Installation de distribution électrique. La présente invention a pour objet une installation de distribution électrique, établie en vue d'obtenir, à partir d'une source de courant continu, (lu courant devant servir à l'alimentation d'appareils demandant du .cou rant alternatif.
Cette installation comporte une source de courant continu, plusieurs bo bines de transformateur primaires reliées à ladite source par plusieurs soupapes élec triques à décharge d'électrons, et plusieurs bobines de transformateur secondaires, en re lation inductive avec lesdites bobines pri maires et reliées au circuit de consommation, et elle se caractérise par le fait qu'un .appa reillage est prévu pour fournir, auxclites bo bines primaires, des ondes de courant à peu près rectangulaires.
Sur le dessin schématique annexé, donné à titre d'exemple: La fig. 1 montre une forme d'exécution de l'objet de l'invention; La fig. 2 se rapporte à une deuxième forme d'exécution, et La fig. 3 à une variante de détail; Les fig. .4 et 5 sont des oscillogrammes représentant la forme des ondes du courant et se rapportant à la première forme d'exé cution.
Dans la fig. 1, on a indiqué plusieurs sou papes électriques à décharge d'électrons 1 à 12, pour la fourniture du courant, depuis les lignes principales du .circuit à .courant con tinu 13, 14, aux bobines primaires 15 à 26 de deux transformateurs triphâsés 27 et 28. Les bobines primaires de chaque transforma teur sont reliées ensemble en double étoile, avec des transformateurs intermédiaires -de phase 29 et 30 entre les deux points neutres desdites bobines, afin de maintenir l'équi libre entre les courants envoyés aux deux systèmes primaires.
Les bobines secondaires 31 ,en transformateur 27 sont reliées en triangle et les bobines secondaires 82 du transformateur 28 sont reliées en étoile, fin que la tension aux bornes primai -<B>a</B> res de l'un des transformateurs puisse être déplacée de 30 par rapport à la tension aux bornes de l'autre, et que les tensions aux bornes des bobines secondaires puissent être en phase, pour des raisons qui seront plus complètement: expliquée plus loin.
Cette com binaison équivaut à 12 phases pour les bo bines primaires, et l'emploi de- ce grand nombre de phases auquel s'ajoutent encore d'autres expédients, donne au courant alter natif aux lignes 33, 34 et 35 à peu prés la. forme d'une onde sinusoïdale, malgré que le courant introduit dans chaque bobine pri maire diffère sensiblement de la forme d'une onde -sinusoïdale.
Les bobines 36, 37 et :38 qui sont enroulées sur le même noyau que les bobines secondaires du transformateur 28, <B>,</B> i que le dessin l'indique, et reliées ensem- # -iins ble en triangle, contribuent aussi à améliorer la forme -de l'onde, en raison du fait qu'elles établissent un .chemin de court-circuit pour tous les harmoniques divisibles par trois.
Les soupapes électriques 1 à 12 sont re présentées comme étant du type à trois trodes, c'est-à-dire ayant une cathode 39, une anode .10 et une grille @de commande de la décharge 41.
Ces soupapes peuvent être du type thermionique à grand vide, ou bien fonctionner par ionisation de gaz. Afin d'as surer le rendement désiré pour leur marche, ces soupapes devraient être rendues concluc- tricea pendant environ un tiers de chaque pé- riode. Le potentiel positif appliquv% aux gril les, afin de rendre les soupapes eoncluetricea,
devrait être imprimé de telle façon que le courant passant par la soupape puisse attein dre sa valeur maxima le plus vite possible. Pour que la commutation puisse se faire sana que des sursauts soient produit, les soupapes devraient être rendues non-conductrices aux moments où le courant -qui les traverse est tombé complètement ou à peu. près à zéro.
Afin d'obtenir ces résultats, des ondes de potentiel à peu près rectangulaires (le vraient être appliquées aux grilles de com mande des soupapes, si ces dernières sont du type thermionique. Si, par contre, 1-s sou papes sont du type à ionisation, il est seule ment nécessaire de fournir aux grilles un po tentiel positif de courte durée, pour permet- t-re au courant de s'amorcer, les courants fournis aux bobines primaires étant bien en- tendu à, peu près rectangulaires.
Afin d'ob tenir les onde; de potentiel désirées pour la commande des soupal)ea, il y a une série de soupapes thermioniques .12 à 53,à trois élec trodes, à faible puissance et à haute tension. Les anodes de, ces soupapes sont reliées au pôle positif de la source de courant continu, par le conducteur <B>51-</B> et les résistances indi viduelles 55.
Le potentiel devant servir à la commande des grilles des soupapes 4? à. 53 vient des lignes à. courant alternatif, par les conducteurs 56, 57 et 58 reliés à des points équidistants de l'enroulement en anneau 59. Les grilles des soupapes .12 à 53 sont reliées à cet enroulement en anneau 59 au moyen de prises de courant réglables 60, de sorte que par un réglage de position de ces prises de courant, des potentiels de la,
phase désirée peuvent être obtenus. Les circuits des gril les des soupapes 1? à 53 sont complétés par un bobinage 61 dont le point milieu 62 est relie= aux .cathodedes soupapes, par une batterie 63 propre â influencer le potentiel des grilles.
Les anodes des soupapes 42) à 5 3 ;ont re liées, par l'irit:ermé.,liaire de condensateurs <B>61,</B> aux bobines primaire: de transformateurs 65 dont les bobines secondaires sont connectées aux circuits des grille, des soupapes 1 à, 1.2. Lorsque les soupapes 422 à. 53 ne sont pas conductrices, leurs anodes sont à. peu près au même potentiel que le pôle positif -de la source de courant continu.
Le courant de charge des condensateurs 6.1 induira alors dans les bobines secondaires des transforma- teurs 65 un courant qui donnera aux grilles -11, en choisissant convenablement les sens d'enroulement de ces bobines, un potentiel négatif, et empêchera qu'un courant passe par les soupapes 1 à 12. Aussitôt que les soupapes 4? îi. 5:
3 auront été rendues con ductrices, leur impédance est considérable- ment: réduite et la plus grande perte de vol tage dans le circuit do leurs anodes est causé par les résistances 55. Il en résulte que le potentiel (le leurs anodes subira une baisse importante, les condensateurs 64 se décharge- ront, et les courants dans les transforma teurs 65 seront inversés, ce qui fera que 'les grilles 41 deviendront positves et que du cou rant pourra passer à travers les soupapes 1. à 13.
Les potentiels appliqués aux grilles des soupapes 42 à 53 devront être choisis de telle façon que le temps qui est nécessaire pour que l'impédance des soupapes puisse varier depuis une valeur maxima à une valeur minima soit beaucoup plus court que le temps pendant lequel on désire que le courant passe par les soupapes 1 à 12. Par ce moyen, des ondes :de courant à peu près rectangulaires seront produites dans les soupapes 42 à 53 et des oncles de potentiel à peu près rec tangulaires seront .appliquées aux grilles des soupapes 1 à 12.
Si l'on choisit d'une façon appropriée les potentiels appliqués aux gril les des soupapes 42 à 53, on peut obtenir que la durée des ondes de potentiel positif appliquées aux billes des soupapes 1 à. 12 soit égale ait temps pendant lequel il est dé sirable de faire passer le courant par les soupapes 1 à 12.
Par un réglage convenable de la, position des prises de courant 60, on peut en outre obtenir que les instants où le potentiel appliqué aux billes des soupapes 1 à 12 change de la polarité négative à la po larité positive, correspon=dent aux moments oiz il est désirable que le courant commence à passer clans les soupapes 1 à 12. Les po tentiels appliqués aux grilles des soupapes 42 à 53 devraient être en avance sur les poten tiels secondaires produits dans les transfor mateurs, afin que chacune des soupapes 1 à 12 soit rendue conductrice, avant que le cou- rani soit tombé à zéro dans la soupape pré cédente.
Par ce moyen; on permet au courant de s'établir dans une soupape pendant. le temps qu'il s'éteint dans la soupape précé dente, et ainsi le courant fourni à chaque moitié des bobines primaires peut être main- tènu à peu près constant.
On peut brancher sur le circuit de distri bution du courant alternatif un élément de forme quelconque, propre à déterminer la fréquence, afin de fixer la fréquence du cou= gant alternatif qui est produit. Dans l'exem ple représenté, un convertisseur rotatif 66 est relié au :circuit de :distribution du courant alternatif et la vitesse à laquelle .ce conver tisseur est. amené à fonctionner déterminera la fréquence du courant alternatif qui est produit. Ce convertisseur peut être employé pour charger une batterie d'accumulateurs 67 .qui fournira du courant continu à basse tension pour n'importe quels usages, entre autres pour chauffer la cathode des soupapes 42 à 53.
Le fonctionnement de l'installation qui vient d'être décrite peut être amorcé en mettant en marche le convertisseur rotatif 66 au moyen de courant venant :de la batterie 67.
Dans' l'installation suivant la fig. 1. quatre des soupapes 1 à 12 sont sous cou rant à chaque instant, et un changement de l'admission -du courant d'une soupape à la suivante interviendra tous les trente degrés de temps.
Les périodes pendant lesquelles les différentes soupapes seront traversées de courant et les changements pendant un cycle .complet ressortent -du tableau suivant:
EMI0003.0025
0 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> <B>9</B>0 <SEP> 120 <SEP> 150 <SEP> 180 <SEP> 210 <SEP> 240 <SEP> 270 <SEP> 300 <SEP> 330
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> 5 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> C <SEP> 6 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> 0 <SEP> 7 <SEP> 7 <SEP> 7 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9
<tb> 11 <SEP> 11 <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> 12 <SEP> 12 <SEP> 12 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 1l Un examen du tableau ci-dessus montrera que les tensions aux bornes des bobines pri
maires 21 à 26 ont leur phase déplacée de 30 par rapport à celle des bornes -des ho- bines primaires correspondantes =15 à 20. Les tensions fondamentales secondaires.correspon- da.ntes. cependant, sont -en phase, tandis que les cinquième et septième harmoniques dans les bobines secondaires des deux transforma teurs seront déphasés de 180 et seront, par conséquent, court-circuités dans les bobines secondaires et ne seront pas amenés au cir cuit de charge, si la charge est également ré partie entre les deux transformateurs.
L'amr'#- lioration de la. forme de l'onde ainsi obtenue ressort des des fib. -1 et 5. La fi-, 4 montre la forme d e l'onde du courant obtenu avec l'une des séries de tra.nsforma- ieurs seulement, tandis que la. fib. 5 montre la forme .de l'onde du courant qu'on obtient lorsque les deux séries .de transformateurs travaillent ensemble de la. manière décrite.
111 fib. ? représente une deuxième forme d'exécution permettant d'assurer le réglage désiré du courant traversant les soupapes électriques principales. Dans ce cas, les po tentiels de commande des brilles des soupapes auxiliaires 42 à 47 sont obtenus. au moyen d'un transformateur dont les bobines pri maire,- sont reliées en triangle étendu, afin d'obtenir la relation de phase désirée -des po tentiels des grilles, et dont les bobines secon- daires sont reliées en étoile.
La. résistance 69 est connectée en dérivation sur les soupapes 4? à 47, de sorte que, lorsque les soupapes sont non-conductri4@es, le potentiel appliqué à l'une des armatures des condensateurs 6.1 a une valeur intermédiaire entre les potentiels dus deux pôles de la source de courant con tinu.
Les condensateurs 64 se chargent alors, en imprimant un potentiel positif aux brille d!-s soupape1 à 6, et en permettant ainsi au courant de passer. Lorsque les soupapes nnt rendues conductrices, les potentiels des anodes des soupapes 42<B>à</B> . 47 sont considé rablement réduits et les condensateurs 64 se déchargent à travers les résistances 69 et 70, ce qui crée un potentiel négatif dans les gril les des soupapes 1 à 6 et empêche ainsi le courant de passer.
Des résistances 71 limi tant le courant sont intercalées dans les cir cuits des brilles des soupapes 42 à 47. Il est évident que dans cette disposition comme dans celle suivant fib. 1 des potentiels de renforce ment oii de réduction pourront être employés, s 'il est nécessaire, pour aider à obtenir l'effet voulu sur les brille; [les différentes soupapes.
Les soupapes 1 à 6 sont du type ther- mio11iqUe. et les c-atliodes de toutes les sou papes sont chauffées à partir du circuit. ü courant alternatif au moyen -d'un transforma teur 72.
Dans la fib. 3, on a indiqué une variante (le détail dans laquelle un redresseur à mer cure est employé pour obtenir l'onde de po tentiel rectangulaire désirée pour la. com- mande du fonctionnement des soupapes 7. à 12. Dans ce cas, un redresseur d'ondes com plètes 73 est relié. au moyen du transforma teur 74,à une des phases du circuit à. courant alternatif. Les bobine: primaires 75 et 76 de transformateurs 7 7 et 78 sont connectées en dérivation à la cathode et aux anodes du re dresseur 73.
Lorsque l'un oii l'autre côté du redresseur n'est pas en fonctionnement, la gille de la soupape qui et reliée à la bobine secondaire correspondante des transforma- tcurs 7 7 et 78 est négative. Aussitôt que la résistance entre la cathode et chacune des anodes du redresseur a. disparu, et que le cou rant commence ïï passer dans le redresseur, la.
grille de la soupape correspondante devient positive, permettant au courant de passer, Ce changement de potentiel se produit très ra pidement, et l'onde de potentiel positif appli quée aux grilles .des soupapes est à peu près de forme rectangulaire. On n'a. fait figurer qu'un seul redresseur, mais il est évident due pour chacune des trois phases du circuit à courant alternatif un redresseur est. néces saire.