BE450636A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Agencement pour l'ouverture et la fermeture périodiques de circuits électriques. 



   Il est connu d'effectuer des interruptions de courant, en particulier, périodiques, telles qu'elles se présentent. dans les redresseurs et les transformateurs dy- namiques, par intercalation progressive dans le circuit d'éléments de commutation du genre de résistances ohmiques. 



  Pour éviter des pertes, la résistance de l'élément de commu- tation doit alors être autant que possible nulle dans l'état fermé de la résistance et être au contraire autant que pos- sible infinie pour l'état ouvert. La transition de la résis- tance nulle à la résistance-infinie ne peut pas se faire avec n'importe quelle vitesse. D'une part, ceci n'est pas.réalisa- ble pratiquement,   d'autre part,   une conséquent serait en outre 'des surtensions dans les inductances,parcourues par le cou- rant. Il faut donc en quelque sorte un temps de commutation 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 pour le passage de l'élément de commutation de l'état   conduc-   teur à l'état non-conducteur et vice-versa.

   Pendant ce   temps   de commutation, il se produit, dans la résistance,des pertes qui échauffent la résistance et se font sentir en outre comme pertes de puissance. Pour une allure donnée de la résistance, ces pertes sont proportionnelles au carré du courant à inter- rompre,   c'est   à dire que les difficultés provoquées par ces pertes se présentent en particulier en cas de courant intense. 



  S'il s'agit de redresseurs polyphasés à recouvrement du temps de courant des différentes phases se déroulant, on doit appro-      prier le temps de commutation des éléments de commutation d'une manière bien déterminée au temps de commutation naturel du courant lorsqu'on veut obtenir un minimum de pertes dans les éléments de commutation.

   Ce minimum existe, comme on peut le démontrer par le calcul, en corrélation déterminée avec la tension de court-circuit inductive (en pour-cents) du circuit de   commutation   et en réalité les pertes dans les   résistances   de commutation sont, dans le cas du choix le plus favorable du temps de commutation, en pour-cents, à peu près à moitié aussi grande que la tension inductive du court-circuit en pour-cents, c'est à dire que par exemple pour une tension usuelle de court-circuitde 6%, il se produit 3% de perte de puissance dans les résistances.

   En cas de grandes puissances, cette valeur est tellement élevée qu'en dehors de la diminu- tion de rendement, l'évacuation de la chaleur des résistances offre des difficultés et que les résistances doivent être établies avec une grandeur peu économique, en   considération   de cet échauffement. 



   Pour éviter ces inconvénients suivant la présente invention dans des agencements pour ouvrir et fermer   pério-   diquement des circuits électriques dans lesquels il est fait usage   d'éléments   de commutation qui, lors du passage de l'état aussi   isolant  que possible dans   l'état'   aussi conducteur que possible ou vice-versa, se trouvent pendant un certain temps 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 à l'état de résistance finie, on a prévu,pour réduire les pertes de puissance dans le fonctionnement normal,des self- inductions de commutation.

   Par selfinudctions de commutation, il faut comprendre des selfinductions qui possèdent un noyau ferro-magnétique de qualité supérieure avec une caractéris- tique de magnétisation qui atteint déjà la pleine saturation autant que possible pour de petits champs magnétiques. Par l'intercalation de semblables selfinductions de commutation dans le circuit de commutation, on peut obtenir que les éléments de commutation à résistance variable soient très fortement déchargés. Dans ce but, on établit   l'agencement   de telle-manière que le temps de commutation des éléments de commutation se trouve dans le temps au cours duquel la selfinduction de commutation conjuguée n'est pas saturée. 



  En cas de self induction de commutation non-saturée, il ne peut s'écouler dans l'élément de commutation que les minimes courants de-magnétisation de la selfinduction de commutation. 



  Par conséquent, les pertes dans l'élément de commutation, qui sont proportionnelles au carré de l'intensité de courant, sont données seulement, même pour de très grands courants nominaux, par le courant de magnétisation de la selfinduction de commutation, qui est dans l'ordre de grandeur de 1/100 ou moins du courant nominal. 



   Il est connu d'employer des selfinductions de c'ommutation en combinaison avec des contacts mécaniques pour la transformation ou le redressement de courants. En compa- raison de semblables redresseurs à contact, la présente in- vention présente l'avantage que l'appareil de contact méca- nique peut disparaître, de sorte qu'on obtient dans l'ensemble un transformateur ou un   redresseur/mobile.   En outre, disparaît le danger de la détérioration des contacts par les étincelles de commutation en cas de dérangements, en particulier 1 ors- que les éléments de commutation sont dimensionnés de telle manière suivant l'invention, qu'ils peuvent effectuer la com- 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 mutation du courant passagèrement, c'est à dire en cas de dérangement, même pendant le temps au cours duquel les self- inductions de commutation sont saturées,

   sans périr par sui- te d'un trop grand échauffement. Ceci signifie essentielle- ment qu'ils peuvent se rendre maître d'une opération d'ou- verture de circuit, se produisant une fois, du courant no- minal ou du courant de court-circuit. 



   Il est facilement possible, en présence d'un dérange- ment, après cette mise hors circuit se produisant une fois, d'influencer le dispositif de commande pour l'élément de commutation de telle manière que la résistance de l'élément de commutation reste à sa valeur élevée jusqu'à ce que le dérangement extérieur ait été éliminé. 



   La sollicitation des éléments de commutation qui, pour des dérangements est donnée dans le cas le plus défavorable par le courant de court-circuit, peut être réduite moyennant l'emploi de selfinductions de commutation suivant la présen- te invention également, car les selfinductions de commuta- tion limitent le courant de court-circuit   d'unemanière   con- sidérable. On peut en considération du courant de court-cir- cuit, choisir les   selfinductions   de commutation de grandeur telle que leur longueur d'étage (c'est à dire le temps pen- dant lequel elles sont à l'état non saturé lorsque la valeur de pointe de la tension de commutation agit sur elles) est notablement plus grande que la tension de commutation des éléments de commutation.

   On peut par exemple choisir à envi- ron 3 x 10-3 sec. la longueur d'étage en cas d'agencements triphasés et de courants triphasés de 50 Hz. Dans ce cas, le courant permanent de court-circuit que les selfinductions de commutation laissent passer est pratiquement nulle. En cas d'un dimensionnement plus petit des selfinductions de commutation, on peut obtenir que le courant permanent de court-circuit est approximativement aussi grand ou plus grand que le courant nominal. On peut réaliser avec l'agencement 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 suivant la présente invention des fonctions d'interruption et de transformation de courant de toute nature. L'agence- ment convient en particulier'pour l'alimentation de commandes      de réglage, par exemple pour des laminoirs, des véhicules électriques, des actionnements de machines-outils, des as- censeurs, etc..

   On désire   fréquemment dans   des applicatiors, non seulement une vitesse réglable, mais en outre, un ren- versement de la direction de mouvement et un freinage par le réseau. Four les redresseurs de courant ou les transfor- mateurs, ceci signifie un fonctionnement alternant comme re- dresseur de courant et comme redresseur inverse avec une tension variable positive et négative. Ce problème ne peut- être résolu ni par les soupapes électriques ni par les trans- formateurs à contact connus depuis longtemps, de façon sim- ple et économique. Grâce à la présente invention, on obtient au contraire un transformateur qui permet de se rendre maître de la manière la plus simple de ce problème de réglage dif- ficile. 



   Dans ce but, il est avantageux suivant la p ré- sente invention, de rendre dépendante de l'état de magnéti- sation des self inductions de commutation la commande de-la résistance des éléments de commutation, par exemple de tel- le manière que l'agrandissement de la résistance des éléments de commutation ne peut commencer que lorsque la selfinduc- tion de commutation se trouve déjà suffisamment loin dans la région non-saturée. Pour la réalisation de cette commande de la résistance des éléments de commutation, on dispose de différents moyens suivant les éléments de commutation   em.:   ployés. On peut employer alors avec avantage également l'ex- citation préalable des selfinductions de commutation, car ceci permet de régler et d'influencer dans une forte mesure le passage du courant dans¯la selfinduction de commutation. 



   On connaît des substances dont la résistance varie sous l'influence d'une irradiation par de la lumière dans 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 une mesure tellement élevée qu'on peut.envisager leur em- ploi   comme   éléments de commutation pour la présente inven- tion. Pour réaliser un transformateur de courant intense de petite ou de grande puissance avec un bon rendement, la variation de la résistance des éléments de commutation doit valoir par exemple 3   à   9 ordres de grandeur, Une substance au moyen de laquelle on peut obtenir par exemple ce résultat est le sulfure de cadmium. L'intensité de lumière nécessai- re pour la commande de la résistance est alors facile à pro- duire industriellement.

   Comme élément de commutation suivant. la présente invention, conviennent toutefois également des résistances d'un autre genre comme par exemple les résistan- ces à pression au charbon qui modifient leur résistance sous l'influence de la pression mécanique. On peut également employer des résistances électriques dont la concentration en électrons et en ions est   commandée.   On peut également employer des résistances de telle manière qu'on effectue des variations périodiques de section par des moyens méca- niques ou par des opérations d'évaporation qui peuvent être déclenchées par des fluctuations de pression.

   L'emploi de   conducteurs   métalliques dont la résistance est commandée par des fluctuations de température est également à envisa- ger; en particulier des résistances dans la région de la supra-conductibilité. On peut également, dans certainscir- constances, utiliser des gaz conducteurs (plasma) connue élé- ment de communtation, la concentration en ions et en élec- trons du gaz étant influencée par des grilles, des surfaces de recombinaison, des fluctuations de pression, des champs magnétiques, etc.. 



   Dans le cas de tous ces moyens, il se présente les difficultés mentionnées consistant en ce que, lors de l'élévation de la résistance, en particulier pour un grand courant nominal, il se produit une perte de puissance élevée 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 à l'élément de commutation, qui compromet son fonctionnement. 



  Par conséquent, dans tous ces moyens la combinaison, suivant la   présente.invention,'   avec des selfinductions. de commuta- tion est d'une importance extrême. Comme les   self inductions.   de commutation elles-mêmes sont des appareils immobiles et présentent peu de-perte, on peut accepter dans beaucoup de cas leur emploi au point de vue économique et au point de vue du fonctionnement, On obtient des self inductions de commutation particulièrement efficaces par exemple en cas d'emploi d'alliages au fer et au nickel pour la matière du noyau. 



   La résistance des éléments de commutation peut natu- rellement aussi être influencée par des mouvements mécani- ques,par exemple par le fait qu'un contact glissant frotte sur une matière de résistance spécifique variable et met de cette manière dans le circuit une résistance périodique- ment plus ou moins grande, Au lieu du dispositif à frotte- ment, on peut employer un dispositif à roulement. On peut également, pour décharger la résistance des éléments de commutation dans l'état de bonne conduction, surmonter ces éléments d'un pont par un contact métallique, et dans l'état mauvais conducteur les séparer de la tension par un contact actionné périodiquement métalliquement. 



   Revendications. 
 EMI7.1 
 



  - - 11' tl h 11 1r i f1 1n - W r Y1 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1.- Agencement pour l'ouverture et l'a fermeture périodiques de circuits électriques, en particulier de redresseurs, de transformateurs ou de machines électriques, dans lequel il est faitusage d'éléments de commutation qui, lors du pas- sage de l'état-aussi isolant que possible dans l'état aussi conducteur que possible ou vice-versa se trouvent pendant un certain,temps dans l'état de résistance finie, caracté- risé en ce que,-pour réduire les pertes de puissance pendant @ <Desc/Clms Page number 8> la variation de résistance, des selfinductions de commuta- tion sont prévues dans le circuit.

2.- agencement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la variation de résistance des éléments de commuta- tion se fait chaque fois pendant les temps au cours desquels les selfinductions de commutation conjuguées sont non-satu- rées.

3. - Agencement suivant les revendications 1 et 2, caracté- risé par un dimensionnement tel des éléments de commutation qu'ils peuvent passagèrement déconnecter le courant en cas , de dérangements, lorsque les selfinductions de commutation sont saturées.

4. - Agencement suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la commande de la résistance des éléments de com- mutation est dépendante de l'état de*magnétisation des self- inductions de commutation.

5. - Agencement suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on emploie comme éléments de commutation des ré- sistances photo-sensibles, comme par exemple des résistances au sulfure de cadmium.

6. - -Agencement suivant les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on emploie comme éléments de commutation des résis- tances métalliques dans la région de transition vers la supra- conductibilité, 7.- Agencement suivant les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on emploie comme éléments de commutation des résis- tances sensibles à la pression, en charbon ou en une matière analogue.

8.- Agencement suivant les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les éléments de commutation sont surmontés d'un pont périodiquement, dans l'état conducteur, par un contact métal- lique et/ou sont déconnectés de la tension, dans l'état iso- lant, par un contact métallique.