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Agencement pour le fonctionnement de redresseurs de courant dans lesquels une interruption de courant est produite par vole mécanique.
L'objet du brevet principal concerne un dispositif pour actionner les redresseurs de courant dans lesquels l'interruption du courant a lieu mécaniquement. Dans ce dis- positif, le montage des circuits principaux est établi de manière qu'au voisinage momentané de la fermeture et de la coupure d'un trajet de courant, un deuxième trajet au moins participe au passage du courant, et qu'au plus tard à l'ins-
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tant de l'interruption mécanique le courant qui parcourt le circuit à interrompre soit ramené à une valeur nulle par voie électrique. Dans une des formes de réalisation de l'invention, il y a avantage à ce que le redresseur soit subdivisé conformément à ce montage en deux redresseurs par- tiels au moins, décalés en phases, avec chacun un trajet possible.
Entre les tensions de phases des redresseurs par- tiels, on branche une réactance ou respectivement un trans- formateur 4,5 (figure 2) aux bornes duquel il règne une tension qui a pour effet que dans des Intervalles de temps déterminés le courant se trouve réparti sur deux trajets au moins, et que pendant d'autres intervalles dé temps le courant ne parcourt qu'un seul trajet.
Les variations du courant sont de préférence réali- sées au moyen du courant d'aimantation Jm que reçoit la bobine de réactance ou respectivement le transformateur.
Il faut satisfaire à la condition que l'amplitude de Jm égale 1/2 Jg afin d'annuler passagèrement le courant d'un trajet. Cette condition peut être satisfaite automatique- ment, et d'une manière rationnelle, par l'emploi de tôles de transformateur de haute qualité. Dans de nombreux cas cependant, des tôles ordinaires suffisent aussi, comme l'ont montré des essais.
C'est ainsi que la figure 1 du dessin annexé montre comment le courant d'aimantation absorbé Jm dépend de l'in- tensité du courant continu superposé Jg. Ces courbes ont été renregistrées en utilisant un montage que l'on a déjà proposé dans le premier perfectnt au brevet principal, dé- posé le 15 mai 1942, , où il est représenté à la figure 1, et en l'alimentant en courant alternatif à la fréquence usuelle de 50 p :s. Dans ce montage, les bobines 4 et 5 étaient montées en série et soumises à une tension alter-
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native maintenue constante pour chaque courbe séparée, et dont la valeur est indiquée pour chaque courbe.
On faisait passer du courant continu provenant d'une source spéciale à travers les bobines 6 et 7, également montées en série, Le diagramme montre que, dans un certain intervalle des ten- sions du réseau, soit entre 55 et 100 V, le courant alterna- tif absorbé est presque proportionnel au courant continu introduit.
Dans le présent montage de redresseurs, la fréquence est trois fois plus grande et atteint donc 150 p : s; par con- séquent, les valeurs indiquées de la tension y sont triplées.
Etant donné que l'absorption du courant alternatif par les bobines 4 et 5 est presque indépendante de la tension appli- quée, dans un intervalle de 50 pour 100 de cette tension, il est possible de faire fonctionner le redresseur mécanique à des tensions de transformateur différentes, c'est à dire à des tensions continues différentes à l'intérieur d'un certain intervalle, sans être obligé d'effectuer aucune modification de la bobine de réactance ou du transformateur. Ainsi, même en cas d'utilisation de tôles ordinaires, le montage satis- fait toujours, et avec une précision suffisante, à la condi- tion que l'équilibre exigé soit maintenu sur presque toute la gamme des charges, même pour des tensions d'utilisation différentes.
Théoriquement, le passage du contact 22 au contact 24 (cf. figures 2 et 3 du dessin) devrait se faire dans un intervalle de temps infiniment petit, de sorte qu'il n'y au- rait pas lieu de formuler des conditions spéciales pour la commutation, l'intensité du courant étant nulle. Mais en réa- lité, une tension appréciable règne entre les contacts 22 et 24 au moment de la commutation, de sorte qu'il faut interca- ler entre l'ouverture de l'un et la fermeture de l'autre une petite pause en vue d'éviter une mise en court-circuit di- recte. Ceci exige pratiquement, avec du courant alternatifs
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de fréquence fondamentale 50 p : a, un intervalle de 5 à 10 degrés ; le montage est alors agencé de telle façon que le passage s'effectue, dans la mesure du possible, sans à-coup de courant.
Conformément à l'invention, on prévoit des conden- sateurs pour shunter les contacts. Ces condensateurs ont pour but de faire passer progressivement les composantes de la tension d'un état à l'autre, ce qui a lieu de la manière sui- vante :
La figure 3 représente l'instant (sensiblement 240 ) de passage de la tension de phase 22 à la tension de phase 24.
Auparavant la bobine de réactance est soumise à la tension UL qui est formée par les tensions de phase 22 et 23, jusqu'à l'instant où le contact 22 s'ouvre ou respectivement où l'in- tensité du courant J' s'annule (point b, figure 4). A partir de ce moment, la bobine de réactance ou le transformateur est branché par une extrémité sur la tension de phase de 23, et par l'autre extrémité, sur le centre de l'étoile formée par les trois condensateurs 22', 24', et 26'. Il faut calculer de telle manière la capacité des condensateurs que la tension aux bornes du condensateur 24' se soit annulée peu de temps avant que le contact 24 se ferme, ourespectivement que le centre de l'étoile se déplace d'une manière correspondante.
Le temps de charge est déterminé par l'inductance de la bo- bine de réactance ou du transformateur. Pour simplifier le raisonnement en réference à la figure 4, on suppose que le circuit à courant continu contient une réactance de nivelle- ment infiniment grande (figure 2), de sorte que l'on ne pré- lève que du courant continu constant sur le milieu de la bo- bine L, courant qui se répartit uniformément de part et d'au- tre, et ne produit donc aucun changement dans le circuit re- présenté. A ce courant continu se superpose le courant d'ai- mantation Jm de la bobine de réactance ; les effets
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de ce dernier se limitent exclusivement au circuit représenté, conformément à l'hypothèse admise.
Ainsi, à chaque instant le courant dans les deux moitiés de la bobine de réactance est formé par la différence entre la moitié de l'intensité constan- te du courant continu, soit 1 Jg, et le courant d'aimantation 2 Jm. Soient J' l'intensité du courant qui parcourt la moitié de droite et J" celle dans la moitié de gauche. Comme le montre la figure 4 au point b, l'intensité J' s'annule au moment de l'ouverture du contact 22. Grâce à la présence des condensateurs, la tension se conserve d'abord pour un temps très court du côté droit de la bobine de réactance, pour passer progressivement pendant la commutation à la valeur de la courbe 24, c'est à dire que les condensateurs sont chargés au centre de l'étoile de cet- te valeur de la tension.
Etant donné que la charge est ralentie par l'inductance de la bobine de réactance, et qu'on peut sup- poser pratiquement que le circuit ne contient pas de résistances ohmiques appréciables, la charge s'effectue sensiblement sous forme de fonction sinusoïdale. Cela signifie que la courbe UL s'approche de la valeur zéro d'une manière sensiblement sinusoï- dale, ce que la figure 4 ne montre pas en détail. Par conséquent, l'intensité du courant J' a également une allure sinusoïdale pendant la commutation; elle croît dans le sens négatif, puis décroît, et s'annule au moment précis où le contact 24 se fefme (point a, figure 4). Ainsi, la fermeture du contact 24 ne produit aucun à-coup de courant de fermeture.
La fréquence pendant la commutation est déterminée par la capacité des condensateurs et l'inductance de la bobine de réactance.
En partant du fait que le contact 24 se ferme avanta- geusement à l'instant où les tensions de phase de 23 et de 24 sont égales (point a, figure 4), l'ouverture du contact de 22 doit avoir lieu suffisamment avant, pour que les phénomènes que l'on vient de décrire puissent se produire, c'est à dire que J'
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doit s'annuler exactement à la demi-période antérieure de la fréquence de commutation (point b, figure 4). L'intervalle de passage peut aussi atteindre un multiple de la distance a-b indiquée, puisque, dans un phénomène oscillant, l'inten- sité du courant s'annule plusieurs fois. L'aimantation ini- tiale de la bobine de réactance doit être réglée de telle ma- nière que J' s'annule au point b pour toutes les charges.
En outre, on pourra éventuellement régler les temps de contact dans une certaine mesure en fonction de la charge, surtout lorsqu'il est impossible de satisfaire exactement dans la pratique à la dernière condition indiquée.
Pour augmenter la sécurité contre les amorçages en retour, il est indiqué qu'après ouverture des contacts la tension devienne d'abord positive pendant un temps réduit, et ne passe qu'après à la valeur d'arrêt négative, Dans le présent montage, on peut satisfaire à cette condition en ou- vrant le contact 22 un peu au-dessus de la ligne de zéro, soit avant le point b (voir figure 4), de manière qu'une fai- ble tension additionnelle positive soit induite dans la bobine de réactance L par suite de l'ouverture sous courant.
Moyennant un réglage approprié des temps de contact, le présent montage permet aussi le réglage de la tension con- tinue.
REVENDICATIONS.
1.- Dispositif pour actionner les redresseurs de courant dans lesquels l'interruption du circuit s'accomplit mécaniquement, suivant le brevet principal, caractérisé en ce que des conden- sateurs sont prévus pour shunter les contacts.