Dispositif destiné à régulariser la puissance absorbée par des récepteurs à caractéristique interne variable, en particulier des installations électrolytiques. La présente invention a pour objet un dis positif qui permet d'augmenter le rendement des installations réceptrices à caractéristique interne variable. Ce dispositif -est applicable aux installations électrolytiques et, en parti culier, aux cuves électrolytiques utilisées pour la fabrication de l'aluminium et qui sont ali mentées par les grands réseaux haute tension par l'intermédiaire de groupes convertisseurs synchrones, asynchrones, commutatrices ou redresseurs à vapeur de mercure.
Suivant l'invention, on maintient prati quement constante la puissance absorbée aux bornes de tels récepteurs en utilisant un régu lateur électrique à organe wattmétrique. Ce régulateur peut être d'un modèle courant, em ployé actuellement pour le réglage de la ten sion, de l'intensité ou du déphasage, modifié toutefois par substitution à l'organe voltmé- trique, ampèremétrique, ou mesureur de -dé- phasage, d'un organe wattmétrique, tels que ceux ordinairement utilisés dans les compteurs ou les wattmètres.
Le régulateur utilisé peut d'ailleurs être du type à action lente ou rapide; il peut agir, par exemple, sur le rhéostat d'excitation des génératrices alimentant les circuits d'électro lyse, ou sur les régulateurs d'induction ou les transformateurs à prises variables placés sur les commutatrices et les redresseurs.
Le circuit de mesure du régulateur peut prendre ses indications aux bornes des élé ments w attmétriques placés sur le moteur d'entraînement ou les régulateurs d'induction, et les transformateurs, ou bien utiliser la dif férence de potentiel aux bornes de shunts pla cés sur les circuits d'électrolyse.
Pour limiter les surtensions qui pour raient se produire aux bornes des génératrices à courant continu, les régulateurs seront de préférence pourvus de limiteurs ayant leur circuit de mesure alimenté par la tension des circuits d'électrolyse. Pour limiter les surin tensités, il conviendra aussi de pourvoir ces mêmes régulateurs de limiteurs alimentés par la différence de potentiel aux bornes des shunts contrôlant l'intensité .des circuits d'é lectrolyse. Ces limiteurs se substituent aux régulateurs de puissance et agissent sur l'in tensité et la tension- quand les conditions li mite de régulation sont atteintes.
Le mode de régulation suivant l'invention présente en particulier les deux avantages principaux suivants: 1.. Il permet; quand une usine -de fabrica- tiond'aluminium, par exemple, est alimentée par un réseau de distribution à haute tension, et un poste de transformation comportant des groupes convertisseurs, des commutatrices ou des redresseurs à vapeur de mercure, -d'ali menter à puissance constante les séries de cu ves ou de bacs, et d'éliminer ainsi l'infério rité actuelle des commutatrices,
groupes syn chrones ou redresseurs par rapport aux dy namos mues hydrauliquement quand il s'agit d'alimenter une série avec de tels groupes.
En effet, dans les groupes hydrauliques, le débit,des turbines est fixé de façon inva riable, -et à toute baisse de l'intensité corres pond une hausse de la tension, telle que le produit UI reste sensiblement constant et proportionnel à l'ouverture de la vanne de la turbine.
Par contre, dans les groupes à vitesse constante (synchrones ou asynchrones) ou dans les commutatrices et redresseurs, la va riation -de l'intensité n'agit sur la tension qu'en raison de la variation de chute de ten sion dans les générateurs, c'est-à-dire -de à- çon insignifiante, et la variation du produit UI dépend de<I>I,</I> donc,de la variation -des ca- raractéristiques internes du récepteur.
Dans ces conditions, on conçoit facilement que l'on augmente de façon importante la capacité de production d'une série d'électro lyse en réglant celle-ci avec le dispositif sui vant .l'invention qui permet d'accroître le nombre d'ampère-heure que la série peut absorber dans un temps donné.
2. Quand on dispose .d'une puissance,don née ou contractuelle sur un réseau de distri bution alimentant,des séries d'aluminium ou de bacs d'électrolyse avec des groupes syn chrones, des commutatrices ou des redres seurs, il n'est pas possible d'absorber à chaque instant la puissance maximum disponible par suite clés baisses -de puissance qui se produi sent sur les groupes à courant continu au mo ment de chaque variation -des caractéristiques internes des cuves ou des bacs.
Il résulte de ce qui précède que le 4isposi- tif suivant l'invention permet d'obvier à ces inconvénients et -de réaliser le coefficient d'u tilisation maximum -des installations de pro duction de transport et de transformation de l'énergie.
A titre d'exemple, lors de la marche à tension constante d'une série de 70 cuves pro duisant de l'aluminium, il se produit des va riations continuelles -de tension inhérentes au phénomène d'électrolyse même. On peut ad mettre en moyenne que les variations 4'inten- sité, et par conséquent de puissance, attei gnent 28%. Munie des régulateurs précédem ment décrits, cette série absorbera une puis sance constante dans laquelle l'intensité n'ac cusera qu'une diminution comprise entre 11 et 1251. Le coefficient d'utilisation augmente donc de 28 % sur la puissance et la capacité de production liée aux ampères-heures, aug mente -de 16 à 17 %.
Le dessin joint représente, simplement à titre d'exemple, deux schémas d'installation indiquant la façon dont peut être réalisée l'in vention.
La fig. 1 est relative à une installation d'électrolyse alimentée par une génératrice shunt et comportant un régulateur de puis sance, suivant l'invention, à action rapide; La fi--. 2 est relative à une installation -d'électrolyse alimentée par une commuta- trice et comportant un régulateur conforme à l'invention, à action lente.
Dans l'installation figurée sur le premier schéma, le réseau haute tension alimente un moteur synchrone M entraînant une généra trice à excitation shunt G. Cette génératrice alimente le circuit d'électrolyse sur lequel se trouve la série d'aluminium A. Le régulateur de puissance R, dont les enroulements série et shunt sont respectivement alimentés par les transformateurs T' et T=, commande le rhéostat r d'excitation de la génératrice.
Cette installation comporte un seul induit, mais le régulateur peut également être appliqué aux machines à plusieurs induits, couplés en pa rallèle, les commandes des rhéostats .d'excita tiondes divers induits étant conjuguées élec triquement ou mécaniquement, de façon à agir sur les divers rhéostats simultanément.
Les écarts de répartition entre induits des charges sont corrigés par un dispositif équi- libreur quelconque, tel que régulateur am- pèremétrique automatique, à action lente agissant sur des rhéostats d'ajustement pour chaque induit, ou self-équilibrage par ampères-tours anti-compound sur les induc teurs principaux.
Le régulateur R -est pourvu de limiteurs L' et L2. Le circuit de mesure -du limiteur d'intensité Ll est branché aux bornes du shunt<B>S</B> placé dans le circuit d'électrolyse. Le circuit de mesure du limiteur de tension LZ est placé en dérivation sur la série d'alu minium.
L'installation indiquée dans la fig. 2 est réalisée d'une façon analogue à celle -clé la fi* 1. La commutatrice C est alimentée par le réseau par l'intermédiaire -du transforma teur<I>T</I> et -du régulateur d'induction<I>I.</I> Cette commutatrice alimente elle-même du côté continu les cuves d'électrolyse A.
Le régula teur de puissance R a ses circuits wattmétri- ques alimentés par l'intermédiaire des trans formateurs Tl et T2. Ce régulateur agit sur le dispositif inverseur i placé sur l'alimenta tion -du moteur auxiliaire m entraînant le ré gulateur d'induction I. Comme dans le cas précédent, le régulateur R peut être pourvu de limiteurs d'intensité et de tension Ll et L2 dont les circuits de mesure sont alimentés comme représenté.
Il est bien évident que l'invention n'est nullement limitée aux formes d'exécution décrites et représentées, mais qu'elle peut être réalisée suivant différentes variantes. Le ré gulateur suivant l'invention peut être placé sur chaque groupe d'alimentation ou sur cha que série d'électrolyse, les excitations pou vant être fournies par des générateurs mon tés sur le même arbre ou indépendantes, liées ou non au régulateur par des combinateurs ou tout autre dispositif approprié.