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"DISPOSITIF POUR LA COMMANDE DE TUBES A DECHARGE EN ATMOSPHERE GAZEUSE".
La présente invention concerne un dispositif pour la commande de tubes à décharge en atmosphère gazeuse, ceux-ci agissant comme inter- rupteur pour un appareil utilisateur qui, branché sur un réseau de dis- tribution de courant électrique, doit être mis périodiquement en circuit et hors circuit. Le dispositif convient particulièrement à la commande, suivant un programme déterminé, de la puissance absorbée par les machines pour soudure à la molette.
Dans la soudure à la molette, il s'est révélé que l'on ne peut pas souder en toutes circonstances avec une dépense continue de courant al- ternatifo Pour certains travaux il est nécessaire d'observer des durées de mise en circuit régulières; en d'autres termes, la mise en circuit et hors circuit s'effectue suivant un certain programme. Les Figs. la...d du dessin annexé montrent des exemples de programmes de soudure de ce genre. La Fig.
1 représente en fonction du temps les alternances actives qu'on laisse pas- ser périodiquement (en traits pleins) et les alternances bloquées (en poin- tillé) qui suivent chaque fois les précédentes. Aux alternances actives cor- respond le temps de travail, et aux alternances bloquées ou étouffées cor- respond le temps de reposo La Fig. la montre le cas où le courant passe tou- jours pendant une alternance avec, entre deux passages successifs, deux alternances de repos. Dans la Fig. 1b, une alternance active est toujours suivie d'un blocage durant 4 alternances. La puissance transmise pour la soudure est respectivement de 1/3 et de 1/5 de la pleine puissance en ré- gime continu.
Dans le cas de la Fig. le, deux alternances sont bloquées après chaque fois deux alternances actives, et dans celui de la Fig. 1d, 4 alternances actives sont suivies de deux alternances bloquées. La'puissance transmise est respectivement de 1/2 et de 2/3 .de la pleine puissance en régime continu.
Les interruptions demandées, donc les temps de repos du courant de soudure, peuvent s'obtenir au moyen d'interrupteurs synchrones. Toute-
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fois avec de grandes machines à souder, on se heurte à des difficultés et l'on utilise alors avec avantage des redresseurs commandés,, en particulier ceux qui sont connus sous le nom d'"ignitrons". C'est à la commande de ces "ignitrons" que sert le dispositif décrit ci-après et qui fait l'objet de la présente invention.
L'invention consiste en ce que deux générateurs d'oscillations de relaxation commandés sont associés de façon telle que les tensions d'a- morçage présentes chacune sur une résistance dans chaque générateur d'oscil- lations de relaxation s'ajoutent pour donner une tension de commande résul- tante, chaque générateur recevant au moins une tension de pointe dépendant de la fréquence du réseau, tandis que ladite tension de commande résultante opère la commande des tubes à décharge de telle façon que l'appareil con- sommateur de courant soit mis en circuit et hors circuit périodiquement suivant un programme prédéterminé.
L'invention sera décrite ci-après en référence à un exemple de réalisation d'un dispositif utilisant un ensemble de deux générateurs d'os- cillations de relaxation A et B commandés et comportant chacun deux tubes amplificateurs; le montage est représenté à la Fig. 2. Les deux générateurs sont associés de telle façon que, du point de vue de l'amenée de la tension continue anodique, ils sont montés en série. Ce montage en série consiste en ce que la cathode du tube 2 est reliée à l'anode du tube 22 par un conduc- teur, sur lequel se trouvent montées en série deux résistances ohmiques 5 et 25 appartenant.-la première au générateur A, la deuxième au générateur B.
En tenant compte de ce montage des résistances 5 et 25, la structure des générateurs A et B, qui autrement sont équivalents, est différente. Dans le générateur A, la cathode du deuxième amplificateur 1 est couplée avec la ré- sistance de cathode 4 et, par l'intermédiaire du condensateur 3, avec la cathode du tube 2. La grille du tube 1 est reliée à la cathode de ce même tube à travers une résistance ohmique et un condensateur 8; de.même la gril- le du tube est reliée à la cathode du même tube 2 à travers l'enroulement secondaire d'un transformateur 11 et un condensateur 90 Les charges des deux grilles sont dérivées respectivement à travers les deux résistances 6 et 7 vers les points négatifs de ces deux résistances de cathode.
Les anodes des tubes 1 et 2 sont reliées ensemble au pôle positif de la source de tension anodique. Le générateur de tension d'amorçage B se distingue de A principa- lement en ce que les résistances 24 et 25 sont intercalées dans les conduc- teurs anodiques des tubes 21 et 22, tandis que les cathodes de ces tubes sont reliées entre elles et au pôle négatif de la source de tension anodi- que. Les anodes sont couplées par l'intermédiaire d'un condensateur 23. De plus, les anodes des deux tubes sont reliées à travers les condensateurs 28 et 29, l'une au circuit de grille de l'autre tube. Par l'intermédiaire des résistances 26 et 27 les grilles reçoivent les tensions préalables néces- saires pour un fonctionnement correct des générateurs.
La commande des générateurs en vue d'amorcer la formation de décharges brusques déterminées s'effectue par l'intermédiaire de transfor- mateurso Pour cela,, dans les circuits de grille sont induites des tensions de pointe qui dépendent de la fréquence du réseau. Les tensions de pointe sont appliquées au générateur A par l'intermédiaire du transformateur 11 et au générateur B par l'intermédiaire des transformateurs 31 et 32.
Par un choix convenable des résistances de grille, de cathode et d'anode, ainsi que des condensateurs de couplage 3 et 23, il est possible, comme on le sait, de fixer l'amorçage de phénomènes de relaxation de telle sorte qu'il s'en produise un, par exemple, chaque fois qu'il se présente une pointe de tension. Mais il est également possible de na faire se produi- re le phénomène de relaxation qu'après deux, trois etc... pointes de ten- sion écoulées. Le générateur A est par exemple réglé de telle sorte qu'avec chaque pointe de tension se produise une mise en circuit et qu'une fois cette pointe de tension retombée, il se produise une mise hors circuit. Il s'ensuit alors que,, avec chaque pointe de tension de commande., la résistan-
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ce 5 donne lieu à de brèves impulsions de tension.
En utilisant du courant alternatif à 50 périodes par seconde, on obtient ainsi 100 impulsions de tension par seconde. Le générateur B est toutefois réglé, 'lui, pour que, lorsqu'il apparaît une pointe de tension de commande, il se. produise dans la résistance 25 une chute de tension et qu'avec la pointe de tension sui- vante cette chute de tension disparaisseo Alors il se produit à la résis- tance 25 des impulsions de tension d'une durée de 1/100 seconde chacune.
L'impulsion suivante peut alors reprendre après un autre centième de secon- de. Mais la durée de repos peut aussi être plus longue, ce qui peut s'ob- tenir simplement par une modification convenable des résistances 26 et 27.
Il est de toute façon toujours possible de faire en sorte que les impul- sions se déroulent d'une manière exactement définie dans le temps. La suc- cession des impulsions peut s'effectuer dans le temps suivant un programme déterminé et qu'on peut choisir à volonté.
Comme tubes amplificateurs on utilise avec avantage des tubes de décharge en atmosphère gazeuse (thyratrons).
Le dispositif fonctionne comme suit :
On supposera qu'à l'état de repos, dans le générateur A, le tu- be 1 est perméable, donc allumé, tandis que le tube 2 est bloqué. Alors toute la tension continue U. est pratiquement appliquée à la résistance 4.
Le condensateur 3 est chargé à travers la résistance 5, et cela de façon que le raccordement à la cathode de 1 est positif. Le condensateur 8 est de même chargé à travers la résistance 6. Supposons maintenant que le tube 2 devienne perméable par l'apparition d'une pointe positive de tension sur sa grille. La cathode de ce tube, qui était jusqu'ici au potentiel zéro du conducteur 0, se trouve portée presque au plein potentiel du conducteur positif d'amenée de courant. Mais de ce fait la cathode de 1 se trouve pas- sagèrement portée par l'intermédiaire du condensateur chargé 3 au-dessus du plein potentiel positif du conducteur positif d'amenée de courant. Dès lors, la tension au tube 1 change de sens, de sorte que le courant anodique disparaît.
Ce processus s'exécute sous forme d'osccilation de relaxation, et à la résistance 5 il apparaît une brusque et fugitive tension d'amorça- geo Par un choix convenable des constantes de 8 et de 6 on fait en sorte que le tube 1 se rallume après un laps de temps très court (environ 1/4 à 1/3 d'alternance), ce qui rétablit les choses dans l'état initial. La pro- chaine impulsion de pointe peut alors déclencher à nouveau le processus; c'est pourquoi les tensions apparaissent à la valeur critique d'amorçage à des intervalles de 1/100 seconde.
Le générateur B travaille d'une manière un peu différente. On supposera que le tube 21 commence juste à laisser passer le courant et que dès lors il est allumé. Alors, le tube 22 est bloqué et la tension aux bor- nes de la résistance 25 est nulle. Si maintenant des pointes de tension ap- paraissent sur les transformateurs 31 et 32, les grilles de 21 et 22 se trou- vent simultanément polarisées positivement. Le tube 21 étant déjà perméable, aucun changement ne s'y produit. Par contre le tube 22 s'allume de façon fu- gitive et il se produit un phénomène de relaxation. Aux bornes de la résis- tance 25 apparaît brusquement presque la pleine tension continue entre 0 et -, et la tension au tube 22 tombe à une valeur de peu supérieure au po- tentiel négatif. L'anode de 21 est amenée à travers le condensateur à un potentiel négatif presque double.
De ce fait le courant qui passait dans le tube 21 cesse. Un réallumage (réamorgage) n'est tout d'abord pas possi- ble, vu que la grille est amenée en même temps à un potentiel négatif à tra- ver le condensateur 29. Simultanément, le condensateur 23 est chargé en sens inverse. Aussitôt après, le condensateur 29 se décharge à travers la résis- tance 26 et le tube 22. La constante de temps à la décharge est déterminée par la grandeur du condensateur 29 et de la résistance 26. La décharge du condensateur s'effectue suivant la courbe exponentielle connue, à laquelle se superpose la tension de pointe fournie par le transformateur 32.
Dès que l'une de ces pointes rend suffisamment positive la grille du tube 21, ce tu- be s'allume, ce qui à travers le condensateur 23 éteint le tube 22, tandis que ce condensateur se recharge en sens inverse et que la grille du tube 22
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est tout d'abord maintenue polarisée négativement. Ensuite le processus dé- crit se reproduit avec le tube 22, le condensateur 28 et la résistance 27 agissant comme éléments de temps. Il en résulte dès lors que les résistan- ces 4 et 5 et respectivement 24 ou 25 présentent à leurs bornes des ten- sions dont l'allure est caractérisée par une variation brusque de zéro à une valeur maximum. Aux résistances 5 et 25 apparaissent des impulsions de tension U et U qui s'ajoutent et se manifestent comme tension de commande résultante.
Elle sert à commander d'autres tubes qui de leur côté opèrent la mise en circuit et hors circuit de l'appareil d'utilisation, par exemple d'un transformateur de soudure.
Un autre exemple de réalisation est représenté à la Fig. 3 ; ici aussi on emploie deux générateurs de tension critique A' et A". Ils correspondent à la structure du générateur A de la Fig. 1. L'amenée de la tension anodique aux deux générateurs s'effectue en parallèle. Chaque géné- rateur comprend une résistance 5' (5") qui est reliée au conducteur négatif d'amenée de la tension anodique. A la borne de ces deux résistances qui est reliée à la cathode, on prend d'abord séparément les tensions critiques U'5 et U" Ces tensions peuvent être amenées chacune à une grille de commande d'un ube mélangeur. C'est au circuit anodique de ce tube que l'on emprunte la tension de commande résultante.
Il est également possible, ainsi qu'il résulte de la Fige 4, de relier les deux bornes extrêmes des résistances 5' et 5" à un point de commande commun, chaque fois à travers une résistance R.
A ce point de commande on peut prélever. la t@@sion de commande résultante U'5 + U"5.
Les tensions de commande qui sont distribuées en passant par les transformateurs 11,31 et 32 peuvent être produites à l'aide d'un montage suivant la Fig. 5. Le courant à 50 périodes du réseau parvient, en passant par un transformateur 41 et des moyens influençant la phase, savoir la résis- tance réglable 42 et le condensateur 43, au redresseur 44. Du côté courant continu est branché un transformateur 45 auquel sont reliés les transforma= teurs de commande 11, 31 et 32. Le circuit primaire du transformateur 45 est parcouru par un courant continu pulsatoiré dont les courbes de tension sont des demi-ondes sinusoïdales redressées. Dans le circuit secondaire se présen- tent les mêmes composantes de courant alternatif. Ces. tensions possèdent des demi-ondes positives pointues et des demi-ondes négatives aplaties.
Les pointes se succèdent à des intervalles de 1/100 seconde. Les éléments de déphasage 42 et 43 servent à ajuster dans les limites de 0 à 1800., suivant les besoins, la position de phase du début de l'allumage. De cette manière,. l'instant d'allumage, en particulier, peut être choisi à volonté et suivant qu'il en est besoin par rapport au passage par zéro du courant à travers le tube interrupteur.