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DISPOSITION POUR L'ALIMENTATION D'UNE MACHINE COURANT CONTINU PAR REDRESSEUR.
On sait qu'il y a moyen d'alimenter des machines courant continu par redresseurs. Si l'on veut changer le sens de rotation de la machine (moteur),, on peut raccorder l'induit au réseau courant triphasé par l'intermédiaire de deux groupes de chambres de décharge à vapeur ou à gaz commandées par grilles, en montage en croix. Cette disposition, peu économique;, n'est employée que très rarement parce que un seul groupe à la fois est conducteur de courant. On emploie souvent un groupe de chambres de décharge alimentant le circuit d'induit avec du courant circulant toujours dans le même sens, et l'on prévoit pour le circuit de champ deux groupes de chambres de décharges pour que, suivant les besoins du service,la machine puisse tourner dans un sens ou dans l'autre.
Dans de telle s installations, on sait que la commande de grille des chambres de décharge ali- mentant le circuit de l'induit peut être fonction de la commande des chambres de décharge alimentant l'enroulement de champ.
La présente invention se rapporte à un développement de telles ins- tallations. Suivant l'invention on prévoit un amplificateur variable commandé par les conditions du circuit de champ, fonctionnant de préférence sans ou sen- siblement sans inertie, agissant sur la commande de grille du groupe de cham- bres de décharge alimentant le circuit d'induit, qui limite le courant circulant dans l'induit dès qu'un courant inférieur à une valeur prédéterminée circule dans le circuit de champ.
La Fig. 1 représente tout d'abord un système de commutation simple du champ pouvant être commandé à volonté. L'induit 1 est alimenté à partir du transformateur de courant se composant de la cuve de décharge 2 et du transfor- mateur 3, fonctionnant comme redresseur. La tension continue de l'induit est comparée à une tension continue 6 réglable à l'aide du diviseur de potentiel 4 du commutateur de commande 5.La différence des deux tensions continues - l'écart de réglage - agit par 1?intermédiaire d'une résistance préalable 7 et d'un amplificateur courant continu 8, qui est de préférence du type électroni-
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quesur la somande de grills 9 du transformateur de -ourant 2 alimentant 1' induit, Grâce . un décalage des impulsions de grille,
pouvant de préférence être obtenu par aimantation préalable des bobines.de réactance de transforma- tion, la cuve de décharge 2 peut être commutée de fonctionnement maximum en redresseur en fonctionnement en onduleura Le courant de préaimantation iv est fourni par la source de courant continu 10 et est proportionnel à la tension de transformateur induite. Lorsque iv = 0 le transformateur présente sa ten- sion opposée onduleur maximum. Lorsque iv adopte sa valeur maximum, le trans- formateur de courant fonctionne comme redresseur. Comme il résulte de la Fig.
1, le dispositif 4 déterminant la valeur de la tension de l'induit ou là ten- sion du transformateur est construit de manière telle que la tension adopte la valeur 0 en position centrale tandis que pour un écart dans un sens ou dans l'autre, la valeur augmente avec la mène polaritéo L'amplificateur variable ' tentera alors de donner à la tension continue du transformateur la valeur im- posée.
Le levier de commande 5 présente en plus de l'indicateur de la va- leur imposée 4 pour la tension de l'induit encore un deuxième cadran pour le réglage de l'intensité de champ, qui est subdivisé en son centre. Lorsque le levier de commande passe par la position zéro, il se produit un renversement du sens de circulation du courant d'excitation, de préférence à l'aide de 1' enroulement 11 avec les contacts 11 K. Pour des puissances de moteur plus grandes, on employera pour l'alimentation du champ 12 également deux groupes de chambres de décharge à vapeur ou à gaz à commande par grille, 13a et 13b, avec le transformateur 14, en montage en croix. Les puissances de commutations nécessaires du relais 11 sont alors très faibles.
Pour que lors du renversement du courant de champ il ne se produi- se pas de surintensités dans le circuit de l'induit, qui provoqueraient une accélération indésirable du moteur, le régulateur de tension d'induit fonction- nant de préférence sans ou sensiblement sans inertie est utilisé suivant 1' invention également pour limiter le courant de l'induit. A cet effet le cou- rant d'induit est capté par l'intermédiaire d'un transformateur de courant 15 dans le circuit primaire du transformateur et après avoir été redressé dans le montage en pont 16 est transmis à une charge ohmique 17.
Si la tension à la charge 17 dépasse une valeur désirée prédéterminée 18 la valve 19, de préfé- rence un redresseur sec, influence le tube de réglage 8 dans le sens d'un ver- rouillage, ce qui produit une réduction du courant de préaimantation iv et ainsi également un verrouillage du transformateur du courant d'induit 2. Si le levier de commande 5 est déplacé relativement rapidement d'une position extré- me vers l'autre, la tension dans l'induit du moteur sera également renversée par suite du renversement du courant de champ. Le transformateur du courant d'induit fonctionnera alors automatiquement, par suite de la limitation du cou- rant, comme onduleur, de telle sorte que l'induit du moteur transmet tout d' abord son énergie cinétique au secteur et est ensuite de nouveau accéléré à la valeur désirée prédéterminée.
Dans tous les cas dans lesquels la limitation de courant est efficace, la résistance préalable 7 de l'amplificateur variable re- prend la tension différentielle entre la valeur imposée et la valeur réelle de la tension de l'induit.
A l'aide du deuxième cadran du levier de commande 5 on peut réali- ser un affaiblissement du champ en vue d'une augmentation supplémentaire de la vitesse de rotation après que la tension d'induit maximum ait été atteinte.
Cela est indiqué par les résistances 20a et 20b, qui sont alors montées dans la commande de grille 21 des transformateurs de courant de champ (suivant la proposition de demande de brevet citée plus haut ??) Pour que même en cas de déplacement brusque du levier de commande d'une position extrême vers l'autre le -champ n'est affaibli que lorsque la tension d'induit maximum a été atteinte, les résistances 20a et 20b sont de préférence curt-circuitées jusqu'à ce mo- ment.
La détermination de la tension d'induit maximum peut avoir lieu à l'aide de relais, dont les enroulements 22 sont montés soit dans le circuit de préai- mantation du régulateur du courant d'induit, soit dans l'induit proprement dito
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Dans le deuxième cas l'enroulement 23 doit être en série avec une valve 24, si l'on n'emploie pas un relais polarisée
L'inconvénient de cette disposition avec renversement de champ commandé à volonté réside dans le fait que lorsque la vitesse de rotation doit seulement être réduite d'une valeur déterminée, donc lorsqu'un renversement du sens de rotation n'est pas désiré, le levier de commande doit momentanément être déplacé au-delà de la position centrale, en vue du freinage utile.
Si cette opération n'a pas lieu, le moteur serait seulement freiné par sa charge et par son frottement propre. Pour cette raison la Fig. 2 présente, dévelop- pant le principe de l'invention, une disposition avec renversement automatique de courant de champ. La vitesse du moteur réversible 1 est mesurée à l'aide du tachymètre 25 et est à nouveau comparée avec une valeur imposée 26 réglable à la main. L'écart agit à nouveau par l'intermédiaire de l'amplificateur régla- ble 8 sur la commande de grille 9 du transformateur de courant d'induito La tension de l'indicateur de la tension imposée - vitesse de rotation change à présent de polarité lors du passage de la position centrale, étant donné que la tension réelle au tachymètre est également renversée lors du changement du sens de rotation.
Le levier de commande comporte ici également un deuxième ca- dran pour l'affaiblissement du champ avec les résistances 20a et 20b, qui sont court-circuitées de manière analogue aussi longtemps que la tension d'induit maximum n'est pas atteinte.
Si le levier de commande est déplacé en vue de réduire la vitesse de rotation, le courant de préaimantation iadopte la valeur zéro déjà pour un faible écart de la vitesse désirée. Ce v critère est utilisé pour le ren-. versement de champ, le relais 27 dans le circuit de sortie du régulateur agis- sant sur un relais d'impulsions ou un système pas à pas 28, qui commande les contacts de commutation 11 K dans l'instrument de commande 21 pour le transfor- mateur de courant de champ. Après que le courant de champ, en vue du renverse- ment, ait passé par zéro, le relais polarisé 29 renverse les bornes d'entrée du régulateur.
Par conséquent iv augmente à nouveau, ce qui correspond à une diminution de la tension opposée onduleur, jusqu'à ce que la limitation du courant d'induit entre en action et ne permet l'augmentation de iv qu'au fur et à mesure de la diminution de la vitesse du moteur. Le courant continu four- ni par le transformateur de mesure 15 passe en outre par le relais de mesure 27 de sorte qu'il n'y a pas de renversement du courant d'excitation aussi longtemps que circule le courant d'induit.
Lorsqu9il n'y a pas correspondance entre sens du courant de champ et indicateur de la valeur imposée, l'amplificateur variable reste plus long- temps dans sa position limite iv = 0 que ce ne serait le cas en cas de freinage normal,dans un tel cas il n'y a en outre aucun courant d'induito A l'aide d' un dispositif d'embrayage peut alors avoir lieu la manoeuvre du relais d'impul- sions 28.
On employera de préférence des amplificateurs variables sans iner- tie pour la disposition décrite, étant donné que dans ce cas le renversement du courant de champ est amorcé sans retard et qu'en outre il ne se produit pas de surintensités dans le circuit d'induite La commutation du transformateur du courant d'induit en onduleur doit avoir lieu plus rapidement que la commutatio n inverse. Cela est le cas lorsque l'on emploie des amplificateurs à tubes élec- troniques de la manière décrite, lorsque la charge du tube avec l'instrument de commande de grille 9 est du type inductif.
REVENDICATIONS.
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PROVISION FOR THE POWER SUPPLY OF A DIRECT CURRENT MACHINE BY RECTIFIER.
We know that there is a way to supply direct current machines by rectifiers. If you want to change the direction of rotation of the machine (motor), you can connect the armature to the three-phase current network through two groups of steam or gas discharge chambers controlled by grids, in assembly crossed. This arrangement, which is not very economical, is used only very rarely because only one group at a time is a current conductor. A group of discharge chambers is often used supplying the armature circuit with current always flowing in the same direction, and two groups of discharge chambers are provided for the field circuit so that, according to the needs of the service, the machine can turn in either direction.
In such installations, it is known that the gate control of the discharge chambers feeding the armature circuit may be a function of the control of the discharge chambers feeding the field winding.
The present invention relates to a development of such installations. According to the invention there is provided a variable amplifier controlled by the conditions of the field circuit, operating preferably without or substantially without inertia, acting on the gate control of the group of discharge chambers supplying the armature circuit, which limits the current flowing in the armature as soon as a current lower than a predetermined value flows in the field circuit.
Fig. 1 first of all shows a simple field switching system which can be controlled at will. The armature 1 is supplied from the current transformer consisting of the discharge tank 2 and the transformer 3, functioning as a rectifier. The DC voltage of the armature is compared with a DC voltage 6 which can be adjusted using the potential divider 4 of the control switch 5. The difference between the two DC voltages - the adjustment deviation - acts through it. a preliminary resistor 7 and a direct current amplifier 8, which is preferably of the electronic type
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quesur somande grills 9 of the current transformer 2 supplying the armature, Grace. an offset of the gate pulses,
preferably obtainable by prior magnetization of the transformer reactance coils, the discharge vessel 2 can be switched from maximum operation as a rectifier to operation as an invertera The pre-magnetization current iv is supplied by the direct current source 10 and is proportional to the induced transformer voltage. When iv = 0 the transformer presents its maximum inverter voltage. When iv reaches its maximum value, the current transformer operates as a rectifier. As it follows from FIG.
1, the device 4 determining the value of the voltage of the armature or the voltage of the transformer is constructed in such a way that the voltage adopts the value 0 in the central position while for a deviation in one direction or the other , the value increases with the polarity lead. The variable amplifier will then attempt to give the DC voltage of the transformer the set value.
In addition to the set value indicator 4 for the armature voltage, the control lever 5 has a second dial for adjusting the field strength, which is subdivided at its center. When the control lever goes through the zero position, there is a reversal of the direction of flow of the excitation current, preferably using the winding 11 with the contacts 11 K. For larger motor powers. , we will also use for the supply of the field 12 also two groups of steam or gas discharge chambers controlled by grid, 13a and 13b, with the transformer 14, in cross assembly. The necessary switching powers of relay 11 are then very low.
So that on reversal of the field current no overcurrents occur in the armature circuit, which would cause undesirable acceleration of the motor, the armature voltage regulator preferably operating without or substantially without. inertia is used according to the invention also to limit the current of the armature. For this purpose the armature current is picked up by means of a current transformer 15 in the primary circuit of the transformer and after having been rectified in the bridge circuit 16 is transmitted to an ohmic load 17.
If the voltage to the load 17 exceeds a predetermined desired value 18 the valve 19, preferably a dry rectifier, influences the adjustment tube 8 in the direction of a lock, which produces a reduction in the pre-magnetization current. iv and thus also a locking of the armature current transformer 2. If the control lever 5 is moved relatively quickly from one extreme position to the other, the voltage in the armature of the motor will also be reversed as a result. reversal of the field current. The armature current transformer will then operate automatically, as a result of the current limitation, as an inverter, so that the armature of the motor first transmits its kinetic energy to the mains and is then accelerated again to the mains. the predetermined desired value.
In all cases in which the current limitation is effective, the preliminary resistor 7 of the variable amplifier takes up the differential voltage between the imposed value and the real value of the armature voltage.
By means of the second dial of the control lever 5 it is possible to achieve a weakening of the field for a further increase of the rotational speed after the maximum armature voltage has been reached.
This is indicated by the resistors 20a and 20b, which are then mounted in the gate drive 21 of the field current transformers (according to the patent application proposal cited above ??) So that even in the event of a sudden movement of the lever From one extreme position to the other the field is weakened only when the maximum armature voltage has been reached, resistors 20a and 20b are preferably short-circuited until this point.
The determination of the maximum armature voltage can take place with the aid of relays, the windings of which 22 are mounted either in the pre-priming circuit of the armature current regulator, or in the armature proper.
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In the second case the winding 23 must be in series with a valve 24, if a polarized relay is not used.
The drawback of this arrangement with field reversal controlled at will lies in the fact that when the speed of rotation must only be reduced by a determined value, so when a reversal of the direction of rotation is not desired, the lever control must momentarily be moved beyond the central position, in view of useful braking.
If this operation does not take place, the motor would only be braked by its load and by its own friction. For this reason, FIG. 2 shows, developing the principle of the invention, an arrangement with automatic field current reversal. The speed of the reversible motor 1 is measured using the tachometer 25 and is again compared with a set value 26 adjustable by hand. The deviation acts again via the adjustable amplifier 8 on the gate control 9 of the armature current transformero The voltage of the indicator of the imposed voltage - speed of rotation now changes polarity when changing from the center position, since the actual voltage at the tachometer is also reversed when changing the direction of rotation.
The control lever here also has a second field weakening dial with resistors 20a and 20b, which are similarly short-circuited as long as the maximum armature voltage is not reached.
If the control lever is moved to reduce the speed of rotation, the pre-magnetization current adopts the value zero already for a small deviation from the desired speed. This criterion v is used for the return. field transfer, the relay 27 in the output circuit of the regulator acting on a pulse relay or a stepping system 28, which controls the switching contacts 11 K in the control instrument 21 for transformation. field current matrix. After the field current for reversal has passed through zero, polarized relay 29 reverses the input terminals of the regulator.
Therefore iv increases again, which corresponds to a decrease in the opposite inverter voltage, until the limitation of the armature current kicks in and only allows the increase of iv as and when decrease in engine speed. The direct current supplied by the measuring transformer 15 passes further through the measuring relay 27 so that there is no reversal of the excitation current as long as the armature current is flowing.
When there is no correspondence between the direction of the field current and the indicator of the imposed value, the variable amplifier remains longer in its limit position iv = 0 than would be the case in the case of normal braking, in a In this case there is also no armature current. Using a clutch device, the pulse relay 28 can then be operated.
Variable inertial amplifiers will preferably be employed for the arrangement described, since in this case the reversal of the field current is initiated without delay and furthermore no overcurrents occur in the armature circuit. The switching of the transformer from the armature current to the inverter must take place more quickly than the reverse switching. This is the case when using electronic tube amplifiers in the manner described, when the load of the tube with the gate control instrument 9 is of the inductive type.
CLAIMS.
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