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Le brevet principal a pour objet de nouveaux modes de couplage de machines à courant continu et de convertisseurs à décharge dans les gaz ou vapeurs ionisés qui permettent, notamment, de réduire la puissance de dimension- nement des enroulements des transformateurs reliés aux machines à courant conti- nu et de la rapprocher de la puissance de dimensionnement des enroulements re- liés au réseau à courant alternatif, ou même de la rendre égale à cette dernière puissance, sans pour cela réduire le rendement de l'installation. Ces nouveaux modes de couplage sont essentiellement caractérisés en ce que les machines à courant continu, de même tension nominale, sont partagées en deux groupes cons-
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-tituant une paire, ou en un certain nombre de paires de groupes,
les deux groupes de échines constituant chaque paire étant équilibrés, ou approximati- vement équilibrés, soit-en puissance nominale, soit en puissance moyenne es- comptée, un transformateur unique et deux ensembles de convertisseurs étant af- fectés à l'alimentation de chaque paire, l'un des ensembles de convertisseurs, connecté à l'un des, groupes de machines à courant continu, étant monté suivant le couplage simple voie habituel, dans lequel les extrémités des phases du trans- formateur, reliées aux machines à courant continu, sont connectées aux anodes des convertisseurs de cet ensemble, l'autre ensemble de convertisseurs, connecté à l'autre groupe de machines à courant continu,
étant monté suivant le couplage dans lequel les mêmes extrémités de phases du transformateur sont connectées aux .cathodes des convertisseurs de cet autre ensemble, chaque extrémité de ces phases du transformateur étant ainsi connectée, soit directement, soit par l'intermé- diaire d'inductances ou de diviseurs de courant, à une ou plusieurs anodes d'un des ensembles de convertisseurs et à une ou plusieurs cathodes de l'autre ensem- ble de convertisseurs, des enroulements de bobines d'a ,rption ou transforma- teurs d'entrephase pouvant être insérés, soit entre points neutres partiels des enroulements'du transformateur, reliés aux machines à courant continu, soit en- tre groupes de cathodes, d'une part, et entre groupes d'anodes, d'autre part ;
@@ transformateur, les deux ensembles convertisseurs et les bobines d'absorp- tion éventuelles constituent, en fait, un couplage double voie muni d'un point milieu, connecté à un réseau à courant continu à trois fils dont les pôles posi- tif et négatif sont, respectivement, la connexion commune entre cathodes du premier ensemble convertisseur et la connexion,commune entre anodes du deuxième ensemble convertisseur (ou les points communs entre enroulement de bobines d'ab- sorption réunissant entre eux, respectivement, les groupes de cathodes du pre- mier ensemble et les groupes d'anodes du deuxième ensemble)
et dont le point médian est le point neutre des enroulements du transformateur reliés aux machines à courant continu (ou le point commun entre enroulement de bobines d'absorption réunissant entre eux les points neutres partiels de ces mêmes enroulements) , la charge de chaque groupe de machines à courant continu étant branchée entre l'un ou l'autre des pôles positif ou négatif du réseau à courant continu et le point médian de ce réseau.
Le présent perfectionnement a pour objet des variantes de mise en
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oeuvre de l'invention objet du brevet principal, qui permettent encore de réduire l'importance de l'appareillage nécessaire.
En se référant aux figures schématiques 1 à 3 ci-jointes, on va décrire divers exemples de ces variantes. Les dispositions particulières qui seront décrites à propos de ces exemples, devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront aussi bien être utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
Dans ces exemples on a supposé qu'il s'agit d'un véhicule électrique alimenté en courant alternatif monophasé et dont les moteurs sont alimentés par des redresseurs. En outre, on n'a représenté que les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention, les éléments analogues des différentes figures por- tant des références identiques.
Dans l'exemple de la Fig.l, le transformateur principal 1 comporte l'enroulement autotransformateur 2 dont la borne 3 est alimentée en courant al- ternatif monophasé par l'intermédiaire d'un appareil de prise de courant, éven- tuellement d'un appareil de coupure et des appareils de protection habituels, quelconques, non représentés. L'autre extrémité 4 de l'enroulement 2 est connectée à la masse ou à l'autre pôle de la source non représentée. L'enroule- ment 2 comporte, conformément à la présente invention, des prises de tension telles que 5 , en nombre quelconque, permettant, par l'intermédiaire d'un appareil de changement de prise en charge d'un type quelconque, représenté schématiquement par le curseur 6, l'utilisation de tout ou partie de l'enroulement 2, et donnant des tensions échelonnées suivant la progression désirée, arithmétique ou autre.
Un inverseur, ou appareil équivalent 7, permet d'appliquer une tension, en phase ou en opposition de phase avec la tension prélevée entre la borne 4 et le curseur 6, au primaire 8 du transformateur auxiliaire 9, dont le circuit magnétique 10 porte le secondaire 11 comportant la borne médiane 12 .
L'inverseur ou appareil équivalent 7, d'un type quelconque, est construit de façon à ne pas interrompre le circuit lorsqu'il change de position.
Chacune des bornes extrêmes 13 et 13'du secondaire 11 est reliée, par une connexion, respectivement 14 et 14', à un enroulement secondaire, res- 'pectivement 15 et 15., à nombre de spires fixe, bobiné sur le même circuit magnétique 16 que l'enroulement autotransformateur 2 du transformateur principal 1.
Le nombre de spires, en nombres égaux, des secondaires à nombre
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de spires fixe 15 et 15', bobinés dans le même sens, et celui des spires du secondaire 11 du transformateur auxiliaire 9 sont déterminés de façon que , lorsque le primaire 8 du transformateur auxiliaire 9 est alimenté à sa tension maximum, la somme et la différence des tensions que fournissent, respectivement, les secondaires 15 et 151 et le secondaire 11 soient égales à la tension maximum et à la tension minimum à appliquer aux redresseurs, cette tension minimum pou- vant être nulle.
Les bornes extrêmes. 17 et 171 des secondaires 15 et 15' sont reliées par les connexions 18 et 18', respectivement, aux redresseurs ou groupes de re- dresseurs 19,20 et 19', 20t, montés en "double voie" et alimentant la charge, divisée en deux groupes de moteurs 21 et 22 , de puissances égales ou sensible- ment égales qui, dans le cas de locomotives ou véhicules électriques, sont les moteurs de traction.
La borne médiane 23, entre les deux groupes de moteurs 21 et 22 constituant la charge, est reliée par la connexion 24 à la borne médiane 12 du secondaire 11 du transformateur auxiliaire 9.
Le fonctionnement est le suivant :
Le curseur 6 étant en contact avec la prise extrême de tension 25. et l'inverseur ou appareil équivalent 7 dans la position "dévolteur", pour la- quelle la tension du secondaire 11 du transformateur survolteur-dévolteur 9 est en opposition avec celle des secondaires à nombre de spires fixe 15,15t du transformateur principal 1, la tension recueillie entre les deux boraes 17 et 17 et appliquée aux redresseurs, est égale à la différence entre les tensions fournies, dAune part, par les deux enroulements 15 et 15' et, d'autre part, par l'enroulement 11 complet, entre ses deux bornes 13, 15'.
Cette tension corres- pond au cran de marche à tension minimum; pratiquement, cette tension est petite ou nulle.
Ensuite, l'appareil de réglage de la tension en charge est manoeuvré d'une façon quelconque connue, de manière que le curseur 6, qui le représentât se déplace de la prise de tension 25 vers'la prise de tension 26, connectée à la borne 4, en passant, successivement, sans coupure du courant ni court-circuit, sur toutes les prises intermédiaires, telles que 5.
. La tension soustractive produite par le secondaire 11 diminue donc progressivement ; par suite, la tension entre les deux bornes 17 et 17', augmente
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puisqu'elle est la différence entre la tension fixe, produite par les secon- daires 15, 15' à nombre de spires fixe et la tension décroissante du secondaire 11 du transformateur survolteur-dévolteur 9.
Lorsque l'appareil de réglage en charge représenté par le curseur 6 est en contact avec la borne extrême 26, connectée à la borne 4 de l'enroule- ment 2, le primaire 8 du transformateur survolteur-dévolteur 9 est en court- circuit et la tension produite par son secondaire 11 est nulle. La tension entre les deux bornes 17, 17', appliquée aux redresseurs, est égale à la somme des tensions produites par les secondaires à nombre de spires fixe 15 , 15t seuls.
A ce moment, l'inverseur , ou appareil équivalent, 7 est manoeu- vré d'une façon quelconque connue, de manière à ce que, de la position en "dévolteur", où il était, il passe à la position "survolteur". Cepassage se fait, par construction, sans coupure du circuit ni variation de la tension appliquée aux redresseurs et aux moteurs.
Ensuite, l'appareil de réglage en charge figuré par le curseur 6 est manoeuvré de façon à être mis en contact, successivement, avec toutes les prises de tension, telles que 5, dans le sens de la prise 26 vers la prise 25.
La tension produite par le secondaire 11 du transformateur survol- teur-dévolteur 9 est, maintenant, croissante et additive par rapport à celle qui est produite par les secondaires à nombre de spires fixe 15 et 15'.
La tension appliquée aux redresseurs et aux moteurs croit donc régulièrement jusqu'au maximum, et on obtient au total 2n - 1 échelons de tension, n étant le nombre de prises de réglage de l'enroulement 2.
Le fonctionnement serait symétrique si on voulait, au contraire, ramener la tension du maximum au zéro.
Il est aussi possible de ne faire parcourir à l'appareil de ré- glage en charge représenté par le curseur 6, qu'une partie de sa course dans un sens ou dans l'autre, en faisant fonctionner l'inverseur 7 lorsque le cur- seur 6 est sur la prise 26 de tension nulle.
Si les deux groupes 21 et 22 constituant la paire de groupes de moteurs étaient parfaitement identiques, la tension serait la même à borne 23 et à la borne 12, même en l'absence de la connexion 24, et, dans ce cas, cette connexion ne serait parcourue par aucun courant; mais son rôle est de maintenir la même tension sur les deux groupes de machines 21 et 22. n
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En pratique, du fait des -écarts entre leurs caractéristiques, un petit .courant de déséquilibre peut traverser la connexion 24. Dans le cas de locomotives ou véhicules électriques, le courant de déséquilibre peut être im- portant, momentanément, si un ou plusieurs essieux patinent, et la connexion 24 est traversée par ce courant.
On insère alors, dans cette connexion, un appa- reil 27 ,tel qu'un relais, permettant de déceler le patinage et, même, d'indi- quer à quel groupe de machines appartient l'essieu qui patine et d'agir sur la tension appliquée à ce groupe.
La Fig.2 représente une autre variante de mise eu oeuvre de l'in- vention objet du brevet principal. Dans cette variante, l'inverseur 7 de la Fig.l est supprimé, mais l'appareil de réglage de la tension en charge comporte deux organes, représentés chacun schématiquement par un curseur, se déplaçant en sens inverse, chacun son tour.
Dans cette variante, où les circuits d'utilisation (redresseurs, moteurs) ne sont pas représentés, l'enroulement autotransformateur 2 du trans- formateur principal 1 comporte, conformément à la présente invention, les prises de tension, telles que 5,25 et 26, et les curseurs 28 et 29 se déplacent d'une prise à la prise voisine, alternativement, l'un après l'autre, en sens inverse, en partant des extrémités.
Si, dans la position indiquée sur laFig.2, c'est-à-dire lorsque le curseur 28 est sur la prise de tension 25 et le curseur 29 sur la prise de tension 26, la tension produite par le secondaire 11 du transformateur survol- teur-dévolteur 9 est maximum et soustractive par rapport à celle des secondaires à nombre de spires fixe 15,. 15', elle est maximum et additive par rapport à celle des secondaires à nombre de spires fixe 15, 15' lorsque le curseur 28 est sur la prise 26 et le curseur 29 sur la prise 25; on obtient ainsi, sans inverseur, le même nombre d'échelons de tension avec le même nombre de prises que dans le cas des Fig. 1 et 2.
Une autre variante de mise en oeuvre de l'invention objet du bre- vet principal est représentée sur la Fig.3. Dans cette variante, un secondaire unique à nombre de spires fixe 30 du transformateur principal 1 est connecté, à travers l'inverseur 7, en série avec l'enroulement primaire 8 du transformateur auxiliaire 9 et avec la partie de l'enroulement autotransformateur 2 comprise entre la borne 4 et le curseur 6 représentant l'appareil de changement de prise en charge.,
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Le fonctionnement est analogue à celui des exemples de la Fig.1.
Dans l'exemple de la Fig.3. l'inverseur 7 permet d'obtenir une tension variable, égale à la somme ou à la différence de la tension fixe du secondaire 30 et de la tension variable prélevéeentre la borne 4 et le contact de l'appareil de réglage en charge représenté par le curseur 6. Cette tension variable est appliquée au primaire 8 du transformateur auxiliaire 9, dont le secondaire 11 délivre, entre ses bornes 13 et 13', une tension variable propor- tionnelle à cette somme ou à cette différence, qui est appliquée aux redresseurs .et aux moteurs (non représentés).
Les dispositions de réalisation décrites en se référant aux Fig.l à 3, données à titre d'exemples, sont susceptibles de nombreuses variantes fai- sant également partie de l'invention.
En particulier, on peut diviser la charge en un nombre quelconque de- groupes de moteurs, constituant une paire, ces groupes étant alimentés, soit dans leur ensemble, par un groupe commun de redresseurs monoanodiques montés en "double voie", soit, chacun séparément, par un groupe distinct de redresseurs monoanodiques montés en "double voie".
On peut encore diviser les enroulements secondaires à nombre de spires fixé du transformateur principal en un nombre de parties en parallèle, égal au nombre de parties en lequel est divisée la charge, ou en un sous multi- ple de ce nombre, ces parties d'enroulement pouvant être @@couplées entre elles, de façon à égaliser la répartition de la charge.
Le transformateur principal peut comporter d'autres enroulements, pour l'alimentation des auxiliaires, par exemple.