Dispositif de régulation de la fréquence d'un groupe convertisseur La présente invention a pour objet un dis positif de régulation de la fréquence d'un groupe convertisseur, dont le moteur d'entraînement est un moteur synchrone et dont le générateur doit fournir une tension alternative à fréquence constante.
Par suite des variations de fréquence qui peuvent survenir dans les réseaux de distribu tion, la vitesse du moteur synchrone ne demeure pas constante, ce qui provoque une variation concomitante de la fréquence du générateur du groupe convertisseur. Or, dans certains cas, no tamment quand il s'agit de commander des re lais à résonance à circuit accordé sur une fré quence déterminée (généralement, une fré quence musicale), il est indispensable, pour as surer le bon fonctionnement de ces relais, que la fréquence du générateur demeure constante.
L'objet de la présente invention est un dis positif de régulation de la fréquence d'un groupe convertisseur dont le moteur d'entraînement est un moteur synchrone et dont le générateur doit fournir une tension alternative à fréquence cons tante. Ce dispositif est caractérisé en ce que l'arbre du moteur synchrone est relié à l'ar bre du générateur par un différentiel dont l'un des planétaires est entraîné, à l'aide d'une trans mission irréversible, par un moteur auxiliaire à courant continu alimenté par un dispositif fournissant une succession d'impulsions de cou rant dont le sens et la valeur dépendent de l'écart entre la fréquence du générateur et la fréquence désirée, le tout étant agencé de façon que, d'une part,
pour une valeur de la fréquence du réseau choisie comme étant la valeur mi nimum au-dessous de laquelle cette fréquence est supposée ne pouvoir descendre, la fréquence du générateur ait la valeur désirée, ledit pla nétaire du différentiel restant alors immobile, et que, d'autre part, pour des valeurs de la fré quence du réseau supérieures à cette valeur minimum, les impulsions fournies par ledit dis positif produisent la rotation permanente dudit planétaire dans un sens tel qu'il provoque le ralentissement de l'arbre entraînant le généra teur.
La valeur minimum de fréquence susmen tionnée peut être, par exemple, de 47 Hz pour une fréquence nominale de 50 Hz.
Cette disposition présente l'avantage de per mettre l'utilisation d'un moteur auxiliaire de faible puissance (donc peu coûteux, d'encom brement réduit, et dont le rotor présente une faible inertie) puisqu'il entraîne ledit planétaire du différentiel dans un sens tel qu'il n'a pas à produire de couple moteur supplémentaire. La puissance du moteur devrait être nettement plus importante s'il devait entraîner le planétaire de façon à augmenter la vitesse du générateur.
La figure ci-jointe représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution du dispositif de ré gulation objet de l'invention.
Dans cette figure, 1 représente le moteur synchrone branché aux bornes R, S, T d'un ré seau dont la fréquence peut varier. 2 est un différentiel dont le porte-satellite 21 est en traîné par le moteur synchrone et dont le pre mier planétaire 22 entraîne un générateur 3, dont l'enroulement d'excitation n'est pas repré senté. Ce générateur doit fournir une tension alternative de fréquence constante Fo entre les bornes 4 et 5. Le deuxième planétaire 23 du différentiel est solidaire, à l'aide d'une trans mission irréversible 6 (roue tangente - vis sans fin) de l'induit 7 d'un moteur à courant con tinu 10. L'inducteur 8 de ce moteur est alimenté par une source 9 de tension continue constante.
Les impulsions qui traversent l'induit 7, dans un sens ou dans l'autre suivant le sens de l'écart entre la fréquence du générateur 3 et la fré quence désirée, sont fournies par l'un ou l'au tre des deux thyratrons 11, 12 montés en op position (la cathode de l'un étant reliée à l'anode de l'autre et réciproquement). Ces anodes et cathodes sont excitées par une tension alterna tive fournie par le secondaire d'un transforma teur 13 dont le primaire est branché sur le ré seau.
14 est un oscillateur synchronisé, accordé sur la fréquence F,,. Il est connecté aux bornes du générateur 3, et il alimente le primaire d'un transformateur 15 dont le secondaire possède une prise médiane 16 et constitue une partie d'un modulateur en anneau, qui comprend, en outre, comme cela est connu, quatre redres seurs 17, 18, 19, 20. Aux bornes de sortie de ce modulateur, sont branchés deux condensa teurs 24 et 25 de capacité égale et deux résis tances, 26 et 27, de valeur égale. Le point mi lieu 16 du secondaire du transformateur 15 et le point 28, situé entre 24 et 25 ainsi qu'en tre 26 et 27, sont connectés aux bornes du gé nérateur 3.
Si la fréquence F de la tension fournie par le générateur 3 est différente de la fréquence F,, la tension de sortie de l'oscillateur synchro nisé (tension qui alimente le primaire du trans formateur 15) est déphasée par rapport à la tension aux bornes du générateur 3 (tension qui, comme cela a été indiqué, est appliquée entre les points 16 et 28). Ce déphasage a une ampli tude fonction de l'écart F - F" et son sens dépend du signe de l'écart. On obtient donc, entre les points 29 et 30, une tension continue dont l'amplitude et la polarité dépendent du dé phasage. Si les fréquences F et F,, sont égales, la tension entre les points 29 et 30 est nulle.
29 et 30 constituent les bornes d'entrée d'un deuxième modulateur en anneau compre nant les quatre redresseurs 31, 32, 33, 34 et le transformateur 35 dont l'enroulement 38 pos sède une prise médiane 36. Le point 28 et la prise médiane 36 sont connectés aux bornes du réseau, en parallèle avec le primaire du trans formateur 13. Les extrémités de l'enroulement 39 sont respectivement connectées aux grilles de commande des thyratrons 11 et 12. S'il existe une tension continue entre les points 29 et 30, il apparaîtra aux bornes de l'enroulement 39 du transformateur 35 (c'est-à-dire aux gril les de commande des thyratrons 11 et 12) une tension U à la fréquence du réseau, qui peut être en phase ou en opposition de phase avec la tension du réseau qui alimente le transforma teur 13, suivant la polarité de la tension con tinue aux points 29 et 30.
Si l'alternance positive de la tension U ap pliquée à la grille de commande du thyratron 11 coïncide avec l'alternance pendant laquelle la plaque de ce thyratron est positive, celui-ci s'amorce à chacune des alternances pendant la quelle sa plaque est positive et une succession d'impulsions parcourt l'induit 7 du moteur 10 dans le sens de la flèche f. D'autre part, le thy- ratron 12 restera constamment désamorcé.
Si l'alternance positive de la tension U ap pliquée à la grille de commande du thyratron 12 coïncide avec l'alternance pendant laquelle la plaque de ce thyratron est positive, celui-ci s'amorce (tandis que le thyratron 11 se désa- morce) et les impulsions parcourent l'induit 7 en sens inverse de la flèche f.
Le fonctionnement du dispositif est le sui vant Supposons que la fréquence du générateur 3 ait exactement la fréquence F, lorsque la fré quence du réseau est de 47 Hz, valeur au- dessous de laquelle la fréquence du réseau est supposée ne pouvoir descendre. Dans ces con ditions, la tension de sortie de l'oscillateur syn chronisé 14, et par conséquent la tension aux bornes du secondaire du transformateur 15, est en phase avec la tension aux bornes du géné rateur 3, c'est-à-dire avec la tension qui ali mente le premier modulateur en anneau entre les points 16 et 28.
Il n'y a donc pas de ten sion continue entre les points 29 et 30, et par conséquent la tension U aux bornes de l'en roulement 39 du transformateur 35 est nulle. Aucun des deux thyratrons 11 et 12 n'est ex cité et le moteur 10 ne tourne pas. Si la fréquence du réseau a une valeur<I>FI</I> plus grande que 47 Hz, la fréquence du géné rateur 3 est plus grande que la fréquence Fo. Dans ces conditions, la tension de sortie de l'oscillateur synchronisé 14 est déphasée par rapport à la tension entre les points 16 et 18 du premier modulateur en anneau.
Une tension continue existe alors entre les points 29 et 30, de sorte qu'il apparaît aux bornes de l'enroule ment 39 du transformateur 35 une tension al ternative U qui excite les grilles de commande des thyratrons 11<B>*</B>et 12. On suppose que la plaque du thyratron 11 est alternativement po sitive et négative en même temps que sa grille de commande. A chaque alternance positive, ce thyratron s'amorce et une succession d'impul sions va parcourir l'induit 7 du moteur 10. Ce lui-ci tourne dans un sens tel que la rotation du planétaire 23 du différentiel 2 provoque un ralentissement du générateur 3.
Sa vitesse va diminuer et atteint celle qui correspond à la fréquence F, A ce moment, le thyratron 11 se désamorce, le moteur 10 n'est plus alimenté, mais par suite de l'inertie de son rotor, son ac tion de ralentissement continue et la vitesse du du générateur 3 diminue de sorte que sa fré- quence devient légèrement inférieure à F, Le thyratron 12 s'amorce alors, et de nouvelles impulsions parcourent l'induit 7 du moteur 10, mais dans le sens inverse de celui des impul sions produites par le thyratron 11. Ces nou velles impulsions provoquent un freinage du moteur.
La vitesse du moteur 10 diminuant, celle du générateur 3 augmente, ce qui provo que immédiatement un désamorçage du thyra- tron 12 et un nouvel amorçage du thyratron 11.
Le réglage du générateur 3 se fera donc par une succession d'impulsions motrices et frei- nantes <B>du</B> moteur 10 dues â une succession d'amorçage et de désamorçage des thyratrons 11 et 12.
Les variations de fréquence du réseau qui entraînent des variations de vitesse du moteur synchrone 1 sont corrigées par le même proces sus qui vient d'être décrit. Les durées des amor çages et des désamorçages successifs des thy ratrons se modifient suivant le sens des va riations de fréquence du réseau, de façon que lu vitesse moyenne du planétaire 23 augmente si la fréquence du réseau augmente, et diminue dans le cas contraire.
Dans le cas où le générateur 3 doit fournir une tension alternative à différentes fréquences déterminées (pour la commande de relais à ré sonance fonctionnant à diverses fréquences par exemple), on intercale un dispositif à change ment de vitesse de tout type connu sur l'arbre de commande dudit générateur.
En variante, le moteur 1 pourrait entraîner un des planétaires du différentiel, tandis que le générateur 3 pourrait être entraîné par le porte- satellite. De même, les modulateurs en anneau pourraient être remplacés par tout dispositif à lampes ou à circuit magnétique saturé permet tant d'obtenir le même résultat. On pourrait aussi utiliser des tubes thermoïoniques autres que des thyratrons mais ayant un fonctionnement ana logue, par exemple des ignitrons.