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PEBFECTIO#NTS AUX CONV'.E.RrISSEORS STATIQUES.
La présente invention est relative à des perfectionnements appor- tés aux convertisseurs statiques d'énergie électrique de toutes espèces com- portant des dispositifs à décharge! elle concerne plus particulièrement mais non exclusivement, les convertisseurs de ce genre fonctionnant entre un réseau à courant continu et un réseau à courant alternatif. l'un de ces deux réseaux étant par exemple à intensité constante.
On sait que les dispositifs à décharge électrique engendre sou- vent des harmoniques qui sont introduits dans le réseau d'alimentation, Il en résulte que l'équipement électrique doit âtre prévu pour des tensions plus élevées qu'en l'absence d'harmoniques, D'autre part, les harmoniques affectent la forme d'onde du courant alternatif et produisent d'autres inconvénients
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qu'on connaît.
Le but de la présente invention est de prévoir des moyens pour pallier ces inconvénients d'une façon simple et efficace par la suppression des harmoniques dans le réseau à courant alternatif, cette suppression étant obtenue par des ondulations d'amplitude égale et de phase opposée fournies au réseau alternatif.
Comme on le verra par la suite, l'application des moyens de l'invention permet d'augmenter la tension aux bornes des réactances et de diminuer la tension aux bornes des capacités du circuit alternatif à intensité constante, ce qui correspond à l'emploi de capacités moins coûteuses,
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avanta- ges de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels :
La Fig.l représente une forme de réalisation de l'invention, la Fig.2 en est une variante et la Fig.3 indique l'application de l'invention à un système polyphasé.
Sur la Fig,l on a représenté le circuit à courant alternatif 10 et le circuit à courant continu 11, l'un de ces deux circuits étant à inten- sité constante. Pour simplifier la description, on admettra que l'énergie est transmise à partir du circuit à courant alternatif vers le circuit à courant continu, bien qu'il soit entendu que la présente invention s'applique égale- ment au transfert opposé de l'énergie.
Un réseau monocyclique comportant plusieurs branches constituées par ces réactances de différentes natures, telles que les capacités 12 et 13 et les jactances 14 et 15, fait partie du circuit 10 à courant alternatif.
Il va de soi que ce réseau monocyclique peut avoir toute forme appropriée et différente de celle représentée. On peut par exemple substituer à la capacité 13 une réactance égale à la réactance 14, en vue de fournir un point milieu pour la connexion allant à une extrémité de l'enroulement primaire du trans- formateur 16 qui alimente un groupe de redresseurs.
Ce dernier groupe peut âtre d'un type quelconque; dans l'exem- ple considéré, on suppose par exemple qu'il s'agit de tubes 17 et 18 reliés entre les extrémités du secondaire du transformateur 16 et l'un des pôles du circuit à courant continu 11, l'autre pôle de ce circuit étant relié, par la réactance 19, au point milieu du secondaire du transformateur 16. L'autre
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borne primaire de ce transformateur est connectée, par l'Intermédiaire d'un enroulement du transformateur 20, à la borne restante du réseau monooyolique.
Le deuxième enroulement du transformateur 20 est relié au réseau alternatif 10.
Il va de soi que les tubes 17 et 18, au lieu d'être séparés, peuvent être à cathode commune et se présenter comme un dispositif à plusieurs anodes. Ils comportent de préférence des organes de commande tels que des grilles car, lorsqu'il s'agit de transformer du courant continu en courant alternatif, l'équipement fonctionne comme onduleur et les tubes 17 et 18 doi- vent être commandés à la façon connues
Le transformateur 20 sert à fournir au réseau à courant alterna- tif 10 des courants alternatifs ayant l'amplitude égale et la phase opposée à celles des harmoniques engendrés dans ce réseau par le fonctionnement des tu- bes à décharge.
Il est inutile d'exposer ici le fonctionnement des réseaux mono- cycliques que l'on connaît bien :il suffira donc d'indiquer de quelle manière les harmoniques se propagent pour que le fonctionnement des moyens de l'inven- tion devienne clair.
Le parcours des harmoniques peut être tracé à partir de la borne de droite du primaire du transformateur 16 t ils passent à la borne située entre la capacité 13 et la réactance 14, puis ils traversent la capacité 13, atteignent la borne inférieure du transformateur 20, passent par son enroule- ment au point situé entre la réactance 14 et la capacité 12, traversent cette dernière.. traversent l'autre enroulement du transformateur 20 et atteignent la borne de gauche du primaire du transformateur 16.
On voit donc que la propagation des harmoniques à travers les deux enroulements du transformateur 20 se fait dans deux directions opposées.
Il est donc possible de réaliser ce transformateur 20 de telle sorte qu'il ' neutralise les composantes principales des harmoniques engendrés par le fonc- tionnement des dispositifs à décharge.
En te faisant, en augmente la tension réactive qui apparaît aux bornes des réactances 14 et 15 et on diminue la tension apparaissant aux bor- nes des capacités 12 et 3 1 Il est donc possible de se contenter de capacités plus faibles, ce qui constitue un avantage économique appréciable.
La Fig,2 représente une variante qui comporte l'application de moyens analogues à ceux de la Fig.l.
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Dans ce montage, les impédances 14 et 15 et le transformateur 20 de la Fig,1 ont été combinés en un seul appareil. Donc dans ce montage, la capacité 12 est en série avec la réactance 21, formant ainsi un côté du réseau monocyclique, l'enroulement 22 fonctionnant comme l'enroulement 15 de la Fig,1
D'une façon analogue, la capacité 13 est en série avec la réac- tance 23 et l'ensemble constitue une partie du réseau monocyclique, la partie adjacente étant formée par l'enroulement 24.
Les enroulements 21 et 22 sont fortement couplés inductivement aux enroulements 23 et 24, de sorte que les harmoniques, introduits dans le réseau monocyclique par le fonctionnement des dispositifs à décharge 17 et 18 par l'intermédiaire du transformateur 16, sont effectivement neutralisés et supprimés dans le réseau monocyclique :il en résulte qu'aucune composante harmonique n'est réfléchie dans le circuit à courant alternatif 10.
Sur la Fig.3, on voit une ligne triphasée 25 reliée aux bornes disposées entre les Impédances de signes opposés qui constituent un réseau monocyclique polyphasé à plusieurs branches dont chacune comprend respective- ment la capacité 26 et la réactance 27, ou bien 28 et 29, ou bien encore 30 et 31, Si un courant alternatif à potentiel constant est fourni à ces bornes in- termédiaires du réseau monocyclique, on peut obtenir, dans le primaire 32-33- 34 relié en étoile, un courant alternatif à intensité constante, Les extrémités extérieures de ce primaire peuvent être reliées aux mêmes points que les trois lignes du réseau d'alimentation 25. Le secondaire 35 alimente un convertisseur à dispositifs de décharge comportant plusieurs tubes 36 à 41 reliés au réseau 42 à courant continu à travers la réactance 43.
Entre ces tubes et le transformateur 35 on peut intercaler plu- sieurs réactances saturables 45 à 46 afin de commander le taux de variation du courant qui traverse les différents dispositifs à déoharge pendant la fin de leurs périodes de conductibilité précédant leurs extinctions respectives: cette disposition qui a pour but de réduire les gradients de potentiel appa- raissant dans le convertisseur* est conforme au brevet belge N 423. 176 déposé le 18 Août 1937 par la Société demanderesse.
Pour empêcher l'apparition des harmoniques dans le circuit 25 d'alimentation, on peut prévoir plusieurs enroulements Inductifs tertiaires 47 à 49 associés respectivement avec leurs enroulements 32 à 34 qui constituent le primaire du transformateur, comme on l'a vu, Chacun de ces enroulement! tertiaires est relié entre un point intermédiaire de l'enroulement primaire
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associé et un point intermédiaire sur l'une des réactances du réseau monocycli- que. Ainsi, par exemple, l'enroulement 47 est branche entre un point situé sur l'enroulement 32 et un point de l'enroulement 27 De même, l'enroulement 48 est monté entre les points intermédiaires des enroulements 33 et 29, et l'en- roulement 49 entre des points analogues sur les enroulements 34 et 31.
Le conducteur supérieur de la ligne triphasée 25, qui normalement pourrait comporter des harmoniques qui apparaissent aux bornes des enroulements 32 et 34, reçoit maintenant des harmoniques additionnels qui correspondent à ceux de l'enroulement 33 de sorte que la soma vectorielle des harmoniques est pratiquement égale à zéro. De même, dans l'autre conducteur de phase de la ligne 25, les sommes vectorielles des harmoniques sont équilibrées par l'in troduction d'harmoniques additionnels, de sorte qu'on ne constante pratique- ment pas cet effet nuisible des tubes à décharge.
Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux installations comportant des réseaux monocycliques intermédiaires et que tout autre montage comportant un "rétrocouplage" des harmoniques, prélevés au circuit de sortie et réintroduits dans le circuit d'entrée d'un convertisseur statique d'énergie électrique (que ce soit un redresseur, un onduleur, un changeur de fréquence, etc..), est couvert par la présente invention.
Bien qu'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réalisa- tion de l'invention; il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces for- mes particulières, données simplement à titre d'exemple et sans aucun carac- tère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions Indiquées ci-dessus, rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.