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Dispositifs électriques à vapeur.
L'invention concerne un dispositif électrique à vapeur et particulièrement un système de commande pour convertisseur à fréquence variable.
Dans le fonctionnement des systèmes électriques à vapeur, il est souvent intéressant de transporter de l'énergie d'un sys- tème à courant alternatif de fréquence variable à un système à courant continu. Cela se produit soit en alimentant une charge à fréquence variable à partir d'un circuit à courant continu, soit en envoyant à un circuit à courant continu de l'énergie provenant d'un générateur à fréquence variable.
Dans le transfert d'énergie entre circuits à courant continu et circuits à courant alternatif de fréquence fixe ou variable, il est intéressant de rendre le système de commande indépendant de la fréquence appliquée au convertisseur.
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Conformément à l'invention, ceci est réalisé au moyen d'un circuit de commande ayant un potentiel continu de commande pratiquement constant, débitant le courant de charge à un con- densateur d'allumage. Le temps de charge de ce condensateur est réglé en fonction du temps disponible ou, en d'autres mots, de la fréquence du circuit de décharge.
Ce condensateur unique est alors utilisé pour amorcer toutes les valves d'un convertisseur en connectant les électrodes d'allumage des différentes redres- seuses en parallèle sur le condensateur d'allumage et en ré- glant la décharge du condensateur en cascade par les diverses électrodes d'allumage au moyen de valves électriques à grille de commande en série avec chacune des électrodes d'allumage et en utilisant un dispositif à impulsions, tel qu'un transformateur de pointes, pour appliquer successivement aux grilles des valves électriques en série, des impulsions de commande.
L'invention ressortira clairement de la description dé- taillée suivante de deux formes d'exécution préférées, repré- sentées, à titre d'exemple, au dessin annexé.
La figure 1 est une représentation schématique d'un con- vertisseur électrique à vapeur utilisant un système de commande conforme à l'invention, et
La figure 2 est une variante pour une gamme de fréquence plus étendue.
Comme indiqué au dessin, un circuit à courant alternatif 10, de fréquence fixe ou variable, est relié à un circuit à courant continu 11 au moyen d'un transformateur de redressement 12 qui distribue le courant à une série de valves électriques à vapeur 13 du type ignitron, les valves 13 étant à leur tour com- mandées par le circuit de commande décrit ci-après servant à régler le transfert d'énergie entre le circuit à courant alter- natif 10 et le circuit à courant continu 11. Pour la simplicité de la représentation, une seule des valves à électrode d'allumage
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13 du convertisseur est dessinée; mais, comme il est bien connu, chaque phase des enroulements en étoile 14 du transformateur de redressement 12 est connectée à des valves ignitrons 13 semblables.
Une source appropriée de courant de commande à potentiel pratiquement constant est formée d'une façon convenable quelcon- que, cette source étant ici une batterie 15. Un condensateur d'allumage 16 est connecté de façon à être chargé par la source 15 de courant continu, et une impédance appropriée, telle qu'une résistance 17, est insérée entre la source de potentiel 15 et le condensateur 16 pour régler la constante de temps ou la pé- riode de charge du condensateur 16.
Les électrodes d'allumage 18 des valves 13 fonctionnant successivement ou en cascade dans le convertisseur électrique à vapeur, sont connectées en parallèle sur le condensateur d'allumage 16, et chacun des circuits parallèles 19 contient une valve électrique 20 à grille de commande, telle qu'un thyra- tron, par laquelle le courant envoyé vers une électrode d'allu- mage quelconque 18, dépend de l'état de la grille 21 de la valve de commande associée 20. Les grilles 21 des différentes valves de commande 20 sont commandées au moyen de dispositifs à impul- sions, tels que des transformateurs de pointes 22, alimentés à la fréquence à laquelle le convertisseur doit fonctionner.
S'il faut redresser un courant alternatif à fréquence variable, les transformateurs de pointes 22 peuvent être connectés directe- / ment au circuit à courant alternatif 10, ou, si on le désire, les transformateurs 22 peuvent être alimentés par une fréquence appropriée quelconque constante ou variable de façon à envoyer une fréquence fixe ou variable au circuit à courant alternatif venant du circuit à courant continu. Une tension de polarisation négative 23 est appliquée entre les cathodes des tubes de com- mande 19 et le point milieu 24 des transformateurs à impulsions 22 de sorte que les thyratrons de commande 20 sont maintenus
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non-conducteurs sauf pendant les intervalles des impulsions po- sitives venant des transformateurs à impulsions 22.
Pendant le fonctionnement de cette forme d'exécution de l'invention, le condensateur d'allumage 16 se chargera, par la source de courant continu 15 à travers la résistance 17, à un potentiel légèrement supérieur à celui de la source de courant continu 15 à cause de la réactance des connexions entre la source 15 et le condensateur 16. Les transformateurs à impulsions 22 travailleront alors à rendre une des valves de commande 20 con- ductrices et le condensateur 16 se déchargera par une des électro- des d'allumage 18, la vitesse de décharge et sa durée étant ré- glées par la charge du condensateur 16, et la résistance et la réactance du circuit 19. De préférence, la réactance est réglée au moyen d'une self appropriée 25 en série avec le condensateur 16.
A cause de la réactance du circuit, la décharge continuera jusqu'à un point où le condensateur 16 reçoit une légère charge inverse, ce qui non seulement arrête la décharge à travers la valve 20, mais rend en plus l'anode 26 du thyratron 20 légèrement négative par rapport à sa cathode de sorte que la tension de po- larisation négative 23 reprend facilement la commande de la valve 20 redevenue ainsi non-conductrice, après quoi le condensateur d'allumage 16 est rechargé pratiquement instantanément et tout est prêt pour alimenter l'électrode d'allumage 18 suivante.
Si la fréquence à laquelle le convertisseur travaille, augmente, l'intervalle de temps disponible pour charger le con- densateur 16 est réduit. Par conséquent, il est nécessaire d'uti- liser des valeurs de résistance 17 plus petites pour permettre de charger le condensateur 16 entièrement, dans le temps dispo- nible. Pour cette raison, à des fréquences relativement élevées, telles que 1500 cycles,,la résistance 17 et les tubes thyratrons 20 peuvent être parcourus par des courants en cascade relative- ment importants, rendant la commande de la grille difficile, ce
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qui est nécessaire pour recharger le condensateur 16 pour l'im- pulsion d'amorçage suivante.
Dans la variante de la figure 2, cette difficulté est éliminée en utilisant un dispositif à décharge électrique à com- mande par grille 30e tel qu'un thyratron, dans le circuit de charge du condensateur 16. Des dispositifs à impulsions appro- priés, tels que des transformateurs de pointes 31, sont prévus pour envoyer des impulsions de commande à la grille 32 du tube de commande 30 de la charge. De préférence, ce transformateur de pointes 31 est déphasé de 30 degrés avec les transformateurs de pointes 22 commandant les tubes d'allumage 20, de sorte que les impulsions de charge seront appliquées au condensateur 16, exac- tement entre les impulsions de commande envoyées aux électrodes d'allumage 18 des ignitrons.
Ainsi, le courant de charge du con- densateur 16 sera achevé avant le fonctionnement du tube d'allu- mage 20 de sorte que le courant suivant ne peut venir de la source de courant continu 15 et arriver aux électrodes d'allu- mage 18, quelle que soit la fréquence de travail du convertisseur.
Le déphasage entre les transformateurs de pointes 22 et 31 peut être assuré convenablement en connectant l'enroulement primaire de chaque jeu de transformateurs à la même source de potentiel périodique. Un jeu de primaires est connecté de pré- férence en delta et l'autre en étoile de sorte que quel que soit la fréquence ou le nombre de phases, le déphasage sera tel que les impulsions de charge se trouveront exactement entre les impulsions de décharge. Puisqu'il faut une impulsion de charge pour chaque impulsion de décharge, chaque borne d'impul- sion du transformateur 22 est connectée à une grille 21 indivi- duelle tandis que toutes les bornes du transformateur 31 sont reliées à la seule grille 32. Des conducteurs unidirectionnels 33 sont prévus pour éviter de court-circuiter les enroulements de sortie des transformateurs 31.