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" PERFEOTIONNEMENT AUX DISPOSITIFS DE REGLAGE DES REDRESSEURS
A VAPEUR IONISEE MUNIS DE GRILLES DE COMMANDE "
Il est connu d'utiliser une tension d'excitation des grilles de commande d'un redresseur à vapeur ionisée constituée par une tension alternative, de même fréquence ou non que la fré- quence anodique, à laquelle on superpose une tension continue variable.
Pour réaliser des réglages automatiques, on a proposé d'employer une excitatrice à trois enroulements d'excitation con- venablement contrôlée, cette machine fournit la tension continue d'excitation des grilles.
L'invention décrite ci-après a pour objet le réglage automatique d'un redresseur muni de grilles de commande pour
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obtenir une loi quelconque de variation, soit de la ténsion con- tinue en fonction de la charge, soit du courant débité en fonc - tion de la puissance continue débitée, soit du courant continu en fonction du courant débité par d'autres machines couplées en parallèle avec le redresseur considéré.
La tension d'excitation de grille est constituée par une composante alternative, de même fréquence ou non que la fré- quence anodique, et une composante continue variable fournie par une excitatrice à deux enroulements d'excitation. L'un des en - roulements d'excitation est shunt et l'autre indépendant. Mais, suivant l'invention, l'excitatrice est utilisée de façon nouvelle ce qui permet de généraliser les prooédés de contrôle.
Pour mieux exposer l'objet de l'invention on décrira à titre d'exemple une première disposition, représentée par la figure 1 des dessins ci-annexés, qui comprend les éléments essen- , tiels suivants : R : redresseur à vapeur de mercure muni de six anodes avec grilles de commande g ; T : transformateur hexaphasé alimentant le redresseur R; H : déphaseur hexaphasé connecté aux grilles de commande g par l'intermédiaire de résistances de protection r; E : excitatrice à deux enroulements entraînée à vitesse constante par un moteur non représenté sur la figure ; S : machine à courant continu à excitation indépendante ; M : lampe triodé d'amplification; N et Nt : valves à vapeur ionisée munies de grillés de commande;
IL et N11 : valves à vapeur ionisée'non commandées; W': transformateur d'alimentation du groupe des valves N, N', N1,
N'1.
' Cette -disposition a pour but d'obtenir une caractéristi- que de tension pour le groupe transformateur-redresseur T et R bien déterminée,par exemple que la tension continue Ec du redres- seur R soit constante quel que soit le courant continu débité Io.
L'excitatrice S est entraînée à vitesse constante, elle fournit une tension constante Es.
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Le filament de la lampe triode M est connecté à l'exci- tatrice S et la grille à la cathode K du redresseur R. Le circuit filament-plaque de la lampe M se ferme sur une résistance Q à tra- vers une source continue constante P1.
Les valves N, N', N1 et N'1 sont montées en pont de Wheat- stone,'les cathodes des valves N et N' sont équipotentielles. La grille de la valve N est connectée à travers une source continue P2 à l'extrémité x de la résistance Q. La grille de la valve N' est connectée à travers une source continue P'2 à l'extrémité x' de la résistance Q. Le point 0" milieu de la résistance Q est relié aux cathodes des valves N et N'.
L'excitatrice E est connectée entre la cathode K du re- dresseur R et le point neutre 0' du déphaseur H. Elle possède un enroulement shunt 4 et un enroulement indépendant c connecté au pont de Wheatstone des valves N, N', N1 et N'1.
La tension Es de l'excitatrice S est en opposition avec la tension Eo du redresseur R. La différence de tension Es - Ec est appliquée entre.la grille et le.filament de la lampe triode M.
La'fig. 2 représente la caractéristique du courant plaque en fonc- tion de la tension grille de la lampe M. Lorsque la condition Es - Ec = 0 est remplie, le courant plaque iM a pour valeur OD (fig. 2).
La tension grille egN de la valve N par rapport à sa cathode est représentée par egN = ep2 - eQ, eq étant la différence de potentiel entre les points 0" et x'de la résistance Q et ep2 celle aux bornes de P2. La tension grille egN' de la valve N' par rapport à sa oa - thodè.est représentée par egN' = eQ - eP'2' eQ étant la différence de potentiel entre les points 0" et x' de'la résistance Q et eP'2 celle aux bornes de P'2.
Les valeurs de eP2 et eP'2 sont réglées de telle manière que pour Es - Ec = 0, les tensions egN et egN' soient négatives de sorte que les valves N et N' ne peuvent s'amorcer.
Si Ec > Es, le courant iM va tendre vers D' (fig. 2), il va donc augmenter et par conséquent la tension eQ va croître. La tension de grille egN' va diminuer négativement et pourra prendre
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'une valeur positive, par contre le potentiel egN va augmenter en valeur négative, La valve N' s'amorcera, le courant fourni par l'enroulement secondaire Ws du transformateur W, circulera dans le sens k h j f m 1. L'enroulement ± de l'excitatrice E sera donc parcouru par un courant redressé ic circulant de m en 1.
Si Ec > Es, il est facile de vérifier que la valve N s'amorcera et que par suite l'enroulement c de l'excitatrice E sera parcouru par un courant redressé ic circulant dans le sens -opposé, c'est-à-dire de 1 en m.
Les conséquences d'une telle distribution du courant ic dans l'enroulement ± de l'excitatrice E sont indiquées ci-après.
L'enroulement shunt a. de l'excitatrice E est réglé de façon que sa droite de résistance d'O d (fig. 3) se confonde avec la partie droite A' 0 A de la caractéristique e - f (ni), e étant la tension de l'excitatrice E, (ni) les ampères-tours résultants d'excitation. Lorsque le courant ic de l'enroulement 1 est nul , la tension e que peut fournir l'excitatrice E est indéterminée, le point de fonctionnement peut être situé en un point quelconque de
A' 0 A. Mais d'autre part, par suite de la liaison électrique exis- tant entre l'excitatrice E et le déphaseur H lui-même connecté aux grilles g du redresseur R, la tension e doit prendre une valeur dé- terminée.
Sur la figure 4 la courbe 1 représente la tension conti- . nue redressée Ec, la courbe 2 celle de l'anode 1, par exemple, l'a- xe de référence de ces deux courbes est l'horizontale y y' corres- pondant au potentiel du point neutre 0 du transformateur T de la fig. i. Sur la même figure 4, avec pour axe de référence y1 y'1 correspondant au potentiel de la cathode K du redresseur R, sont représentées les courbes Egal et Ego, Egal est le potentiel alter- natif de la grille de l'anodè 1 par rapport au potentiel de la ca- thode K. Egc est la tension continue de polarisation, en l'espèce
Egc est la tension e de l'excitatrice E.
L'anode 1 correspondante s'amorce lorsque le potentiel de sa grille atteint la valeur 0 (ce qui n'est pas tout-à-fait exact, mais ne nuit en rien à l'explica-
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tical). Lorsque Egc = u, l'anode 1 s'amorce en L; si on prena pour . axe de référence des angles d'amorçage la droite z z' passant par le point d'amorçage naturel de l'anode 1, l'angle d'amorçage est représenté par o@ . Si on donne à Egc une certaine valeur E'gc qua- lifiée de positive lorsqu'elle tendra à déplacer l'ensemble de la courbe Ega1 dans le sens de la flèche a , l'angle d'amorçage de - viendra ce) < Ó. Dans ce cas la tension continue Ec augmentera de valeur.
On supposera que l'angle Ó. constant ait une valeur ' telle que lorsque le courant I. débité par le redresseur R est.nul et que Ego - 0 la valeur de Ec soit égale à la tension Es de la machine S (fig. i). On peut vérifier que dans ce cas la tension e , de l'excitatrice E devra prendre la valeur 0 pour Ic = 0.
En effet, si e 0, et que le point de fonctionnement se trouve en F (fig. 3) c'est-à-dire que e > 0, l'angle d'amorçage des anodes du redresseur R va diminuer, et la tension Ec va 'deve- nir plus grande que Es. Il a été dit précédemment que lorsque .
Ec>Es un courant ic va circuler dans l'enroulement c de m en 1.
Si le sens de l'enroulement .0. est choisi convenablement pour que les ampères-tours (ne ic) de o soient négatifs pour ce courant ic, le point de fonctionnement de l'excitatrice E va'tendre à venir en G. En réalité la tension e n'atteindra pas G, car lorsque la tension e passera par zéro et que Eo - Es, le courant ic stannu - lera et la tension e se fixera à la valeur zéro qui constituera une position d'équilibre. La valeur de e pourra osciller légère- ment autour de 0 (fig. 3) cela dépendra de la valeur (Ec - Es) pour laquelle l'impulsion de courant ic sera donnée dans un sens ou dans l'autre dans l'enroulement c. Lorsque le courant débité
I va croître, Eo va tendre à diminuer mais par suite du fonction- nement décrit'ci-dessus, Ec restera constant pour que Ec - Es = 0.
La tension e va augmenter en valeur positive, de façon à faire diminuer l'angle d'amorçage des anodes du redresseur R.
Cette disposition montre que l'emploi de l'excitatrice
E se caractérise d'une façon nouvelle, l'enroulement indépendant c
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de celle-ci reçoit des impulsions de courant d'intensité constante, la durée et le sens de ces impulsions étant tels que la tension e de l'excitatrice E peut prendre les valeurs nécessaires pour assu- rer le réglage désiré. Ce mode de fonctionnement est intéressant car l'intensité de l'impulsion est indépendante des variations de la grandeur contrôlée, et permet pour de faibles variations de celle-ci d'obtenir un réglage sans retard. De plus en choisissant pour ic une valeur suffisamment élevée, le réglage de la tension e devient indépendant de l'inertie magnétique de la machine E.
Le système provoquant les impulsions de courant ic étant constitué par des valves agit également dans retard. Il est évident que l'on peut employer tout autre système pour provoquer les impul- sions de courant dans l'enroulement c de l'excitatrice E, par exem- ple au moyen d'un régulateur genre Tirill, le fonctionnement de l'ensemble du dispositif reste le même.
On a utilisé comme grandeur de référence la tension Es d'une machine de référence S. On a supposé Es constant. Par l'ad- jonction d'un enroulement d'excitation supplémentaire à l'excita- trice S, cet enroulement étant parcouru par un courant proportion- nel à Ic, il est possible d'obtenir l'hypercompoundage ou l'hypo- compoundage de la caractéristique en charge Ec - f (Io) du redres- seur R.
On peut envisager une autre application : maintenir le courant continu débité constant lorsque la puissance débitée va - rie. La fig. 5 représente une disposition permettant d'atteindre ce résultat, on y retrouve les mêmes éléments que sur la fig. i, sauf pour le système de contrôle des impulsions de courant i .
L'excitatrice S entraînée à vitesse constante est munie de deux enroulements d'excitation bobinés en opposition, l'un n est parcouru par un courant in constant, l'autre n' est parcouru par un courant proportionnel au courant Ic débité par le redres - seur R. L'excitatrice S peut débiter sur une résistance Q, dont le point milieu 0" est connecté au point h du pont de Wheatstone.
Les deux extrémités x' et x de la résistance Q, sont reliées res-
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pectivement aux grilles des valves N et N'. Les sources de ten- sion continue P2 et P'2 constituent une polarisation négative constante des grilles de N et N'. Il est facile d'imaginer le fonctionnement du système. Lorsque la condition in = in' est rem- plie, aucun courant ne circule dans l'enroulement c de l'excita - trice E. Si in' devient plus grand que in un courant circule dans la résistance Q, on le supposera allant de x' vers x. La valve N @ s'amorcera d'où impulsion de courant dans l'enroulement .9. de l'ex- citatrice E.
Si cet enroulement est convenablement enroulé, il en résultera une diminution de la tension e et par suite une dimi- nution de la tension Ec, jusqu'à ce que la condition in = in' soit de nouveau remplie. Si le courant in' diminue il se produira le fonctionnement inverse jusqu'à ce que la condition in = in' soit remplie.
La disposition de la fig. 5 permet d'envisager la mar- che en parallèle du redresseur R avec une machine continue quel- conque (redresseur ou machine tournante) pour assurer une répar- tition des charges convenable.
Il suffit d'alimenter l'enroulement n de l'excitatrice S par un courant proportionnel au courant débité par la machine couplée en parallèle avec le redresseur R.
Le contrôle des grilles des valves N et N' peut être assuré par d'autres systèmes ayant une grandeur de référence, par exemple voltmètres à contacts, balances électromagnétiques, sys - ternes à contacts oscillants pour assurer les mêmes réglages que ci-dessus. Le choix que l'on fera d'un dispositif de contrôle des impulsions de courant ic dans l'enroulement .9. de l'excitatrice E, sera lié au degré de précision que l'on voudra obtenir.
Il est possible d'envisager également des dispositions sans valves, le courant d'impulsion étant envoyé directement dans l'enroulement .0, de l'excitatrice E par une balance électromagné- tique à contacts par exemple.
Il est évident que l'on ne sortira pas des limites de l'invention si l'excitatrice E est munie de deux enroulements
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analogues à l'enroulement 0- , l'un étant utilisé pour une impul - sion de sens donné et l'autre pour l'impulsion de sens opposé.
En conclusion l'emploi conjugué d'une excitatrice à deux enroulements d'excitation et d'un dispositif susceptible d'envoyer des impulsions de courant de sens variable dans l'un des enroulements d'excitation permet de réaliser le réglage au- tomatique et rapide d'un redresseur à vapeur ionisée muni de gril- les de commande. Le contrôle du dispositif provoquant les impul - sions de courant dtexcitation de l'excitatrice, peut être réalisé en fonction de grandeurs diverses, soit la tension continue du redresseur, le courant continu débité ou le courant débité par une autre machine. Ce moyen de contrôle peut être obtenu avec des appareils très divers mais présentant tous une grandeur de réfé - rence, qui peut tre la pression d'un ressort, la tension conti - nue fournie par une machine électrique de référence de faible puissance.