<Desc/Clms Page number 1>
"DISPOSITIF POUR TRANSMETTRE DE L'ENERGIE D'UN RESEAU A COURANT TRIPHASE A UN RESEAU A COURANT CONTINU, ET VICE-VERSA, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE SOUPAPE A GRILLES COMMANDEES".
Il est connu d'accoupler un réseau à courant triphasé avec un réseau à courant continu par l'intermédiaire d'une soupape à vapeur de mercure à grilles commandées qui peut travailler tant comme redresseur pour alimenter par exemple un réseau de traction, que comme ondulteur (redresseur inversé), par exemple pour restituer au réseau à courant alternatif l'énergie récupérée à la descente des pentes par un véhicule.
Les dispositifs connus jusqu'ici dans ce but possèdent, pour faire passer la soupape d'une marche à l'autre un inverseur
<Desc/Clms Page number 2>
bipolaire qui sert à inverser les liaisons du réseau à courant continu avec la cathode de la soupape et avec le point neutre du transformateur d'alimentation. Cet inverseur est gouverné par un relais en dépendance du rapport de la tension continue du réseau à la tension à vide de la soupape, et par un relais à puissance nulle dans le circuit à courant continu.
Avec cet inverseur est verrouillé mécaniquement ou électriquement un interrupteur qui coupe le circuit à courant continu, ce verrouillage étant réalisé de façon telle que l'inversion de polarité ne puisse se faire que lorsque l'interrupteur en question est ouvert, et que cet interrupteur ne puisse se fermer que lorsque l'inversion de polarité est chose faite. Lors du passage de la marche en redresseur à la marche en onduleur, le déclenchement du mécanisme de l'inverseur est permis par le relais de tension et le relais à puissance nulle lorsque la tension continue a dépassé d'une certaine quantité la tension à vide, et que le relais à puissance nulle se trouve effectivement soumis à une puissance égale à zéro.
En même temps que l'on inverse le circuit principal, on commute aussi la commande des grilles pour passer de la commande en redresseur à la commande en onduleur. Le passage de la marche en onduleur à la marche en redresseur s'effectue lorsque la tension du réseau à courant continu tombe au-dessous de la tension à vide et que le relais à puissance nulle indique une puissance zéro.
Ce dispositif connu a l'inconvénient qu'au moment de l'inversion de polarité, dans la marche en onduleur, la tension du réseau à courant continu ne dépend que de la tension des véhicules. Suivant le système de récupération utilisé, cette tension sur un véhicule peut prendre des valeurs entièrement différentes, et différentes de la tension du réseau. Dans le dispositif connu, en marche en onduleur la puissance récupérée doit aller en di-
EMI2.1
-.¯.- -.1.. -
<Desc/Clms Page number 3>
nisme inverseur entre en action.
Mais jusqu'à ce que la commutation de la marche en onduleur en marche directe en redresseur soit effectuée, la tension du réseau continu peut être tombée plus bas encore, de sorte que lorsque l'on remet en circuit le redresseur, on travaille avec la pleine tension sur les moteurs faiblement excités du véhicule, et qu'il en résulte un fort à-coup de courant qui peut être dangereux pour ce dernier.
D'autre part, lorsqu'un train descendant une pente travaille en récupération, l'installation fonctionne comme onduleur. Si l'on met alors brusquement en circuit un train remontant la pente, la tension du réseau à courant continu subit une baisse momentanée très rapide - on a supposé que la puissance récupérée est faible par rapport à celle que nécessite un train qui démarre,et l'installation se trouve commutée et remise au service en redresseur. Ici encore, la pleine tension du redresseur se trouve appliquée aux moteurs faiblement excités, et il se produit un à-ooup de courant dangereux.
Si, en même temps qu'un train descendant travaille en récupération, un autre train est en montée, l'installation de la sous-station travaillera en redresseur, parce qu'en général la puissance récupérée est inférieure à celle que nécessite un train en montée. La puissance récupérée est donc absorbée entièrement par le train montant. Si ce train montant vient à être brusquement mis hors circuit, la puissance réoupérée du train descendant se trouve brusquement interrompue, et comme dans les premiers moments l'installation de la sous-station fonctionne encore en redresseur, la tension continue montera à des valeurs inadmissibles. Par suite de cette montée de la tension, le mécanisme d'inversion dans la sous-station entrera immédiatement en action, et l'installation passera à la marche en onduleur.
Comme la tension continue est bien au-dessus de la valeur normale, on court le risque que l'onduleur brusquement mis en circuit ne s'éteigne plus et se trouve en court-circuit. Si pour
<Desc/Clms Page number 4>
remédier à cet inconvénient on donne de prime-abord à la tension de phase de l'enroulement secondaire du transformateur du coté alternatif une valeur assez élevée pour que dans l'onduleur l'arc s'éteigne sûrement dans tous les cas, il en résulte l'inconvénient que dans la marche en redresseur, où il faut naturellement travailler avec la même tension de phase que dans la marche en onduleur, le facteur de puissance est considérablement réduit, parce qu'alors il faut ramener la tension continue à sa valeur normale.
La présente invention a pour objet un dispositif servant à transmettre de l'énergie d'un réseau triphasé à un réseau à courant continu et vice-versa, par l'intermédiaire d*une soupape à décharge dans un milieurde gaz ou de vapeur et à commande par grilles, laquelle soupape peut travailler tant comme redresseur que comme onduleur du fait que les liaisons entre les con- duoteurs du réseau à courant continu, d'une part, et la cathode de la soupape et le point neutre du transformateur situé du coté alternatif, d'autre part, sont inversées automatiquement; suivant l'invention, il est monté en parallèle avec ladite soupape, au moins une autre soupape travaillant en permanence comme redresseur.
Au dessin annexé, la fig. 1 représente schématiquement à titre d'exemple un exemple de réalisation de l'objet de l'invention ; la fig. 2 montre un diagramme de répartition de la charge entre les deux soupapes.
A la fig. 1, 1 désigne le réseau triphasé, 2 et 2' sont les enroulements primaires des transformateurs, 3 et 3' leurs enroulements secondaires. 4 et 4' désignent des soupapes qui travaillent comme redresseurs en parallèle sur un réseau 8 à courant continu, la soupape 4 pouvant être inversée de manière à travailler en onduleur. Par suite, la soupape 4 doit posséder une commande par grilles, mais la soupape 4' peut également être pourvue d'une commande par grilles. 5 désigne un shunt intercalé sur le
<Desc/Clms Page number 5>
est branché le relais d'intensité ou de puissance 11 comportant un élément à temps différé. L'inverseur destiné à permettre à la soupape 4 de travailler alternativement comme redresseur ou comme onduleur est désigné par 6, et 7 est un interrupteur permettant de séparer du réseau à courant continu la soupape 4.
Les deux appareils 6 et 7 sont verrouillés de manière connue de telle sorte que l'inversion ne peut s'effectuer que si l'interrupteur verrouillé avec l'inverseur est ouvert, et qu'en outre le dit interrupteur ne peut être fermé que lorsque l'inversion est effectuée.
La soupape 4' travaille constamment en redresseur.
La soupape 4 est branchée, suivant les conditions de la charge, en redresseur ou en inverseur. La soupape 4' étant constamment prête à travailler en redresseur, il suffit de ne brancherla soupape 4 en redresseur que lorsque la charge desdits appareils surpasse la capacité de charge de la soupape 4'. Il est donc possible de faire travailler la soupape 4 constamment en onduleur tant que la charge de la soupape 4' ne dépasse pas savaleur normale.
La fig. 2 montre la répartition de la charge entre les deux soupapes 4 et 4'. La charge B de la sous-station est portée en fonction du temps Z. Les valeurs au-dessus de l'axe des temps Z sont des charges du côté continu de la sous-station, et les valeurs au-dessous de ce même axe correspondent à la puissance récupérée. La droite G figurant au diagramme est celle pour laquelle se fait le changement de couplage de la soupape réversible 4. Pour les valeurs de la charge située au-dessous de la droite G, la soupape 4 de la fig. 1 est constamment branchée en onduleur, et pour les valeurs de la charge situées au-dessus de ladite droite G, la soupape 4 est constamment branchée en redresseur. L'inversion de la soupape 4 (fig. 1) est gouvernée par le relais d'intensité à temps différa 11.
Si la charge de
<Desc/Clms Page number 6>
la soupape 4' monte pour un temps relativement long au-delà de la charge normale, le relais 11 met, par l'intermédiaire des mécanismes de commande 10 et 9, la soupape 4 sur la marche en redresseur. Si par contre la charge de la soupape 4' tombe audessous de la valeur normale, le relais 11 fait immédiatement passer la soupape 4 à la marche en onduleur. Alors la soupape 4 est déjà prête à fonctionner comme onduleur avant que la récupération ne commence, de sorte que tout accroissement de la tension du réseau est rendu impossible.
La tension du réseau à courant continu 8 est fixée de façon univoque par la soupape 4' (fig. 1) montée en permanence en redresseur, que la soupape 4 se trouve marcher comme redresseur ou comme onduleur, et même pendant le passage de cette soupape d'une marche à l'autre. Toute augmentation de tension du réseau à courant continu est impossible, parce que la soupape 4 est branchée en onduleur avant même que la récupération puisse commencer.'Il n'y a évidemment aucune difficulté à monter en parallèle trois soupapes au lieu de deux comme prévu à la fig.
1, étant entendu que l'une de ces trois soupapes est agencée de façon à pouvoir marcher alternativement en redresseur et en onduleur. Il n'est pas indispensable que les deux soupapes suivant fig. 1 se trouvent dans la même sous-station ; elles peuvent tout aussi bien faire partie de sous-stations très distantes l'une de l'autre.
Le relais d'intensité ou de puissance 11 à temps différé peut aussi se remplacer par un relaie thermique d'intensité ou de puissance. Au lieu de mettre ce relais sous l'influence du courant continu, on peut aussi le faire influencer, par l'intermédiaire de transformateurs d'intensité, par le courant triphasé du côté primaire du transformateur du redresseur.