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" Montage pour équipement convertisseur ".
L'invention se rapporte en première ligne à un montage pour équipement convertisseur, comportant des réactances de cou- plage montées en série avec les points de coupure, dont le noyau magnétique est fortement saturé pour la valeur nominale du oou- rant et par la désaturation desquelles, au voisinage des passa- ges de l'intensité par zéro, il se produit une pause à courant réduit facilitant la coupure du courant.
Conformément à l'inven- tion, la capacité de charge ainsi que de suraharge, de même que la'certitude de coupures irréprochables du courant en cas de
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renversement de la charge, sont augmentées par le fait que la réactance de fuites de l'ensemble de l'installation est abais- sée dans une mesure supérieure à la mesure habituelle et aussi grande que possible.
Dans les équipements convertisseurs d'un autre genre con- nus, la réactance de fuites ne doit pas devenir inférieure à une limite inférieure déterminée, car il est nécessaire de dis- poser dtune certaine dispersion pour la limitation du courant de court-circuit qui prend naissance et qui peut être dangereux, par exemple pour les anodes particulièrement sensibles des re- dresseurs à vapeur de mercure, ou bien pour réduire la raideur de la courbe du oourant de commutation, indésirable par exemple dans les convertisseurs d'électrolyse, à cause de l'impossibi- lité pratique dtadapter avec une exactitude mathématique, lors- que la charge croit, l'opération de coupure au déplacement du passage du courant par zéro, de sorte que avec une grande rai- deur de la courbe de courant, il faut oraindre une surcharge des électrodes,
par suite de la soudaineté de trop hautes in- tensités. Ces surcharges ont obligé, dans les installations de convertisseurs pratiquement réalisées, à prévoir intentionnel- lement dans l'installation une certaine quantité de fuites pou- vant être déterminée à l'avance, pour que dtune manière géné- rale on puisse réaliser pratiquement l'exploitation.
En contre partie, il n'y a pas lieu de tenir compte de considérations de ce genre, si des bobines d'inductance sont montées en série avec les points de coupure. Au contraire, dans ce cas on peut sans autre inconvénient s'efforcer de s'appro- cher d'aussi près que possible de l'état idéal où l'installa- tion est complètement exempte de réactances de fuites. On ob- tient ainsi que la commutation se fasse dans un temps plus oourt, de sorte que l'intervalle de temps entre le commencement et la fin de la commutation, avec des courants de charge d'intensités
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Différentes, ainsi que le déplacement dans le temps de la pause à courant réduit diminuent lorsque la charge croit.
Par suite, pour une durée donnée de la pause à courant réduit, laquelle est déterminée par les matériaux et les dimensions des bobines de réactances, on peut soit agir entre des limites de charge plus étendues, ou bien dans le cas de limites de charge fixées, exploiter avec un facteur de sécurité supérieur;
car le danger que, en cas de défauts mécaniques ou électriques qui peuvent causer un changement des positions réciproques dans le temps des instants des coupures et des pauses à courant réduit, il se produit également des coupures du courant en dehors des pauses à courant réduit, est diminué par la réduction des durées de commutation. S'il était pratiquement exécutable d'éliminer com- plètement la réactance de fuites de l'installation, ou de la rendre sans action cela signifierait que la commutation pour les conditions de charge les plus différentes se produit tou- jours dans un temps infiniment court.
Par suite, la pause à courant réduit depuis la marche à vide jusqu'à la charge la plus élevée conserverait toujours la même position dans le temps par rapport à la périodicité de la tension alternative. La oomman- de des contacts commandés par la tension alternative pourrait alors être réglée de telle. façon que les contacts commencent à s'ouvrir en exploitation normale à chaque période environ au milieu de la pause à courant réduit.
De cette façon on dispose- rait entièrement, pour garantir la sécurité d'exploitation en ce qui concerne les petits écarts par rapport à l'exploitation normale aussi bien au point de vue électrique qu'au point de vue mécanique et dans les deux sens, d'un jeu égal à la moitié de la durée de la pause à courant réduit, Ces avantages nten- traîneraient aucun inconvénient de principe; car les inaonvé- nients liés, dans d'autres installations de convertisseurs, avec une réactance de fuites trop faible sont sans importance
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@ pour les convertisseurs avec réactances de couplage.
Comme no- tamment l'introduction de la pause à courant réduit est toujours liée avec une valeur absolue déterminée du courant, et que la valeur de la charge n'a aucune influence sur la durée de la pause à courant réduit, on obtient la garantie d'une coupure facilitée pour toutes les conditions de charge, quelle que soit d'ailleurs la raideur de la courbe du courant avant le début et le cas échéant après la fin de la pause à courant réduit.
On n'a même pas à craindre, en cas de court-circuit, des consé- quences inadmissibles, car le courant de court-circuit est li- mité par l'augmentation, à plusieurs fois la valeur normale, de l'inductance des bobines de couplage, laquelle se produit auto- matiquement au voisinage de chaque passage du oourant par zéro, à une valeur admissible, aussi bien au point de vue dynamique que, temporairement, au point de vue thermique, valeur qui peut encore, pour un choix approprié des dimensions, être du même ordre de grandeur que le courant de charge le plus élevé de l'équipement convertisseur.
Pour ces raisons la diminution de la réactance de fuites dans les convertisseurs avec réactances de couplage peut être sans compromis poussée aussi loin que Inexécution pratique et la disposition des parties de l'instal- lation le permettent.
Dans les détails on peut prendre les mesures exposées oi- après, selon un choix arbitraire ou oonditionné par des circn- stanoes telles que : genre d'exploitation, genre de la charge, matériaux disponibles, possibilité de construction, etc....
Tout d'abord la source de tension alternative correspondante, par exemple une génératrice ou un transformateur, que, autre- ment on a l'habitude de construire intentionnellement avec une certaine réaotanoe de fuites en vue de la sécurité réclamée con- tre les court-circuits, pourront être exécutés aveo une disper- sion réduite dans des proportions inaooutumées. La dispersion
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peut en particulier être choisie si faible que la source de tension alternative ne soit Jamais en soi même protégée contre les court-circuits. Par exemple la dispersion du transformateur peut être plus petite que 6 à 8 %,
Les canalisations du côté alternatif peuvent être dispo- sées de telle façon qu'elles possèdent l'inductance la plus faible possible ;
àcet effet elles peuvent être réparties en plusieurs conducteurs parallèles. Il est recommandable de dis- poser les canalisations des différentes phases séparées le plus près possible les unes des autres, en les prévoyant avec Isole- ment renforcé en vue d'une sécurité accrue contre le danger d'un amorçage avant les bobines de réactance, Il est particulière- ment avantageux de prévoir un groupement en faisceau de ces ca- nalisations y compris leur isolement.
Si des interrupteurs particuliers doivent être insérés dans les canalisations à courant alternatif, il faut attacher de la valeur à ce que leur exécution les rendent peu inductifs, Par suite, il est avantageux que les interrupteurs soient exé- cutés de telle sorte que, entre les bornes, le trajet du cou- rant qui les traverse s'écarte le moins possible d'une ligne droite. Pour les noyaux magnétiques des réaatanaes de couplage, il y a lieu de choisir des matériaux magnétiques de la plus hau- te qualité possible, dont la caractéristique d'aimantation ait, dans la région non saturée la fente la plus faible possible par rapport à l'axe des flux et possède au point de passage dans la zone saturée un coude prononcé, et enfin, dans la zone saturée, soit le plus possible parallèle à l'axe des inductions.
A cet égard l'alliage le plus approprié est un alliage de 50 % Fe et 50 % Ni. Il sera avantageux que les noyaux magnétiques soient constitués au moyen de feuillard de moins d'un millimètre d'é- paisseur en forme d'une ou plusieurs spirales annulaires coaxi- ales et que les conducteurs du courant soient disposés sur ces
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noyaux de façon à avoir les moindres fuites possible L'incuc- tance de fuites peut être tenue d'autant plus réduite que l'en- combrement nécessaire pour les enroulements est plus petit..
Par suite, il peut être avantageux d'augmenter par une réfri- gération artificielle l'intensité du courant maximum admissible.
Les bobines de réactances peuvent par exemple être montées dans une cuve qui sera avantageusement cylindrique avec des fentes latérales, un courant réfrigérant gazeux étant projeté axiale- ment au moyen d'un ventilateur, et une partie de ce courant étant dérivé radialement derrière chaque bobine par les fentes latérales. si l'équipement convertisseur est muni de contacts à commande mécanique pour la coupure de courant, il est recom- mandable de disposer les parties conductrices du dispositif de contact de façon qu'il présente l'inductance la plus faible possible, ainsi qu'on l'a dit plus haut pour les interrupteurs insérés dans les canalisations.
Une diminution supplémentaire de la dispersion de l'ensemble de l'installation peut être ob- tenue au moyen d'un assemblage avec faible dispersion des réac- tances de couplage avec la source de tension alternative ( gé- nératrice ou transformateur ), cas dans lequel on peut prévoir en même temps un refroidissement artificiel commun par exemple par montage dans un bac à huile commun. L'assemblage peut se faire par exemple en ce que au moins une partie de l'enroule- ment secondaire du transformateur forme en même temps le bobi- nage de la réactance de couplage, cet enroulement oorrespondant, non seulement au noyau du transformateur, mais également à un noyau de réactance de couplage possédant les propriétés magné- tiques mentionnées ci-dessus.
Une réduotion notable de la dispersion effective peut également être réalisée en reliant plusieurs équipements oon- vertisseurs à un transformateur commun avec des durées de cou- plage déphasées dans le temps les unes par rapport aux autres,
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et cela aveo avantage, de la durée du temps de commutation.
Le transformateur pouvant posséder plusieurs enroulements se- condaires déphasés réciproquement du même temps. Sans doute, il faut alors le cas échéant, que l'un de ces équipements con- vertisseurs fonctionne avec un réglage plus réduit, toutefois pour cela et pour chacun des équipements oonvertisseurs reliés n'agira que la partie de la dispersion du transformateur cor- respondant au nombre total des dispositifs convertisseurs con- nectés.