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SIEMENS-REINIGER-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, résidant à ERLANGEN, Bavière (Allemagne) DISPOSITION POUR LA COMMANDE MOMENTANEE LIEE A LA PHASE DANS LES INSTALLATIONS TRIPHASEES ; EN PARTICULIER LES APPAREILS A RAYONS X TRIPHASES,
La présente invention se rapporte à une disposition pour la com- mande momentanée liée à la phase dans les installations triphasées, en parti- culier les appareils à rayons X triphasés.
11 est connu, dans les installations fonctionnant au courant al- ternatif, d'obtenir des durées de commande brèves définies grâce à des enclen- chements ou déclenchements liés à la phase, c'est-à-dire ayant lieu en un point déterminé de la courbe des tensions et de préférence lorsque la tension passe par zéro ou un peu avant le passage par zéro de la tension.
En particulier pour des appareils à rayons X on emploie comme ten= sion de commande pour les moyens de commande à temps la tension alternative de régime, et l'on a obtenu jusqu'à présent de cette manière un temps de com- mande très bref et une variation du temps de commande ayant la durée d'une demi-période
La présente invention a pour but, dans les dispositions pour la commande momentanée liée à la phase dans les installations triphasées, en particulier les appareils triphasés à rayons X, de réaliser des durées de commande encore plus courtes que la demi-période, et de déplacer le point d'enclenchement ou de déclenchement de fractions définies d'une demi-période
Suivant la présente invention ce problème est résolu grâce à des moyens de commande séparés pour l'enclenchement et le déclenchement de la ten- sion de régime,
ces moyens étant commandés ou excités par des tensions alter- natives, dont la position de phase mutuelle peut être modifiée de fractions déterminées d'une période.Les tensions à position de phase différente sont obtenues dans ce cas grâce à une sélection appropriée des tensions monopha- sées disponibles dans un réseau triphasé.
C'est ainsi que les tensions entre phase RT, RS, TS, TR, SR et ST sont déphasées l'une de l'autre de 60 , tandis
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que les tensions entre phase et neutre correspondantes sont déphasées des ten- sions entre phases de 30 , de sorte que le réseau triphasé fournit douze ten- sions déphasées les unes des autres de 30 .Grâce à une sélection appropriée de deux de ces tensions, pour la commande des moyens de commande pour l'en- clenchement et le déclenchement, on peut modifier la durée d'enclenchement chaque fois de 1/12 de période, de sorte que la durée d'enclenchement peut- être inférieure à la durée d'une demi-période.
En pratique on procède en com- mandant un des moyens de commande constamment à l'aide de la morne tension en- tre phases ou entre phase et neutre, tandis que l'autre moyen de commande est commandé successivement par différentes tensions entre phases ou entre phase et neutre.
Le principe de l'objet de l'invention sera décrit avec référence à deux exemples de réalisation, représentés par les dessins annexés, dont
La Fig. 1 représente une disposition de commande suivant l'inven- tion,
La Fig. 2 représente un diagramme servant à illustrer les phéno- mènes de commande de la disposition suivant la Fig. 1, et la Fig. 3 représente le couplage d'un appareil triphasé à rayons X avec une disposition de commande à temps suivant l'invention.
La Fig. 1 représente dans la partie de droite trois conducteurs R, S et T d'un réseau triphasé, auquel peut être raccordé par l'intermédiai- re de la série de contacts a d'un relais d'enclenchement A et la série de contacts b d'un relais de coupure B un consommateur triphasé 1. Dans l'exem- ple de réalisation on emploie comme tensions de commande pour la modifica- tion de la durée d'enclenchement du consommateur 1 deux des six tensions en- tre conducteurs, ce qui permet d'atteindre un déphasage du point d'enclen- chement ou de coupure de 1/6 de période.
Les relais de commande A et B sont commandés par des triodes à gaz 2,3, la Fig. 1 montrant la situation de la disposition de commande qui règne lorsque les tubes sont conducteurs.La triode 3 commandant le relais de déclenchement B est constamment soumise à la tension entre phases SR, et le relais C se trouvant dans son circuit anodique maintient grâce à son con- tact de travail c la bobine du relais de contact B sous tension.
La triode 2 commandant le relais d'enclenchement A peut être con- nectée par un commutateur 6 à une des six tensions entre phases RT, RS, TS, TR, SR et ST du réseau triphasé RST, le commutateur étant de préférence rac- cordé de manière telle que la tension dérivée après chaque commutation est déphasée de 60 par rapport à la tension dérivée précédemment.
Dans le circuit anodique de la triode 2 est disposé un relais D, dont le contact de repos d coupe la bobine du relais d'enclenchement A de la tension d'excitation.
Les tensions préalables de grille des triodes 2 et 3 sont four- nies par les batteries 4, 5, le circuit de grille de la triode 3 contenant un condensateur 9 avec une résistance variable 10 montée en parallèle, le rô- le de ce transformateur étant décrit dans la description, qui va suivre, du fonctionnement de la disposition, avec référence à la Fig. 2.
Dans la Fig. 2 les traits pleins représentent à la même échelle dans le temps, les tensions au thyratron 2 (Figo 2a) au thyratron 3 (Fig.2b) et au condensateur 9. La tension SR au thyratron 3 est en retard de phase par rapport à la tension 2, de 120 , conformément à la position du commutateur 6, représentée par la Fig. 1. Les demi-ondes, pendant lesquelles les thyratrons 2 et 3 sont conducteurs,- sont hachurées. La courbe représentée en traits in- terrompus dans la Fig. 2a, déphasée de 60 par rapport à la courbe en traits pleins, correspond à la tension au thyratron 2 pour la position du commuta- teur 6 représentée en traits interrompus dans la Fig. 1.
Pour le déclenchement d'une commande le contact 12 est ouvert et
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simultanément le contact 11 est fermé (t- dans la Figo 2)De ce fait la ten- sion de grille de la triode 2 s'abaisse momentanément à une valeur négative, et la demi-onde positive suivante est bloquée, de sorte que le courant ne cir- cule plus dans le relais D et qu'après un certain temps (t2 dans la Fig. 2), qui est fonction du temps de chute du relais D (représenté par la distance 13 dans la Fig. 2a) et de la durée de réaction du relais d'enclenchement A, (re- présentée par la distance 14 dans la Fig. 2a) la série de contacts a du re- lais d'enclenchement A est fermée.
De ce fait le consommateur 1 est raccordé au réseau triphasé (voir la Figo 2a).Grâce à l'ouverture du contact 12 ayant lieu également au moment t1 le condensateur 9 peut se décharger par l'intermé- diaire de la résistance 10, et de ce fait le potentiel de grille Uk de la trio- de 3 diminue, comme l'indique la Figo 3c. Dès que la tension d'allumage de la triode 3 n'est plus atteinte, le relais C, par suite du blocage de la triode
3, n'est plus soumis au courant, et la bobine du relais de déclenchement B est coupée de la tension suite à l'ouverture du contact c. Après une durée (t3 dans la Figo 2) qui est à nouveau fonction des durées de chute du relais
C et du relais de commande B, (représentées par les distances 15 et 16 dans la Fig. 2b) le consommateur est coupé de la tension du réseau.
La ligne si- nusoïdale tracée en traits interrompus dans la Figo 2a représente la situa- tion avec une tension déphasée de 60 pour la commande de la bobine de relais
A, qui est obtenue par la position du commutateur 6, indiquée en traits inter- rompus dans la Fig. 1, la fermeture de la série de contacts a du relais de com- mande A ayant déjà lieu un sixième de période à l'avance (t2 dans la Fig. 2), tandis que le moment d'ouverture de la série de contacts b du relais de com- mande B (t3 dans la Fig. 2) reste invariable. La durée d'enclenchement allongée de cette manière de 1/6 de période est représentée par la distance 18.
La durée d'enclenchement est représentée par la distance 17.
L'invention prévoit de ne pas coupler les bobines de relais en parallèle aux triodes 2 et 3, mais d'exciter celles-ci en vue de la modifica- tion ou de la correction des durées de retardation entre l'allumage des trio- des et la fermeture des séries de contacts de la bobine de commande, à l'ai- de d'une tension autre que la tension entre phases ou entre phase et neutre du réseau triphasé fournissant la tension anodique de la triode correspondan- te, et dans ce cas, c'est-à-dire en cas de modification de la durée de com mande, la tension anodique pour la triode 2 et la phase de la tension d'exci- tation du relais de commande A doivent être modifiées de la même valeur pour que les durées de retard de la commande restent constantes.
Dans la partie supérieure de la Figo 3 on a représenté le coupla- ge d'un appareil triphasé à rayons X, avec un transformateur triphasé 20 cou- plé en étoile du cote haute et basse tension, une partie redresseuse, compo- sée de 6 valves 21 à 26 en couplage de Gratz, et un tube à rayons X 27. Le tu- be a rayons X est chauffé par un transformateur 28, tandis que les disposi- tifs de réglage dans le circuit primaire du transformateur de chauffage des- tinés au réglage du courant du tube sont omis pour plus de clartéo
Grâce au déplacement simultané de trois curseurs, 29, 30 et 31, on peut régler le rapport de transformation du transformateur triphasé 20 et ainsi la haute tension obtenue dans le tube 27.
Les curseurs 29 30,31 sont raccordés aux bornes R, S, T, d'un réseau triphasé par l'intermédiaire des séries de contacts e et f de deux relais de commande E et F pour l'enclen- ohement ou le déclenchement de la tension du réseau. Grâce à la disposition de commande à temps qui sera décrite plus loin, a lieu la coupure de la ten- sion du transformateur par exemple en ouvrant le contact central de la série de contacts f un peu avant le passage par zéro de la tension S tandis que les deux autres contacts - en cas de réseau à 50 périodes - ne sont ouverts que cinq milli-secondes plus tard et ainsi immédiatement avant le passage par zé- ro de la tension entre phases TR.
On obtient cette succession de commandes de préférence à l'aide d'une forme appropriée de la série de contacts f du relais de commande F.
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Pour la commande de la durée d'enclenchement de l'appareil à ra- vons X, on emploie les dispositions de commande représentées dans la partie inférieure de la Figure 3. A une source de tension alternative 32 sont rac- cordés en parallèle les relais G et H, le relais de coupure F ainsi que, en série le relais I et une triode à gaz 33. En série avec le relais G est mon- té un interrupteur 56 et devant le relais H est monté un contact à fermeture retardée g du relais G, et devant le relais de coupure F est monté'le contact i- du relais I.
Un condensateur 34 peut être raccordé au moyen du contact com- mutateur h du relais H soit à une source de tension continue 35, soit, par l'intermédiaire de la résistance 36, entre la cathode et la grille de la trio- de 33.A la tension continue négative appliquée dans ce dernier cas à la gril- le de la triode 33 est superposée, au moyen d'un circuit composé du transfor- mateur 37, du condensateur 38 et du diviseur de potentiel 39, une tension al- ternative déphasée de 90 par rapport à la tension alternative à la triode 33.
En parallèle au condensateur 34 est montée une résistance de décharge variable 40, en série avec le contact i2 du relais I. Une deuxième triode à gaz 41 dont le circuit anodique contient la bobine du relais d'enclenchement E et un con- tact auxiliaire f du relais de coupure F et une triode à vide poussé 42 dont le circuit anodique contient une résistance 43 sont raccordés à une source de tension continue 44. L'anode de la triode 42 est reliée par l'intermédiaire d'un condensateur 45 et d'une résistance 46 à la grille de la triode 41.
Une deuxième source de tension continue 47 fournit la tension pour un diviseur de potentiel 40, dont une extrémité est reliée à la cathode de la triode 41 et dont la prise variable 57 est reliée d'une part par l'intermédiaire du con- densateur 49 et de la résistance 50 à la ligne de jonction du condensateur 45 et de la résistance 46 et d'autre part par l'intermédiaire du contact i3 du relais I et de la résistance 51 au pâle positif de la source de tension 54.
Le condensateur 49 peut être cour-circuité par le contact i3 du relais 1.
Entré la grille et la cathode de la triode 42 peut être appliqué à l'aide de la disposition de commande 52 une tension alternative dont la phase peut être modifiée de 60 en 60 conformément à l'invention. Pour la fourniture de cet- te tension on emploie un transformateur triphasé 53 dont les trois enroule- ments secondaires sont dérivés au centre et sont reliés conjointement à la cathode de la triode 42. Les extrémités des enroulements secondaires sont chacune reliées à une pièce de contact et peuvent être raccordées au moyen du contact variable 54, et par l'intermédiaire de la résistance 55, à la grille de la triode 42.
D'autres détails du couplage résultent de la description qui va suivre du fonctionnement de la disposition.
Grâce à l'enclenchement de la source de tension continue 32, la triode 33 devient conductrice, par suite de l'absence d'une tension préalable négative, et le relais I est excité, son contact il est ouvert et empêche une fermeture de la série de contacts f du relais F. Le contact i2 est ouvert et suite à la fermeture du contact i3 le condensateur 49 est court-circuité, de sorte que la grille de la triode 41 adopte un potentiel négatif par rap- port à la cathode. Lorsqu'une tension triphasée est appliquée aux bornes R, S, T, une tension alternative est communiquée à la grille de la triode 42, qui est ainsi influencée de manière telle que la tension de son anode a une forme rectangulaire par rapport à la cathode.
Ces impulsions rectangulaires sont différenciées à l'élément R-C 45,50 et produisent à la grille de la triode 41 en cas de modification du potentiel anodique de la triode 42, des maxima de tension positifs ou négatifs, qui se superposent à la tension né- gative régnant à la grille de la triode 41, lorsque le contact i3 est fermé.
Par la fermeture de l'interrupteur 56. le relais G est excité, et son con- tact g se ferme avec retard et transmet ainsi la tension au relais Ho Pen- dant ce retard, on peut produire à l'aide de contacts supplémentaires non re- présentés du relais G les opérations de préparation nécessaires pour une pri- se de vue à rayons X, tels que le préchauffage du tube et des valves, ainsi que le démarrage de l'anode rotative. Par suite de l'excitation du relais H,
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la tension du condensateur 34 est transmise par le contact commutateur h à la grille de la triode 33Cette tension de grille négative est choisie de ma- nière telle,que malgré la tension alternative superposée, la demi-onde posi- tive suivante du courant anodique de la triode 33 est bloquée complètement, ce qui provoque un déclenchement lié à la phase, du relais I.
Suite à la mise hors circuit du relais I, le contact i1 de celui-ci se ferme et met sous tension le relais de déclenchement F dont la série de contacts tripolaires f prépare le raccordement du transformateur 20 au réseau triphasé R, S, T, et dont le contact auxiliaire f1 transmet la tension anodique à la triode 41
Après la fermeture du contact i2, le condensateur 34 commence à se décharger par l'intermédiaire de la résistance 40, plus ou moins rapidement, suivant la valeur de cette résistance, réglée conformément à la durée de commande dé- sirée Grâce à l'ouverture du contact i3 le condensateur 49 est chargé peu à peu par l'intermédiaire de la résistance 51, de sorte que le potentiel de la grille de la triode 41 augmente,
grâce à un des maxima de tension superposés a cette tension continue croissante de grille, la triode 41 est allumée et ainsi la tension est transmise au relais d'enclenchement E, dont la série de contacts e produit l'enclenchement du transformateur. Par le déphasage des maxima de tension superposés à la tension continue croissante de grille, au moyen du contact variable 54, on peut déphaser le moment d'enclenchement de 1/6 de période de la tension alternative de service.La prise 57 du diviseur de potentiel est déplacée automatiquement avec le contact 54, de manière tel- le que la tension négative préalable de grille est modifiée d'une valeur cor- respondant à son augmentation de potentiel pendant une durée correspondant au déplacement des maxima de tension,
de sorte que le maximum de tension produi- sant l'allumage de la triode 41 dépasse dans tous les cas la tension d'allu- mage nécessaire de la même quantité. Lorsque la tension négative du condensa- teur 34 est devenue suffisamment petite, la triode 33 est à nouveau allumée, et cela exactement au début d'une nouvelle demi'='onde positive, étant donné que la tension alternative superposée à la tension continue négative décrois- sante de grille atteint à ce moment sa valeur positive maximao Le relais I est de nouveau sous tension, son contact de repos i1 s'ouvre et met ainsi hors circuit la bobine de relais de déclenchement F, dont la série de con- tacts f coupe le transformateur du réseau triphasé et cela comme décrit plus haut,
un peu avant le passage par zéro de la tension S entre phase et neu- trePar l'ouverture du contapt auxiliaire f du relais de déclenchement F, la série de contact e du relais d'enclenchement E est à nouveau ouverte.
Après l'ouverture de l'interupteur 56, les relais G et F sont successive- ment coupés de la tension et la disposition reprend son état d'origine.
REVENDICATIONS.
1.- Disposition pour la commande instantanée liée à la phase dans les installations triphasées, en particulierles appareils triphasés à rayons X, caractérisée en ce que des moyens de commande séparés pour l'en- clenchement et le déclenchement de la tension de service sont excités ou com- mandés par des tensions alternatives dont le rapport de phase réciproque peut être modifié de fractions déterminées diurne demi='période.