CH124431A - Convertisseur de courant alternatif à mercure liquide. - Google Patents

Convertisseur de courant alternatif à mercure liquide.

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CH124431A
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mercury
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Andre Latour
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Andre Latour
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/20Contact mechanisms of dynamic converters
    • H02M1/30Contact mechanisms of dynamic converters incorporating liquid contacts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Description


      Convertisseur    de courant alternatif à mercure liquide.    La présente invention a pour objet un con  vertisseur de courant alternatif à mercure li  quide     comportant,    d'une     part,    au moins un  collecteur principal constitué. par une série  de lames disposées suivant un cercle, d'autre  part, un équipage porte-balais comportant une  série d'ajutages servant à diriger des jets de  mercure sur ces lames, et un moteur asyn  chrone synchronisé servant à produire une  rotation     continue:    (le l'un des éléments: col  lecteur et équipage, par rapport à l'autre,  <B>(le</B>     manière    que les lames de collecteur soient  balayées successivement par les jets de mer  cure.  



  L'invention consiste plus particulièrement  en ce que l'équipage porte non seulement des       ajutages    qui servent au transport de la pres  que totalité du courant et dont les jets sont  courts, mais encore des     ajutages    dont les jets  sont relativement longs et balaient un col  lecteur auxiliaire servant à améliorer la com  mutation, c'est-à-dire à éviter la formation  d'étincelles destructives entre les premiers  ,jets et le collecteur principal.  



  Le dessin ci-annexé, à. titre d'exemple,    représente plusieurs formes d'exécution de  l'objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est une coupe verticale d'une  première forme. d'exécution;  La     fig.    2 est à plus grande échelle une  demi-coupe horizontale d'un collecteur auxi  liaire suivant la ligne 2-2 de la     fig.    1;  La     fig.    3 est un développement partiel  de la périphérie interne des collecteurs;  La     fig.    4 est une coupe verticale des col  lecteurs suivant la ligne     4--4    de la     fig.    3;  La     fig.    5 est un schéma du montage  électrique de l'appareil;

    La.     fig.    6 est un schéma montrant une  grille de     commutation;     La     fig.    7 est une coupe verticale partielle  d'une seconde forme d'exécution du conver  tisseur;  Les     fig.    8 et 9 sont à plus grande échelle  un développement et un plan respectivement  des collecteurs de l'appareil représenté     fig.    7;  La     fig.    10 est une coupe verticale par  tielle d'une troisième forme d'exécution du  convertisseur suivant l'invention;      La     fib.    11 est une élévation schématique       (1'111i    détail;

    Les     fig.    1 2 à 1     (        .ont    des schémas mon  trant des dispositifs destinés à améliorer la       commutation;     La     fig.    18 montre des courbes de     tension;     La,     fib.    19 est un schéma. d'un     dispositif     servant à maintenir un     bar        *    protecteur dans  le convertisseur.  



  Le bâti du convertisseur représenté aux       figr.    1 à (; comprend un socle 1 sur lequel  repose un plateau annulaire 2 supportant  deux carters     cylindriques,    respectivement dé  signés     par    3 et     -1.    et séparés par un second  plateau annulaire 5; un troisième plateau       analogue    6 est disposé sur le bord supérieur  du carter 1.  



       Sur        e(-    dernier plateau     (i    est monté un  moteur dont l'induit et l'inducteur sont res  pectivement indiqués par 7 et 8; on utilise  un moteur asynchrone synchronisé afin d'évi  ter la difficulté de démarrage inhérente     ï1.     tous les moteurs synchrones.  



  L'induit 7 est polyphasé, si l'on     veut    cons  truire un convertisseur monophasé, on bobine  cet induit avec un enroulement diphasé et on  l'alimente à l'aide d'une self et d'un trans  formateur spécial.  



  La vitesse de rotation du moteur 8 peut  en principe être un quotient quelconque  par un nombre entier de la vitesse normale  de rotation que posséderait un moteur     syn-          ehrone    bipolaire monté sur le même réseau,  mais des     expérieiic(-s    ont montré qu'il est  préférable d'adopter l'une des deux vitesses  de synchronisme     ck    1500 ou de 3000 TIN  pour la, fréquence de<B>50</B> périodes par exem  ple; l'appareil représenté est établi pour  tourner à 1500     TjiV1    polir cette fréquence (le  50 périodes.  



  Afin de     permettre    un     démarrage    et un       accrochage    faciles et d'éviter les mouvements  pendulaires, l'inducteur 8 est constitué par  un bloc d'acier massif à grand cycle     d'hys-          térésis    (acier trempé. ou mieux acier à 5       (le        tungstène,    ou mieux encore, acier au  1 1     tnastène    -cobalt).

      On peul:     encore        bobiner    cet inducteur 8       avec        111i        enroulement    d'excitation qu'on ali  mente en     courant    continu fourni par le     con-          vertisseur    il l'aide de deux bagues reliée:

    aux     polarité>    continues de la machine, ou  bien à.     parl-ir    du courant alternatif à. l'aide  d'un petit collecteur     auxiliaire    qui est fixé  sur     l'a.rbre    du moteur comme les bagues     ci-          dessus    et sur lesquels frottent     deux    balais  reliés aux pôles     d'1111(-    source     alternative     de     inênie        fréquence    (ces deux     dispositifs    ne  sont pas     représentés        ait    dessin).  



  L'arbre du moteur tourne     dans    deux       douilles    9 en bronze emmanchées à force  flans les     flasques    du moteur; la partie in  férieure du     logement    (le chaque douille  forme     rés(#rvoir    d'huile.

   Une petite turbine  1(Ï est     entraînée    à frottement mi-doux par  l'arbre     crâcee    ,l deux ou plusieurs ergots 11  appliqués contre cet arbre par un ressort cir  culaire 1     \?    et l'huile mise en mouvement par       cette        turbine    monte par un conduit 13 percé  dans la douille,     ,jusqu'ù    une cuvette     ména-          Olée    à. la     parti(-        supérieun,        de    celle-ci pour re  descendre en partie le     long    de l'arbre et en  partie par un second conduit     1-1;

      les ergots  11     pourraient    être     remplacés    par des billes       appliqué        -es        sur        l'arbre        par        le        ressort        12.     



  La. partie supérieure de la, turbine est       c(>llique    et porte un     chapeau    15 en clinquant,  simplement posé     :11r    cette turbine; l'es  pace capillaire laissé entre le chapeau  15 et la turbine 1.0 aspire le     ménisque     d'huile à l'arrêt du moteur et l'empê  che de descendre le     ]oiir    de l'arbre: pen  dant la,     rotation,    cette huile est expulsée  de l'espace capillaire qui est ainsi de nou  veau en état: de servir à l'arrêt suivant du       moteur.     



  L'arbre     de    ce moteur     entraîne    un arbre  16 en     deux    pièces     a.11        moyen    d'un     accouple-          nient    élastique     comportant    une bille de cen  trage 17 et: un disque flexible 18. L'arbre re  pose à son     extrémité        inférieure    sur une  bille 19.  



  L'arbre 16 pénètre dans les     carters    3.     -1     par un dispositif destiné à assurer leur     étan-          chéité    qui.     est,    requise au cas où l'on y intro-      (luit un gaz inerte; ce dispositif comprend  une cloche 20 vissée sur l'arbre et une douille  21 vissée dans une cuvette 22 qui est assu  jettie sur le plateau 6 et qui contient du  mercure.  



       Au-dessoude    ce dispositif et à l'inté  rieur des carters 3, 4 l'arbre 16 porte deux  jeux     d'ajutages    qu'il entraîne dans son mou  vement. chaque jeu comprenant huit     ajuta-          gC-        ou    gicleurs 23 disposés par quatre les       luis    au-dessus des autres sur des tubes 24       fixés        aux    extrémités des bras 25; ces der  niers sont solidaires de manchons 26 et 27       assujettis    sur l'arbre 16.  



  Le     manchon    supérieur 26 est vissé direc  tement sur cet arbre, tandis que le manchon  inférieur     27-est    maintenu contre un épau  lement de celui-ci par un écrou 28; sur cha  que manchon les groupes de quatre gicleurs  sont disposés à     7:8,00    et le manchon supérieur  est décalé (le<B>900</B> par rapport au manchon  inférieur de manière, que les ajutages ou gi  cleurs des deux jeux soient eux-mêmes dé  calés entre eux de<B>900.</B>  



       L'ensemble    de l'arbre 16 et des manchons  26, 27 avec leurs bras, tubes et ajutages ou  gicleurs constitue l'équipage porte-balais.  



  A l'intérieur des manchons 26 et 2 7 sont  disposées des douilles 29 et 30 respective  ment vissées dans des cuvettes 31 et 32 des  tinées à contenir du mercure qui recueillera,  dans chaque cuvette, une polarité du cou  rant     continu.     



  Du fait que les cuvettes 31 et 32, les pla  teaux 2, 5 et 6 et les carters 3 et 4 sont mé  talliques et par suite bons conducteurs,  un isolement est nécessaire entre les deux  carters; il est obtenu au moyen d'un pre  mier disque     33    isolant, serré entre le plateau  5 et le carter 3 et d'un second disque 34 serré       entre    les deux moitiés 35 d'un manchon re  liant deux parties de l'arbre 16; les bou  lons de serrage de ce manchon sont isolés  électriquement de celui-ci.  



  Les manchons 26 et 27 sont percés. de  canaux 36 dont les     extrémités    sont     inclinées     clans le sens de la rotation de l'arbre 16 de  manière que le mercure des     cuvettes    31 et    32, sous l'effet (le cette rotation, monte dans  les canaux 36 pour alimenter les gicleurs 23  en passant dans d'autres canaux des bras 25,  puis dans les tubes 24.  



  Le convertisseur comporte des collecteurs  fixes qui sont constitués par des     couronnes     disposées en face des gicleurs et qui seront  décrits plus loin; ces collecteurs sont suppor  tés à la hauteur voulue par douze tiges fi  letées 37 disposées suivant les sommets d'un  dodécagone et traversant les plateaux 2 et  5 avec interposition de douilles isolantes.  



  Ces tiges 37 servent à amener le courant  alternatif aux collecteurs et à cet effet elles  traversent les lames de ceux-ci; le convertis  seur représenté est destiné à être alimenté en  courant alternatif par un transformateur tri  hexaphasé monté par exemple en     étoile-hexa-          gone        (fig.    5); les six fils du transformateur  sont reliés comme     -représenté    à six des tiges  37, chacune d'elles étant     électriquement    re  liée à celle qui lui est diamétralement oppo  sée (cette liaison électrique n'est pas repré  sentée sur la     fig.    1 en vue de simplifier le  dessin).  



  Ainsi :qu'il a été dit ci-dessus, la vitesse  adoptée est de 1500     T/ll'I    pour une fréquence  de 50 périodes; si,     d'autre    part, on désigne  par     in.    le nombre de fils d'amenée du cou  rant alternatif et par p le nombre de pai  res de pôles du synchroniseur (7,8) on a la  formule suivante:  <I>n =</I>     p   <I>X</I>     7n,     dans laquelle     n    est le nombre de lames de  chaque collecteur; clans le cas particulier en  visagé,     n    est égal à 12 et chaque collecteur       -comporte    douze lames correspondant aux  douze tiges 37.  



  Les lames des collecteurs, faites d'un al  liage spécial (ferro-chrome,     ferro-nickel,     etc.), sont doubles: elles comportent une lame  épaisse 38 et une lame mince 39 disposées  l'une au-dessus de l'autre et reliées électri  quement entre elles par trois. vis 40; ainsi  qu'il ressort     c111    dessin, seules les lames 39  sont en     contact    avec les tiges 37.  



  Ces lames doubles sont disposées suivant  deux rangées dans lesquelles elles     alternent;              (-lles    sont séparées les unes des autres par des  pièces isolantes 41, 45, 48 et 72 et par une  rondelle 42 également isolante; cet ensemble       est    maintenu entre,     deux    rondelles     continue:     43 et     41        respectivement    disposées     au-dessus     et au-dessous du collecteur; dans un but qui       sera    indiqué plu: loin, la. face supérieure de  la rondelle 43     est    pourvue de deux chanfreins  (     fig.    1 et 4).  



  En     considérant    une     rangée    de lames, on  voit que les     laines    minces 39 sont. séparées  par les pièces 45 dont la forme spéciale est       visible    sur la     fig.    2 et (lui comportent une  arête 46, tandis que les lames épaisses 38  :ont séparées d'abord par un intervalle com  prenant un dispositif 47     destiné    à améliorer  la     commutation,    puis par les pièces<B>18,</B> de  forme analogue à. celle 45 et comportant une  arête 49.  



  Le dispositif 4 7 est destiné à réaliser, au  moment de la. commutation uniquement. la  condition d'Arnold:       Z'>>    >     c@     dans laquelle     LTb    est la, chute de tension     aux          balais    et     P,.,    la. force électromotrice de réac  tance.

   A cet effet. le     dispositif    47, qu'on ap  pellera "la grille' dans ce qui va suivre, est  constitué     (fig.    6) par une série de barreaux       47a,        47b,    etc. en métal convenable (par exem  ple nickel ou alliage):

   le barreau 47a est  relié électriquement à la lame 38 par une ré  sistance convenable     r,    et tous les barreaux  sont reliés entre eux par des résistances crois  santes     r:_,        r;;    (non représentées sur la     fig.        ;):     les connexions entre les barreaux sont logées  clans les pièces isolantes 48 et les     résistance:     correspondantes     r1,        r:,,    etc. peuvent être     dispo-          sées         < .    la. périphérie des collecteurs.  



  Les     lames    39 placées alternativement à  (les     niveaux    différents suivant un cercle       (.(instituent    le     collecteur    principal, tandis que  les lames 38 avec les grilles 47 et leurs ré  sistances constituent le collecteur     auxiliaire.     



  En supposant que l'arbre 16 tourne à  l'inverse des aiguilles d'une montre, la flèche       r    indique sur la.     fig.    3 le sens dans lequel les  balais,     c'est-à-dire    les ,jets de mercure se       déplacent    par rapport aux collecteurs.    Les lames     38        sont;    plus éloignées des gi  cleurs que les     lames    .';9: en outre, le.,     pre-          inières    sont suivies     suivant    le sens de dépla  cement des gicleurs.

   (les brilles 47. tandis  que les secondes n'en comportent pas: il en  résulte que seules les lames 39 et les gicleurs  correspondants serviront     @tu    transport de la  presque totalité du courant grâce à la très  faible résistance du court ,jet     de    mercure qui  les frappe par rapport au jet frappant les  lames 38 qui serviront à réaliser la bonne       commutation    requise.  



  Au moment où les ,jets arrivent aux extré  mités des     lame:        .'38        et        .'39.    le ,jet court se dé  plaçant en face de la lame 39 se trouve coupé  par l'arête 46 de     b(        pièce    45 qui lui fait. suite,  tandis que le jet long se déplaçant en face  de la lame 38 vient frapper la.

   grille 47     vii     sautant d'un     barreau        à,    l'autre et il     lie    cesse  son contact due sur le dernier barreau pour       être    coupé par     l'arête    49     d(,    la pièce 48 suc  cédant à la grille. lorsqu'il est en contact  avec le dernier barreau le circuit du ,jet long       comportant    une     résistance.     



       Pe   <I>= ri</I>     -I-        r_        -i-        i":;   <B><I>4-</I></B><I> . . .. .</I>     -I-        r"          et    il est évident qu'on peut faire     13    aussi       (Vrand    qu'on le veut     en    augmentant le nom  bre des barreaux oie les résistances interpo  sé es entre eux.  



  Grâce aux     chanfreins    prévus sur les col  lecteurs, le     mercure        ne    peut. y séjourner et il  retombe dans les     cuvettes        :31    et 32 pour être  à. nouveau     projeté    par les gicleurs; les carter:       i    et 4 sont munis     de        voyants    en verre ou en       mica,    (non     représenté,,;    de manière qu'on  puisse. surveiller la     marche    de l'appareil.  



  Suivant la     variante    représentée     aux        fig.    7  à 9, le collecteur     c.st        coirstitué    par des lame:  ou plots 50 de même nature due les     lames     38     et    39, disposés sur deux     ra.nl-s;    on suppo  sera que les balais se déplacent     comme        précé-          demment    clans le sens de la flèche     r.    Chaque  plot est relié à une phase     convenable    du cou  rant;

   alternatif à redresser par     une    tige fi?  qui peut     également:    servir     ;.    sa     fixation.    Cha  que plot se termine     par    une arête 50a desti  née à réaliser une coupure franche des ,jets  et il est également relié par     une        oo@iiiexion         53 à la grille .de commutation 47 ,dont les bar  reaux sont fixés entre deux disques annu  laires 54 en matière isolante concentriques au       collecteur    et dont l'un est fixé au carter 3.  Les résistances     peuvent    être enroulées sur ces  disques ou disposées en tout     au;ze    endroit.  convenable.

   Sur l'arbre 16 porte-balais est  fixée une pièce 55 dans laquelle     sont    prati  quées des canaux 56 et qui     port,3    deux co  lonnes creuses 57 communiquant avec ces       canaux;    quand la machine tourne, le mercure       -#'Mève    dans les colonnes 57 sous l'action de       1 <  <     force centrifuge.

   Chaque     colonne    porte deux  gicleurs 58 à jet court faisant respectivement  vis-à-vis aux deux rangs de plots 50, et un  gicleur à jet long. 59 disposé de     façon    telle  ,que lorsque le ,jet d'un gicleur 58     quitta    un  plot 50, le jet de 59 vienne frapper les pre  miers barreaux de la grille de commutation  47 correspondant à ce plot; pendant ce temps  le jet de l'autre gicleur 58 commence à frap  per le plot suivant. L'ensemble est enfermé  clans le carter étanche 3 et l'étanchéité avec  l'arbre 16 est réalisée comme     précédemment.     Ce convertisseur est unipolaire, le carter 3  formant l'un des pôles du courant redressé,  et le point neutre du transformateur formant  l'autre pôle. .  



  Si l'on veut constituer un appareil bipo  laire, on utilise par exemple deux     convertis-          leurs    semblables isolés l'un de l'autre .et ac  tionnés par un même moteur synchronisé, ce  (lui permet de se passer du point neutre et  même d'utiliser un transformateur à enrou  lements fermés.  



  La fil-.     1Q    représente un     convertisseur    à  collecteurs tournants et à balais fixes: l'en  semble collecteurs et grilles est monté sur une  roue 60 clavetée sur l'arbre 16. Les plots 50  et leurs tiges 52 sont reliés à la source alter  native (supposée monophasée clans cet exem  ple) par des bagues 61 et 62 concentriques à  l'arbre et plongeant respectivement dans  deux bains de mercure qui sont contenus dans  des cuvettes annulaires 63 et 64, et qui re  çoivent le courant alternatif par des     tiges    65  et 66. On utilise bien     entendu    autant de ba-         gaies    qu'il y a de fils d'amenée du courant al  ternatif.  



  Quant aux colonnes 5 7     porte-gicleurs,     elles sont alimentées en mercure par l'un ou  l'autre des dispositifs suivants:       ca)    une pompe. quelconque 67     (fig.    11)  (par exemple une turbine clavetée sur l'arbre  16) envoie le mercure dans les colonnes 57 au  moyen d'ajutages 68 percés<B>de</B> plusieurs trous  qui divisent le mercure en gouttelettes. Les  colonnes peuvent alors sans inconvénient être  de polarités différentes.  



  b) On utilise autant de pompes qu'il y a  clé polarités différentes (deux par exemple).  Ces pompes sont isolées     électriquement        entre     elles ainsi que du reste de la. machine. Elles  sont alimentées par une chute en     gouttelettes     et débitent directement clans les colonnes       porte-gialeurs    de même polarité:  Dans     certains    cas, il peut être utile, pour  réaliser une bonne commutation, de faire in  tervenir une force électromotrice convenable;

    il suffit pour cela de décaler les balais ou les  collecteurs dans le sens voulu suivant que la  machine     comporte    des balais tournants ou des  balais fixes ou, ce qui     re@qerit    au même, de  modifier l'angle 0 de calage du moteur  asynchrone synchronisé sur le champ tour  nant.  



  On parvient à ce résultat en injectant  dans l'induit du moteur une force électro  motrice de sens convenable et proportionnelle  à l'intensité du courant à redresser; le schéma  de la     fig.    12 montre une     disposition    utilisable  sur le-moteur synchronisé à- enroulement di  phasé désigné par     S,    destiné à redresser une  tension alternative monophasée et -alimenté  par une ligne     triphasée.     



       T1    et     T@    désignent deux transformateurs  de phase chargés d'alimenter en diphasé l'in  duit 7 du synchroniseur     S;    le dispositif I  d'injection de     fôrce    électromotrice est consti  tué per deux enroulements b bobinés sur un  circuit magnétique     c-très    peu saturé et par un  enroulement     d    à gros' fil également bobiné  sur le circuit c.-     L'enroulement    d est parcouru  par le courant à redresser et il est relié au  convertisseur indique     par-    R,

   tandis - que les           deux        enroulements    b     injectent    dans S les  forces électromotrices voulues. Dans le cas ou  l'inducteur du synchroniseur reçoit un en  roulement d'excitation alimenté par le petit  collecteur ci-dessus mentionné, on peut n'uti  liser sur c qu'une seule bobine b et injecter  sa f. e. m. dans le petit collecteur. On fait  ainsi varier l'excitation d'où le     décalage    I-).  



  Suivant les formes d'exécution du dispo  sitif de commutation représentées schémati  quement aux     fig.    13 et 14, on supposera. pour  simplifier qu'il s'agit d'un convertisseur mo  nophasé entraîné par un moteur synchronisé  monophasé, :étant bien entendu que ces sys  tèmes s'appliquent aussi bien au cas d'un  nombre quelconque -de phases.  



  Dans la     fig.    13, le moteur synchronisé S  entraînant la: partie tournante du convertis  seur R a son induit en série avec un seul en  roulement b bobiné sur le circuit magnétique  peu saturé excité par l'enroulement I parcouru  par le courant à redresser. Par suite du flux  créé par<I>I</I> il se produit dans<I>b</I> une f. e. m.  fonction du     courant    à, redresser, qui décale le  champ du moteur, ce qui équivaut à un<B>dé-</B>  calage des balais du redresseur. On donne à  cette f. e. m. la valeur convenable soit en agis  sant     sur    le nombre de spires de b ou de I soit  en modifiant     l'entrefer    du circuit     magnéti-          aue.     



  Dans le dispositif représenté sur la       fig.    14, l'enroulement b est excité par une bo  bine     B,    alimentée par une source synchrone  de la source     alimentant    le moteur et en qua  drature avec celle-ci. Cette bobine     B    peut  se déplacer relativement à. la, bobine b en fai  sant ainsi varier son action sur cette dernière.  Les déplacements de B sont commandés par<B>le</B>  courant redressé au moyen d'un électro-aimant  _1 ou d'un moteur quelconque. Il est entendu  qu'on peut utiliser n'importe quel mode de  déplacement de B par rapport à b (translation.  rotation,     shuntage    du circuit magnétique des  bobines<I>b</I> ou<I>B</I> par une pièce tournante, etc.).

    De même on peut utiliser au lieu des deux  bobines un transformateur d'induction dont  le stator serait par exemple à la place de     i%     et le rotor à celle de     B,    la. rotation de ce der-    nier étant commandée     par    le courant redressé  comme précédemment. On obtient ainsi dans b  une f. e. m. fonction du     courant    redressé. On  donne à cette f. e. m. la     -,-.,leur    convenable en  agissant soit sur les spires de b<I>ou</I>     B    soit sur  l'électro-aimant de commande ou sur son res  sort de rappel.  



  Le     décalage    0 obtenu     -,iv-ec        1e_;        dispositifs     d'injection ci-dessus peut être également ob  tenu de la manière     représentée        par    la figure  schématique 15.  



  Sur l'arbre :du moteur synchronisé est     cla-          veté    un plateau métallique 69 tournant dans       l'entrefer    d'un     électro-aimant    70 à circuit  magnétique peu saturé     et    dont l'enroulement  est parcouru par le courant débité par le con  vertisseur; clans ces conditions, les courants  de     I'oucault    induit,     dan.,    le plateau 69 pro  duisent un couple résistant et par suite un  décalage     t9    auquel on donne par construc  tion la valeur convenable.  



  Pour rendre l'effet du décalage encore  plus     sensible,    on. peut, le plateau 69 étant       claveté    sur l'arbre 16. accoupler celui-ci à  l'arbre du moteur par un ressort dont     on          ,imortira    les     oscillation.,    à l'aide d'un     :dash-          pot    ou autre dispositif similaire.  



  Dans le but de faciliter la. commutation,  on peut utiliser conjointement avec l'un  quelconque des dispositifs représentés aux       fig.    12, 13,     1t    et 15 le     dispositif    représenté  sur la.     fig.   <B>1.6</B> dans lequel le moteur synchro  nisé S qui commande le convertisseur R est  accouplé     mécaniquement    avec un petit alter  nateur A dont l'induit     est    en     série    avec le       convertisseur    R. L'inducteur de cet alterna  teur     (fig.    1.7) possède le même nombre de  pôles principaux N     S    que le moteur synchro  nisé d'entraînement.

   En plus des pôles prin  cipaux il possède un nombre double<B>de</B> pôles  intermédiaires     ra   <I>s</I> de petite dimension par  rapport aux     premier:,        mais    donnant une forte  induction.  



  La.     fig.    18 montre l'effet de cet alterna  teur; la courbe I     représente    la tension fournie  par la source de courant à. redresser (par  exemple une sinusoïde). La. courbe<I>II</I> est la       tension    fournie par l'alternateur     A.;    la courbe      <I>11l</I> est la résultante (la somme algébrique)  de ces     deux    courbes. On voit que la courbe  <I>III</I>     possède    une partie comprise entre        .    et     b    où la tension varie très peu ou tout au  moins     varie    d'une manière favorable à la  commutation.     ce    qui est le résultat cherché.

    Il est bien     entendu    qu'on peut utiliser n'im  porte quel alternateur     donnant    une courbe  du genre<B><I>II.</I></B>  



       Pour        'aider    à l'intérieur de la machine  un gaz     protecteur,    on peut utiliser le dispo  sitif représenté schématiquement à la     fig.    19.  La cuve 3,     -1    du convertisseur communique  avec une cloche 71 plongeant dans un bain  annulaire de liquide convenable (huile, gly  cérine,     etc.).    De cette façon les     dilatations     et     contractions    du gaz     contenu    clans la  cuve du redresseur peuvent se donner libre  cours en soulevant ou abaissant la cloche 71.  



  Les déplacements de cette cloche     peuvent.     être contrôlés par un contact électrique ou  un déclenchement mécanique quelconque  (non représenté sur le schéma) actionnant  un signal ou même agissant directement sur  les robinets d'introduction ou d'échappement  du gaz de manière à     compenser    automati  quement les petites fuites de gaz qui meuvent  se produire.  



  Il va sans dire     que    l'invention n'est pas  limitée aux formes     d'exécution    ci-dessus dé  crites à titre d'exemple et que l'on pourra,  sans s'en écarter, modifier de toute manière  convenable la forme, la. disposition et le mode  de montage des différents organes; en par  ticulier les divers perfectionnements concer  nant le graissage de l'arbre du moteur, la  commutation et le     maintien    d'un gaz protec  teur à l'intérieur de la machine, pourront  s'appliquer indifféremment aux convertis  seurs mécaniques à balais tournants ou à col  lecteurs tournants.  



  De même, on peut adopter un nombre de  phases et une vitesse de rotation     co    quelcon  ques.  
EMI0007.0024     
    = 2     Z    f, en     -désignant    par f la fré  quence;    p =     nombre    de paires de pôles;       ii.    = nombre de lames du collecteur;  <I>in.</I> = nombre de fils d'amenée du cou  rant alternatif.  



  De plus,     ,B    étant le nombre de jeux de  balais, par cuve (ou nombre de colonnes 24  on 57).  



  On a:  
EMI0007.0030     
    a étant la distance angulaire de     deux     jeux successifs dans une même cuve.  



       c'    la distance angulaire d'un jeu d'une  cuve par rapport au jeu suivant de l'autre  cuve.    Bien entendu on peut aussi monter plu  sieurs jets en parallèle et avoir ainsi un  nombre quelconque de gicleurs sur chaque  colonne 24 ou 57.    Le     convertisseur    peut être prévu non seu  lement pour redresser du courant alternatif,  mais aussi pour transformer du courant con  tinu en courant alternatif de fréquence quel  conque ou même pour transformer du cou  rant alternatif en courant alternatif de fré  quence différente.  



  Les grilles 47 peuvent comporter un nom  bre quelconque de barreaux; cela .dépend de  la facilité avec laquelle se fait la commuta  tion.  



  Dans certains cas favorables (faible ten  sion des sections commutées du transforma  teur et faible débit) la grille peut ne compor  ter qu'un seul barreau sans interposition  d'une résistance reliée au plot correspondant,  le jet long constituant alors la résistance né  cessaire pour assurer la commutation.  



  Dans un but d'économie et pour les appa  reils .de faible puissance, on pourra supprimer  soit l'alternateur de commutation     (fig.    16),  soit l'injecteur de force électromotrice consti  tué suivant l'un des dispositifs représentés  aux     fig.    12, 13, 14 et 15, soit à la. fois l'al  ternateur et l'injecteur.      Il va, sans dire qu'on peut utiliser     pour     l'entraînement du convertisseur un moteur       synchronisé    d'un nombre quelconque de pha  ses, à induit ou à inducteur tournant.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Convertisseur de courant alternatif à mercure liquide comportant, d'une part, au moins un collecteur principal constitué par une série de lames disposées suivant un cer cle. d'autre part, un équipage porte-balais comportant une série d'ajutages servant à. di riger les jets de mercure sur ces lames, et un moteur asynchrone synchronisé servant à pro duire une rotation relative. continue de fuit des éléments:
    collecteur et équipage, par rap port à l'autre de manière que les lames de collecteur soient balayées successivement par les jets de mercure, ce convertisseur étant ca ractérisé en ce que, outre les ajutages qui servent < < u transport .de la presque totalité du courant et dont les ,jets sont courts. l'équi page porte aussi des ajutages dont les jets sont relativement longs et balaient au moins un collecteur auxiliaire servant à améliorer la commutation, c'est-à-dire à.
    éviter la formation d'étincelles destructives entre les premiers jets ut lelames du collecteur principal. SOUS-REVENDICATIONS l Convertisseur suivant la. revendication, dont le collecteur auxiliaire comporte une série de lames métalliques et, dans le intervalles de ces lames. des brilles dit(--s de commutation, chacune de ces grille comportant plusieurs barreaux métallique disposés pour être balayés successivement par chaque jet long de mercure et reliés entre eux par des résistances qui vont en croissant dans le sens du balayage.
    Convertisseur suivant la. revendication et la sous-revendication 1, dans lequel les lames du collecteur principal sont dispo sées alternativement à deux niveaux dif férents, de même que les lames et grilles du collecteur auxiliaire, chaque lame étant reliée à la lame diamétralement opposée, tandis que les ajutages à jets courts et à jets longs sont aussi placé; à des nivea uv différents correspondants. 3 Convertisseur suivant la. revendication.
    dans lequel l'équipage porte-balais est monté sur l'arbre du moteur et eomport(- dans un plan vertical quatre ajutages à jet court et quatre ajutages à. jet long, diamétralement opposés deux à deux<B>-</B>et superposés les uns aux autres, et dan: un plan vertical perpendiculaire au pré cédent, un même nombre d'ajutages sem blablement disposés.
    1- Convertisseur suivant la. revendication et la sous-revendication 1, dans lequel les lames du collecteur principal sont minces, tandis que les lames du collecteur auxi liaire servant à la. commutation sont épaisses, les lames de ces deux collecteurs étant disposées les unes au-dessus des autres et reliées électriquement entre elle.
    Convertisseur suivant la revendication et la, sous-revendication3 3, dans lequel les collecteurs et l'équipa"'(- porte-balais :
    ont enfermés dans une enveloppe divisée en deux chambres su perposées par Lui plateau interinécliaire, Ic#s a .jetages disposés suivant un même plan étant placés dans l'une de ces chambres et les ajutages disposés sui vant le plan perpendiculaire au précédent étant placés dans l'autre chambre.
    G) Convertisseur suivant la revendication et la, sous-revendication 3, dans lequel les deux séries d'ajutages sont alimentées dc- mercure séparément. par deux pompes ro tatives puisant le mercure chacune dans une cuvette placées au-dessous d'elle, les finasses de mercure mises en circulation par ces deux pompes étant distinctes et isolées électriquement.
    7 Convertisseur suivant la, revendication ct la. sous-revendication 1, dans lequel le collecteurs sont rotatif: et l'équipa:;e porte-balais est fixe. Convertisseur suivant la revendica4 ioifi. dans lequel une seule pompe refoule du mercure à travers des bras creux terminés par des ajutages à plusieurs trous qui dé- versent le mercure en gouttelettes dans des colonnes creuses portant latéralement lev ajutages qui dirigent les jets formant halais.
    :) Convertisseur suivant la revendication, dans lequel les jeux d'ajutages correspon dant: à des polarités différentes sont ali- menté#; par autant de pompes distinctes qui pont isolées électriquement entre elles et qui sont alimentées par une chute de 11icrcure en gouttelettes. ! 0 Convertisseur suivant la revendication, dans lequel la commutation est améliorée grâce à l'injection dans le moteur synchro nisé d'une force électromotrice choisie de façon à produire un décalage convenable chi moteur sur le champ tournant.
    11 Convertisseur suivant la revendication et la sous-revendication 10, dans lequel l'injection de force électromotrice est ob tenue au moyen de deux enroulements reliés à l'induit du moteur et bobinés sur du circuit magnétique très peu sa turé qui porte un troisième enroulement relié au convertisseur. 12 Convertisseur suivant la revendication et la sous -revendication 10, dans lequel l'in jection de force électromotrice est pro duite au moyen d'un enroulement par couru par le courant à redresser et monté sur un circuit magnétique qui porte aussi une bobine en série avec l'induit du mo teur.
    13 Convertisseur suivant la revendication et la sous-revendication 10, dans lequel l'in jection de force électromotrice est obte nue au moyen d'une bobine excitant un enroulement en série avec l'induit du moteur et alimentée par une source syn chrone de la source qui alimente lé mo teur et en quadrature avec celle-ci, cette bobine étant disposée de manière à pou voir être déplacée par rapport audit en roulement afin de régler son action. 14 Convertisseur suivant la revendication, dans lequel un décalage du moteur est obtenu par la production de courants de I'oucault dans un disque qui tourne avec l'arbre du moteur.
    là Convertisseur suivant la revendication, clans lequel le moteur est accouplé avec - un petit alternateur dont l'induit est en série avec le convertisseur et tel que la courbe résultant de l'addition algébrique de la courbe de tension du courant à re dresser et de celle fournie par l'alterna teur présente, aux instants de commuta tion, des portions presque en palier. <B><I>16</I></B> Convertisseur suivant la revendication, dans lequel le moteur est accouplé avec un alternateur dont l'inducteur possède le même nombre de pôles principaux que le moteur et en outre un nombre double de pôles intermédiaires de faible dimension par rapport aux premiers, mais donnant une forte induction.
    17 Convertisseur suivant la revendication, dans lequel le moteur, ayant son arbre placé verticalement, porte pour le grais sage de ses paliers deux petites turbines que cet arbre entraîne par frottement et dont le dessus conique est surmonté d'un chapeau en clinquant simplement posé sur la turbine. 18 Convertisseur suivant la revendication, dans lequel les collecteurs de l'équipage ._ porte-balais sont enfermés dans une en veloppe qui communique avec une cloche flottant sur un liquide, ladite enveloppe et ladite cloche contenant un gaz pro tecteur.
    19 Convertisseur suivant la revendication et la sous-revendication 18, dans lequel -un robinet d'arrivée de gaz est commandé par les mouvements de la cloche de façon à produire automatiquement dans l'en semble de l'enveloppe et de la cloche une admission de gaz en cas de fuite.
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