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Appareil à contact à commande périodique.
On a dejà propose des appareils à contact dans les- quels l'établissement du contact est obtenu par des mouvement: de chancellement ou giratoires de l'armature, la commande se faisant sans l'utilisation d'organes tournants.
La presente invention consiste en un perfection- nement de ces dispositifs, ce perfectionnement consistant en ce que l'armature a une frequence propre qui concorde d'une manière parfaite ou approchée avec la frequence de la tension alternative ou tension triphasée qu'il s'agit de transformer.
Grâce à cette particularité, on obtient quelques avantages sensibles. Tout d'abord, le demarrage se trouve sensiblement
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facilite. D'autre part, tout en mettant en oeùvre une puis- sance ou energie identique pour la commande d'entraînement, on peut mettre en mouvement des masses plus grandes et avec une course plus grande. D'autre part, il est plus facile de maîtriser les forces d'inertie qui donnent lieu à des vi- brations qui se transmettent à l'extérieur, notamment lors- qu'on dispose, dans le cas du mouvement de chancellement, le centre de gravite à l'endroit du centre de rotation.
En- fin, le fait de fonctionner avec une fréquence légèrement inférieure ou superieure à la frequence propre, permet d'agir aussi bien sur l'amplitude que sur la phase de l'os- cillation, et, de ce fait d'agir sur l'instant du contact et sur sa phase, c'est-à-dire sur le degre de commande du convertisseur statique de la manière la plus simple, c'est- à-dire en s'écartant de la position de résonance. On peut en particulier executer la construction de telle sorte que les modifications des instants ou durees de contact qui sont ne- cessaires pour le réglage de la tension soient provoquees au- tomatiquement par le desaccord de la frequence propre qui règle en même temps la position de phase.
L'armature à mouvement de chancellement peut ac- tionner les contacts électriques soit directement, soit à l'aide d'organes intermédiaires. Il faut tenir compte dans ce cas que du fait des forces exercees sur les contacts, il peut se produire un désaccord de la frequence propre de l'armature, desaccord qu'il faut éviter de laisser prendre une valeur appréciable. Ceci est nécessaire surtout pour le démarrage. effet, pendant le démarrage, les forces des contacts s'exercent, dans certains cas, encore avec toute leur vigueur. Si ces forces des contacts ont donc une in- fluence sur la frequence propre, elles donneront naissance au cours du fonctionnement à une frequence propre autre que durant le démarrage, en particulier à une frequence plus
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elevee.
Si on veut donc éviter cela, il faut executer aussi bien la masse propre que son dispositif élastique de support avec des dimensions assez largement calculées pour que la masse et les forces élastiques des contacts à manoeuvrer soient négligeables dans une mesure telle que la stabilite du fonctionnement et la facilité du démarrage n'en soient pas alterees.
L'objet de la presente invention est represente par un exemple sur le dessin joint.
1 désigne un système magnétique qui comporte sur le pourtour un nombre de branches à courant alternatif qui correspond au nombre des phases, et dont on voit dans le plan du dessin les branches 2 et 3. Ces branches sont excitées par des bobines à courant alternatif, dont on a représente les bobines 4 et 5. La branche 6 du milieu est excitée par une bobine 7 à courant continu. Au-dessus de la branche ? du mi- lieu est montee une armature 8 disposée de telle sorte qu'un support 9 passe à travers un trou perce dans la pièce 8 et porte à son extrémite supérieure une membrane 10 qui est fixée sur l'armature 8 par les vis 11 et 12.
Sur les branches 2 et 3 sont fixes des organes 13 et 14 de support des contacts, en matière céramique par exem- ple. Ces supports portent à leur extrémité supérieure des ressorts de contact 15 et 16 que l'on règle au moyen de vis de butee 17 et 18. Les ressorts 15 et 16 portent des pastil- les d'argent 19 et 20 fixées par rivure, qui coopèrent avec un anneau de contact 21 prevu dans l'armature 8. si on exci- te le système magnétique, l'armature 8 commence un mouvement de chancellement autour du point de support 22. par ce moyen, l'anneau de contact vient successivement au contact des res- sorts disposes sur le pourtour, et dont on voit sur le des- sin ceux qui sont désignes par 15 et 16.
Pour eviter des mouvements de frottement des plè- ces de contact, on dispose les points de contact dans le plan de la membrane 10. D'autre part, on peut executer less-
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sorts 15 et 16, de telle sorte qu'ils permettent de petits déplacements élastiques par exemple perpendiculairement au plan du dessin.
L'anneau 21 et les ressorts 15 et 16 sont disposes les uns et les autres de façon à pouvoir être fa- cilement remplaxes Au moyen d'un anneau 23 en une matière refractaire, on a pris les mesures nécessaires pour que la membrane 10 ne soit pas endommagee par des courts-circuits ou perturbations eventuels. L'intervalle d'air 24 est execute de préférence sous la forme d'un élément spherique ayant pour centre le point 22.
Le mouvement de l'armature 8 qui est nécessaire po- des convertisseurs polyphases consiste en une superposition de deux vibrations linéaires decalees d'un quart de période l'une par rapport à l'autre. Du fait qu'on n'utilise qu'une seule armature de ce genre pour la commande des contacts des differentes phases, on obtient par rapport à l'exécution dans laquelle il existe une armature separee pour chaque phase l'avantage que la succession et la position réciproque des instants de contact des différentes phases sont fixees rigou- reusement, de telle sorte que les périodes de superposition des temps de fermeture des contacts dés différentes phases se trouvent maintenues de la manière nécessaire en cas de desaccord de la frequence propre.
On assure de preference la construction de telle sorte qu'à l'arrêt de l'armature aucun des contacts ne soit fermer Par ce moyen, on evite qu'en cas de disparition de la tension de commande, des courts-circuits soient provoques par les contacts. on peut aussi executer le dispositif de telle sorte qu'à l'arrêt tous les contacts soient fermes et que le courant de court-circuit qui prend naissance soit coupe par des interrupteurs de protection montes en série.
Au lieu de la construction représentée à titre d'exemple sur le dessin joint, on peut également faire exe- cuter à l'armature un mouvement giratoire, par exemple en
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lot faisant osciller dans son plan sans qu'elle execute de mouvement de basculement. 'Mais dans ce cas, il faut prendre des précautions spéciales pour éviter qu'aux endroits où se font les contacts se produise un frottement, ce qu'on peut obtenir par exemple en montant les ressorts 15 et 16 elastï- quement, ou en actionnant les contacts non pas au moyen d'un anneau 21 rigide, mais par l'intermediaire de galets.
Le dispositif represente sur le dessin convient en particulier pour le montage en étoile de convertisseurs sta- tiques dans lesquels l'établissement des contacts s'effectue entre les contacts 15 et 16 etc.., disposes sur le pourtour, et l'anneau commun 21 qui est branche par exemple en 25 au moyen de la. tige 9.
On peut également munir chacun des contacts des différentes phases de deux lames elastiques de contact que l'armature 8 rapproche ou ecarte l'une de l'autre. Pour des puissances relativement plus grandes, on retienne d'une ma- nière connue à l'aide de l'armature 8 des poussoirs qui sont disposes sur le pourtour de l'organe 8, par exemple dans le sens de l'axe 9, et qui actionnent à leur extrémité superieu- re les contacts à pression connus comportant deux pièces de contact fixes et une pièce mobile abaissée au moyen d'un ressort à boudin.
On peut, naturellement, et en particulier lorsque le nombre des phases est eleve, utiliser les forces des con- tacts marne pour communiquer à l'armature 8 la frequence pro- pre désirée, mais il faut alors éviter que la manoeuvre de démarrage ne soit rendue plus difficile par le desaccord de la fréquence propre.
Au lieu de commander manetiquement et directement l'armature 8, on peut aussi la mouvoir à l'aide d'une comman- de mécanique, par exemple à l'aide d'un excentrique commande par un moteur. dans ce cas on obtient des appareils qui comportent des organes de construction à mouvement de frot- @
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tement, qu'il faut par consequent graisser ou entretenir. En revanche, la commande par un moteur offre l'avantage de ga- rantir d'une façon plus certaine encore la fixation de la po- sition réciproque des instants où s'etablissent les con- tacts. Du fait que, conformément à la presente invention, l'armature fonctionne, dans le cas de la commande par un mo- teur, au voisinage de la resonance, les avantages enumeres ci-dessus sont conserves en partie.
La frequence de la pièce oscillante peut egalement être egale à de la frequence de la tension alternatîve ou n triphasée, si on donne à n la valeur de nombres entiers quel- conques. On obtient de cette façon des dispositifs qui cor- respondent à des machines electriques multipolaires. La pre- sente invention peut egalement être utilisée avec avantage en combinaison avec des machines électriques à la place des collecteurs connus munis de balais frotteurs.
Pour decharger les contacts de l'etincelle de rup- ture, on utilise avec avantage, dans le dispositif de la pre- sente invention, tous les moyens connus pour decharger les contacts des convertisseurs à contact et pour assurer un fonc tionnement exempt de tout defaut. C'est ainsi qu'on peut utî- liser en particulier des selfs de commande, des transforma- teurs analogues à des selfs d'absorption, des soupapes pri- maires, des selfs d'enclenchement, des dispositifs d'excita- tion prealable des bobines de selfs, etc.
Entre certaines limites de l'intensité et de la tension, on peut toutefois assurer le fonctionnement même sans bobines de self à satu- ration ou dispositifs analogues, en particulier lorsqu'on maintient la valeur des inductances dans le circuit de com- mutation à une faible valeur, et lorsque la tension par con- tact reste par son ordre de grandeur en-dessous de 10 volts.
En prenant un grand nombre de phases, on peut malgre cela commander, dans ce cas, des tensions et des intensités consi- derables.
On peut également faire usage des avantages que /
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presente la commutation à résistance, par exemple en faisant fonctionner la pièce oscillante non pas sur des contacts, mais sur des résistances qui varient très fortement de valeur sous l'influence de pressions variables.
R e v e n d 1 c a t i o n s .
----------------------- I/ Appareil à contact à commande périodique en par- ticulier pour convertisseurs à contact polyphases comportant des dispositifs pour decharger les contacts de l'étincelle de rupture, tels que des selfs de commande, des transforma- teurs semblables à des selfs d'absorption, des soupapes pri- maires, caractérise en ce que les contacts sont actionnes par une pièce oscillante qui se meut suivant une fréquence qui est approphee de sa frequence propre ou rigoureusement egale à cette fréquence.