<Desc/Clms Page number 1>
CONVERTISSEUR MECANIQUE A COMMUTATION A CONTACTS.
Il a été proposé des convertisseurs à commutateurs mécaniques à contactsdans lesquels la transformation du courant s'effectue au moyen de contacts de commutation actionnés électromagnétiquement. Les contacts pos- sèdent un svstème magnétique avec un enroulement de courant principal qui est monté en série avec le contact et maintient celui-ci fermée jusqu'à ce que le courant qui le traverse devienne inférieur à la valeur du courant de col- lage, après terminaison de la durée naturelle de passage du courant Dans un convertisseur équipé de tels contacts, la durée de fermeture des contacts s'adapte ainsi automatiquement aux conditions de charge à tout momento
Il a en outre déjà été proposé de disposer des selfs en série avec les contacts, par lesquels,
à la fin du temps de passage du courant est produits un aplatissement du courant (pause de courant faibles, nommée 'étage de coupur"), pour faciliter les conditions de coupure. Au moyen de la même self ou d'une deuxième., il peut également être produit au début du passage du courante un aplatissement du courant nommé étage de mise en circuit", qui empêche une montée trop rapide du courant de contact, directement après le moment où les contacts se touchent pour la première fois.
Par polarisa- tion (=aimantation préalable) au moyen de circuits de courant auxiliaire spé- ciaux les valeurs instantanées du courant principal que les contacts doivent couper ou mettre en circuit., peuvent tre mises pratiquement à la valeur zéro ou à une valeur positive faible, pendant la durée des étages de coupure et de mise en circuit.
L'invention s'appuie sur la considération que.\} dans le cas de l'exis- tence d'étages de mise en circuit ét de coupure, la fermeture et l'ouverture du contact ne peut seffectuer directement par le courant principale Dans la mise en circuit, en effet9 le système magnétique doit posséder un flux d'au moins la hauteur du flux d'attraction, afin que le contact se ferme; @
<Desc/Clms Page number 2>
une telle valeur ne peut toutefois être demandée au courant principal que lorsqu'il a pu s'élever à une valeur correspondante, après terminaison de l'étage de mise en circuit.
La commande déjà proposée par ailleurs, dé la mise en circuit par le courant d'une soupape montée directement en para- lèle avec le contact, n'est donc pas possible lorsqu'on emploie un étage' de mise en circuit se déroulant pratiquement sur la ligne nulle. A la cou- pure, le contact s'ouvrirait, si le courant principal décroissant devenait inférieur à une valeur correspondant au flux de chute. La séparation des contacts se produirait donc déjà avant le début dell'étage de coupure, ce qui entraînerait une coupure du courant de contact restant, et par suite un déplacement de matière.
Par contre, l'invention consiste à employer des dispositifs de commande spéciaux pour l'excitation d'une force d'attraction nécessaire à la fermeture du contact à un moment choisi, pour une tension de mise en circuit dirigée positivement, c'est-à-dire motrice dans la direction de flux de courant prescrite, toutefois avant la montée du courant de contact sui- vant l'étage de mise en circuit, et pour l'excitation d'une force magné- tique suffisante pour le collage, pendant la chute du courant de contact précédent l'étage de coupure.
Pour la commande de l'opération de fermeture et d'ouverture, il peut être prévu par exemple un circuit de courant parallèle ou encore un cir- cuit de courant séparé par lequel la fermeture du contact est introduite et maintenue au moins jusqu'au début de l'étage de coupure. Si, en outre, par exemple en vue de l'élévation du courant de fonctionnement total admissible du convertisseur à commutation à contact, il existe plusieurs contacts montés en parallèle les uns par rapport aux autres,les dispositifs de commande sup- plémentaires n'ont pas besoin d'être prévus pour chacun de ces contacts.
Il est sans celà pratiquement difficile d'arriver à ce que tous les contacts parallèles s'ouvrent ou se ferment exactement en même temps, et il y a cons- tamment un premier à la fermeture et un dernier à l'ouverture.
C'est pourquoi il peut être avantageux de donner en outre au con- vertisseur à commutation à contact une forme telle que l'enroulement de cou- rant principal et l'enroulement de commande soient disposés sur des aimants différents, et que, aux aimants, soient attribués différents dispositifs de contact montés en parallèle les uns avec les autres. L'avantage est que, toujours le morne contact, ou les mêmes contacts, à savoir ceux attribués à l'enroulement de commande s'ouvrent les-premiers et se ferment les derniers, ce qui correspond au fonctionnement de soi-disants contacts préalables, et ce, à des moments où le courant à mettre en circuit se trouve juste dans un étage, de telle sorte que l'ouverture et la fermeture se produisent pratique- ment sans courant et sans tension.
Ces contacts reçoivent à chaque fois pro- visoirement le courant total lors de la montée de courant suivant la fer- meture du contact, jusqu'à ce que l'aimant portant la bobine de courant prin- cipal, après avoir atteint sa valeur d'attraction, ait également fermé les contacts restants du montage en parallèle.
Ainsi, pour ces 'contacts se fermant plus tard, les conditions d'un fonctionnement impeccable de longue durée sont assurées. Egalement dans le cas de leur ouverture prématurée et comme suite de cette ouverture pendant la chute du courant principal au-dessous de la valeur de collage, le courant principal total est de nouveau pour un court moment reçu par les contacts attribués à l'enroulement de commande, qui sont encore maintenus fermés par le courant de collage indépendant passant dans cet enroulement, jusqu'à ce que, après le début de l'étage de coupure, ces contacts s'ouvrent également pratiquement sans courant, ni tension. Ainsi, on obtient une protection com- plète de tous les contacts, sans dépense supplémentaire appréciable, en par- ticulier pour le circuit de commande.
Les contacts attribués à l'enroule- ment de commande et à ces aimants peuvent en outre, du fait de leur courte utilisation par le courant total, dont les valeurs instantanées sont toujours à ce moment justement très faibles, être exécutés à des dimensions plus pe- tites que les autres, il en va de même pour leur dispositif de manoeuvre
<Desc/Clms Page number 3>
électro-magnétique.
Bans les figures 1, 39 5 à 7 et 9 sont représentés schématique- ment différents montages de redresseursservant d'exemple pour l'invéntion,- les fig. 2, 4 et 8 comprennent des diagrammes pour l'explication du mode d'ac- tion. Les fig 1, 3 5 et 6 sont des montages à une voie, monophasés. On en déduit sans difficulté des dispositifs polyphasés. Dans les fig. 7 et 9 sont indiqués des dispositifs polyphasés, dont une seule phase, pour simpli- fier, est représentée complètement. Le reste des phases est formé d'une façon identique et doit être complété en conséquence. Des dospositifs avec d'autres nombres de phases, également des montages en pont peuvent en être déduits par transposition judicieuse. Les mêmes parties sont pourvues dans toutes.les figures des mêmes repères.
Conformément à la figure 1, l'enroulement secondaire 1 d'un trans- formateur alimente le circuit de courant principal du redresseurqui se com- pose de montage en série de la self 2, avec les contacts 3 et 3a en parallèle, de l'enroulement de courant principal 4 et de la charge 5. La self peut ê - tre pourvue de circuits de polarisation pour influencer la position de hau- teur de l'étage de mise en circuit et de l'étage de coupure et, le cas échéant, également la longueur de l'étage de mise en circuit. Pour améliorer la forme de l'étage de coupure, la self peut être en outre équipée d'autres circuits de courant auxiliaires qui ne sont également pas représentés pour simplifier.
En outre, une voie parallèle peut être disposée parallèlement au contact, voie qui se compose d'une résistance ohmique et/ou d'une capacité ou d'un circuit oscillante ou d'une soupape non commandée ou commandée, ou également d'une combinaison de quelques-uns des éléments ci-dessus mentionnés.
Un aimant non représenté dans le dessin., sur lequel se trouve l'en- roulement de courant principal 4, commande seul le contact 3. Le contact en parallèle'3 a par contre est actionné par un deuxième aimant non représen- té qui porte l'enroulement de commande 8. Le contact 3 ne peut pas d'abord se fermer, car la bobine de courant principal 4 est sans courant lorsque le contact est ouvert.
En paralèle avec le montage en série se composant de la self 2, du contact 3 et de l'enroulement de courant principal 4, et allant de la à 1b, est raccordé un circuit de commande qui comprend un dispositif de soupape pouvant être commandé, par exemple une soupape de décharge 6 com- mandée par grille, de préférence un vase à vapeur de césium, en outre une résistance ohmique 7, l'enroulement de commande 8 et une source de tension continue 9. La tension ez de cette dernière est rationnellement choisie un peu plus haute que la tension d'allumage de la soupape de commande 6.
On arrive ainsià ce que la soupape 6 ne puisse alors pratiquement s'allumer que lorsque la tension active entre les points la et 1b, qui représente la tension de mise en circuit du contact 3, s'est déjà élevée, de la tension de verrouillage négative à une valeur positive. La commande de grille de la soupape 6y en vue du réglage de la tension continue par modulation par- tielle, peut être provoquée à l'aide d'un dispositif connu.
Dans la figure 2 sont portés en fonction du temps t, la tension secondaire sinusoïdale de 1-'enroulement du transformateur 1, le courant i dans le circuit de commande en parallèle décrit, et le courant I dans le circuit principal passant sur les contacts.
Si la soupape de commande 6 est allumée au temps t par l'amenée d'une impulsion de grille positive après écoulement de l'angle de commande [alpha] compté du temps to, le circuit de commande conduit un courant d'abord crois- sant. Lorsqu'on atteint la valeur de réponse i', le contant 3a se ferme au temps t . Le courant principal I entrant alors en action sur ce contact a d'abord pendant l'étage de mise en circuit à te, une hauteur très faible.
Les courants d'étage sont pratiquement nuls pour un dimensionnement approprié de la polarisation de self$ et ne sont indiqués au-dessus de la ligne nulle dans la fig. 2, que pour clarifier cette dernière.
Sous l'influenne de la tension régnant pendant l'étage de mise en circuit sur la self 2, et ainsi entre les points la et 1b, le courant de
<Desc/Clms Page number 4>
commande croit encore davantagependant l'étage de mise en circuit; et augmente ainsi la pression des contactso L'étage de mise en circuit est terminé au temps t2, où la self 2 a atteint sa saturation. A partir de ce moment, entre les points la et lb sont seulement actives lés chutes de tension Mimiques et inductives des enroulements 2,4 et du contact 3.
Le courant de commande i décroît donc jusqu'à une valeur stationnaire déter- minée essentiellement par la tension ez et la résistance wattée du circuit de commande qui doit être réglée de telle sorte qu'elle se trouve encore au- dessus de la valeur de courant de chute i de l'enroulement de commande 8.
La variation du courant principal I, depuis le temps t2 est donnée par la tension e et la résistance de charge 5. Si, par exemple, le circuit de charge est purement ohmique, le courant I croit d'abord rapidement, et atteint alors la valeur d'attraction I' de l'enroulement de commande 4.
Les échelles de courant sont choisies de telle sorte que cette valeur sur la figure soit à la même hauteur que la valeur 1'. Lorsque la valeur d'at- traction l'au point t3 est dépassée, le contact 3 se ferme et reçoit pour un équilibrage convenable des valeurs de résistance des différentes voies de courant de contact, une part prépondérante du courant principal I. Ce dernier se rapproche, à la fin de la 1/2 onde; de nouveau de la valeur zéro.
Aussitôt que la valeur de chute I" de l'enroulement de courant principal 4 est franchie vers le bas au temps t4 - cette valeur également est supposée, dans les échelles de courant choisies, de la même hauteur que i" - le contact 3 s'ouvre, recevant ainsi le courant total, déjà fortement diminué. Peu après temps t5 de dernier arrive dans l'étage de coupure. A la self 2 il apparaît maintenant une tension opposée, au moyen de laquelle le courant de commande i est amené à 0, et la soupape 6 éteinte. Lorsqu'on arrive au- dessous de la valeur de chute i" le contact 3a s'ouvre, comme on le désire à l'intérieur de l'étage de coupure Ata au temps ta. Le temps t7désigne la fin de l'étage de coupure.
Au cas où le courant d'étage n'est pas complètement équilibré à la valeur 0, il passe du temps ta au temps t7 sur une voie auxiliaire où il est reçu, sous forme d'un courant de polarisation, par un desenroulements (d'ai- mantation préalable=) de polarisation spéciaux ci-dessus mentionné. Par le maintien du courant de commande i, jusqu'à l'entrée en action de l'étage de coupure At au temps t , on empêche que le contact 3, par suite de la force d'attraction magnétique décroissante du courant le contact I seul, s'ouvre prématurément.
Un avantage spécial du montage décrit consiste dans le fait que la bobine de courant principal 4, da des convertisseurs de cou- rant pour des intensités de courant élevées, peut être exécutée avec un faible nombre de spires, jusqu'à seulement une unique spire, ce qui fait que la chute de tension continue inductive est maintenue faible et qu'on évite que le facteur de puissance ne devienne plus mauvais.
Par suite de l'emploi de la commande décrite, le-convertisseur à commutation à contact peut, au-dessous de l'intensité de courant maximum thermiquement admissible, être actionné avec des courants de charge d'une hauteur quelconque, pouvant descendre à un courant minimum de très faible valeur,qui est nécessaire lorsqu'on emploie une self de commutation, pour assurer la magnétisation correcte de cette self. Si le circuit de charge extérieur doit être actionné avec des courants au-dessous de cette grandeur, il peut être prévu, de la manière habituelle, une charge de base parallèle au circuit de charge extérieur.
Si cependant une telle charge extérieure faible ne se présente pas, en fonctionnement, on peut se passer de la charge de base, car une coupure totale de la charge par interruption du circuit de charge ou du circuit primaire du transformateur redresseur, c'est-à-dire donc par suppression de la tension alternative ou de l'impulsion d'allumage de la soupape de commande, est possible sans difficulté.
Dans la fig. 1 est encore représente, pour le cas où une batterie d'accumulateurs est employée comme source de tension continue pour le cir- cuit de commande, comment cette batterie peut être chargée pendant le servi-
<Desc/Clms Page number 5>
ce, au moyen du redresseur qu'elle actionne. Pour cela, il suffit que le pôle négatif N de la batterie soit relié, de la manière représentée fig. 1, par l'intermédiaire d'une résistance 5a, servant au réglage de l'intensité du courant de charge, avec l'extrémité de l'enroulement de transformateur reliée à la charge 59 ou encore plus rationnellement avec une prise de ten- sion plus faible. Il est ainsi possible de maintenir la batterie en charge permanente, à son état de charge correct.
Cependant la tension continue et peut être produite également par redressement, par exemple de la tension al- ternative de servicesde préférence au moyen d'un redresseur sec le cas éché- ant en liaison avec des dispositifs de filtrage.
Dans certains cas, il est possible de n'utiliser ni batterie 9, ni une autre tension supplémentaire. Dans d'autres cas, l'emploi d'une tension alternative supplémentaire e' soutenant l'opération d'allumage du vase 6 peut être rationnelle, cette tension peut par exemple être produite par un enroulement de transformateur supplémentaire comme indiqué dans la fig. 1 en pointillés. Afin que la durée de montée du'courant de commande soit raccourcie, et l'opération d'extinction de la soupape 6 accélérée, la résis- tance 7 peut être shuntée par un condensateur 10.
Si l'on déplace le raccordement du circuit de courant de la bobine de commande 8, du point lb vers le point le? le courant de commande tra- verse alors, outre la bobine en parallèle 8, la bobine de courant principal 4, augmentant encore la force d'attraction magnétique à la mise en circuit.
Un tel effet peut être obtenu sans renoncer à la possibilité du chargement de la batterie raccordée au point 1b, si l'on déplace la bobine de courant principal 4 dans le secteur la-ld (comparer figo 5). En outre, la bobine en parallèle $.peut être également côté anode de la soupape de commande 6.
Enfin, le circuit de commande peut être séparé du circuit princi- pal, en ce qui concerne le potentiel, ses raccordements étant déplacés des points la et lb aux extrémités le ou If d'un enroulement auxiliaire 11 de la self de commutation 2. L'impulsion d'extinction pour le vase de comman- de 6 est alors produite par l'enroulement auxiliaire 11. Dans e dernier, il se produit pendant l'étage de coupure du fait de l'invention de magné- tisation de la self de commutation une tensionr qui est opposée à la direc- tion du courant de commande, et, en conséquence, amené à zéro le courant, après l'entrée en jeu de l'étage de coupure.
Afin que, également dans le montage avec un circuit de commande, séparé du point de vue galvanique, et relié à l'enroulement 11, un allumage du vase, et ainsi la fermeture du contact ne se produise pas que dans le cas d'une tension de.mise en circuit dirigée positivement, l'impulsion de commande de grille peut être supprimée pour les valeurs négatives de la tension de mise en circuit. On peut pour cela par exemple utiliser un montage modulateur à redresseur sec influencé par la tension de mise en curcuit, ou encore,un transmetteur pour l'impul- sion de tension de grille, qui est saturé pour les valeurs négatives de la tension de mise en circuit.
Au lieu d'un vase de décharge à gaz ou vapeur, commandé par grille, un dispositif à effet de soupape;,, pouvant être commandé magnéti- quement, peut être employé comme soupape pouvant être commandée, dans le cir- cuit de commande; un tel dispositif est par exemple une self "soupape", c'est-à-dire une self de saturation avec polarisation à courant continu variable,en liaison avec une soupape. Cette dernière peut être un redres- seur non commandé, de préférence un redresseur sec, ou également un vase de décharge à vapeur ou à gaz, non commandé, par exemple un vase de dé- charge à vapeur de césium La self soupape offre l'avantage d'une durée pratiquement illimitée et peut être branchée simplement
La figure 3 donne un exemple de montage où une self soupape est dans le circuit de commande.
L'opération de commande du contact se déroule de la même manière que lorsqu'on emploie des tubes de décharge à commande par grille., Pour son explication, est donc utilisée la figa 2 traitée ci-- dessus qui dans ce but est prévue avec;' quelques compléments et en outre la fig. 4 qui montre la boucle d'hystérésis de la self de saturation.
<Desc/Clms Page number 6>
Le montage représenté dans la fig. 3 avec un unique contact 3- sans contact en parallèle- s'accorde, pour les parties principales avec le montage représenté fig. 10 Au lieu d'une soupape commandée par grille, il est cependant prévu une self-soupape, qui se compose d'un redresseur sec 16 et d'une self de saturation 30 avec un noyau magnétique 17, un enroulement principal 18 et un enroulement de polarisation 19. Ce dernier est traver- sé par un courant continu iv,qui peut par exemple être pris à une batterie 33, par l'intermédiaire d'une self de stabilisation 32 et d'une résistance 31 variable, en vue du réglage de la tension du convertisseur de courant.
Conformément à la fig. 2, au début de la 1/2 onde de travail de la tension alternative au point t ,la bobine de self, par suite de la pola- risation (=aimantation préalable) avec le courant continu iv, se trouve dans un état magnétique qui correspond au point a sur la boucle d'hystérésis re- présentée dans la fig. 4. Sous l'influence de la tension alternative crois- sante, le noyau de self 17, du temps t0 au temps t1 a sa magnétisation in- versée, jusqu'à l'apparition de la saturation, ce qui correspond dans la fig.
4 au parcours de la boucle d'hystérésis, de a à c, en passant par b. Pour cette modification de l'état magnétique de la self,on utilise la surface de tension F1 hachurée dans la fig. 2. Le courant de commande i n'a, pen- dant ce secteur,que des valeurs faibles, correspondant à la largeur de la boucle d'hystérésis, qui ne sont pas encore suffisantes pour attirer le contact. Cette courbe de début du courant de commande i est rendue par une ligne en pointillés entre t0 et t1. Du .temps t1 l'allure du courant de com- mande s'accorde fondamentalement avec la courbe décrite ci-dessus, obtenue lorsqu'on emploie une soupape de décharge commandée par grille 6 suivant fig.
1. Le courant de commande i croît donc très rapidement à partir de t1, at- teint la valeur d'attraction de la bobine de commande 8 au temps t (moment de mise en circuit), et continue de croître jusqu' à une valeur maximum. A- celle-ci correspond dans la fig. 4, la partie de courbe c-d. Ensuite le cou- rant de commande i décroît jusqu'à une valeur supérieure à la valeur de col- lage "i", et reste jusqu'au temps t5. Puis il décroît encore en direction de zéro,sous l'effet de la tension alternative dirigée maintenant néga- tivement qui apparaît comme tension à la self 2 pendant l'étage de coupure: le contact 3 s'ouvre au temps ta. La partie correspondante de la boucle d'hystérésis est la partie d-e-f.
Au point f (temps t6 de la fig. 2), le noyau de self 17 passe de l'état saturé à l'état non saturé. Ensuite, le self voit la magnétisation ramenée du point!.. au point a. Pour celà, la surface de tension F2, limitée par les temps t6 et t8 dans la fig. 2 est nécessaire, cette surface F2 est égale en grandeur à la surface F1. Le cou- tant 1 pendant ce secteur diminue suivant la ligne pointillée, avec des va- leurs très fai bles, et devient nul au temps t8. Pendant le secteur suivant, de t8 à la fin de la période, le noyau 17 reste à l'état figuré par le point a sur la boucle d'hystérésis et la tension alternative règne sous forme de tension de verrouillage à la soupape 16.
Avec la self soupape suivant fig. 3, se composant du montage en série de la self de saturation 30 polarisée par courant continu, et de la soupape 16, on atteint ainsi le même effet de commande qu'avec la soupape de décharge commandée par grille 6, suivant fig. 1. Le dispositif ci- dessus décrit a toutefois été choisi uniquement comme exemple d'exécution.
Le même succès peut en principe être également obtenu avec tout autre appa- reil pouvant être commandé magnétiquement et ayant l'action d'une soupape, qui permet de retarder la montée du courant de commande i au temps t0 en correspondance avec une surface de tension F1 d'une grandeur pouvant être choisie, et qui empêche que le courant de commande i, après qu'il soit tombé à zéro croisse en direction négative à tel point que l'aimant de commutation
<Desc/Clms Page number 7>
pourrait encore une fois fermer le contact à peu près-dans la 1/2 onde né- gative.'
Le convertisseur à commutation à contacts suivant fig.
3 est en outre équipé d'une voie parallèle qui shunte le contact 3 et permet le'pas- sage d'un courant d'étage, qui n'est pas équilibré exactement à 0, mais au contraire à été déplacé au-dessus de la ligne nulle;,, par exemple par polarisation, même après l'ouverture du contact et assure ainsi la continua- tion de l'inversion de magnétisation correcte de la self, pendant le reste de l'étageo Dans la fig. 3 est représentée comme exemple une voie parallèle avec une soupape pouvant être commandée 34. Du fait de la chute de tension faible, de seulement quelques volts;, on utilise avantageusement un tube à vapeur de césium, commandé par grille. La soupape est pourvue d'un circuit de grille qui se compose de la tension de polarisation négative 12, de la bobine de commande 13 et de la résistance de grille 14.
La bobine de comman- de 13 est un enroulement auxiliaire sur la self de commutation 2. La pola- rité de cette bobine est choisie de telle sorte que la grille,!/ pendant l'é- tage de coupure, se trouve à un potentiel positif par rapport à la cathode, et que la soupape peut ainsi recevoir dans le cas de l'ouverture du contact un restant de courant éventuellement positif.
Aussi bien dans le cas du couplage galvanique que dans le cas de 19accouplement magnétique du circuit de commande au circuit de courant principale le courant de commande peut influencer la position de phase de l'étage de coupure produit par la self, en particulier dans le sens d'un dé- phasage avant. Cette influence, parfois indésirable, est empêchée par une forme et un couplage tels du circuit de commande au circuit de courant prin- cipal, que le circuit de courant de commande est découplé pendant le temps de fermeture du contact du circuit de courant principal, lorsque du courant passe dans ce dernier.
La figure 5 représente un tel exemple de montage. Le circuit de courant principal se compose des mêmes parties que dans les fig. 1 et 3. Le circuit de commande comprend, outre la soupape de commande 6 et l'en- roulement de commande 8,avec la source de tension supplémentaire 9 en série avec eux, une branche de courant supplémentaire avec une soupape 15, par exemple un redresseur sec, et une résistance 20, obmique ou inductive, de préférence réglable: Ce circuit de commande est fermé. Les deux soupapes 6 et 15 sont montées de telle sorte qu'elles sont perméables, - par rapport à ce circuit - dans la même direction., Par l'intermédiaire de la résistan- ce 17 et d'un condensateur 16, le circuit de commande est couplé par des capacités au -circuit de courant principal. Le condensateur peut être rac- cordé au point la ou 1d.
Le mode d'action de ce circuit de commande est le suivant :
Le condensateur 16 est chargé par l'intermédiaire de la soupa- pepe 15 pendant la 1/2 onde négative de la tension alternative d'alimentation.
Sa décharge commence avec l'allumage de.la soupape pouvant être commandée 6.
Après l'allumage de la soupape 6, un courant commence à circuler aussi de la batterie 9, sur la soupape 15. Sur la bobine de commande 8, passe le courant additif de condensateur 16 et de la soupape 15. Le courant de com- mande varie donc d'une façon similaire à l'exemple de la fig. 2. Le retard de temps de l'allumage de la soupape 6, jusqu'à la fermeture du contact 3, est cependant plus court du fait de Inaction du courait de décharge du con- densateur qui soutient l'établissement du champ dans la bobine 8.
Ce gain de temps permet de moduler complètement le convertisseur à contact et ainsi d'obtenir un meilleur facteur de puissance. Le condensateur 16 continuant de se décharger,\) le courant de commande décroît jusqu'à sa valeur station-.. naireo Pendant ce temps, le courant de commande passe uniquement dans le circuit de courant à savoir de la source de courant continu 9, sur la sou- pape 15, la résistance 20, la soupape 6 et l'enroulement de commande 8, sans influencer d'une façon quelconque le début de l'étage de coupure.
Si la self 2 participe à l'étage de coupure, il se produit dans @on enroulement;) une impulsion de tensions et il passe un courant de charge
<Desc/Clms Page number 8>
correspondant à celle-ci, sur la soupape 15, et les résistances 20 et 7, vers le condensateur 16. Ainsi à la résistance 20 est provoquée une chute de tension supplémentaire} qui abaisse le courant de commande passant par la soupape 6. Aussitôt que le courant de commande devient inférieur à la va- leur de chute,le contact 3 s'ouvre,.' La baisse qui se continue jusqu'à l'ex- tinction de la soupape commandée 6 du courant de commande, est soutenue par la tension de verrouillage, venant remployer la tension de self au contact 3.
Le courant de commande reste alors ininterrompu jusqu'à l'impul- sion de commande suivante, influençant la grille de la soupape 6. En dimen- sionnant d'une façon appropriée la résistance 20 et le condensateur 16 ainsi que la résistance 7 et la-source de tension 9, on arrive à ce que le contact 3 s'ouvre à l'intérieur de l'étage de coupure de la self 2.
Pendant la 1/2 onde négative, le condensateur 16 est de nouveau chargé par l'intermédiaire de la soupape 15; Ainsi on obtient un autre avantage, qui est que la soupape 6 peut déjà être allumée à temps, avant le passage par zéro de la tension de mise en circuit, de telle sorte que la fermeture de contact s'effectue en même temps que ce passage par zéro, per- mettant d'obtenir une modulation complète du convertisseur à contact.
Le même avantage est également obtenu en raccordant le circuit de commande à une tension précédant en phase la tension de commutation. Un montage perfectionné de cette manière ainsi que le diagramme-vectoriel cor- respondant est représenté dans la fig. 6. Le circuit principal et le cir- cuit de commande comprennent les mêmes éléments que dans les fig. 1 et 3.
En outre, est raccordé à l'enroulement d'alimentation 1, qui est pourvu sur un point de raccordement du circuit de courant principal d'enroulements supplémentaires;* un circuit diviseur de tension se composant du montage en série d'un condensateur 22 et d'une résistance 23. Sur cette dernière règne en conséquence une tension een avancer de phase par rapport à la tension principale e et à laquelle est raccordé le circuit de courant de commande .
Dans ce cas, le courant de commande entre plus tôt en action, tou- tes autres conditions restant identiques. Comme toutefois cette tension en avance de phase passe par zéro, à la fin de la période de transmission du courant déjà avant le début de l'atage de coupure, le circuit de courant de commande serait verrouillé prématurément, et l'opération de coupure serait commandée uniquement par le courant principal. Le,contact s'ouvrirait donc avant le début de l'étage de coupure. Pour remédier à cela, la tension de la batterie 9 est choisie plus élevée, de telle sorte que le verrouillage du circuit de commande ne se produise que dans le cas d'une valeur négative de la tension de commande e
Une autre possibilité d'obtenir la modulation totale de conver- tisseur à contact est offerte par exemple par un dispositif suivant fige 7.
Il est introduit ici dans le circuit de courant de commande une source de tension supplémentaire, ayant la forme d'un transformateur auxiliaire 24.
Celui-ci produit dans le montage représenté une composante e90' en avance de phase de 90 el. de telle sorte que la tension totale e du circuit de courant de commande est également en avance de phase par rapport à la tension de commutation eTR.' Cette dernière est la tension de mise en cir- cuit du contact 3. Dans la fig. 8 est donnée entre autres la variations des tensions mentionnées, en fonction du temps t.
Le transformateur supplémentaire 24 est inclus dans une dérivation électrique formant une partie du circuit de courant de commande. Le montage en série du transformateur supplémentaire 24 avec une soupape 25 forme une branche de cette dérivation, l'autre branche ne comprenant uniquement qu'une soupape 26. L'action de cette dérivation et de tout le dispositif est ex- pliqué dans ce qui suit, à l'aide du diagramme de la fig. 8 ou, de même que dans la fig. 2 est également représenté sous forme de courbe l'allure du courant de commande i et des courants principaux IR et IT.
<Desc/Clms Page number 9>
Dans le circuit de commande, aussitôt que le contact approprié 3 est fennec et que l'étage de mise en circuit A te de la self précédente est terminée ce n'est plus la tension résultante ev qui est active, outre la tension de la batterie 9, mais seulement la tension supplémentaire e90, car alors le montage en série de la self 2 maintenant saturée., et'du contact fermé 3 (ainsi que de la bobine de courant principal 4) forme uné liaison directe entre le point de raccordement du transformateur et le point de raccordement de la batterie, dans laquelle n'existent que des chutes de tension faibles qui peuvent être négligées en première approximation.
Tant que la tension supplémentaire e90 est positive le courant .de commande 1 passe sur la branche 24,25 de la dérivation. Du temps t', 'où la tension supplémentaire e90 passe par zéro, le courant de commande passe sur l'autre branche de la dérivation comprenant la soupape 26. A la tension supplémentaire négative e90, l'équilibre est maintenu par une contre-pression à la soupape 25. Elle perd donc son influence sur le circuit de commande, et ainsi la batterie 9 seule détermine la variation ultérieure de courant de commande i. La variation résultante de la tension variable qui se superpose à la tension de batterie dans le circuit de courant de com- mande est représentée dans la fig. 8 par une ligne renforcée.
Le circuit de courant de commande est d'abord verrouillé dès que l'étage de coupure 0 t2 commence, et ainsi la tension de commutation -eRS apparaît brusquement dans le circuit de courant s'opposant à la tension de la batterie 9. Dans ce cas, pour une modulation complète, la position correcte du moment de coupure t a à savoir à l'intérieur de l'étage A t a est assurée morne sans élévation de tension de la batterie 9.
La tension ev, en avant de phase ne réapparaît dans le circuit de commande de la phase R, que pendant que la phase T conduit le courant prin- cipal total.
Le dispositif de la fig. 9 se distingue de celui de la fig. 7, par une autre disposition des différentes parties en série du circuit de courant de commande, et en outre par une autre possibilité d'obtenir une tension supplémentaire en avance de phase. Dans les deux dispositifs, il est en outre indiqué une branche de courant auxiliaire supplémentaire pour la polarisation de la self de commutation 2 dans la direction de mise en cir- cuit au moyen d'un enroulement auxiliaire 21 qui comprend en outre une sou- pape 27 et une résistance 28. Cette branche de courant auxiliaire selon que la polarisation de mise en circuit dépendant de la tension doit entrer en action a peu près au moment de fermeture te, ou déjà auparavant, peut être disposée avant la dérivation électrique, comme représenté, ou derrière.
En outre,dans le dispositif suivant fig. 9 il est prévu comme dispositif de commutation dans le circuit de commande, une self soupape au lieu d'un vase de décharge commandé par grille. Comme le circuit de cou- rant de commande, du fait de la dérivation a déjà le caractère d'une sou- pape, uriquement une self de saturation 30 est nécessaire dans ce but, cette dernière pouvant être pré-excitée avec du courant continu dans les deux di- rections et à une hauteur réglable, à partir d'un dispositif auxiliaire se composant d'une batterie 33, d'un diviseur de tension 31 et d'une self de stabilisation 32.
On suppose dans ceci par exemple que le noyau de la self de saturation 30 se compose d'une matière magnétique dont la caractéristique, de même que celle représentée dans la fig. 4 est nettement inclinée vers l'axe du flux dans le domaine non saturé, mais à la différence de celle ci possède une rémanence plus faible par suite d'une plus petite largeur de la boucle d'hystérésis. Le mode d'action du convertisseur à commutation à contacts suivant fig. 9 est en principe le même que pour le convertisseur à commuta- tion à contacts suivant fig. 7.
<Desc/Clms Page number 10>
L'obtention de la modulation totale peut encore être empêchée par ce que la self 2, lors de la mise en circuit, n'est pas totalement saturée en direction du flux de courant à attendre. Elle produit alors un étage de mise en circuit Il t qui empêche la montée immédiate du courant principal, comme le montrent par exemple les courbes IR et IT dans la fig. 8.
Afin que cet étage de mise en circuit ne devienne pas trop long, la self de commutation qui se trouve à l'état de saturation négatif après la fin de l'étage de coupure # ta doit avoir au moins partiellement sa magnétisa- tion ramenée en arrière, avant la fermeture du contact.
Pour celà il est prévu dans les dispositifs suivant les fig. 6, 7 et 9 un enroulement supplémentaire 29 sur la self 2. Pour les cas ci-dessus mentionnés, dans lesquels le moment de mise en circuit t se confond avec le temps t , la self peut être aimantée en arrière, jusqu'à la pleine satu- ration positive de telle sorte qu'une étage de mise en circuit ne se produit pas. Ceci est admissible, car dans ce cas le courant de la tension au moment de mise en circuit ont sans celà justement la valeur zéro suivant leur nature. Uniquement pour tenir compte d'une certaine dispersion inévitable du moment de mise en circuit, un petit étage restant peut être encore con- servé ; ce dernier n'abaisse pas le degré de modulation de façon sensible, de telle sorte que pratiquement, on peut cependant parler d'une modulation totale.
L'invention n'est pas limitée à des convertisseurs à commutation à contacts mécaniques dans le sens étroit du mot, c'est-à-dire pour des buts spéciaux du redressement pur, mais peut en même temps être utilisée pour des coupures ou des remises en circuit quelconques du courant redressé, et ainsi, sans difficulté dans les montages donnés comme exemples d'exécution, pour la production de groupes d'impulsions de courant redressées, qui sont néces- saires par exemple pour le soudage, ou des installations de galvanisation.
Si on utilise pour chacune des deux 1/2 ondes un des dispositifs décrits, en montage anti-parallèle, ce dispositif peut être également employé comme dispositif pur de commutation de courant alternatif.