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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION " Dispositif pour la commande de valves ioniques au moyen des grilles ".
On sait qu'il est possible de régler automatiquement un moteur ou un autre objet de charge d'une valve ionique par les grilles de commande de la valve de façon que l'objet obtienne certaines propriétés caractéristiques. Il est quel- quefois désirable que ces propriétés caractéristiques possèdent une certaine discontinuité, à titre d'exemple, qu'un moteur travaille à tension constante jusqu'à un certain courant de charge, mais que dès lors, il travaille à courant constant. Ce cas se présente, à titre d'exemple, dans un moteur coopérant avec un volant d'in-ortie.
Comme autre exemple, on peut nommer un réglage s'effectuant à tension oonstante jusqu'à, une oertai-
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ne valeur de puissance et, dès lors, à puissance constante, ce qui peut être utile surtout pour la transmission d'un réseau à un astre .
La présente invention comprend un dispositif pour obtenir une courbe caractéristique discontinuelle de la charge du genre décrit, au moyen d'une commande par grille du genre connu en soi, où la phase des tensions de grilles est variée au moyen d'une combinaison d'impédances de différents caractères, dont une variable en grandeur. D'après l'invention, ladite impédance variable est composée de deux ou plusieurs éléments d'un carac- tère essentiellement identique, qui dépendent des différentes grandeurs caractéristiques de la valve ionique qu'on veut régler entre certaines limites.
A première vue, il semblerait qu'on obtiendrait ainsi un réglage assez continuel sous l'in- fluence commune de toutes les grandeurs en question, mais un examen plus profond montre qu'on obtient, même avec des dimen- sions très ordinaires, des éléments d'impédance de caractère similaire, un réglage qui se fait d'abord essentiellement d'après l'un et ensuite essentiellement d'après l'autre prinoi- pe .
Si la tension de l'élément divisé et réglable de la com- binaison précède,en phase, la tension de l'autre élément d'impédance, par exemple si le premier est une inductance et le dernier une résistance ohmique, le premier est préférable- que le secor ment composé par des éléments reliés en série, tandis @ formé par une /résistance réglable coopérant avec une réactance constante est préfétablement composée par des éléments reliés en parallèle.
On obtient de cette façon, le plus facilement, une rotation de phase de la tension des grilles dans la direction appropriée pour des raisons qu'il n'est guère nécessaire de citer en détail .
Deux formes de l'invention, d'après les deux principes @ d'une facon schématique dans les
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figures 1 et 2 du dessin annexé .
Dans la figure 1, 1 représente la valve ionique d'un redresseur comportant la cathode 10, les anodes 11, et les grilles d'anodes 12 dont une seulement est représentée pour simplifier le schéma. 2 représente,d'une façon purement sohé- matique,le transformateur principal du redresseur, syant des bornes primaires 21, des bornes secondaires 22 et une borne neutre 20 . Entre la dernière et la oathode, la charge, non représentée, est reliée à travers les bornes 3 . Pour le réglage automatique de la charge, d'après le principe désiré, non seulement la tension de courant continu est prise entre les points 4, mais aussi un courant proportionnel au courant alternatif primaire est obtenu au moyen de transformateurs d'intensité 5.
Un courant proportionnel à la tension entre les points 4 est dérivé à travers une haute résistance et conduit à deux points de branchement 41 dans lesquels ce cou- rant est comparé à un courant-étalon de façon que la différence entre les deux courants soit dirigée à travers le groupe d'impédances déterminant la phase des tensions de grilles.
Les courants des transformateurs d'intensité 5 traversent à leur tour un groupe de redresseurs secs 50, d'où le courant redressé traverse une résistance 52 et arrive à deux points de branchement, correspondants 51 où il est comparé à un courant- étalon d'une façon analogue à celle décrite.
La source primaire est oommune pour les deux courants- étalons et consiste en un transformateur de tension 6 relié au réseau du courant alternatif. Un courant d'une phase dudit transformateur traverse une résistance en fil de fer 61 qui le tient à peu près constant et, ensuite, les enroulements primaires de deux transformateurs 62, 63, dont l'un est repré- senté à rapport* réglable, les enroulements secondaires des leur dits transformateurs sont reliés chacun à @ polygone Graetz
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de redresseurs secs,respectivement 64,65, d'où les courants- étalons, maintenant rectifiés, sont conduit$ aux points 41, 51 à travers des inductances 66,
68 en série et avec des condensa- teurs 67, 69 en parallèle pour écarter les harmoniques supé- rieures .
La différence entre le oourant-étalon du polygone 64 et le courant des points 4,proportionnel à la tension courant continu.traverse un enroulement 70 à courant continu agissant sur une inductance 71 d'un type connu en principe et formant une partie d'une combinaison servant à déterminer la phase de la tension des grilles. Le courant des points 51 traverse d'une façon analogue un enroulement 72 à courant continu agissant sur une inductance 73 reliée en série avec l'inductan- ce 71. En série avec ces deux inductances se trouve finalement une résistance ohmique et l'ensemble est connecté à l'enroule- ment secondaire d'un transformateur 75 dont l'enroulement primaire est connecté au transformateur de tension 6.
Pour un redresseur tri- ou hexaphasé on emploie trois combinaisons d'impédances du tel genre lesquelles sont reliées chacune à leur phase du transformateur 6 et dont les enroulements réglants sont, de préférence, reliées en série. Le point milieu de l'enroulement secondaire du transformateur 75 est relié à un point neutre des grilles qui peut être "flottant" d'après le brevet français n0758.124 ou relié, à titre d'exemple, à la cathode, à travers une résistance. De plus, le point de jonc- tion 77 entre l'inductance 73 et la résistance 74 est relié une ou plusieurs grilles 12 à travers des résistances 78 .
En série avec les enroulements à courant continu 70, 72 sont reliés des redresseurs secs respectivement 84, 85 .pour empêcher un retour du courant qui pourrait causer de l'insta- bilité. Des condensateurs respectivement 86, 87 sont montés arallèle en / avec les susdits redresseurs et servent à admettre un
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courant alternatif,éventuellement superposé sur le courant continu de façon que ce courant alternatif ne soit pas redressé quand le courant continu s'approche de zéro, ce qui dérangerait le réglage .
Le montage décrit travaille de la manière suivante : le courant dans l'enroulement 70, dépendant de la différence entre la tension du courant continu et une valeur normale déterminée par les organes 61, 62, 64, influence la commande des grilles de façon que la valeur normale soit à peu près restituée. Il est vrai qu'en même temps le courant dans l'enroulement 72, qui dépend de la différence entre le courant primaire rectifié par le groupe 50 et un courant-étalon déterminé par les or- ganes 61, 63, 65, cherche à régler de façon que le courant se rapproche à la valeur déterminé par le courant-étalon.
Cependant tant que le courant est considérablement au-dessous de cette valeur, l'enroulement 72 abaisse de telle façon la valeur de l'inductance qu'elle soit complètement négligeable comparée avec la beaucoup plus grande inductance 71,reliée en série avec elle. Ce n'est que lorsque le courant s'approche de la valeur normale, pour entrer dans la région du décrément permis, que l'inductance 73 commence à croître considérablement et à aoqué- rir une influence sur le réglage. En même temps, l'inductance 71 s'est abaissée d'une quantité correspondant au décrément permis de la tension et l'inductance 73 commence alors à pré- valoir. Quand la tension s'abaisse davantage, le réglage dé- pendra entièrement de l'inductance 73 et tiendra donc le cou- rant constant.
Dans la forme de la figure 2, le transformateur et la valve du redresseur sont désignés de la même façon que dans la figure 1. Le réglage se réfère ici d'abord à la tension, dans une certaine mesure oompoundée et, ensuite, à la puissance de courant continu. Pour la commande des grilles on emploie ici,
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comme dans la figure 1, des combinaisons de résistances et d'inductances, mais ici les inductances sont constantes, tandis que les résistances sont réglées par des appareils mécaniques.
Comme il est montré ci-dessous, les résistances doivent, dans ce cas,être reliées en parallèle.
La tension de courant confina est prise, comme dans la figure 1, entre deux points 4 et envoie un courant, à travers une résistance 40, dans un enroulement 94 du. régulateur de tension et dans un enroulement 104 du régulateur de puissance.
Le courant confina, est pris sur une résistance de branchement 55 et traversé un enroulement de oompoundage 95 du régulateur de tension et un enroulement 105 du régulateur de puissance. leur Les deux régulateurs influencent chacun @@ résistance, respec- tivement 91, 101, lesquelles sont reliées en parallèle et forment une partie d'une combinaison d'impédances pour détermi- ner la phase des tensions de., grilles. Cette combinaison est du même type général, comme dans la figure 1, mais la tension est transmise d'elle aux grilles par transformation au lieu de l'être directement.
Le transformateur 110 d'alimentation de la combinaison, lequel est à son tour alimenté par un transfor- mateur intermédiaire 6, possède donc non seulement l'enroulement secondaire 111, auquel l'inductance 112 et les résistances 91, 101. parallèles entre elles, sont reliées en série, mais aussi deux enroulements tertiaires 113. 114 qui donnent, en combinai- son avec deux enrobements additionnels sur le noyau de fer de 1'inductance 112, des tensions qui sont proportionnelles à et en phase avec la tension entre le point de milieu de l'enroule- ment 111 et le point de jonction entre l'inductance 112 et les résistances. Ces tensions sont introduites entre des points neutres 117. 118 et les grilles 12 .
Le montage qui vient d'être décrit travaille de la façon suivante : les régulateurs sont connectés de façon qu'un
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accroissement de la tension ou de la puissance entraîne un abaissement de la résistance 91 ou 101, respectivement, oe qui cause, à son tour, un déphasage de la tension des grilles dans le sens d'un allumage retardé. Quand la puissance est basse, le régulateur de puissance cherche donc à augmenter la résistan- ce 101 autant que possible, mais comme la résistance 91 est petite à cause de la petite chute de tension, la plus grande des deux résistances parallèles n'a pas beaucoup d'influence, mais le réglage tend à une tension constante (oompoundée).
Quand la puissance est haute et la chute de tension grande, l'influence du régulateur de puissance prévaut, vu que sa résistance 101 est maintenant beaucoup inférieure à la résistan- oe 91 .
L'invention peut naturellement être employée aussi quand l'impédance réglable n'influence pas directement la tension des grilles mais est, d'une façon oonnue en soi, intercalée dans un circuit excitateur d'une génératrice ou d'un moteur synchrone au moyen duquel elle détermine la phase de la tension des grilles .
REVENDICATIONS.
1.- Dispositif pour la commande des valves ioniques au moyen de grilles, dans lequel la phase de la tension des gril- les est réglée automatiquement, en dépendance des grandeurs caractéristiques de la charge, par une combinaison d'impédances dont une est réglable, caractérisé en ce que l'impédance ré- glable est composée de deux ou plusieurs éléments de genre similaire qui dépendent de différentes grandeurs caractéristi- ques de la valve ionique .
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of an application for a PATENT OF INVENTION "Device for controlling ionic valves by means of grids".
It is known that it is possible to automatically adjust a motor or other charging object of an ionic valve by the control gates of the valve so that the object obtains certain characteristic properties. It is sometimes desirable that these characteristic properties have a certain discontinuity, for example, that a motor works at constant voltage up to a certain load current, but therefore works at constant current. This case arises, by way of example, in an engine cooperating with an in-nettle flywheel.
As another example, we can name an adjustment carried out at constant voltage up to an oertai-
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a power value and, therefore, at constant power, which can be especially useful for transmission from a network to a star.
The present invention comprises a device for obtaining a discontinuous characteristic curve of the load of the kind described, by means of a gate control of the type known per se, where the phase of the gate voltages is varied by means of a combination of impedances of different characters, including one variable in magnitude. According to the invention, said variable impedance is composed of two or more elements of an essentially identical character, which depend on the different characteristic quantities of the ionic valve which it is desired to adjust between certain limits.
At first sight, it would seem that we would thus obtain a fairly continuous adjustment under the common influence of all the quantities in question, but a more in-depth examination shows that we obtain, even with very ordinary dimensions, impedance elements of a similar character, an adjustment which is first made essentially according to one and then essentially according to the other principle.
If the voltage of the divided and adjustable element of the combination precedes, in phase, the voltage of the other impedance element, for example if the former is an inductor and the latter an ohmic resistor, the former is preferable - that the secor ment composed by elements connected in series, while @ formed by an adjustable resistor cooperating with a constant reactance is preferably composed by elements connected in parallel.
In this way, phase rotation of the gate voltage in the appropriate direction is most easily obtained for reasons which need hardly be mentioned in detail.
Two forms of the invention, according to the two principles @ schematically in the
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Figures 1 and 2 of the accompanying drawing.
In FIG. 1, 1 represents the ionic valve of a rectifier comprising the cathode 10, the anodes 11, and the anode grids 12, only one of which is shown to simplify the diagram. 2 shows, in a purely theoretical way, the main transformer of the rectifier, syant primary terminals 21, secondary terminals 22 and a neutral terminal 20. Between the last and the oathode, the load, not shown, is connected through terminals 3. For the automatic adjustment of the load, according to the desired principle, not only the direct current voltage is taken between the 4 points, but also a current proportional to the primary alternating current is obtained by means of current transformers 5.
A current proportional to the voltage between points 4 is shunted through a high resistance and leads to two connection points 41 in which this current is compared with a standard current so that the difference between the two currents is directed to through the group of impedances determining the phase of the gate voltages.
The currents of the current transformers 5 in turn pass through a group of dry rectifiers 50, from which the rectified current passes through a resistor 52 and arrives at two connection points, corresponding 51 where it is compared to a standard current of a manner similar to that described.
The primary source is common for the two standard currents and consists of a voltage transformer 6 connected to the alternating current network. A current of one phase of said transformer passes through a wire resistor 61 which keeps it approximately constant and, then, the primary windings of two transformers 62, 63, one of which is shown at adjustable ratio, the secondary windings of their said transformers are each connected to @ polygon Graetz
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dry rectifiers, respectively 64,65, from where the standard currents, now rectified, are conducted at points 41, 51 through inductors 66,
68 in series and with capacitors 67, 69 in parallel to eliminate upper harmonics.
The difference between the standard current of polygon 64 and the current of points 4, proportional to the direct current voltage. Passes through a direct current winding 70 acting on an inductor 71 of a type known in principle and forming part of a combination used to determine the phase of the grid voltage. The current from the points 51 passes in a similar fashion through a direct current winding 72 acting on an inductor 73 connected in series with the inductance 71. In series with these two inductors is finally an ohmic resistance and the whole is connected to the secondary winding of a transformer 75 whose primary winding is connected to voltage transformer 6.
For a three- or six-phase rectifier, three combinations of such impedances are employed, each of which is connected to its phase of the transformer 6 and of which the regulating windings are preferably connected in series. The midpoint of the secondary winding of transformer 75 is connected to a neutral point of the grids which can be "floating" according to French patent n0758.124 or connected, by way of example, to the cathode, through a resistance. In addition, the junction point 77 between inductor 73 and resistor 74 is connected to one or more gates 12 through resistors 78.
In series with the DC windings 70, 72 are connected dry rectifiers 84, 85, respectively, to prevent reverse current which could cause instability. Capacitors 86, 87 respectively are mounted arallel in / with the aforesaid rectifiers and serve to admit a
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alternating current, possibly superimposed on direct current so that this alternating current is not rectified when the direct current approaches zero, which would disturb the adjustment.
The circuit described works as follows: the current in the winding 70, depending on the difference between the voltage of the direct current and a normal value determined by the members 61, 62, 64, influences the control of the gates so that the normal value is roughly restored. It is true that at the same time the current in the winding 72, which depends on the difference between the primary current rectified by the group 50 and a standard current determined by the organs 61, 63, 65, seeks to regulate so that the current approaches the value determined by the standard current.
However, as long as the current is considerably below this value, winding 72 lowers the value of the inductance in such a way that it is completely negligible compared with the much larger inductor 71, connected in series with it. It is only when the current approaches the normal value, to enter the region of the allowable decrement, that inductance 73 begins to increase considerably and to influence the setting. At the same time, inductor 71 has fallen by an amount corresponding to the allowable decrement of voltage and inductor 73 then begins to prevail. As the voltage drops further, the setting will depend entirely on inductance 73 and therefore hold the current constant.
In the form of figure 2, the transformer and the rectifier valve are designated in the same way as in figure 1. The adjustment here refers first to the voltage, to some extent oompounded and, then, to the voltage. direct current power. To order the grids we use here,
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as in figure 1, combinations of resistors and inductors, but here the inductances are constant, while the resistances are regulated by mechanical devices.
As shown below, the resistors must, in this case, be connected in parallel.
The confined current voltage is taken, as in figure 1, between two points 4 and sends a current, through a resistor 40, in a winding 94 of the. voltage regulator and in a winding 104 of the power regulator.
The contained current is taken from a connection resistor 55 and passed through an oompounding winding 95 of the voltage regulator and a winding 105 of the power regulator. The two regulators each influence resistance, respectively 91, 101, which are connected in parallel and form part of a combination of impedances to determine the phase of the grid voltages. This combination is of the same general type, as in Figure 1, but the voltage is transmitted from it to the grids by transformation instead of directly.
The supply transformer 110 of the combination, which in turn is supplied by an intermediate transformer 6, therefore not only has the secondary winding 111, to which the inductor 112 and the resistors 91, 101 are parallel to each other, are connected in series, but also two tertiary windings 113, 114 which give, in combination with two additional coatings on the iron core of inductor 112, voltages which are proportional to and in phase with the voltage between the point of the middle of the winding 111 and the junction point between the inductor 112 and the resistors. These voltages are introduced between neutral points 117. 118 and the gates 12.
The assembly which has just been described works as follows: the regulators are connected so that a
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increasing the voltage or the power causes a lowering of the resistor 91 or 101, respectively, which in turn causes a phase shift of the voltage of the gates in the direction of a delayed ignition. When the power is low, the power regulator therefore tries to increase the resistance 101 as much as possible, but since the resistor 91 is small because of the small voltage drop, the larger of the two parallel resistors does not have a lot of influence, but the tuning tends to a constant tension (oompounded).
When the power is high and the voltage drop is large, the influence of the power regulator prevails, as its resistance 101 is now much lower than resistance 91.
The invention can of course also be employed when the adjustable impedance does not directly influence the voltage of the gates but is, in a manner known per se, interposed in an exciter circuit of a generator or of a synchronous motor by means of from which it determines the phase of the grid voltage.
CLAIMS.
1.- Device for controlling ionic valves by means of grids, in which the phase of the grid voltage is automatically regulated, depending on the characteristic magnitudes of the load, by a combination of impedances, one of which is adjustable, characterized in that the adjustable impedance is composed of two or more elements of similar kind which depend on different characteristic quantities of the ionic valve.