Procédé de réglage, de l'intensité du courant traversant' un redresseur à arc et montage pour la mise en aeuvre de ce procédé. L'invention décrite ci-dessous est relative aux redresseurs à arc, cet arc étant établi entre une cathode entretenue à l'état. actif, c'est-à-dire émettant constamment des élec trons, telle qu'un filament porté à l'incandes cence par le passage d'un courant ou une ca thode métallique liquide à tache cathodiquè entretenue, et une ou plusieurs anodes. Elle a pour but le réglage du courant.
La procédé suivant l'invention consiste, dans un redresseur du genre susdit, compor tant, au voisinage -de chaque anode, un con ducteur auxiliaire, de préférence une gaine conductrice entourant l'ampoule du redres seur, qui présente, par rapport à la, cathode, une différence de potentiel alternative de même période que celle du courant d'alimen- tati.on, à empêcher le passage de l'arc pen dant une fraction déterminée -de la. demi- période pour laquelle l'anode correspondante est positive, la valeur de cette fraction étant modifiée en changeant la différence de phase entre ladite différence de potentiel alterna- tive et celle qui règne entre l'anode et la ca thode.
Ce procédé permet de modifier d'une ma nière continue l'intensité du courant redressé, comme on le fait dans les lampes à trois élec- trades en faisant varier le potentiel de la grille. , Dans un montage destiné à la mise en aeuvre du procédé ci-dessus, le ou les conduc teurs auxiliaires sont reliés à la cathode de manière tells qu'on puisse faire varier la phase de la,différence de potentiel entre ledit ou lesdits conducteurs .et la cathode.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé diverses appli cations de l'invention.
La fig. 1 se rapporte au cas d'un appareil à une seule anode.
Le décalage de la tension est obtenu à l'aide d'une bobine de self munie d'un dis positif de réglage; La fig. 2 représente schématiquement en fonction du temps les différences de potentiel et l'intensité du courant d'anode dans l'ap pareil ci-dessus et permet d'interprêter le phénomène; La fig. 3 se rapporte au cas d'une am poule à deux anodes; La fi-. 4 se rapporte au cas d'un appa reil à. un grand nombre d'anodes alimentées par une distribution polyphasée; La. fig. 5 représente schématiquement pour l'appareil de la fig. 4, la tension et l'inten sité dans chaque anode, et permet d'expliquer le phénomène;
La fig. 6 se rapporte au cas où plusieurs électrodes pouvant fonctionner comme ca thodes entretenues à l'état actif, sont prévues dans l'ampoule, de manière à pouvoir inverser le sens du courant à. volonté.
Parmi les montages pour la mise en oeuv re du procédé suivant l'invention, ceux qui sont détaillés ci-dessous ne représentent que quel que, cas intéressants, mais on peut en ima giner beaucoup d'autres.
Suivant la fig. 1, l'ampoule 1 comporte une cathode en mercure ? sur laquelle on en tretient une tache cath dique à. l'aide d'une électrode auxiliaire 3, alimentée par une dis tribution de courant continu 4-4' à travers une résistance réglable 5. L'anode V, en mer cure. est connectée à une distribution de cou rant alternatif 8, 8' (dont la, source 8" est entre 8 et 8') à. travers le circuit d'utilisation 7 comprenant les appareils A.
Une gaine 9, entourant l'ampoule dans le voisinage de l'a node 6, et destinée à exercer sur les charges électriques une action électrostatique, est con nectée à la cathode à travers une résistance 10, et à l'autre borne de la. distribution alter native 8, à travers le primaire d'un petit transformateur 11 dont on peut faire varier l'impédance en court-circuitant progressive ment le secondaire sur une petite résistance variable 1\?. Le transformateur 1.1 pourrait être remplacé par une bobine de self variable.
L'ampoule est de préférence refroidie par immersion clans un liquide isolant 13 tel que de l'huile.
L'expérience montre que, pour les fré- rEUences des courants alternatifs ordinaires et en employant des gaines de dimensions suffi santes, on peut exercer l'action voulue sur les charges électriques à. l'intérieur de l'ampoule.
Le montage serait analogue pour un ap pareil à. arc comportant sur le trajet de l'arc une grille refroidie.
Le courant nécessaire pour faire varier le potentiel de la gaine 9 est extrêmement faible par rapport: à celui qui. est débité dans le cir cuit: extérieur 7, en sorte que la. résistance 10 et la sel 11 peuvent sans inconvénient être très élevées.
L'intensité qui y circule étant très faible, elles peuvent être de dimensions très réduites. D'autre part, la tension du 4.-ir- cuit secondaire du transformateur 11 peut être choisie convenablement pour permettre de réaliser économiquement le rhéostat 1?, qui. de plus, a l'avantage d'être électriquement isolé de l'ensemble.
Pour faire fonctionner l'appareil, on ai lume la cathode et on la maintient en fono- tionne-ment par l'électrode 3. Suivant le dia gramme schématique (fig. <B>-9),
</B> la --ourbe 14 représente la différend= de potentiel entre la cathode \? et l'anode 6 en fonction du temps La courbe \?(1 cri dessous représente l'inter sité qu'aurait 1c# courant alternatif s'il pou vait traverser sans interruption l'apparF@i1 dont la résistance serait constante.
1_a courbe.<B>15</B> représente la différence de poten tiel entre la. catliodc \? et la gaine 9. L>> calage de ces deux sinusoïdes 14 et 15, c'est- à-dire la distance 16, 17 peut être ;,iodifie@e d'une manière continue en agissant sur le rhéostat 12.
Lu, moyens montrés en fig. 1 ne suffiraient d'ailleurs pas pour obtenir un décalage aussi grand que celui indiqué en fi-.
?, mais il si-rait ff@cile de l'obtenir, p < r exemple, à 1 aide de s réseaux d'impol.anms bien connus employés pour le réglage df s phases dans de ecrtiiincompteur., Tant qui: le potentiel 15 dc# 1a ;
aine 0, hoir rapport à lo e < thode \', est inférieur à une certaine va leur représentée p < r 1'liorizontalc# <B>18,</B> l'arc ne peut pas s'allumer erdre la cathode et l'a node. Lorsqufi cf@ Tiotpritie1 18 est atteint en 1S'. l'arc s'allume (-t la rliffér:
#iic,@ (in potpn- ticl pi ire la. cal-hodf= et l'anorlc (,@ourlie 1-11 prend une valeur 19' assez faible et sensible ment constante (voisine de 11 volts dans le cas d'un arc :au mercure); cette différence de potentiel est représentée par l'horizontale 19.
En même temps, l'intensité 20 " -du -courant clans l'anode (courbe inférieure), qui était sensiblement nulle en 20' passe brusquement à une valeur assez élevée 20", lorsque, comme on l'a supposé sur la, fi-. ?, le circuit. :d'utili sation est dépourvu clé -self-induction, en sorte qu'après l'allumage l'intensité du cou rant varie suivant un arc de sinusoïde 20", 20"' jusqu'au moment où la tension d'.alimen- t.ation (courbe 14) devient au point 19" in férieure à celle 19 -qui est nécessaire entre les électrodes pour le fonctionnement de l'arc, et l'arc s'éteint.
Les mêmes phéno mènes se reproduisent à chaque période.
L'emploi du montage représenté schéma tiquement en figure 1 comme amplificateur s'explique aisément. Il suffit de comparer l'intensité du petit courant circulant clans le rhéostat 12 à celle du gros courant redressé qui circule clans le circuit d'utilisation 7. Toute variation de l'intensité effi.ca-ce en 12 entraîne une variation concomitante de l'in tensité efficace en 7, ce qui est le principe même de l'amplificateur.
L'emploi de l'appareil comme rhéostat clé démarrage ou comme régulateur de tension se comprend étalement si l'on considère l'in- tensitë moyenne ou la tension moyenne du courant redressé fourni par l'ampoule.
En modifiant le rhéostat 12, on modifie la va- leur de la self 11, donc la durée de passage du courant circulant dans l'ampoule à cha que demi-période. Le déplacement du cur seur sur le rhéostat 12 a. donc pour effet de modifier l'intensité moyenne du courant re- drcssé (ce résultat étant celui que l'on cherche à obtenir généralement avec les rhéostats de démarrage) ou la tension moyenne- du cou rant redressé (ce résultat étant obtenu géné ralement avec un régulateur de tension). La fi-. 3 se rapporte au cas d'une instal lation comportant un appareil à deux anodes.
Le transformateur d'alimentation 21 avec point neutre .au milieu alimente le circuit d'utilisation extérieur 22. Ce circuit est re lié à la, cathode 23, dont la. tache cathodique est entretenue par l'anode auxiliaire 24. Les anodes 25 et 26 sont alimentées par le trans formateur, et reliées à ses deux bornes 21', 21". Les gaines 27 et 28 reliées en 21"' au point neutre du transformateur 21 agissent électrostatiquement sur les charges électri ques libres et retardent l'allumage. Leur ten sion par rapport à la. cathode 23 est décalée sur celle des anodes 25, 26 à l'aide des résis tances 29 et 30 et des selfs variables 31 et 32.
Pour le réglage continu de la. valeur des selfs, on peut, par exemple, donner aux bo bines 31 et 32 un certain coefficient d'indue- tion mutuelle<B>31</B> qui peut être rendu positif, négatif ou nul, on peut également modifier les selfs à l'aide d'enroulements secondaires convenablement connectés à des résistances comme on l'a. indiqué précédemment (fig. 1: transformateur 11 et résistance 12).
Avec ce montage, il arrive toutefois qu'avec certaines formes de tube et une pression trop élevée de la vapeur -de mercure. le réglage de l'intensité chi courant débité soit impossible, l'arc s'allumant chaque fois au début de chaque alternance. On peut. évi ter généralement ce défaut en disposant le long des parois, d'autres gaines telles que 33 et 34;
ces gaines seront reliées, soit au point neutre, en 21"' (liaison figurée en trait plein), soit à la cathode *en 23' (liaison fi gurée en trait interrompu), ou encore, on portera la gaine 33 à. un potentiel tel que la tension cathode-gaine soit en retard sur la tension cathode-anode correspondante, par exemple en la reliant à 26, et de même pour la gaine 34 en la reliant à. 25 (liaison non figurées).
Par le choix des phases et des va leurs des potentiels et de la disposition des gaines -auxiliaires, en variant enfin, s'il le faut,<B>là</B> forme du tube, il est presque tou jours possible de trouver des conditions cri tiques où l'allumage de l'arc peut être re tardé à, volonté, .ce qui permet le réglage du courant débité, conformément à l'invention. La fi-. 4 se rapporte au cas d'un eonv er- ti.@seur polyphasé à six anodes.
Le secondaire du transformateur 35 hexaphasé alimente les six anodes<B>36, 37,</B> 38, 39, 40, 41 qui com portent chacune une gaine teille que 42 (la haine pourrait être remplacée par une brille) permettant une action électrostatique sur les charges électriques. La cathode 43, entre 1 enue à. l'état actif au moyen de l'électrode ciuxiliaire 44, est reliée au point neutre de la distribution par l'intermédiaire du.
Circuit ïl'utilisation 45 suivant un des montages con nus pour les eonvei-tisseurs à. v apetir de mer cure. D'autre part, à. l'aide de plusieurs prises ou enroulements auxiliaires, sur le transformateur polyphasé, on réalise .dans un circuit magnétique de petites dimensions 46. un champ tournant analogue à. ceux que l'on j rodait dans les moteurs, par exemple à l'aide des bobines 47, 48 et 49.
On fera va rier la. phase de la tension de l'une quelcon que des gaines, telle que 42, entourant les atiorles, en modifiant la. position de sa bobine d'alimentation 50 par rapport aux bobines fixc-s 47, 48, 49 qui créent le champ tour nant. Les six bobines telles que 50 qui alimen- tcront le. six gaineç telles que 42 pourront e'1re montées sur un noyau mobile unique (le faon à former des enroulements -!n,loglzes aux sections d'un induit de dynamo.
On pro- o(luera donc des variations progressives dans l'intensité (lit courant débité en faisant tourner légèrement. le novait mobile ü l'inté rieur du champ tonrnant. En entraînant ce noyau (l'une manière continue à. une certaine vitesse, on recueillera, dans le circuit d'utili- tion un courant ondulé, à.
fréquence ré (luite, dépendant de ladite vitesse, et on réali sera ainsi un transformateur de fréquence; cn pourra compléter<B>le</B> montage en utilisant plusieurs appareils analogues à celui qui est clécrit ci-dessus de manière à. obtenir une clistrihution polyphasée;
par exemple au moyen de trois appareils on pourra obtenir it,ic distribution triphasée à. la nouvelle fré quence. Lr# no@-ati mobile portant les enroule- pients 30 et dont, les variations d(@ position modifient le potentiel des gaines 42 pourra comporter à la fois tous les enroulements par une disposition convenable, facile à concevoir, des différentes bobines.
Il est à remarquer que la plupart des schémas bien connus d'enroulement des in= duits de dynamos à, courant continu ou des stators ou rotors de moteurs asynchrones se raient susceptibles de fournir les tensions de gaines nécessaires au contrôle du courant.
Le montage employé comme susdit pour la, production de courant alternatif de fré quence réduite peut servir à améliorer le facteur de puissance d'un réseau :de courant de ladito fréquence réduite, puisqu'on peut régler l'allure des potentiels des conducteurs auxiliaires (le manière que le débit de cha cune des anodes soit en avance sur le maxi mum de tension du transformateur par le quel elles sont rcliF'@es audit réseau.
Le fonctionnement du convertisseur de la fig. 4 eomnie régulat-cur de tension ou rhéos tat de démarrage est indiqué schématique ment sur la, fig. 5. qui représente dans lia. partie supérieure les six sinusoïdes décalées de la, distribution hexaphasée. L a courbe sinusoïdale 51 en bas représente la .diffé rence de potentiel entre le point neutre et une des anodes. La Bourbe dentée 52 (trait. plein) en haut, représente l'intensité du cou rant débité. La courbe à paliers 53 (trait.
plein) en bas, représente la différence de po tentiel entre une anode et la. cathode. La courbe 54 repn-sente la. différence (le poten tiel entre la. cathode et; la gaine.
Le fonctionnement de l'appareil sé com prend aisément d'après les explication; déjit donnée: pour celui du la fig. \?.
Tant due la valeur de l'ordonnée de 54 (différence de potentiel catliode-gaine) est in férieure < t, une certaine valeur critique 54', l'@ nnde à, laquell(- st, rapporte la courbe 51 ne peut pas s'allumer. A ce moment, l'anode s'allume et reste allumée jusqu'au moment où l'électrode suivante peut à son tour s'al lumer par suite de Iii valeur du potentiel de s-: gaine.
La. fie. fi est un schéma de montage ap- aMe au c:,s où ]c# convertisseur comporte plusieurs électrodes pouvant fonctionner à volonté comme cathodes, par .exemple deux, permettant à volonté l'inversion du sens du courant dans l'ampoule, à un instant donné, ainsi que le réglage de son intensité. Les cathodes 55 et 56 sont chacune entretenues à l'état actif par deux électrodes auxiliaires 57 et 58, alimentées par du courant continu.
Les gaines 59 et 60 permettent d'empêcher Fallu- mage @de l'arc dans un sens ou dans l'autre. Dans ce but, la gaine 59 est reliée à la ca thode 56 à travers un enroulement 62 four nissant une certaine force électromotrice va riable en intensité et en phase. De même, 60 est relié à 55 par l'intermédiaire d'un en roulement 61 fournissant une certaine force électromotrice variable en intensité et en. phase. Les bobines 61 et 62 peuvent être -dé placées à l'intérieur du champ tournant 63.
Dans ces conditions, si on alimente l'appareil par une distribution de courant alternatif, on peut faire varier à volonté le sens ou l'inten sité du courant traversant l'ampoule, par un choix .convenable de la valeur .et de la phase des tensions alimentant les gaines. Cette dis position présente donc sur celle .des conver tisseurs généralement utilisés, l'avantage que chacune (les électrodes peut fonctionner comme. cathode ou comme anode à volonté, ce qui permet par exemple d'établir un mon tage simple pour renversement .de marche de moteurs.