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:Equipement pour régler la puissance transmis entre deux ré- seaux à courant alternatif connectés de façon asynhrone'
La présente invention est relative à un équipement pour régler la puissance transmise entre deux réseaux à courant alternatif Comportant chacun des charges et des générateur se puissance déterminant la fréquence du réseau ces réseaux étant connectés entre eux par l'intermédiaire d'une liaison qui permet de modifier librement les fréquence* des réseaux entre elle @ (fonctionnement asynchrone)
. La liaison comporte un convertît. seur connecté à un réseau et un autre connecté à l'autre réseau* Un type de connexion asynchrone de deux réseaux à courant alter- natif qui peut être réglée par un équipement suivant l'invention
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cet une liaison à courant continu constitué par un rrdrrrrtur connecté à un réseau et un oonvertieaeur donrc6 l'au.l1'1 rien #au* Le redresseur et le convertisseur peuvent tiré oïtude re- lativement loin l'un de l'autre, cas dans lequel ils sont son- necté@ par des ofibles ou des conducteurs à air.
Les deux oonver- tisseur$ peuvent aussi 4tre situé$ au mome entrait, toutefois, cas où la connexion entre les convertisseur$ sera très courte* Un point commun aux deux agencements précités est qu'une liaison
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Dt courant continu existe entre lee deux convertisseurs. L'équi- pement de réglage suivant l'invention, toutefois, n'est pas limi- té. à l'utilisation avec des convertisseurs entre lesquels exis- te une liaison à oourant continu, maie d'autre. éléments de con- nexion' peuvent être utilisée, qui permettent une connexion a-
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aynotirone entre deux réseaux 4 courant alternatif.
Dans un but de simplioité, toutefois, l'invention sera décrite en se réé- rant à la connexion asynchrone de réseaux par l'intermédiaire de liaisons à courant continu.
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Comme déjà indiqué, l'invention concerne des réseaux à oourant alternatif connectés de façon asynchrone, c'est-à-dire une connexion qui permet aux fréquences des réseaux de varier li- froment l'une par rapport à l'autre, au contraire du fonctionne- ment synchrone dans lequel la déviation angulaire ne peut pas dé- passer 90 sans que le synchronisme soit perdu.
L'invention peut être utilisée pour régler la puissance transmise entre deux ré- seaux ayant pratiquement la même fréquence$ par exemple 50 Hs, eu deux réseaux ayant des fréquences différentes, par exemple
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un à une fréquence de 50 Es et 1* autre & une fréquence de 60 Est
L'équipement suivant l'invention destiné à régler la puissance transmise entre deux réseaux à courant alternatif con- tenant chacun des chargea et des générateurs de puissance déter- minant la fréquence du rébeau, lendits réseaux étant connectés ensemble par une liaison permettant de modifier librement les
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fréquences des réseaux 7L'uz.
par rapport à l'autre (fonctionne-
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ment asynchrone), ladite liaison comportant un convertisseur con-
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nocté à un réseau et un convertisseur connecté à l'autre réseau, est caractérisé en ce qu'au moins l'un des est muni d'un régulateur qui influence la puïooanoo transmise par le oonY'rt118.r et ainsi celle de la liai.on, 06 régulateur étant soumis à l'influence d'un signal qui fat M. opérateur de 14101pas pour la différence relative de la fréquence entre les deux ré-
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..aux.
Par la différence relative de la fréquence entre 1 t ttx réseaux ayant de$ fréquence* ,tttOt1T'1 t1 et tg et des fréquta- ces nominale 8 t10 et t2o' l'en entend l'expresiioa *1 '* Suivant une variante de l'invention, le régulateur petit
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paiement ttre soumis à l'influence d'un second 111n&1 qui est un opérateur de temps de la puissance transmis** Par opérateur
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de temps, l'on entend ici soit la quantité elle-même, soit et -*a. leur intégrale, soit sa dérivé., soit encore toute quantité séri- vée par un opérateur de temps.
Il est connu de régler des liaisons asynchrones peur une puissance constante ou à une fréquence constante dans l'un ou l'autre des deux réseaux entre lesquels est connectée la liai- son asynchrone. Lorsque l'on règle à puissance constante, la mê- ne puissance sera transmise quelles que soient les variations de charge qui peuvent survenir dans les deux réseaux. Les réseaux ne sont donc pas en mesure de s'aider mutuellement pour compensa
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de larges variations de charge.
Lorsque l'on ':1.1;1. à fréquMO constante dans l'un ou l'autre des réseaux, la liaison de trlD'- mission peut recevoir un certain effet statique de réglage, de telle sorte que la transmission de puissance sera tonotio..1 16 fréquence de l'un des réseaux*
L'avantage de ces liaisons asynchrones connues par et**
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puai.on avec la transmission synchrone est que dont les :1.11:
1.'.- asynchrones, une limitation très simple de la puissance tramai" peut être établie de telle sorte que la liaison ne soit pas sur- chargée. Un autre avantage est que la puissance transmise
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peut aisément ttre accrue jusquek une valeur désirée maximum.
Ceci n"lt pas le cas avec lee liaisons de transmission synotro- ,ne dans lesquelles l'en ne peut' obtenir aucune limitation Ai xam puissance empêchant une surcharge de la liaison, sauf en ddoon. noctant complètement la liaison ton transmissions dynohrbute ont toutefois 1' avantage, par comparaison avec Ion lîtimone de transmission asynchrones connues# de permettre um échange de puissance variable entre les deux réseaux COnnéatégt dé telle sorte que les variations de puissance tout odapinfiéti par les deux réseaux .'a14ant mutuellement.
L'invention combine les a'fl11ta,..... deux systèmes connus c'est-à-dire celui des liaisons asynchrones et Celui Ats liaisons de transmission synohl*ona de telle sorti qu'une lill1t.J tion de la puissance de transmission soit Obtenue extrêmement
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aisément en "me temps que des variations de puissance sont eu. perpoudon aux deux réseaux.
En plus, suivant une autre caracté. rïatique de l'invention, une transmission de puissance moyenne désirée dans l'un ou l'autre sono peut aisément être obtenue.
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Un dispositif pour le réglage de la puissance transmi- et suivant l'invention procure ainsi une connexion oxooaoïvomeat flexible des deux réseaux, de telle aorte que des variations de charge de courte durée dans les deux réseaux seront combinées et compensées conjointement par toutes les stations de puissance à réglage de fréquence qui sont connectées aux deux réseaux,
Les avantage* sont particulièrement perceptibles lorsqu'une augmen- tation de charge survient dans un réseau en môme temps qu'une diminution de charge survient dans l'autre. Une liaison réglée suivant l'invention provoquera ainsi une modification de la puis-
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samot tromeulet dow façon telle que l'équilibre do puïnoaa*b dans les deux tonde à étre rétabli, on diminuant ainsi le travail de réglage dis stations de païduanct à réglage de fréquence.
D'autres détails et particularités Ai l'intention r.'-
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sortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés. dans les quels :
La figure 1 est un schéma nous forme de blocs de deux réseaux à courant alternatif connectés l'un à l'autre au moyen d'une liaison asynchrone, cette liaison pouvant être commandée par un dispositif de réglage suivant l'invention.
La figure 2 représente une liaison et un dispositif de commande suivant la figure 1 de façon plus détaillées
Les figures 3 et 4 sont des exemples de réalisation de détails de l'équipement de commande
A la figure Il les références 1 et 2 désignent deux ré- seaux à courant alternatif connectés ensemble au moyen d'une li- aison asynchrone constituée par des convertisseurs 7 et 8. Les chargea 3,représentées dans le cas présent par le symbole d'un transformateur, et un générateur 4 sont connectés au réseau 1.
De la même façon, une charge 5 et un générateur 6 sont connecté* au réseau 2. Le générateur 4 engendre un courant alternatif a- lant la fréquence f1 et le générateur 6 un courant alternatif ayant la fréquence f.2 L'un au moine, 7, des deux convertisseurs 7 et 8 qui peuvent par exemple être constitués par des redres- seurs ou d'autres dispositifs, est commandé par un dispositif ré- gulateur 9 Toutefois, l'autre convertisseur 8 peut aussi être commandé par ce dispositif régulateur 9, comme indiqué par la li- gne en pointillés entre le dispositif régulateur et le convertis- saur 8,
Les fréquences f1et f2 des deux réseaux 1 et 2 sent ap- pliquées au dispositif 9, par exemple directement griot à des conducteurs venant de chaque réseau et la dispositif est prévu pour régler la puissance transmise en fonction d'un opérateur de temps pour la différence de fréquence relative entre les deux fré quenoes. Si les convertisseurs sont situés loin l'un de l'autre, il peut être plus avantageux de transmettre l'une des fréquences d'une façon connue en soi, par exemple par une liaison radiophe-
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nique au moyen .'un. fréquence porteuse ou la e.wou t courant oontinu assurant la connexion.
Un dispositif de mesure de puis-
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sance 10 peut être prévu entre les deux convertisseurs ou entre un de ceux-ci et l'un des réseaux, pour mesurer la puissance transmise. L'équipement régulateur peut alors également être ou mis à l'influence d'un signal qui est un opérateur de temps do la puissance transmis., de telle aorte qu'une puissance transmise moyenne désirée puisse être obtenue pendant une plus longue pé-
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riode de transmission.
En mesurant la puissance transmise 2 à Il aide du dispositif de mesure 10 et en permettant à l'équipement
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régulateur d'être inflaenoe par exemple par l'intégrale de la valeur mesuré.. la puissance moyenne peut être maintenu* à une certaine valeur pendant une longue période de temps. par exemple pendant 1 heure ou 24 heures, malgré le fait que la valeur momen- tanée de la puissance transmise offre de fortes variations pan- dant cette période donnée.
Avec un tel agencement, une varia- tion de la charge ai elle se poursuit pendant une longue période,
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engendrera un signal qui est un opérateur de temps de la puiasan- ce de transmission et qui interviendra pour rétablir l'échange de puissance a une valeur qui amours une puissance de iran.m1..1on moyenne désirée* Ainsi, à la longue, les variations de charge sont, absorbées par les stations de générateur))) connectées au ré-
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seau auquel la dharge provoquant la variation de charge *et con- nectée,
La figure 2 représente en principe un convertisseur suivant la figure 1 conjointement avec un dispositif régulateur
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suivant l'invention. Les deux réseaux 1 et 2 sont ooa#. préoé demaent connectés chacun à ion propre générateur 4 et 6, r*4p**- tivement, et à une charge 3 et 5, respectivement, L'agencement représenté constitue une liaison à courant continu pour du cou- rant continu à haute tension et seul /le convertisseur 7 de la fi-
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gure 1 *et représenté en ddtaïl à la figure 2. Bn principe, le convertionour 8 peut 8tre\ia3ntique au convertisseur 7.
Au des-
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oint les deux réseaux sont des réseaux monophasés avec des fré- quences f1 et f2- mais il est évident qu'il* pourraient Aussi 8- tre des réseaux triphasés, cas dans lequel les convertisseurs se- raient paiement triphasés. Le réseau 1 est représenté schéma- tiquement connecté à l'enroulement primaire 12 d'un transforma - tour 11, dont l'enroulement secondaire 13 est muni d'une prise centrale connectée par l'intermédiaire d'un.
self de lissage 14 à l'autre convertisseur 8 Les pointa terminaux de l'enroulement secondaire sont connectés aux anodes 61 et 62 d'un redresseur le nique 15 qui est également muni d'une cathode 16 et d'électrodes de grill. 19 et 20. Le redresseur ionique 15 est commandé de tel le sorte que la puissance en courant alternatif provenant du ré- seau 1 soit redressée dans oe redresseur ionique et transmise au convertisseur 8 par l'intermédiaire de la self de liaaage préci- tés 14 et de la terre, qui constitue le conducteur de retour -vers la cathode 16 du redresseur ionique.
Cette cathode 16 du redres- seur ionique 15 est connectée à la figure 2 à la terre par l'in- termédiaire des enroulements de commande de deux transducteurs de mesure 17 et 18, de telle sorte que le courant transmis puisse ê- tre mesuré. Les grilles de commande 19 et 20 du redresseur ioni- que 15 recevront une tension continue négative 4 partir d'une source de tension continue 63, cette tension continue ayant une amplitude telle qu'elle étrangle efficacement le passage du cou- rant à travers le redresseur ionique.
A ce courant continu sont superposée des impulsions d'amorçage obtenues du transformateur de commande 21,dont l'enroulement secondaire est connecté par ses bornes d'extrémité aux deux électrodes de avilie 19 et 20.
L'enroulement primaire du transformateur est connecté à un gêné- @ rateur d'impulsions de commande 24 qui peut être constitué, par exemple, par un circuit de bascule à transistors. Le générateur d'impulsions de commande 24 est connecté du o$té d'entrée ä un amplificateur 28, par l'intermédiaire d'un transformateur 25 défit! l'enroulement secondaire 26 est connecté en série avec la con-
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nexion entre l'amplificateur 28 et le générateur d'impulsiens de commande 24, L'enroulement primaire 27 est connecté au réseau 1 de fréquence f1,
Le coté d'entre* de l'amplificateur 28 reçoit un courant continu qui est amplifié par l'amplificateur 28 et fourni au générateur d'impulsions de commande 24 conjointement avec la tension alternative superposé* par l'intermédiaire du transformateur 25. Le générateur d'impulsion de commande 24, qui est agencé de façon appropriée pour fournir des impulsions de commande lorsque la tension à son entrée passe par zére, peut sin- si être agencé de façon connu.* en soi pour déphaser des impulsion*. de commande par rapport à f1 et en fonction de l'amplitude de la tension continue fournie.
Suivant l'invention, le convertisseur et avec celui-ci la puissance transmise par la liaison, est in- fluencé par un signal qui ont un opérateur de temps de la diffé- rence de fréquence relative des deux réseaux. Dans l'agencement représenté, cette influence est obtenue en appliquant les fré- quenoee f1 et f2 à des moyens de comparaison de fréquences 35, par l'intermédiaire de bornee d'entrée h et b, les moyens de com- paraison de fréquences étant prévu pour fournir une tension confia nue entre des bournes de sortit s et d, cette tension continue é- tant un opérateur de temps de la différence de fréquence relati- ve des deux réseaux.
Cette tension continue est fournie à l'en- trée de l'amplificateur 28, par l'intermédiaire d'une résistance série 31. L'entrée de l'amplificateur est munie d'une résistance de charge 42, par l'intermédiaire de laquelle l'on peut ajouter d'autres courants de signaux de commande au signal de différence de fréquence relative précitée.
Suivant une variante de l'invention, l'équipement régu- lateur peut également être prévu pour Être influencé par un signal qui est un opérateur de temps de la puissance transmise. Dans ce but, l'équipement régulateur est muni d'un transducteur de mesure 18 connecté entre la cathode 16 du redresseur ionique 15 et la terre. L'enroulement actif du transducteur de mesure 18 est con-
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nootê en série avec un pont redregoeur 36, par 6,XOMPIO a pont de Graetz, connecté à une source de courant alternatif* *# oott- rant de .ortie du pont de redresseur .et tranwferme dani bzz oïstance 37 en une tension qui engendre lia courant dan# un &* "# ruteux de Hall 39f en série avec une r'e1etano. 38.
Le s'n4ra- tour de Hall 39 est également muni d'un .nro1.men1 40 qui est connecté en odrïe avec une résistance 60 entre la terre et la connexion de courant continu conduisant la Kneioa oatï'< 14 s'*'' dresseur ionique 15 et le convertisseur S* A 0&use du ehasp engendré par l'enroulement 40 et du courant circulant 4an.
la edo aistanoë 38, une tension est rogue du générateur de Hall qui *et une mesure de la puissance transmise La tension obt0ilut b par- tir du générateur de Hall eat comparée à une tension qui peut 4- tre réglée sur un potentiomètre 33 connecté à une aenree 44 ten'" lion continue 34s La tension entré le curseur mobile 32 du POu tentionetre 33 et la terre constitué dans le présent eas une rie féranot pour la puissance de transmission désirée..Si la PUîâ- ounce transmise ne correspond pas à ce qui a été réglé à llaîdd du potentiomètre 33# la tension obtenue au peint de oO'110n $ne tre la résistance 29 et la résistance 30 fera circuler un cou- rant à travers la rê.18tanot 42, de telle sorte que l'ordre Obtèb nu à partir des moyens de comparaison de fréquence 35 est 80di- fide
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Comme il ressort du dessin,
l'intégrai en fonction au
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temps des déviations de la puissance transmise Yi.-à-y1. d'une
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certaine valeur désirée peut également être obtenus au moyen d'un
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condensateur 67 connecté par la résistance 58 au générateur de Hall et par la résistance 59 au potentiomètre 33. La tension ape paraissant aux bornes du condensateur 67 fait alors circuler ua courant dans la résistance 579 courant qui est ajouté aux autres courante de commande circulant dans la rdoïatance 42.
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Comme représenté au dessin un dispositif régulateur suivant l'invention peut également être prévu avec un dispositif
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de limitation de puissance qui a pour but de limiter la quinsang@ transmise à une valeur qui n'est pas dangereuse pour les conver- tisseurs. Avec les redresseurs ioniques, c'est en premier lieu le courant de transmission qui doit être limité à une valeur maximum défini*. Un transducteur de mesure 17 est ainsi prévu. pour mesurer le courant de transmission d'une façon analogue au trans-
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duoteur de meaure 18, en prévoyant l'enroulement de commande Au transducteur 17 entre la cathode 16 du redresseur ionique 15 et la terre.
L'enreul ornent d 00 nmund.1 du transducteur le trouve en adrie avec att pont de redreunaur 43 connecté avec une source de tension alternative. A partir du pont de redresseur 43, l'on ob- tient un courant qui, à l'aide de la résistance 44, est transfor- mé en une tension. La résistance 44 est connectée en série aveo une seconde résistance 45 à laquelle est connectée une source de tension continue, de telle sorte que la tension aux bornée de la résistance 45 se trouve en opposition avec celle apparaissant aux
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bornes de la r-aiatanoe 44.
La tension de la source de tension 46 est réglée de telle aorte que pour le courant de charge maxi- ou% admit* à travers le redresseur ionique 150 la tension apparais sant aux bornée de la résistance 44 amène la tension dans la ré-
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aistance 47 connectée en série à être moins négative que la ten- sion à l'entrée de l'amplificateur 28 et la valve 48 est ainsi ouverte. Le signai provenant du dispositif de limitation est prévu pour prendre le pas sur le signal de puissance provenant de la résistance 29 et la résistance 30, de telle aorte qu'une augmentation de la puissance transmis* ne peut pas avoir lieu.
Les moyens de comparaison de fréquences 35 peuvent pren
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dre de nombreuses eirmen différantes, par exemple celles repré- sentées aux figures 3 et 4. Les moyens de comparaison de fré- quences 35 représentés dans ces figures sont constitues par deux moteurs synchrones 49 et 50, chacun d'eux étant connecte à son propre générateur de courant continu 51 et 52. respectivement.
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Les deux générateurs de cou,:4#tnt continu engendrent des tensions
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continuée qui s'oppesent mutuellement et elle* ont convenablement une amplitude telle qu'elles se compensent mutuellement lorsque la différence de fréquence relative est égale à zéro. La tension! continue résultante peut être fournie, par l'intermédiaire des points de connexion c et d, à l'entrée de l'amplificateur direo- tement par une résistance 31 comme représenté à la figure 3, ou l'en peut prévoir un dispositif intégrateur entre les générateurs de courant continu et la résistance, comme indiqué à la figure 4.
Le dispositif intégrateur est constitué par une résistance de chat ge 53, une résistance série 54 et un condensateur 55, aux bornes duquel est obtenu l'intégrai en fonction du tempe de la différen- ce entre les tensions e1et e2. La puissance de transmission se- ra ainsi influencée par l'intégrai en fonction du temps df la dit* férenoe de fréquence relative entre les deux réseaux.
Les formes de réalisation d'un dispositif de commande suivant l'invention représentées aux dessina annexés ne sont den- nées qu'à titre d'illustration du principe de fonctionnement sui- vant l'invention et de nombreuses autres formes de réalisation peuvent être imaginées sans sortir du cadre du présent brevet.
Par exemple, le dispositif régulateur peut être prévu pour régler uniquement suivant la différence de fréquence relative entre les deux réseaux, en omettant le réglage de puissance moyenne qui .et fournie à l'entrée de l'amplificateur par la résistance 57 et le réglage de puissance instantanée qui est fournie à l'entrée de l'amplificateur par la connexion 56. L'équipement de commande peut également être prévu pour effectuer le réglage, en plus de le faire suivant la fréquence relative, soit d'après la puissance moyenne désirée, soit d'après la puissance instantanée, en omet- tant l'équipement pour le réglage de puissance et le réglage de puissance moyenne, respectivement.
De même, d'autres moyens de mesure de puissance pourraient être utilisée à la place du géné- rateur de Hall représenté et les transducteurs de mesure 17 et 18 pourraient être remplacés par d'autres éléments détecteurs*
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L'invention n'est pas non plus limitée au procédé représenté pour engendrer les impulsions de commande destinées au redresseur io. nique, ni au procédé représenté pour déphaser ces impulsions de commande,
REVENDICATOINS 1. Dispositif pour régler la puissance transmise entre deux réseaux à courant alternatif,
lesidts réseaux contenant oha- *un des charges et des générateurs de puissance déterminant la fréquence du. réseau, les réseaux étant conectée ensemble par 1' intermédiaire d'une liaison qui permet de modifie? les gréquen- ces des réseaux indépendamment l'un de l'autre (fonctionnement asynchrone), ladite liaison comportant un convertisseur connecté à l'un des réseaux et un convertisseur connecté à l'autre, carac- térisé en ce qu'au moins l'un des convertisseurs est équipé d'un régulateur influençant la puissance transmise par le convertis- seur et ainsi celle transmise par la liaison,
ledit régulateur étant soumis à l'influence d'un signal qui est un opérateur de temps de la différence relative de fréquence entre les deux ré- seaux.