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L'invention concerne des convertisseurs thyratrons pour convertir le courant continu en courant alternatif ainsi que les dispositifs d'alimentation, équipés de tels convertisseurs, pour des moteurs à courant alternatif.
Ces moteurs peuvent être des moteurs synchrones, des moteurs asynchrones à cage d'écureuil, etc. l'invention procure un système d'alimentation et de réglage très précis.
Le système d'alimentation et de réglage conforme à l'invention comporte essentiellement un convertisseur thyratron servant à convertir le courant continu en courant alternatif et à alimenter un moteur en courant, alternatif, un générateur d'impulsions ou un oscillateur pour régler la fréquence de la tension fournie par le convertisseur et des moyens pour prélever de la sortie du convertisseur une tension de réaction qui règle le courant continu fourni au convertisseur de façon à contre-carrer les varia tions indésirables de la tension de sortie du convertisseur.
La fréquence du générateur d'impulsions ou de l'oscillateur et donc la vitesse du moteur peuvent être réglables de façon continue, par exemple à l'aide d'une tension de référence ou bien sous l'effet d'un phénomène régi par le moteur lui-même. La tension de référence ,peut être choisie de façon à assurer au moteur une vitesse constante: le même résultat peut être obtenu, dans le cas d'un moteur synchrone, par un réglage à cristal du générateur d'impulsions ou de l'oscillateur. Dans ce dernier cas, la vitesse du moteur est déterminée par la fréquence du cristal, et pour modifier cette vitesse, il suffit donc d'utiliser un autre cristal.
D'autre part, dans le cas d'un moteur asynchrone, celui-ci peut être agencé de façon qu'il entraîne un générateur - tachomètre fournissant une tension de réaction pour régler la fréquence du générateur d'impulsions ou de l'oscillateur.
Lorsqu'on utilise un oscillateur à tension sinusoïdale pour régler la fréquence du convertisseur, les thyratrons peuvent être excités, par la tension sinusoïdale, soit directement, soit, de préférence, par l'intermédiaire d'un circuit générateur d'impulsions.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La Fig. 1 est un schéma synoptique du câblage d'un moteur asynchrone triphasé alimenté par le secteur.
La Fig. 2 montre un système convertisseur triphasé alimenté par un secteur à courant continu; le moteur et le générateur d'impulsions ne sont pas représentés sur le dessin.
La Fig. 3 est un schéma de montage.
La Fig. 4 représente un système dans lequel le convertisseur triphasé est réglé par un oscillateur comportant un circuit générateur d'impulsions.
Sur la Fig. 1, un oscillateur 10, à fréquence variable transmet, par l'intermédiaire d'un circuit de comptage en anneau 20, des impulsions à un convertisseur triphasé comportant les thyratrons 1, 2 et 3 et alimentant un moteur à induction 30.
Dans les moteurs à induction, la tension appliquée doit être approximativement proportionnelle à la fréquence de la tension d'alimentation; on satisfait à cette condition, en modifiait l'alimentation en courant continu du convertisseur 1, 2, 3 et donc en modifiant l'amplitude de la tension alternative de sortie. Dans l'exemple considère, le courant du secteur triphasé est redressé en 40 par des thyratrons dont on fait varier
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la puissance de sortie à l'aide d'un circuit déphaseur approprié 41, par exemple à réactances saturables.
Le réglage simultané du déphasage et des variations de la fréquence de l'oscillateur 10 est obtenu automatiquement en appliquant directement à l'oscillateur, en 42, une tension de réglage commne qui peut varier d'une manière prédéterminée ou bien consister en un potentiel de référence fixe suivant le régime désiré pour le moteur 30.
On obtient une plus grande précision à l'aide d'un tachomètre de réaction 35 monté sur l'arbre du moteur 30 ou entraîné par celui-ci, la tension de sortie du tachomètre étant alors comparée avec la tension de réglage de 42 dans un dispositif comparateur 43. Celui-ci ne fournit de 'signal et ne règle donc la fréquence de l'oscillateur que lorsqu'il est déséquilibré.
La tension de réglage est appliquée au dispositif déphaseur 41 par l'intermédiaire d'un second dispositif comparateur 50 auquel est en même temps appliquée une tension de réaction prélevée de la sortie du convertisseur.
De cette fagon, la tension d'alimentation du convertisseur augmente avec la fréquence et la vitesse du moteur, et de plus des variations indésirables de la tension de sortie du convertisseur sont corrigées par des variations de sens opposé de la tension continue d'alimentation prove nant du redresseur 40.
La tension de réaction pour le système comparateur 50 est prélevée, par l'intermédiaire d'un redresseur, d'un système d'uniformisation 51 et d'un amplificateur 52. De préférence, le système redresseur 51 est du type bi-plaque, ce qui permet d'abaisser la constante de temps du système d'uniformisation.
Il va de soi que lorsqu'on applique au point 42 une tension de référence constante,le système de couplageà réaction 50, 51 52 maintiendra constante la tension aux bornes de sortie du convertisseur, tandis que la vitesse du moteur est maintenue constante par la fréquence constante de l'oscillateur 10.
Dans le cas de grandes puissances, on peut utiliser une source de tension commune pour régler plusieurs convertisseurs travaillant en parallèle.
De plus, il peut être nécessaire d'engendrer plusieurs tensions d'alimentation à rapport de fréquences fixe et à phase fixe. L'emploi de plusieurs convertisseurs permet d'obtenir des tensions de sortie à fréquence et phase fixes à l'aide d'une seule source de tension, qui règle directement un convertisseur et, par l'intermédiaire d'un circuit de comptage, chaque autre convertisseur, ce circuit de comptage faisant office de dispositif diviseur pour la fréquence des impulsions oubien, chaque convertisseur peut être réglé par l'intermédiaire d'un tel circuit de comptage.
Dans l'exemple considéré, dans lequel on peut obtenir tout rapport m: n désiré entre les vitesses de deux moteurs synchrones, chaque moteur est alimenté et réglé par un diviseur d'impulsions et par un système convertisseur individuels. Les impulsions pour ces deux systèmes sont fournies par deux circuits de comptage séparés qui à leur tour sont alimentés par un générateur d'impulsions commun, à fréquence fixe. Les circuits ,le comptage sont agencés de façon que leurs radicaux puissent être modifiés facilement et indépendamment, c'est-à-dire que chaque circuit de comptage peut être agencé pour compter jusqu'à, un montant quelconque avant qu'il ne re vienne à zéro.
De ce fait, on applique, avec des intervalles réguliers, déterminés par le nombre sur lequel est ajusté le circuit de comptage en cause, des impulsions aux diviseurs d'impulsions et les moteurs tourneront à des vitesses qui sont déterminées par les réglages m. et n des circuits Je comptage, m et n étant des nombres entiers.
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Lorsque plusieurs moteurs sont alimentes par un système convertisseur commun, par exemple, par le système représenté sur la Fig. 1, il est avantageux d'insérer dans l'enroulement secondaire d'un transforma- teur de sortie du convertisseur des condensateurs pour les moteurs individuels d'une manière telle que ces condensateursplissent être mis en circuit ou hors circuit en même temps que les moteurs conjugués. La capacité totale insérée varie donc avec la charge, ce qui permet de maintenir constante la tension de sortie. Pour le reste, le montage fonctionne comme précédemment, car la résistance ohmique du convertisseur est plus élevée. Toutefois il est bon d'insérer de petits condensateurs dans l'enroulement primaire pour éviter le ronflement du transformateur.
La Fig. 2 représente un système convertisseur triphasé équipé de trois paires de thyratrons dont chacun alimente un enroulement primaire, shunté par un petit condensateur, d'un transformateur. Les enroulements secondaires, connectés en triangle, sont shuntés par des condensateurs; en pratique, chacun de ces condensateurs est en réalité constitué par un certain nombre de condensateurs conjugués avec des moteurs individuels. Lorsqu'on utilise trois thyratrons pour alimenter des enroulements primaires connectés en étoile, les enroulements secondaires et les condensateurs peuvent à nouveau être connectés en triangle, comme le montre la Fig. 2 .
Dans les cas d'alimentation par le secteur à courant continu il n'est pas,,possible de modifier la tension de sortie du convertisseur en ré- glant la valeur de la tension d'alimentation du convertisseur à l'aide de circuits déphaseurs tels que le circuit 41. Dans un tel cas, on peut utiliser à cet effet, par exemple, un amplificateur magnétique.
Un amplificateur magnétique peut être utilisé de la manière indiquée sur la Fig. 3; un convertisseur 1, 2, 3 est alimenté à partir d'un secteur à courant continu, par des tensions amplifiées fournies par un amplificateur magnétique et un redresseur 700 L'amplificateur est alimenté en courant alternatif à partir de la sortie à courant alternatif du convertisseur par l'intermédiaire d'une ligne 71 et une tension continue de réglage ou de compensation est prélevée de la sortie du convertisseur et est appliquée à l'entrée de l'amplificateur par l'intermédiaire d'un redresseur et d'un système de couplage à réaction 51. La tension de sortie de l'amplificateur est redressée et sert alors à abaisser ou à augmenter la tension continue du secteur, tension qui alimente le convertisseur.
On obtient ainsi un certain réglage de la tension d'entrée du convertisseur, réglage qui agit sur la tension alternative de sortie.
Sur la Fig. 4, un oscillateur RC à trois étages, de type connu, fournissant une tension sinusoïdale est utilisé coznms source primaire de tension de commande d'un convertisseur triphasé à 6 tubes (non représenté sur le dessin) du type décrit avec référence à la Fig. 2. Cet oscillateur comporte trois diodes 101-103, à couplages RC 104-109, dont chacun provoque un déphasage approprié et une ligne 110 de couplage à réaction de la sor- tie du dernier tube 103 vers l'entrée du premier tube 101. Des signaux dé- phasés de 120 sont prélevés des anodes des tubes 101-103 et sont appli- qués à des générateurs d'impulsions appropriés comportant des triodes 121- 123 et des transformateurs d'impulsions 124-126.
L'enroulement secondaire de chaque transformateur comporte une prise médiane, de sorte que les ex- trémités fournissent des impulsions déphasées de 180 pour deux thyratrons d'un système triphasé à 6 tubes, par exemple pour les grilles de l'une des paires de la Fig.2.Les résistances 107-109 sont variables et contribuent donc au réglage de la fréquence et la tension de synchronisation peut éven- tuellement être appliquée en 111.
Le générateur d'impulsions de la Fig. 4 peut être utilisé, avec de légères modifications, du coté secondaire des transformateurs 124-126, pour remplacer l'oscillateur et les circuits de comptage 10-20 de la Fig.
1 ou pour régler le convertisseur 1-3 de la Fig. 3'
Bien que le mémoire décrive des formes de réalisation particu-
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lieras pour des systèmes triphasés, l'invention peut évidemment être utilisée aussi dans d'autres systèmes polyphasés ainsi que pour les systèmes monophasés avec moteurs à condensateur.