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DISPOSITIF POUR LA REPRESENTATION ELECTRIQUE DES VARIATIONS DU COURANT D'UNE SOUPAPE IONIQUE EN FONCTION DU TEMPS.
Dans les installations à soupapes ioniques, où il existe des conditions de réglage difficiles, il est nécessaire, afin d'éviter les oscillations du régulateur, de prévoir des systèmes de stabilisation ou de rappel appropriés. Dans de nombreux cas, il convient d'utiliser, à titre de grandeur de rappel, la dérivée, en fonction du temps, du courant cathodique du redresseur, soit di/dt. Il est connu, pour réaliser une représentation électrique d'une telle dérivée, de coupler un flux magnétique, proportionnel à ce courant, avec un enroulement approprié, dans lequel une variation du flux magnétique se traduira par l'induction d'une tension proportionnelle à cette variation.
Une autre possibilité d'une représentation électrique de la dérivée en question consiste à charger un condensateur avec une tension proportionnelle au courant considéré. Dans ce cas également, le courant de charge est proportionnel aux variations du courant primaire en fonction du temps, c'est-à-dire, proportionnel à la dérivéeo
Par contre, lorsqu'il s'agit de représenter les variations dans le temps du courant cathodique d'un redresseur de quelques milliers d'ampères par exemple, les deux méthodes précitées ne peuvent être appliquées qu'avec difficulté.
Dans la première méthode, il est nécessaire, pour obtenir une valeur de tension suffisante pouvant servir comme représentation de l'expres- sion di/dt, d'utiliser un très grand nombre de tours du c8té secondaire. Le dispositif devient ainsi très sensible vis-à-vis des champs magnétiques de dispersion et extérieurs, qui existent en nombre élevé dans les installations
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de redresseurs de grande puissance. Par conséquent, la valeur obtenue pour la dérivée est généralement modulée à un degré intolérable par des harmoni- ques, en particulier celles du courant du redresseur. Pour éviter cette dif- ficulté, il aurait été nécessaire d'apporter des modifications importantes à l'installation.
Dans la deuxième méthode, la tension proportionnelle au courant et qui doit être prise sur une résistance shunt, est généralement - si l'on veut maintenir les pertes dans des limites tolérables du point de vue écono- mique - trop faible pour produire, dans le cas d'un condensateur, un courant de charge d'une grandeur suffisante.
Ici également, il est nécessaire de faire appel à des dispositifs accessoires importants si l'on veut éliminer cette difficulté, et en parti- culier, produire une tension suffisamment élevée, proportionnelle au courant.
La présente invention permet d'éviter les difficultés en question, en tirant parti de l'effet connu en soi, qui sera décrit ci-après.
Lorsque, dans une soupape ionique, on dispose à proximité de la cathode une sonde à laquelle est appliquée une tension continue minimum, né- gative par rapport à la cathode, cette sonde est traversée par un courant qui, au-delà d'une certaine grandeur de cette tension, est indépendant de cet- te grandeur. Ce courant est déterminé uniquement par la concentration des porteurs de charge au voisinage de la cathode. Abstraction faite de certaines fluctuations, qui dépendent essentiellement de la température, cette concen- tration est proportionnelle au courant cathodique, de sorte que le courant de la sonde est approximativement proportionnel à ce dernier courant.
Bien que le courant de la sonde ne peut pas être utilisé en tant que représentation exacte du courant cathodique, en raison des influences extérieures précitées, à action lente, il suit néanmoins toutes les fluctuations instantanées du cou- rant cathodique avec une exactitude telle qu'il convient parfaitement pour la constitution de la dérivée du courant cathodique en fonction du temps.
Pour assurer le fonctionnement de la sonde, on peut utiliser des tensions et des courants dans lesquels les difficultés mentionnées au début ne se manifestent pas.
Le dessin annexé représente schématiquement un exemple de réali- sation de l'invention.
La soupape ionique 1, munie d'un transformateur 2 et d'une induc- tance d'absorption 3, alimente le moteur à courant continu 4. Le régulateur 5 permet de régler, par l'intermédiaire du groupe de commande de grilles 6, la tension de la soupape ionique, conformément aux valeurs nominales imposées, par comparaison avec les valeurs effectives, le.régulateur et le groupe de commande étant alimentés depuis le transformateur auxiliaire 7.
Le courant qui passe dans la sonde 8 depuis la source de tension continue 9 suit instantanément toutes les variations du courant cathodique de la soupape ionique 1. Dans ce cas, la résistance de fuite 11 empêche sim- plement que le courant de la sonde n'atteigne des valeurs trop élevées.
Lorsqu'on adopte cette disposition, l'enroulement secondaire du transformateur de différenciation, dont le circuit magnétique -comporte de pré- férence un entrefer, est le siège de tensions proportionnelles aux variations du courant cathodique en fonction du temps. Ces tensions sont utilisées pour la stabilisation ou le rappel du régulateur 5.
Selon l@invention, la sonde 8 peut servir simultanément d'anode d'amorçage pour la soupape ionique, dans lequel cas la sonde sera elle-même rendue mobile, comme il est connu en soi et sera amenée à plonger dans le mer- cure cathodique en vue de l'amorçage; ou bien, du mercure sera projeté contre la sonde, toujours comme il est connu en soi.
Outre que cette disposition permet d'éviter le montage d'une élec- trode distincte,appelée à servir de sonde, ainsi qu'une exécution particuliè-
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re de l'ampoule de la soupape ionique, elle procure encore un avantage parti- culier, à savoir:
Lorsque la sonde ou l'anode d'allumage entre en contact avec la cathode, il se produit un brusque choc de courant qui a pour effet d'appliquer au régulateur 5, par l'entremise du transformateur de différen- ciation 10, une tension qui agit dans le sens de la réduction de la tension de la soupape ionique, c'est-à-dire une tension qui, en raison de sa valeur élevée, détermine un blocage momentané des grilles, de sorte que lors de l'a- morçage, qui suit immédiatement, du système d'excitation, aucun courant ne peut encore s'établir dès le premier instant dans les anodes principales de la soupape ionique, c'est-à-dire, en d'autres termes, on évite l'amorçage de la soupape ionique en débit.
L'invention n'est pas limitée à l'exemple d'exécution représen- té. Ainsi, la dérivée du courant de la sonde peut être constituée d'une autre manière, par exemple en branchant, en parallèle avec la résistance de fuite 11, un condensateur dont le courant de charge sert de représentation de la dérivée en question. D'ailleurs, cette représentation électrique peut servir à d'autres usages que la stabilisation de dispositifs de réglage dans les - quels la tension effective de la soupape ionique est comparée avec une ten- sion nominale imposée et est réglée en fonction de la différence de ces deux tensions.
REVENDICATIONS.
1 - Dispositif pour la représentation électrique des variations du courant d'une soupape ionique en fonction du temps, caractérisé en ce que cette représentation est fournie par les variations, en fonction du temps, du courant de saturation ionique d'une sonde disposée au voisinage de la ca- thode, courant qui se manifeste sous l'influence d'une différence de potentiel minimum, negative par rapport à la cathode.
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DEVICE FOR THE ELECTRIC REPRESENTATION OF THE CURRENT VARIATIONS OF AN IONIC VALVE AS A FUNCTION OF TIME.
In ionic valve installations, where there are difficult control conditions, it is necessary, in order to avoid regulator oscillations, to provide suitable stabilization or return systems. In many cases, the derivative, as a function of time, of the cathode current of the rectifier, ie di / dt, should be used as a restoring quantity. It is known, to achieve an electrical representation of such a derivative, to couple a magnetic flux, proportional to this current, with an appropriate winding, in which a variation of the magnetic flux will result in the induction of a voltage proportional to this current. this variation.
Another possibility of an electrical representation of the derivative in question consists in charging a capacitor with a voltage proportional to the current considered. Also in this case, the load current is proportional to the variations of the primary current as a function of time, that is to say, proportional to the derivative.
On the other hand, when it comes to representing the variations over time of the cathodic current of a rectifier of a few thousand amperes for example, the two aforementioned methods can only be applied with difficulty.
In the first method, it is necessary, in order to obtain a sufficient voltage value which can serve as a representation of the expression di / dt, to use a very large number of turns of the secondary side. The device thus becomes very sensitive to dispersing and external magnetic fields, which exist in large numbers in installations.
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high power rectifiers. Consequently, the value obtained for the derivative is generally modulated to an intolerable degree by harmonics, in particular those of the rectifier current. To avoid this difficulty, it would have been necessary to make significant modifications to the installation.
In the second method, the voltage proportional to the current and which must be taken from a shunt resistor, is generally - if the losses are to be kept within tolerable limits from an economic point of view - too low to produce, in the in the case of a capacitor, a charge current of sufficient magnitude.
Here too, it is necessary to have recourse to important accessory devices if this difficulty is to be eliminated, and in particular, to produce a sufficiently high voltage proportional to the current.
The present invention makes it possible to avoid the difficulties in question, by taking advantage of the effect known per se, which will be described below.
When, in an ionic valve, a probe is placed near the cathode to which a minimum direct voltage is applied, negative with respect to the cathode, this probe is traversed by a current which, beyond a certain magnitude of this voltage, is independent of this magnitude. This current is determined only by the concentration of charge carriers in the vicinity of the cathode. Apart from certain fluctuations, which are essentially temperature dependent, this concentration is proportional to the cathode current, so that the current of the probe is approximately proportional to the latter current.
Although the probe current cannot be used as an exact representation of the cathode current, due to the above-mentioned, slow-acting external influences, it nevertheless tracks all instantaneous fluctuations in the cathode current with such accuracy that it is perfectly suitable for the constitution of the derivative of the cathode current as a function of time.
To ensure the operation of the probe, one can use voltages and currents in which the difficulties mentioned at the beginning do not manifest themselves.
The accompanying drawing shows schematically an exemplary embodiment of the invention.
The ionic valve 1, fitted with a transformer 2 and an absorption inductor 3, supplies the direct current motor 4. The regulator 5 makes it possible to regulate, by means of the grid control group 6, the voltage of the ionic valve, in accordance with the nominal values imposed, by comparison with the actual values, the regulator and the control group being supplied from the auxiliary transformer 7.
The current flowing through the probe 8 from the DC voltage source 9 instantly follows all the variations in the cathodic current of the ion valve 1. In this case, the leakage resistor 11 simply prevents the current from the probe from being lost. reaches values that are too high.
When this arrangement is adopted, the secondary winding of the differentiation transformer, the magnetic circuit of which preferably comprises an air gap, is the seat of voltages proportional to the variations of the cathodic current as a function of time. These voltages are used for stabilization or recall of regulator 5.
According to the invention, the probe 8 can simultaneously serve as the starting anode for the ionic valve, in which case the probe will itself be made mobile, as is known per se and will be made to immerse in the mercury. cathode for initiation; or else, mercury will be projected against the probe, always as it is known per se.
In addition to the fact that this arrangement makes it possible to avoid the mounting of a separate electrode, called upon to serve as a probe, as well as a particular execution.
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re of the ionic valve bulb, it also provides a special advantage, namely:
When the ignition probe or anode comes into contact with the cathode, a sudden current shock occurs which has the effect of applying to the regulator 5, through the differentiation transformer 10, a voltage which acts in the direction of reducing the voltage of the ionic valve, that is to say a voltage which, due to its high value, determines a momentary blockage of the gates, so that when a- cracking, which immediately follows, of the excitation system, no current can yet be established from the first moment in the main anodes of the ionic valve, that is to say, in other words, we avoid the priming of the ionic valve in flow.
The invention is not limited to the exemplary embodiment shown. Thus, the derivative of the current of the probe can be constituted in another way, for example by connecting, in parallel with the leakage resistor 11, a capacitor whose load current serves as a representation of the derivative in question. Moreover, this electrical representation can be used for other uses than the stabilization of regulating devices in which the effective voltage of the ionic valve is compared with an imposed nominal voltage and is regulated according to the difference of these two tensions.
CLAIMS.
1 - Device for the electrical representation of the variations of the current of an ionic valve as a function of time, characterized in that this representation is provided by the variations, as a function of time, of the ionic saturation current of a probe placed in the vicinity of the cathode, a current which manifests itself under the influence of a minimum negative potential difference with respect to the cathode.