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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de
EMI1.1
BREVET D'INVENTION "PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGLAGE DE LA TENSION DE SOUPAPES ELECTRIQUES A GRILLES POLARISEES, EQUIPAS AVEC DES FILTRES"
Il est bien connu qu'on peut régler la tension d'une soupape électrique en modifiant le point d'allumage des anodes, c'est-à-dire l'instant où l'arc s'établit sur chacune d'elles à tour de rôle. Ce réglage peut s'effectuer automatiquement à l'aide de régulateurs ultra-rapides agissant sur la commande des grilles.
Si le côté courant continu ne comporte pas d'étouffeurs d'harmoniques (filtres), le réglage de le, tension continue n'offre pas de difficultés; mais par contre, si pour aplanir les ondulations de la tension continue, onutilise des filtres, c'est-à-dire des combinaisons de selfs
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et de capacités, le problème présente des difficultés spéciales qui vont être exposées en référence aux Fig. 1 à 3 du dessin annexé.
La Fig. 1 représente le schéma de montage d'une soupape électrique (redresseur) à grilles commandées (polarisées). La soupape G est alimentée à partir du réseau triphase N par l'intermédiaire d'un transformateur T. La comman- de des grilles est indiquée au dessin comme se faisant à l'aide d'un commutateur tournant K entraîné par un moteur synchrone M. D désigne des bobines de self et C des condensateurs constituant des filtres pour égaliser ou aplanir les ondulations présentes dans la tension du côté continu de la soupape.
La Fig. 2 montre les caractéristiques de la tens ion redressée de la soupape pour différentes positions du point d'allumage, la courbe [alpha]o se rapportant au cas d'un faible déplacement, et les courbes [alpha]1 à [alpha] 5 aux cas de dépla- cements de plus en plus grands , du point d' allumage. On voit que dans la zone OB avoisinant la marche à vide, les courbes viennent plus ou moins se rejoindre au point X.
Sil'on désire régler la tension du redresseur G à une allure correspondant à la ligne en pointillé (Fig. 2), il faut que dans la zone OB de la marche à vide, la position du point d'allumage se déplace de telle sorte que l'on puisse passer rapidement d'une caractéristique à la suivante, par exemple de la courbe 1 à la courbe 3, et même plus loin si c'est nécessaire. Un réglage de ce genre est possible sil'on donne au régulateur une caractéristique à pente particulièrement raide dans la zone de la marche à vide. Les inconvénients de cette solution ressortent de la Figure 3, où la courbe 1 représente la tension de la soupape dans la zone de la marche à vide, tension dont la
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valeur moyenne est donnée par la droite 2.
Si la soupape passe à la marche à vide et si l'on conserve la position du point d'allumage qui correspond à la courbe 1, les condensateurs C vont se charger à un potentiel correspondant à la crête des dents de cette courbe 1, c'est-à-dire qu'en marche à vide la tension va monter brusquement de la valeur moyenne 2 à la valeur de crête 5 figurée en pointillé. Pour éviter cette brusque élévation de la tension, on fait varier le point d'allumage des grilles jusqu'à ce que la tension amorcée de la soupape prenne l'allure illustrée par les surfaces hachu- rées 3 de la Figure 3.
La charge des condensateurs 0 se fait maintenant de telle sorte que leur tension maximum de charge sera déterminée par les pointes de ces surfaces hachurées et que la tension de courant continu ne dépassera pas la valeur moyenne désirée et représentée par la droite 2.
Le désavantage d'un système de réglage de ce genre se révèle lorsque la charge varie brusquement de la marche à vide à une valeur petite, mais suffisante pour dé- charger les condensateurs ; eneffet, avant même que' le régu- lateur mécanique ait eu le temps de réagir, la tension moyenne du redresseur va tomber de la valeur 2 à la valeur 4 de la Figure 3. Une telle variation de tension représentant presque la moitié de la tension continue nepeut pas être compensée avec une rapidité suffisante par un régulateur mécanique.
La présente invention a pour objet un procédé pour le réglage de la tension redressée de soupapes électriques à grilles polarisées et dont les ondulations de la tension continue sont aplanies au moyen de filtres, ainsi qu'à des dispositifs pour la mise en oeuvre du dit procédé. Suivant l'invention, la position du point d'allumage des diverses anodes de la soupape est réglée au moyen de régulateurs électroniques ou ioniques à action instantanée.
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Les régulateurs mécaniques rapides connus jusqu'à ce jour sont dès lors remplacés par des régulateurs qui, ne mettant en jeu que des électrons ou des ions, sont sans inertie et travaillent sans organes en mouvement, donc sans accélération de masses. Pour ces régulateurs, on se servira généralement, soit de tubes électroniques, soit de tubes ioniques contrôlés par des grilles.
La Figure 4 montre, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. La Fig. 5 est un diagramme des tensions.
Le redresseur G est alimenté par un transformateur branché sur le réseau triphasé N2, et il débite sur le réseau à courant continu N1; ce redresseur est muni d'une commande .par grilles polarisées. D et C désignent respectivement des bobines de self et des condensateurs servant à aplanir les ondulations de la tension redressée. La tension continue qui est à régler est prise sur le potentiomètre T et amenée au régulateur électronique ou ionique R. Ce régulateur agit sur l'appareillage S de contrôle des grilles de la soupape G et règle continuellement de telle façon que la tension redressée atteigne la valeur désirée pour laquelle il est lui-même ajusté.
Les régulateurs électroniques ou ioniques agissent instantanément et règlent dès lors sans aucun retard.
A la Fig. 5, la courbe en trait fort 1 repré- sente la tension continue réglée, et 2 représente la valeur moyenne de la tension. Si l'on suppose qu'à l'instant to survienne une forte variation de la charge, susceptible de faire varier la tension continue, le régulateur sans inertie doit agir sur l'instant d'allumage des anodes suivantes de telle façon que la variation de tension soit compensée. On voit sur la Fig. 5 que, au cas d'une variation de charge à l'instant to, l'action du régulateur occasionnée par cette varia-
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tion ne doit se manifester efficacement qu'au point tl au plus tôt, instant où l'anode suivante devrait s'allumer.
En conséquence, et suivant l'invention, le régulateur électroni que ou ionique ne doit pas agir tout à fait instantanément, mais il doit plutôt posséder une certaine constante de temps, @ à choisir, et tolle que pour une perturbation en to, la oorrec- tion ne se produise qu'en t1, ou éventuellement même en t2, t3 .
Ce régulateur offre par rapport à un régulateur mécanique, travaillant avec inertie, l'avantage suivant : au lieu de n'agir qu'au bout de quelques périodes seulement, il agit déjà lors de l'allumage de l'anode suivante, mais pas avant cet allumage.
L'exposé ci-dessus n'est valable que si le circuit à courant continu n'est pas inductif. Si ce circuit présente une grande inductivité, les variations dans le réseau se passent plus lentement et il n'est plus nécessaire que la constante de temps du régulateur soit aussi faible qu'il a été indiqué plus haut. Il est même avantageux alors de choisir la constante de temps du régulateur de façon telle que la c-errection de l'instant d'allumage n'entre en jeu que lorsque quelques anodes auront brûlé après le début de la perturbation, et que le régulateur ne réagisse qu'à la tension continue moyenne qui s'établira pendant la période d'attente de ce régulateur.