisés- La persis- tance de la durée de l'arc en sens inverse peut détériorer le tube,
ainsi que les différents appareils du circuit-
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On a proposé jusqu'alors de commander le fonctionnement de Ces tubas, généralement du type à enveloppe métallique, en introduisant une grille de commande et en soumettant l'action de commande du potentiel de tes grilles au phénomène d'inversion du potentien entre la cathode et l'enveloppe métalli- que, le changement de signe dudit potentiel constituant une indication d'un retour d'arc.
Toutefois, ce dispositif n'est directement applicable ni aux systèmes employant une ampoule en verre contenant plusieurs anodes, ni aux sys- tèmes employant plusieurs valves à vapeur ionisée à potentiels de cathode indé- pendants- Bien que la présente invention,,. puisse s'appliquer à des convertis- seurs statiques de toutes sortes,
elle s'applique plus particulièrement à des systèmes constitués par plusieurs valves à cathodes distinctes ayant des poten- tiels différents*
L'invention consiste aussi en un système convertisseur à valves électroniques dans lequel la fonctionnement de l'appareil est commandé aútoma- tiquement au moment de l'amorçage d'un arc en sens inverse*
Un autre objet de l'invention consiste en un système convertis- seur dans lequel les électrodes de commande associées aux anodes sont normale- ment portées à un certain potentiel en vue de rendre les valves conductrices, ce potentiel de commande étant supprimé au moment où va se produire l'inversion du courant-
Conformément à l'invention,
les différentes anodes sont pourvues d'électrodes de commande associées sur lesquelles on applique un certain poten- tiel pour rendre les valves conductrices!en dehors de ces électrodes de comman- de on prévoit dans chaque valve une électrode auxiliaire qui est en contact avec la vapeur ionisée* Dans le cas où la valve comporte une enveloppe métal- lique,
cette pièce peut'être constituée par l'enveloppe elle-même# Elle est connectée à la cathode respective par l'intermédiaire dtun dispositif à conduc- tibilité unilatérale et d'un transformateur* Les enroulements secondaires de ce transformateur sont connectés au circuit de commande d'une valve auxiliaire dont le rôle est de faire varier l'aimantation du noyau du transformateur en le saturant par exemple*
De la sorte, l'apparition d'un arc en retour qui fait changer le signe du potentiel entre l'électrode auxiliaire et la cathode, envoie dans le transformateur, une impulsion de courant qui rend conductrice la valve aux!-
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liaire :
d'où il résulte une saturation des transformateurs de commande et, par conséquent, la suppression de l'excitation et la non conductibilité de l'ensem- ble convertisseur*
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan- tages de l'invention en se référant à la description suivante et au dessin qui l'accompagne, donné simplement à titre d'exemple non limitatif et qui représen- te schématiquement l'invention dans le cas où l'on veut assurer la protection, contre l'action des arcs en retour, d'un système convertisseur transmettant l'énergie à partir d'une ligne d'alimentation triphasée 10 à un circuit d'uti- lisation à courant continu 11'
L'appareil comporte un transformateur dont le primaire 12 est connecté à la ligne d'alimentation 10,
et un secondaire 13 ayant un point neu- tre relié à un pale du circuit à courant continu 11# Les extrémités des phases du secondaire 13 sont connectées à l'autre pôle du circuit 11 par l'intermé- diaire de valves à décharge 14,15 et 16- Une réactance de filtrage 17 est de préférence insérée dans le circuit à courant continu-
Les valves 14, 15 et 16 sont chacune munies d'une anode, d'une cathode et d'une grille de commande, ainsi que d'une électrode auxiliaire 18 en contact avec la vapeur ionisée; dans le cas où la valve comporte une anve- @ loppe métallique, cette dernière peut servir d'électrode auxiliaire.
Les électrodes de commande des valves 14, 15 et 16 sont connec- tées au circuit cathodique commun par les résistances 19, les batteries de po- larisation négative 20 et les enroulements secondaires des transformateurs principaux de commande 21, 22 et 23 respectivement* Les transformateurs 21 à
23 peuvent être d'un type quelconque, bien qu'on préfère adopter le type à sa- turation de telle sorte que les tensions induites dans les enroulements secon- daires ont une forme pointue* Les enroulements primaires de ces transformateurs sont alimentés par les phases appropriées de la ligne 10, par l'intermédiaire d'un déphaseur rotatif 24 par exemple*
Pour rendre inefficace le circuit normal d'excitation des élec- trodes de commande des valves à décharge, dans le cas d'amorçage d'arcs en retour,
les électrodes auxiliaires 18 des valves 14 à 16 sont connectées à leurs cathodes respectives par des dispositifs à conductibilité unilatérale, tels que des redresseurs à contact 25, 26, 27 et les enroulements primaires des
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transformateurs auxiliaires 28,29 et 30 respectivement* Les enroulements se- condaires de ces transformateurs, reliés en parallèle par l'intermédiaire de résistances 31, sont connectés aux électrodes de commande d'une valve auxi- liaire 32' Ce circuit commun de commando peut comporter, si on le désire, une batterie de polarisation 33- Chacun des transformateurs principaux 21, 22 et 23 est muni d'un enroulement auxiliaire de saturation 34, alimenté en série avec les autres par une source de courant telle que la batterie 35,
par l'in- termédiaire de la valve auxiliaire 32- Des dispositifs de commutation ganuelle 36 peuvent tre prévus pour couper le courant dans les enroulements de satu- ration et rétablir le fonctionnement normal du système*
On décrira brièvement le fonctionnement de l'ensemble dont l'énergie moyenne, fournie au circuit d'utilisation 11, peut être commandée par le réglage du déphaseur 24, assurant le déphasage voulu entre les tensions alternatives appliquées sur les électrodes de commando des valves 14, 15 et 16 et les tensions anodiques de ces valves-
On supposera par exemple qu'à un instant quelconque la valve électronique 15 fonctionne normalement en redresseuse et que la valve 14 est sujette à un retour d'arc,
c'est-à-dire que le courant passe de la cathode vers l'anode. On voit que deux des phases du transformateur 13 tendent à titre mises en court-circuit par les valves 15 et 14 en série-
Comme an l'a dit plus haut, la différence de potentiel entre l'électrode de commande 18 et la cathode de la valve 14 change de sens et, de positive qu'elle était, devient alors négative- Cette inversion du potentie:
apparaît dès ls naissance de la perturbation qui ne doit pas nécessairement prendre les caractères d'un @rc de puissance-
Les redresseurs 25, 26 et 27 sont connectés de talle sorte que, lorsqu'une tension normale est appliquée aux électrodes auxiliaires 18, aucun courant ne traverse les enroulements primaires des transfonnateurs auxiliaires de commande 28, 29 et 30# Dans le cas d'inversion de la différence de poten- tiel entre l'électrode 18 de la valve 14 et sa cathode, par contre, un courant traverse l'enroulement primaire du transformateur 28 en fournissant une impul- sion positive à la valve électronique auxiliaire 32 qui devient conductrice* De cette façon,
la source de courant 35 peut alimenter les enroulements de saturation 34 des transformateurs de commande 21, 22 et 23, de manière à
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CONVERTER DEVICES WITH ELECTRONIC VALVES #
The present invention relates to improvements made to converter systems using steam valves = it is more particu .. larly relating to devices for controlling these valves, operating in the case where arcs are initiated in the opposite direction.
It is well known that ionized steam valves are in fact subject to arc flashbacks which generally appear in valves comprising several anodes, but also + in those comprising only one and in the case where several tubes of the latter type are used - The persistence of the duration of the arc in the opposite direction can damage the tube,
as well as the various devices of the circuit-
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Up to now, it has been proposed to control the operation of these tubas, generally of the type with a metallic casing, by introducing a control grid and by subjecting the action of controlling the potential of your grids to the phenomenon of inversion of the potentian between the cathode and the metallic envelope, the change in sign of said potential constituting an indication of an arc return.
However, this device is not directly applicable neither to systems employing a glass bulb containing several anodes, nor to systems employing several ionized vapor valves with independent cathode potentials. Although the present invention. can be applied to static converters of all kinds,
it applies more particularly to systems constituted by several valves with distinct cathodes having different potentials *
The invention also consists of a converter system with electronic valves in which the operation of the apparatus is automatically controlled when an arc is struck in the opposite direction *
Another object of the invention consists of a converter system in which the control electrodes associated with the anodes are normally brought to a certain potential with a view to making the valves conductive, this control potential being suppressed at the moment when the anode goes. occur the reversal of the current
According to the invention,
the different anodes are provided with associated control electrodes to which a certain potential is applied in order to make the valves conductive! apart from these control electrodes an auxiliary electrode is provided in each valve which is in contact with the steam ionized * If the valve has a metal casing,
this part can be constituted by the casing itself # It is connected to the respective cathode by means of a one-sided conduc- tive device and a transformer * The secondary windings of this transformer are connected to the control circuit an auxiliary valve whose role is to vary the magnetization of the transformer core by saturating it for example *
In this way, the appearance of a return arc which causes the sign of the potential between the auxiliary electrode and the cathode to change, sends a current pulse into the transformer which makes the aux valve conductive! -
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from which it results a saturation of the control transformers and, consequently, the suppression of the excitation and the non-conductivity of the converter assembly *
The new characteristics and the advantages of the invention will be better understood by referring to the following description and to the drawing which accompanies it, given simply by way of non-limiting example and which diagrammatically represents the invention in the diagram. case where it is desired to ensure protection against the action of return arcs of a converter system transmitting energy from a three-phase supply line 10 to a direct current user circuit 11 '
The device comprises a transformer whose primary 12 is connected to the supply line 10,
and a secondary 13 having a neutral point connected to a blade of the direct current circuit 11 # The ends of the phases of the secondary 13 are connected to the other pole of the circuit 11 by the intermediary of discharge valves 14, 15 and 16- A filtering reactor 17 is preferably inserted into the direct current circuit.
The valves 14, 15 and 16 are each provided with an anode, a cathode and a control grid, as well as an auxiliary electrode 18 in contact with the ionized vapor; in the case where the valve comprises a metal anve- @ lopper, the latter can serve as an auxiliary electrode.
The control electrodes of the valves 14, 15 and 16 are connected to the common cathode circuit by the resistors 19, the negative polarization batteries 20 and the secondary windings of the main control transformers 21, 22 and 23 respectively * The transformers 21 to
23 can be of any type, although it is preferred to adopt the saturation type such that the voltages induced in the secondary windings have a pointed shape * The primary windings of these transformers are powered by the phases suitable from line 10, via a rotary phase shifter 24 for example *
To make the normal excitation circuit of the discharge valve control electrodes ineffective, in the event of return arcs,
the auxiliary electrodes 18 of valves 14 to 16 are connected to their respective cathodes by unilateral conductive devices, such as contact rectifiers 25, 26, 27 and the primary windings of the
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auxiliary transformers 28, 29 and 30 respectively * The secondary windings of these transformers, connected in parallel by means of resistors 31, are connected to the control electrodes of an auxiliary valve 32 'This common control circuit can include, if desired, a bias battery 33. Each of the main transformers 21, 22 and 23 is provided with an auxiliary saturation winding 34, supplied in series with the others by a current source such as battery 35,
Via the auxiliary valve 32 - Manual switching devices 36 can be provided to cut off the current in the saturation windings and restore normal operation of the system *
The operation of the assembly will be briefly described, the average energy of which, supplied to the utilization circuit 11, can be controlled by the adjustment of the phase shifter 24, ensuring the desired phase shift between the alternating voltages applied to the control electrodes of the valves 14 , 15 and 16 and the anode voltages of these valves-
For example, it will be assumed that at any time the electronic valve 15 operates normally as a rectifier and that the valve 14 is subject to an arc return,
that is, the current passes from the cathode to the anode. It can be seen that two of the phases of transformer 13 tend to be short-circuited by valves 15 and 14 in series.
As was said above, the potential difference between the control electrode 18 and the cathode of the valve 14 changes direction and, from positive it was, then becomes negative - This inversion of the potential:
appears from the start of the disturbance which does not necessarily have to take the characters of a @rc of power-
The rectifiers 25, 26 and 27 are connected so that when a normal voltage is applied to the auxiliary electrodes 18, no current flows through the primary windings of the auxiliary control transformers 28, 29 and 30 # In the case of reversal of the difference in potential between the electrode 18 of the valve 14 and its cathode, on the other hand, a current flows through the primary winding of the transformer 28 providing a positive impulse to the auxiliary electronic valve 32 which becomes conductive * In this way,
the current source 35 can supply the saturation windings 34 of the control transformers 21, 22 and 23, so as to
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