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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION sous le bénéfice de la Convention Internationale @ "DISPOSITIF POUR LA COMMANDE DE REDRESSEURS A VAPEUR DE MERCURE,
EN PARTICULIER POUR REDRESSEURS ALIMENTANT
DES MOTEURS REVERSIBLES"
De nombreux dispositifs de commande des grilles de redresseurs à vapeur de mercure ont été décrits.
Parmi ces dispositifs celui faisant l'objet du brevet d'invention N 404.957 du 30 Août 1934, pour "Dispositif de contrôle des appareils à décharge électrique utilisant une méthode différentielle" et utilisant, dans le but de régler la tension d'un redresseur à arc muni de grilles polarisées, l'augmentation de débit de chaque anode d'un redresseur auxiliaire polyanodique en fonction de la charge, ne semble pas permettre, à première vue, un réglage de tension correspondant à un déplacementdu point d'allumage supérieur à
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60 électriques. En. réalité, il est possible d'obtenir un régla- ge beaucoup plus étendu en appliquant l'un quelconque des moyens connus dont on trouvera deux exemples ci-dessous.
Le premier consiste à saturer, à très faible charge, le transformateur ali- mentant les redresseurs auxiliaires de façon à diminuer ltétendue de la période utile de débit de ceux-ci en dessous de 60 et à augmenter de la sorte le décalage du moment d'allumage de l'anode correspondante. Le second utilise le fait que la période de débit d'une phase du redresseur auxiliaire peut, dans certains cas, stétendre sur plus de 1800 électriques lorsque la résistance de cathode est en court-circuit.
La présente invention a pour objet un moyen simple dtaugmenter l'étendue du réglage de ce dispositif de façon à per- mettre son utilisation dans des cas spéciaux et en particulier dans une installation de moteur réversible alimenté par redresseur à grilles polarisées.
On comprendra mieux la présente invention en se réfé- rant à la fig. i des dessins ci-annexés.
,
Les grilles 3 se trouvant devant les anodes 2 du re - dresseur 1, sont polarisées en permanence par une tension négative , prélevée sur une source de courant continu quelconque, par exemple sur un potentiomètre 6 connecté entre les barres du réseau à cou- rant continu. Le curseur du potentiomètre 6 est relié à la grille 3 par l'intermédiaire d'une résistance 5 et du secondaire d'un transformateur spécial 7 pourvu de deux primaires a et b. Chacun de ces enroulements est traversé par le courant d'un des éléments redresseurs 10 alimentés par un transformateur 11.
On conçoit que la résistance 5 et le transformateur spé- cial 7 se reproduisent autant de fois qu'il y a de grilles 3.
Les cathodes des redresseurs auxiliaires 10 sont connec- tées d'une part aux primaires b des transformateurs 7 par l'inter- médiaire de résistances 9 et d'autre part aux primaires a des mêmes transformateurs par l'intermédiaire de résistances 8. Les autres extrémités des enroulements a constituent un point commun
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connectée à l'extrémité commune des enroulements b. Sur cette résistance 12, se déplace un curseur relié au point neutre du se- condaire du transformateur 11. Le courant traversant-le primaire a est déphasé généralement de 1/6 de période sur celui traversant l'enroulement b.
Les fig. 2 et 3 donnent les positions relatives des ten- sions aux bornes des enroulements a et b du transformateur 7 et de la tension appliquée à l'anode 2 correspondante. Lorsque le curseur de la résistance 12 est en H, cette résistance toute en- tière se trouve placée en série dans le circuit des enroulements b. Ainsi qu'il a été indiqué dans le brevet mentionné ci-dessus, le courant traversant les enroulements b aura la forme de la cour- be 18 de la fige 3. Le courant traversant les enroulements A aura la forme de la courbe 19, car la résistance du circuit exté- rieur est minimum.
La variation dans le temps des ampères-tours résultants est représentée par la courbe 14.
Si on suppose que les transformateurs 7 sont saturés, on obtiendra au secondaire c une tension ayant la forme de la courbe 15 de la fig. 2. Sur cette dernière a été représentée en 13 la @ tension de l'anode 2 correspondant à la grille 3 à laquelle est appliquée la tension 15.-
Ainsi qu'on l'a vu plus haut, chaque grille reçoit par rapport à la cathode 4 dont le potentiel est représenté par l'axe 17, une tension continue négative représentée par l'axe 16. Si on suppose que le potentiel de cathode coïncide avec la caracté- ristique d'allumage de l'anode considérée, on voit que lorsque le curseur est en H le point d'allumage se trouve en A.
Lorsque le curseur de la résistance 12 est au milieu de celle-ci, les cou- rants traversant les enroulements a et b sont respectivement re- présentés par les courbes 18' 'et 19' et les ampères-tours résul- tants par la courbe 14'. La tension aux bornes du secondaire c se déforme ainsi que le montre la courbe 15' qui coupe le potentiel de cathode en B. Le point d'allumage de l'anode correspondante s'est,donc déplacé en B. On montrerait de même que lorsque le
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curseur de la résistance 12 est en K on obtient les courbes 18", 19",14" et 15" ainsi que le point d'allumage C. Le déplacement du curseur de la résistance 12 de H en K permet donc de -régler la tension du redresseur 1 de 0 à 100%.
On conçoit aisément qu'avec un dispositif ainsi consti- tué, il soit possible de réaliser tous les desiderata de la tech- nique actuelle et en particulier la commande des moteurs reversi- bles ainsi qu'on le verra dans ce qui suit.
On peut, évidemment, sans changer en rien l'invention ne plus connecter le point commun des enroulements a. à la borne H de la résistance 12 mais le relier directement au point neutre du se- condaire du transformateur 11.
Les résistances 8 et 9 peuvent ou non être de même grandeur.
Suivant le but poursuivi, il sera possible de combiner un dispositif mécanique à la résistance 12 de façon à solutionner le problème posé.
Il est donné ci-après, à titre d'exemple, le mode de réalisation d'un système dé commande de moteur réversible.
On sait que pour la marche en récupération des moteurs il est nécessaire de déplacer les impulsions positives d'environ 180 électriques. Ceci peut se faire aisément en utilisant deux systèmes analogues à celui décrit précédemment dont les impulsions sont distantes l'une par rapport à l'autre d'environ 180 et en passant de l'un à l'autre dès que l'on passe de la marche en mo- teur à la marche en génératrice. On peut cepeniant utiliser un dispositif qui ne comporterait qu'un nombre double d'enroulements primaires au transformateur 7. La résistance 12 est alors rempla- cée par une résistance 21 composée de quatre éléments ainsi que le montre la fig. 4.
Lorsque le curseur de la résistance 21 est en 0, la position de l'impulsion positive de grille par rapport à la ten- sion d'anode 13 est donnée par le point 0 de la fig. 5. A ce moment, la tension redressée est nulle et le moteur est à l'arrêt.
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dernier arrive à la position P la tension redressée ést maximum et le moteur est à son maximum de vitesse. En revenant vers 0 la tension aux bornes du redresseur diminue et le moteur n'ayant plus de couple, ralentit sous l'effet des résistances passives.
Si l'on désire arrêter plus rapidement le moteur, on passera sur la partie OR de la résistance 21 et l'on inversera l'excitation du moteur. Dès que le curseur se trouve à l'extré- mité 0 de la résistance OR les impulsions positives se trouvent au point D (fig. 5) c'est-à-dire que le redresseur peut marcher en récupération pour la force contre-électromotrice de récupération maximum.
Si on déplace le curseur de 0 vers R les impulsions positives se déplacent de D vers E faisant décroître la force contre-électromotrice et par conséquent augmentant le couple de freinage.
Si, lorsque le curseur est en R, le moteur est arrêté on déplacera le curseur de R en S sans que rien ne se produise. Les impulsions positives se déplacent simplement de E en D. Lorsque le curseur passe en S sur la résistance ST, les impulsions positives passent brusquement de la position D à la position C, c'est-à-dire que l'on passe de la force contre-électromotrice maximum à une tension de marche directe nulle. Si l'on déplace le curseur de S en T, on augmente progressivement cette dernière tension. Si le moteur n'est pas arrêté au moment où l'on passe sur la résistance ST, il va marcher à contre-courant et s'arrêter brusquement pour repartir en sens inverse. S'il est arrêté, il démarrera progressivement dans ce dernier sens pour atte indre sa vitesse maximum.
Des phénomènes identiques se reproduisent lorsque le curseur revient de T en P. L'inversion de l'excitation s'effectue dans ce cas lorsque le curseur est en S.'
La commande mécanique du curseur est prévue de telle façon que lorsque ce dernier se déplace de P vers T on inverse l'excitation du moteur en 0 et non en S tandis que lorsqu'il se déplace de T vers P, cette opération s'effectue en S et non en 0.
Si au lieu de suivre le cycle décrit ci-dessus, après
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avoir fait démarrer le moteur dans le sens imposé par lé déplacement du curseur sur la résistance OP par exemple et avoir freiné en portant le curseur sur la résistance OR, on désire faire tourner le moteur dans le même sens que précédemment, il est nécessaire de croiser à nouveau l'excitation du moteur en 0 au moment où le curseur passe sur la résistance OP. Dans ce but, un dispositif spécial empêche l'inversion de l'excitation en 0 quand le curseur revenant vers 0 a préalablement dépassé le point S dans son mouvement vers T et l'autorise lorsque le curseur n'a pas atteint le point S.
Il en est de même pour l'inversion de l'excitation au point S.
Le dispositif décrit ci-dessus est donné à titre purement indicatif et non limitatif. Il est bien évident qu'on peut l'uti- liser avec tous les dispositifs de réglage analogues ou dérivant de celui faisant l'objet du brevet précité.
La fig. 6 montre une application de la présente invention à un de ces dispositifs. Sur cette figure les mêmes chiffres désignent les mêmes éléments.
On remarquera que les transformateurs 7 ne comportent plus que deux enroulements primaires et que le câblage de la résistance 21 est considérablement simplifié. Cette simplification est due au fait que le système de réglage employé utilise l'un des procédés cités au début de ce texte. On remarquera de plus, que de petits redresseurs auxiliaires 22 ont été introduits en série dans les circuits des enroulements primaires des transformateurs 7. Ils ont pour but de supprimer tout courant de circulation pouvant nuire dans certains cas au bon fonctionnement du dispositif. Il va de soi que cette modification peut être apportée également aux dispositifs dont il a été question précédemment.
Le fonctionnement du dispositif représenté fig. 6 est identique à celui du système décrit en regard de la fig. 4.
Dans la variante représentée fig. 7, on utilise, comme précédemment, des transformateurs 7 à deux enroulements primaires
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résistances 8, sont réunies à une borne C' d'une résistanée C'H' dont Isolement D'H' fait partie d'un rhéostat 23, tandis que les extrémités des enroulements h non connectées aux résistances 9 sont réunies à une borne A' d'un élément A'B' semblable à l'élément C'H' du même rhéostat 23. Ainsi qu'on le sait, les courants traversant les enroulements .la sont décalés d'une grandeur constante égale à 60 électriques sur ceux traversant les enroulements h.
Une source de tension continue 24 donnant la polarisation négative aux grilles a été connectée dans le circuit de débit des éléments redresseurs 10 ainsi que le montre la fig. 7.
Conformément au 1er brevet de perfectionnement déposé le 25 Mai 1935 , rattaché au brevet d'invention N 404. 957 précité, on sait que lorsque le curseur de la résistance 23 se déplace de B' vers A', le courant débité par les éléments 10 dans les enroulements h passe successivement de la forme e à la forme f, puis à la forme , de la fig. 8, réalisant ainsi qu'il a été montré, un déplacement du point d'allumage de l'anode correspondante de 120 électriques.
Si le point D' de la résistance C'H' a été choisi tel que le courant traversant l'enroulement .la ait la forme représentée en i sur la fig. 8, on voit que l'impulsion produite dans l'enroulement secondaire c aura lieu au même instant lorsque le curseur du rhéostat 23 se trouvera en B' ou en D'. De plus, un déplacement de ce curseur de D' en H' produira, ainsi qu'on le sait, une déformation de la courbe du courant traversant l'enroulement .la comme le montrent les courbes en pointillés i et h de la fig. 8 correspondant respectivement aux positions D'et H' du curseur sur la résistance 23. On constate que l'on réalise de la sorte un déplacement du point d'allumage de 60 par la résistance H'D' et de 120 par la résistance B'A'.
Un réglage obtenu de cette façon permet donc un déplacement du point d'allumage de 180 Si cette étendue de réglage était insuffisante il serait possible de la porter aisément à 240 et plus, en utilisant la partie C'D' de la résistance C'H' et en faisant traverser les enroulements .la et b des transformateurs 7 par des courants décalés de 120 électriques.
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Il est bien évident que toute variante aux dispositifs décrits ci-dessus n'en modifiant pas le principe entre dans le cadre du présent brevet.