Installation de conversion de courant électrique. La présente invention se rapporte à une installation de conversion de courant élec trique.
Dans l'application de convertisseurs pour fournir de grandes quantités d'énergie, par exemple pour des installations électrochimi ques, à partir d'un circuit d'alimentation à courant alternatif, on a trouvé qu'il est très économique et très avantageux d'utiliser un nombre relativement grand de convertisseurs de capacité normale pour effectuer la conver sion.
Ceci est particulièrement avantageux lors qu'un ou plusieurs des convertisseurs est mis hors de service et. que le reste des convertis seurs doit supporter sensiblement la pleine charge sans être soumis à une surcharge dan gereuse. Ceci arrive surtout lorsque des con vertisseurs électriques à vapeur sont employés à cause de la capacité de surcharge relative ment grande des convertisseurs individuels et qu'un ou plusieurs convertisseurs peuvent être déconnectés pendant des périodes de temps relativement longues sans aucun incon vénient.
Jusqu'à présent, lorsque des convertisseurs rotatifs étaient employés comme éléments con vertisseurs, il était de coutume de connecter tous les convertisseurs marchant à vide à une r barre omnibus et d'employer alors un seul interrupteur principal d'une capacité suffi samment grande pour connecter la barre om nibus à la barre de charge.
Lorsqu'on emploie des convertisseurs électriques à vapeur qui comportent des électrodes d'amorçage, des essais ont été faits pour faciliter l'opération d'amorçage de l'installation de conversion en reliant les convertisseurs au circuit d'alimen tation et au circuit de charge, pendant que les électrodes d'amorçage ne sont pas encore excitées, et ensuite amorcer un passage de courant en excitant simultanément tous les dispositifs, qui excitent par impulsions les électrodes d'amorçage. Toutefois, on a éprouvé des difficultés considérables avec cette mé thode dans les installations de conversion, dans lesquelles l'excitation par impulsions est produite au moyen de circuits de distorsion d'ondes qui comprennent des réactances et des condensateurs.
Dans de telles installations, les convertisseurs fonctionnant en parallèle ne commencent pas à conduire du courant au même moment, alors même que leurs circuits de distorsion d'ondes respectifs sont reliés simultanément à leurs sources de tension de commande. Il en résulte que les convertisseurs qui commencent à fonctionner avant les autres sont fortement surchargés.
Le but de l'invention est de surmonter ces difficultés. L'installation de conversion de courant électrique suivant l'invention com prend une série de convertisseurs à valves multiples reliés en parallèle, chaque valve des- dits convertisseurs comportant une anode principale, une cathode et une électrode d'amorçage, et des dispositifs pour exciter par impulsions lesdites électrodes d'amorçage au moyen de circuits de distorsion d'ondes qui comprennent des réactances et des condensa teurs.
Cette installation est caractérisée par des interrupteurs branchés aux bornes de sor tie desdits circuits de distorsion d'ondes et susceptibles de maintenir lesdites électrodes d'amorçage hors service en court-circuitant lesdites bornes de sortie pendant le passage initial de courant dans lesdits circuits de dis torsion d'ondes, et par des dispositifs de com mande susceptibles d'ouvrir simultanément tous lesdits interrupteurs, afin de mettre les dites électrodes d'amorçage en service après que lesdits circuits de distorsion d'ondes ont atteint un état de fonctionnement stable. Le dessin annexé représente, en une figure unique, à titre d'exemple, le schéma d'une installation de conversion.
Un circuit à courant alternatif 10 est relié à un circuit de charge à courant continu 17. auquel une grande quantité d'énergie sous forme de courant continu doit être livrée. Le circuit à courant alternatif 10 est relié au circuit de charge par l'intermédiaire de trans formateurs de redressement 12, la quantité d'énergie passant à travers chaque transfor mateur 12 étant réglée par un dispositif de redressement électrique à vapeur constitué, dans le présent cas, pour simplifier les choses, par deux imités A et N, bien que ces unités puissent être prévues en un nombre plus grand.
Chaque unité de redressement comprend plusieurs paires de valves électriques à va peur à conduction alternante 13, chaque valve comportant un récipient sous vide convenable 14 ayant une cathode de reconstruction vapo- risable 15 en matière appropriée, telle que du mercure, et une anode coopérante 16. Les moyens d'excitation pour chaque paire de valves 13 comprennent une source de courant alternatif de la même fréquence que le poten tiel fourni par le circiût à courant alternatif 10, la source de potentiel étant représentée ici sous forme d'un transformateur 20 qui est alimenté, par l'intermédiaire d'un interrrup- teur de commande 8, par le circuit à courant alternatif 10.
Chaque enroulement 21 du transformateur 20 est relié à 1-me électrode d'amorçage 17 prévue dans chacune des paires de valves 13, par l'intermédiaire de ce qu'on appelle un réseau de distorsion d'onde ou d'allumage à réactance. Ce réseau comprend habituellement un dispositif de commande de phase compre nant une réactance variable 23 reliée en série avec chacun des enroulements de phase 21 du transformateur 20, une réactance saturable 24 et Zme capacitance 25 reliée en parallèle avec l'enroulement 21 et la réactance variable 23.
Si les constantes de ces éléments sont choi sies d'une manière adéquate, ce réseau ne constitue pas qu'un dispositif pour décaler la phase et régler les potentiels, mais aussi un réseau à potentiel constant pour le dispositif d'allumage à réactance proprement dit qui comprend une capacitance 29 reliée aux bornes de décalage de phase, un réseau à po tentiel constant et pourvu d'une impédance convenable 26 constituée ordinairement par une réactance ayant une caractéristique linéaire servant au réglage du courant allant de la source de courant à la capacitance 29.
Le courant allant de la. capacitance 29 aux électrodes d'amorçage 17 est réglé au moyen d'une impédance ayant une caractéristique non linéaire constituée habituellement par une réactance saturable 27. Dans le but d'ap pliquer d'une manière adéquate le débit de potentiel de la réactance saturable 27, un ré seau 28 destiné à empêcher qu'un courant de retour passe par les électrodes d'amorçage 17 est ordinairement intercalé entre les bornes du dispositif de distorsion d'onde 22 et des élec trodes d'amorçage 17.
Un interrupteur de court-circuitage 30 est prévu pour chaque paire d'électrodes d'amor çage et tous les interrupteurs de coiut-circui- tage 30 sont actionnés simultanément au moyen d'un relais de commande principal 31 actionné au moyen d'un interrupteur de com mande 32.
En faisant fonctionner les unités A à N simultanément, le circuit de commande 40 est alimenté en fermant l'interrupteur d'excita tion principal 8, ensuite l'interrupteur de commande 32 est actionné pour alimenter le relais 31 qui alimente les relais 31X qui fer ment leurs contacts 30 et mettent en court- circuit toutes les électrodes d'amorçage 17. Tous les interrupteurs du côté du courant alternatif 52 sont alors fermés, ainsi que les interrupteurs du côté du courant continu 72.
Après un intervalle de temps suffisamment grand pour permettre aux circuits d'excita tion 22 d'arriver à un état de fonctionnement stable, l'interrupteur de commande principal 32 est ouvert, permettant ainsi au relais 31 de s'ouvrir, désexcite les relais 31X qui ouvrent les contacts 30 simultanément et permet au courant d'excitation de passer des réseaux d'excitation 22 aux électrodes d'amorçage 17, de sorte que toutes les unités A à N sont simultanément alimentées, le courant commen çant alors à passer à travers toutes les uni tés 4 à N de l'installation.
Etant donné le caractère inductif et capa- citif des parties composantes des circuits 22, l'application initiale d'une tension provoque des courants transitoires indésirables qui dis paraissent après que le circuit a fourni un courant de charge pendant quelques cycles. Si les courants transitoires pouvaient circuler jusqu'aux électrodes d'amorçage, il en résulte rait un fonctionnement incorrect des conver tisseurs, puisque certains des convertisseurs fonctionnant en parallèle deviendraient con ducteurs plus tôt ou plus tard que les autres.
Ceci est dû au fait que ces courants transitoires varient en grandeur et en phase, dépendant de petites différences dans les caractéristiques électriques des réactances et des condensa= teurs employés dans les circuits individuels. En appliquant une tension aux circuits 22 pendant la fermeture des interrupteurs 30, les circuits conduisent le même courant (de charge) qu'ils conduiraient si le courant cir culait jusqu'aux électrodes d'amorçage, de sorte que les circuits peuvent atteindre un état de fonctionnement stable ou normal préalablement au fonctionnement du disposi tif de commande 31 destiné à ouvrir tous les interrupteurs 30.