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PROCEDE STATIQUE POUR OBTEHIR UNE ONDE DE TENSION ELECTRIQUE ALTERNATIVE SE RAP-
PROCHANT DE LA FORME RECTANGULAIRE. la forme sinusoïdale des tensions électriques alternatives n'est pas %on- jours convenable pour.certaines applications spéciales qui nécessitent des ten- sions déformées. En particulier, il est souvent utile de disposer de tensions alternatives dont la valeur Instantanée ne s'écarte pas trop d'une valeur cons- tante pendant une certaine partie (plus ou moins longue, suivant les cas) de la demi-onde de tension.
Tel est notamment le cas pour l'alimentation des grilles de commande des redresseurs à décharge dans les gaz ou vapeurs ionisés. On connaît d'assez nombreux dispositifs statiques au moyen desquels une tension alternative peut être en quelque sorte partagée dans le temps entre divers organes, la totalité ou presque la totalité de la tension Instantanée étant supportée par une partie des organes pendant une certaine frastion de la période et par une autre partie pendant le reste de la période; on connaît, d'autre part, des moyens d'agir sur l'instant de la période où se produit cette brusque tansition de la tension;
ces dispositifs et moyens ont été fréquemment utilisés pour appliquer brusquement une tension positive aux grilles de contrôle des redresseurs à vapeur de mercure à l'instant de la période où l'on désire provoquer l'allumage des anodes corres- pondantes,
Jusqu'à présenta, de tels contrôles des grilles de commande ont toujours
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étê alimentés par des tensions sinusoïdales, et ce genre d'alimentation donne de bons résultats tant qu'il n'est pas demandé une grop grande variation de l'angle d'allumage des anodes;
on choisit alors la phase de la tension d'alimen- tation du dispositif de contrôle des grilles, de telle sorte que les instants des transitions de tension utilisées aient à se déplacer à peu près symétrique- ment de part et d'autre du maximum de cette tension d'alimentation, et l'ampli- tude des variations brusques de tension appliquées aux grilles ne varie ainsi que dans des limites raisonnables.
Il n'en est plus de même lorsque la variation de l'angle d'allumage des anodes eat grande; par exemple, une variation de 120 degrés nécessiterait un déplacement de l'instant de la tansition de tension de 60 degrés de part et d'autre du maximum de la tension d'alimentation, et l'amplitude de la tension brusquement appliquée aux grilles varierait dans le rapport d'un à deux* On a donc gros intérêt, dans ce cas, à alimenter les dispositifsde contrôle des grilles de commande par des tensions déformées dont l'amplitude reste à peu près constante pendant une partie importante de la demi-période.
La présente invention a pour objet un procède qui permet d'obtenir stati- quement de telles tensions se rapprochant de la forme rectangulaire. Oe procédé est essentiellement caractérisé, en ce que la tension résultante déformée que l'on désire, est obtenue à partir de plusieurs tensions sinusoidales déphasées, combinées entre elles au moyen de dispositifs constitués par une inductance facilement saturable montée en série avec une résistance, ces dispositifs étant connectés de telle sorte que, suivant l'instant de la période, la tension résul- tante soit obtenue à partir de l'une ou de l'autre des tensions sinusoïdales d'alimentation ou de la somme ou de la différence de plusieurs d'entre elles, de manière à réaliser une forme de tension résultante se rapprochant de la forme théorique désirée.
On sait que le système constitué par une inductance facilement saturable montée en série avec une résistance, permet de séparer dans le temps en deux parties chaque demi-onde d'une tension électrique alternative. Tant que l'in- ductance n'est pas saturée, elle supporte à elle seule la quasi totalité de la tension alternati-re appliquée au système, et dès qu'elle se sature, c'est au contraire la résistance qui supporte la majeure partie de cette tenaion. On conçoit que l'utilisation de cettepropriété permette de combiner des arcs da sinuscïdes de manière à obtenir une tension résultante dont la forme se rappro- che de la forme désirée.
Les figures schématiques ci-jointes se rapportent à divers exemples, donnes à titre non limitatif, de mise en oeuvre du procédé objet de l'invention.
Les dispositions de réalisation que l'on va décrire à propos de ces exemples devront ôtre considérées comme faisant, en elles-mêmes, partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront être aussi bien utilisées, sans sortir du cadre de celle-ci.
La Fig,l montre, comme premier exemple, le schéma d'un montage permettant d'obtenir une tension dont l'amplitude ne s'écarte que de quelques pour cent d'une valeur moyenne, pendant 120 degrés électriques,
Sur cette figure, 1 et 2 représentent respectivement deux sources de tension alternatives sinusoïdales (par exemple des secondaires de transformeure électriques), telles que leurs tensions soient de même amplitude et que la ten- sion fournie par la source 2 soit en retard d'un sixième de période sur celle fournie par la source 1.
Les deux sources 1 et 2 sont réunies par l'une de leurs extrémités à un point commun 3, leurs autres extrémités étant connectées par l'intermédiaire de l'inductance facilement saturable 4 et de la résistance 5 montées en série.
L'inductance 4 est connectée à la source 1, qui est en avance dans le temps, et la résistance 5 à la source 2, qui est en retard dans le temps.
Le système constitué par l'inductance saturable 4 et la résistance 5 est ainsi alimenté par la différence des tensions des sources 1 et 2.
La tension résultante utilisée est prélevée entre le point commun 3 des sources 1 et 2 et le point commun 6 de l'inductance 4 et de la résistance 5.
Le fonctionnement de l'ensemble de l'inductance 4 et de la résistance 5 montées en série est, en lui-même, bien connu. Au début de chaque demi-onde de tension, l'inductance 4 ntest pas saturée et supporte presque toute la ten-
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-sion; la résistance 5 n'est parcourue que par un courant magnétisant faible, et ses deux extrémités sont pratiquement au même potentiels Lorsque l'induc- tance se sature, la résistance 5 supporte, au contraire, pratiquement toute la tension, et ce sont alors les deux extrémités de l'inductance 4 qui sont prati- quement au même potentiel. Il est préférable, mais non indispensable, dans le cas de la Fig.l, que l'inductance 4 soit dimensionnée de manière à se saturer sensiblement au milieu de la demi-onde de tension appliquée au système indue- tance 4 - résistance 5.
La Fig,2 aidera à comprendre le fonctionnement du montage représenté par la Fig,l, Sur cette Fig.2, ul et u2 représentent respectivement les tensions fournies par les sources 1/et 2; u3 représente leur différence, u2- ul, qui est appliquée aux bornes de l'ensemble inductance saturable 4 et résistance 5.
Immédiatement après le temps tl, où la tension u3 ,passe par zéro, 1'in- ductance 4 n'est pas saturée et supporte la presque totalité de la tension* Le point 6 se trouve donc pratiquement au potentiel de la borne de sortie de la source 2, et la tension U entre les bornes 3 et 6 (figurée en gros trait) est pratiquement égale à la tension u2. Il en est ainsi jusqu'au temps t2. où l'in- ductance 4 se sature. La presque totalité de la tension u3 est alors supportée par la résistance 5, et la tension U entre les bornes 3 et 6 devient pratique- ment égale à la tension u1. Au temps t3, où la tension u3 repasse par zéro, l'inductance 4 se désature, et la tension U redevient pratiquement égale à u2, et ainsi de suite.
La tension U entre les bornes 3 et 6 s'égale ainsi pratiquement à la ten- sion ug entre les temps tl à t2, t3 à t4, t5 à t6, etc... correspondant à la première partie des demi-ondes de la tension u3 où l'inductance 4 n'est pas saturée, et elle s'égale pratiquement à la tension u1 entre les temps t2 à t3, t4 à t5, etc.. correspondant à la deuxième partie des domi-ondes de la tension u3, où l'inductance 4 est saturée. On voit que pendant 120 électriques envi- ron, l'amplitude de cette tension U ne s'écarte guère d'une valeur moyenne et correspond ainsi pendant la même fraction de période à une forme d'onde sensi- blement rectangulaire.
La Fig.3 représente la généralisation du montage de la Fig,l, donnant un système polyphasé de tensions déformées U.
Dans cette Fig. 3, 11, 12, 13, 14,15 et 16 représentent six sources de tensions alternatives sinusoïdales, déphasées entre elles d'un sixième de pé- riode, le sens de rotation des phases étant au posé être celui du numérotage; ces six sources ont un point neutre commun 23 (correspondant à 3 de la Fig.l).
Les extrémités des phases consécutives (telles que 11 et 12) sont réunies entre elles par une inductance saturable (telle que 24 a) montée en série avec une résistance (telle que 25 a), l'inductance étant disposée du côté de la source de tension dont la phase est en avance. Les explications à propos de la Fig.l font comprendre qu'entre les points 26 a à 26 f, communs entre inductance et résistance du même système et le point neutre 23, se développent respectivement six tensions déformées analogues à la tension U de la Fig.2, ces six tensions étant déphasées entre elles d'un sixième de période.
Une courbe de tension analggue à celle de la tension U de la Fig.2 peut être obtenue à partir d'autres montages que celui représenté Fig.l.
La Fig.4 représente un de ces montages. Sur cette Fig.4 31 et 32 repré- sentent deux sources de tension sinusoïdale, de même amplitude, déphasées entre elles de soixante degrés électriques (la source 31 étant en avance sur la source 32) et ayant un point commun. Aux bornes de la source 31 sont branchés en série la résistance 35 et l'Inductance saturable 34, l'inductance étant connectée au point commun des deux sources. La tension résultante est prélevée entre le point 36 commun à la résistance 35 et à l'inductance 34 et l'extrémité 37 de la source 32.
La Fig.5 explique le fonctionnement du montage de la Fig,4, Sur cette Fig.5 u3l et u32 représentent respectivement les tensions données par les sources 31 et 32, et la partie ui, tracée en trait plein, de la source u31, représente la tension aux bornes de l'inductance 34, La tension résultante entre les bornes 36 et 37 est égale à la différence entre la tension aux bornes de la source 32 et de la tension aux bornes de l'inductance 34. Elle est re- présentée par la courbe U30, tracée en gros trait, qui est Identique, à la phase près à la tension U de la Fig,2,
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Le montage représenté Fig.6 permet d'obtenir des courbes de tension résul- tantespour lesquelles la partie d'amplitude approximativement constante peut être plus large que dans les cas des Fig. 1 à 5 et peut atteindre 180 électriques par un dimensionnement convenable des inductances saturables,
Sur cette fig.6, 61 et 62 représentent deux sources de tension sinusoïdales de même amplitude, la tension de 61 étant en avance de soixante degrés électriques sur celle de 62 et ces deux scurces ayant un point commun* Aux bornes de 61 sont branchées en série l'inductance saturable 64 et la résistance 65, l'inductance satarable 64 étant connectée du coté du point commun des deux sources 61 et 62.
Une inductance saturable 164 et une résistance 165 montées en série sont égale- ment branchées aux bornes de la source 62, mais ici c'est la résistance 165 qui est connectée du coté du point commun des sources 61 et 62. La tension déformée résultante est prélevée entre les bornes 66 et 166, respectivement point commun entre l'Inductance 64 et la résistance 65 et point commun entre l'inductance 164 et la résistance 165.
Les Inductances 64 et 164 n'auront en général pas le marne dimensionnement, Elles seront avantageusement dimensionnées de telle sorte que la résistance 165 et l'inductance 64 supportent la tension de leurs sources respectives pendant approximativement la même durée, l'ordre de grandeur de cette durée pouvant être réglée le plus avantageusement, suivant les cas, entre la moitié et les deux tiers de la demi-période* la tension résultante U 60 utilisée ost égale à la différence entre les tensions aux bornes de la résistance 165 et de l'inductance 64.
Sur la Fig.7, u61 et u62 représentent respectivement les tensions fournies par les deux sources 61 et 62. La partie ur de la courbe u62 tracée en trait plein, représente la tension aux bornes de la résistance 165, et ha partie égale- ment en trait plein us de la courbe 61 représente la tension aux bornes de l'in- ductance 66. La tension résultante, différence entre les tensions ur et us est représentée par la courbe en gros trait U60.