<Desc/Clms Page number 1>
"TRANSFORMATEUR A CONTAOTS".
La présente invention concerne un transformateur travaillant au moyen de contacts oscillant,ou vibrant, ou autrement mobiles, pour la transformation de courant alternatif en oourant continu, ou de courant continu en courant alternatif, ou de courant con- tinu en oourant continu, ou de courant alternatif d'une fréquence en courant alternatif d'une autre fréquence,dans le dernier cas par l'intermédiaire d'un circuit redresseur(circuit de courant continu).
Dans les transformateurs de cette espèce il y a souvent formation d'étinoelles. Pour diminuer cette formation d'étincelles on a employé autrefois différentes méthodes. Ainsi, par exemple, Mills dispose des bobines de réactance avec noyaux en fer fortement saturés,en série avec les contacts,alors que Thury dispose des
<Desc/Clms Page number 2>
condensateurs,et Rolf des valves ou soupapes électriques,en pa- rallele avec les dits contacts. En outre il est généralement con- nu de coupler des résistances ohmiques relativement petites(Lamme) en série avec les contacts pendant la rupture du contact,et de coupler des résistances relativement grandes(Arnold la Cour) en parallèle avec les dits contacts.
La présente invention supprime la formation d'étincelles d'une manière nouvelle. A savoir, l'invention a pour objet un transformateur contacts travaillant au courant alternatif,avec valves ou soupapes électriques et/ou impédances montées partielle- ment en série et partiellement en parallèle avec les contacts du transformateur. Par le fait qu'on monte une ou plusieurs paires de contacts en série et une ou plusieurs paires de contacts en paral- lèle avec les valves et qu'on actionne ces contacts synchronique- ment avec le courant alternatif admis, dans une succession tempo- raire déterminée, on peut réaliser les ruptures des contacts à des moments tels qu'on n'obtient aucune formation d'étincelles.
Par exemple,on peut coordonner les ruptures des contacts de ma- nière que les contacts en série distincts,appartenant aux valves d'arrêt, et se succédant dans le tempe (c'est à dire se relayant les uns les autres), soient fermés simultanément pendant un certain intervalle de recouvrement mutuel ou de superposition, et que les contacts en parallèle appartenant aux mêmes valves soient ouverte pendant cet intervalle de recouvrement mutuel.
L'invention offre la possibilité de construction de trans- formateurs à contacts aussi pour très grandes puissances*,
Les dessins annexés représentent à titre d'exemples non li- mitatifs différents modes d'exécution de dispositions suivant l'invention.
La figure I représente schématiquement la transformation de courant alternatif monophasé en courant continu,alors que
La figure 2 représente un diagramme de courant,expliquant le mode de fonctionnement.
La figure 3 représente schématiquement la transformation de
<Desc/Clms Page number 3>
courant thiphasé en courant continu,alors que
La figure 4 représente un diagramme de tension.
La figure 5 représente un schéma d'application de l'invention à la transformation de courant continu,,
La figure 6 représente un simple schéma de montage ou. de couplage pour une phase dans un système triphasé.
La figure 7 représente un diagramme de courant pour la dis- position suivant la figure 6.
La figure 8 représente une disposition suivant l'invention avec un condensateur monté en série avec les contacts en parallèle.
La figure 9 représente un diagramme de courant pour la dis- position suivant la figure 8.
La figure 10 représente une modification perfectionnée de la disposition représentée dans la figure 8.
La figure II représente un diagramme de courant pour la dis- position représentée dans la figure 10.
La figure 1é représente encore un genre d'exécution perfec- tionné avec commande sans contact(inductiveà au moyen de transduc- teurs.
La figure 13 représente un diagramme du courant de commande du transduoteur suivant la figure 12.
La figure 14 représente un autre diagrame de courant appro- prié, pour le courant de commande du transducteur.
La figure 15 représente un schéma de montage pour une modi- fication d'une disposition suivant l'invention,avec oourant de commande suivant la figure 14.
La figure 16 représente une autre modification, avec un in- verseur à contacts pour fournir le courant de commande du tr ans- duoteur.
La figure 17 représente un schéma de montage, d'une variante d'exécution avec inverseur à contacts pour fournir le courant de commande du transducteur,possédant des doubles enroulements d'ai- mantation.
La figure 18 représente un diagramme de courant du courant alternatif de oommande du transducteur,pour une disposition sui- vant la figure 17.
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 19 représente un schéma de montage pour une dis- position suivant l'invention, avec une tension auxiliaire pour empêcher la formation d'arcs voltaïques et d'étincelles au contact en parallèle.
Les figures 6 à 19 se rapportent une phase dans un système polyphasé(par exemple de courant triphasé).
La figure 20 représente un schéma de montage pour un redres- seur de courant triphasé suivant l'invention, avec redresseurs doubles dans chaque phase et avec contacts en série après les contacts en parallèle.
La figure 21 représente une vue en plan d'unedisposition sui- vant la figure 20.
La figure 22 représente un schéma de montage pour une varian- te d'exécution d'une disposition suivant la figure 20, avec oon- tacts en série avant les contacts enparallèle.
La figure 23 représente un schéma de montage pour une phase dans une disposition suivant l'invention avec plusieurs contacts en série couplés en cascade.
La figure 24 représente un schéma de montage pour une phase dans une disposition suivant l'invention avec une tension alter- native spéciale pour diminuer le travail des redresseurs à seo.
La figure é( représente une courbe de tension de la ten- sion différentielle appliquée aux éléments redresseurs dans une phase.
La figure 26 représente une forme d'exécution avec transduo- teur pour le contact en série.
La figure 27 représente un inverseur suivant l'invention.
Dans la figure I,qui représente le montage ou couplage de principe pour la transformation d'un oourant monophasé en oou- rant continu, la valve redresseuse(par exemple un redresseur à sec) est désigné par V et alimente un consommateur de courant F. En série avec la valve V est monté le contact S. et en parallèle aveo la valve y le contact P.Les contacts S et P peuvent être actionnés en dépendance du courant alternatif amené,suivant le schéma de temps représenté dans la figure 2.
Les contacts en série sont dis-
<Desc/Clms Page number 5>
posés dans ce cas de manière qu'ils réalisent la rupture âpres s l'entrée de la demi-onde négative et la fermeture avant la fin de la demi-onde négative,de sorte que la valve est mise hors circuit pendant une partie de la demi-onde de tension d'arrêt, alors que les contacts ? situés dans la ligne parallèle(con- taots en parallèle) sont disposés de manière qu'ils produisent la fermeture après le commencement de la demi-onde positive et qu'ils produisent l'ouverture avant la fin de la demi-onde po- sitive, -- de sorte que, pendant une partie de la demi-onde du courant de travail, le courant circule parallèlement à la valve, donc en passant à côté de, ou en contournant cette dernière.
Comme il ressort de la figure 3 les oommutations des contacts S et P peuvent être réalisées peu avant et peu après le passage du courant par zéro,de sorte que les valves sont en circuit seu- lement au voisinage des passages par zéro. Ces périodes de fonotionnement sont indiquées dans la figure 2 par des hachures.
Ainsi les pertes dans les valves mises en circuit sont réduites à un minimum par le fait qu'elles sont court-circuitées pendant une partie de la demi-onde du courant de travail,éventuellement pendant une majeure partie de cette demi-onde, par une ligne (conducteur) parallèle pratiquement sans perte. Pendant la par- tie éventuellement aussi la majeure partie,de la demi-onde de la tension d'arrêt,les valves sont complètement hors circuit,parce que comme telles,elles n'ont point de courant à conduire. Par conséquent les valves peuvent être soumises et arrangées seu- lement à ou pour un petit courant effectif, respectivement à ou pour une petite tension d'arrêt.
Pour l'aplatissement de la forme de la courbe des courants à commuter on peut disposer des bobines de réactance D munies de noyaux en fer qui sont fortement saturés sous un courant normal, les contacts produisant la commutation dans la partie aplatie de la courbe lors du passage du courant par zéro, de sorte que les courants à commuter ne sont qu'insignifiants. Ces bobines de réactance peuvent être montées en série avec les valves ,mais puisque c'est en première ligne la demi-onde du courant de travail
<Desc/Clms Page number 6>
qui doit être aplatie,on peut aussi disposer ces bobines de réactance dans les lignes ou conducteurs parallèles.
La figure 3 représente un schéma de montage pour un trans- formateur à contacts suivant l'invention,pour la transformation du courant triphasé en courant continu.
Par A,B,C sont désignées les phases distinctes,munies chacune de leur valve montée en série Va,Vb,Vc ,a direction unique de passage de courant. En série avec les valves dis- tinctes est montéedans chaque phase une bobine de réaotanoe Da,Db,Do qui aplatit la forme de la courbe.Toutes les bobines de réactance, ou une partie de ces dernières ,peuvent dans ce cas être disposées sur un noyau de fer commun. De plus,chacu- ne des phases est munie d'un contact Sa,Sb,Sc monté en série avec la valve électrique correspondante,et ces contacts en sé- rie réalisent la commutation dans une suite telle qu'un courant redressé, ou de même direction, est obtenu dans le oonduoteur 10 commun à toutes les branches à valves. En outre, chaque valve est munie d'un conducteur en parallèle avec un contact(contact en parallèle) Pa,Pb,Pc.
Les contacts en série Sa,Sb,Sc des val- ves distinctes se recouvrent mutuellement au point de vue de leurs temps de fermeture de manière,que chaque contact en série distinct, et partant aussi la branche à valve correspondante est commutée ou couplée en parallèle par l'une des autres branches à valve,(est relayée), lors de l'ouverture du contact, de sorte que des courants compensateurs sont rendus possibles dans le circuit du courant continu,puisque ce dernier circuit n'est pas interrompu et que la formation d'étincelles aux contacts est é- vitée .Le fonctionnement ressort de la figure 4, dans laquelle sa,sb,so désignent les périodes de temps pendant lesquelles les contacts en série Sa,Sb,Sc sont fermés. De même, pa,pb,pc désignent les périodes de temps pendant lesquelles les contacts en paral- lèle Pa,Pb,Pc sont fermés.
Les contaots en parallèle sont ouverts à des moments de temps tels,que des courants compensateurs ne
<Desc/Clms Page number 7>
peuvent pas circuler entre les phases de courant alternatif.
En d'autres termes pendant l'intervalle de recouvrement des con- tacts en série les contacts enparallèles sont ouverts,ou inter- rompus, et de cette manière les valves électriques s'y rapportant sont en fonctionnement.
Par le déplacement, ou le décalage des moments de fermeture et d'ouverture de tous les contacts par rapport à la tension alternative amenée, respectivement à l'écoulement de cette der- nière dans le temps ,la tension fournie peut être réglée à volon- té,comme dans tous les transformateurs à contacts de l'espèce.
Par l'intercalation de dispositifs d'aplanissement on peut aussi réduire de la manière connue les pointes supérieures des courants transformés.
Lorsque le transformateur travaille avec (sur) une oontre-ten- sion,il y a danger que des courants de retour surgissent dans le circuit du courant continu. Dans la figure 3 une source de contre-tension de l'espèce est représentée sous forme d'une bat- terie K,mais d'autres souroes de contre-tensions peuvent entrer en question par exemple,des condensateurs,etc. Pour éviter des courants de retour de l'espèce,on peut intercaler dans la ligne 10 commune à toutes les branches à va.lves, une valve électrique Vg disposée de manière à laisser passer seulement le courant re- dressé,mais pas des courants de retour. Pour remplir cette tâche cette valve Vg doit être en circuit seulement pendant que les contacts Pa,Pb,Pc sont fermés.
Ceci est réalisé au moyen d'un contact Eg dans une ligne parallèle qui est fermée pendant que les contacts Pa,Pb,Pc sont ouverts, comme représenté dans la figure 4.
Pour la transformation d'un courant continu d'une tension donnée en un courant continu d'une autre tension on peut procéder de la manière suivante: d'abord le oourant continu est transfor- mé d'une manière convenable en courant alternatif qui est ensuite, aprés transformation à une autre tension,transformé à nouveau en courant continu suivant la présente invention.La figure 5 re- présente un schéma de montage pour cette transformation,pour du courant monophasé.
<Desc/Clms Page number 8>
Par a1,a0,a2,b1,b0,b2 sont désignés les contacts pour la transformation du courant continu primaire en courant monophasé qui passe par l'enroulement primaire du transformateur 2,et ainsi une tension alternative est créée dans l'enroulement secondaire duquel un courant redressé peut être dérivé, alternativement des deux moitiés de l'enroulement par l'intermédiaire d'un transfor- mateur à contacts suivant la nrésente invention.
Par V est dé- signée de nouveau la valve électrique qui est mise en et hors circuit par les contacts en série S1,S0,S2 et est court-ciroui- tée . l'aide des contacts en parallèle Pl,PO,P3. Ceux-ci sont un peu plus étroits(c'est à. dire qu'ils ferment un peu plus tard et ouvrent un peu plus tôt) que les contacts en série,pour agir de la manière indiquée.
Pour la transformation du courant alternatif d'une espèce en courant alternatif d'une autre espèce,on peut d'abord trans- former le oourant alternatif primaire suivant la présente inven- tion en courant cnntinu,et ensuite on transforme à nouveau le courant continu suivant l'une ou l'autre méthode connue, en cou- rant alternatif.
Il est a remarquer que les valves électriques V peuvent aussi être remplacées par des résistances ohmiques ou par des condensateurs(impédances). Les contacts en parallèle peuvent na- turellement court-oircuiter seulement les éléments redresseurs, ou aussi court-circuiter ces derniers simultanément avec les contacts en série,montés en série avec les dits éléments redresseurs.
Comme il a été déjà mentionné dans l'introduction de la pré- sente spécification,lévitement ou l'empêchement de la formation d'étincelles lors de la rupture de contact peut être amélioré de diverses manieres, par exemple par le montage en série de bobines de réactance et/ou de résistances ohmiques et par des condensa- teurs et/ou des résistances ohmiques montés en parallèle.
Une manière encore plus efficaoe pour éviter la formation d'étincelles consiste dans le fait qu'on crée dans les circuits renfermant les contacts en -oarallèle, respectivement dans des cir- cuits montés en parallèle avec les contacts en série,des forces
<Desc/Clms Page number 9>
électromotrices ou des tensions auxiliaires(tensions de commuta- tion) qui compensent les tensions provenant de la fermeture et de l'ouverture des contacts. Aussi lorsqu'il n'est pas possible de compenser complètement les tensions à. toutes les charges ,une compensation partielle aide néanmoins à éviter une formation nui- sible d'étincelles et dans ce qui suit seront décrit en détails différentes dispositions pour la compensation de ces tensions provenant de la fermeture et de l'ouverture des contacts.
La figure 6 représente une phase d'une disposition suivant l'invention,avec une valve électrique V en série, avec l'enrou- lement de phase A d'un système triphasé, du coté/secondaire du transformateur du redresseur de courant. En série avec la valve électrique 3L est monté un contact(contact en série) S, alors qu'un contact en parallèle P est monté en parallèle avec la val- ve électrique V.
Le diagramme de courant correspondant,se rapportent à, la phase représentée,est réprésenté dans la figure 7. Dans celle- ci s désigne le temps (par exemple I30 degrés électriques) pen- dant lequel le contact en série est fermé,de même que p dési- gne le temps (par exemple 100 degrés électriques),pendant lequel le contact en parallèle P est fermé. Les faces hachurées dési- gnent le courant passant par la valve électrique V et donnent ainsi la mesure des pertes de courant.
Les contacts P et 8 sont manoeuvrés ou commandés de manière convenable.
Il ressort clairement de la figure 7 qu'un courant impor- tant, de la grandeur d ,passe par les contacts en parallèle p au moment de leur ouverture. Par conséquent il se produit,en cas d'intensités de courant relativement grandes,une formation d'étin- celles ou d'aros voltarques et partant la disposition peut tre employée seulement que pour des effets modérés.
Pour diminuer ou complètement supprimer cette formation d'étincelles on peut monter un condensateur en série avec le contact en parallèle P, comme représenté dans la figure 8. Dans ce cas le condensateur 2 peut être intercalé soit directement dans le circuit en parallèle 20, comme représenté dans la figure 8 en li-
<Desc/Clms Page number 10>
gnes interrompues, ou le condensateur peut être intercalé par l'intermédiaire d'un transformateur 1. Ce transformateur augmen- te la tension au condensateur, de sorte que pour un même effet le condensateur peut êtreplus petit et partant meilleur marché.
On obtient de cette manière un diagramme de courant tel qu'il ressort de la figure 9.Aussitôt que le contact en parallèle P est fermé,le condensateur 2 commence à se charger. Le courant passant par la valve V change en même temps à peu près suivant la ligne e(qui peut aussi représenter la tension au condensateur).
Au moment où le contact en parallèle P est rompu le Condensateur 2 est franchement chargé et par conséquent aucun courant ne pas- se plus par le contact en parallèle P. Par conséquent ce dernier s'ouvre sans courant,de sorte qu'il n'y a point de formation d'étincelles. Cette disposition présente cependant le désavantage que, - suivant ce qui est représenté par les surfaces hachurées dans la figure 9, - la valve électrique V est traversée par un courant pendant un temps plus long,ce qui entraine des pertes de courant plus élevées qu'avec une disposition suivant, à titre comparatif,la figure 6.
Pour diminuer ces pertes de courant on peut employer un con- taot séparé P1, comme représenté dans la figure 10, qui court-cir- cuite le condensateur 2 pendant la majeure partie du temps durant lequel le contact P est fermé. Par conséquent,le contact Pl doit réaliser l'ouverture un peu plus tôt que le contact en parallèle P, mais il doit réaliser la fermeture simultanément avec, ou.aussi plus tôt que, ce contact en parallèle. Le temps pendant lequel le contact Pl est fermé,est désigné par p1 dans la figure II.
Dans la machine commandent les contacts il n'est pas nécessai- re d'avoir un excentrique séparé pour le contact Pl ,ce contact pouvant être actionné convenablement par l'excentrique de l'une des autres phases.
Le diagramme de courant ressort alors de la figure II. Ici, les pertes de courant deviennent considérablement plus petites, comparativement à la figure 9.
Au lieu du contact Pl commandé mécaniquement,on peut aussi @
<Desc/Clms Page number 11>
se servir de moyens électriques pour rendre le condensateur inopérant pendant le temps pl suivant la figure II. Ceci est réa- lisé par le fait qu'on munit le transformateur de courant 1 d'un enroulement ultérieur ¯3(figure 12), alimenté par une tension con- tinue, ou alternative,convenable. L'ensemble I,3 devient ainsi un dispositif appelé transducteur,donc un transformateur(ou une bobine de réaotanoe) à aimantation préliminaire. Pour obtenir l'effet désiré, le courant passant par l'enroulement d'aimantation 3 doit agir pendant le temps p1 suivant la figure Humais doit disparaître au moment K, avant que le contact en parallèle P ne réalise l'ouverture au moment L.
Le diagramme de courant reçoit dans ce cas le même aspect que dans la figure II. Pendant la pé- riode de temps ±(figure II) .durant laquelle un courant passe par l'enroulement 3,le transducteur subit une aimantation préa- lable et est par conséquent saturé. Oela signifie que l'impédan- ce du transformateur descend à une basse valeur, d'où la chute de tension dans l'enroulement primaire devient insignifiante. Du fait, l'enroulement secondaire ne reçoit pas non plus de tension digne d'être mentionnée,de sorte que le condensateur 2 ne subit pas de chargement ultérieur. Oe n'est qu'au moment où le courant pas- sant par l'enroulement 3 cesse, que le condensateur 2 reçoit la pleine tensioet est chargé.
Ainsi, l'enroulement 3,lorsqu'il est traversé par un courant,prive le transformateur de son induc- tanoe. Par conséquent le genre de fonctionnement de la disposition suivant la figure 12 est analogue à celui d'une disposition sui- vant la figure 10.
La tension pour l'alimentation de l'enroulement 3 du trans- ducteur peut être créée de différentes manières. Par exemple,on peut raccorder cet enroulement,suivant la figure 13, à des points intérieurs de l'enroulement primaire PR du transformateur du redresseur de courant tels que le courant dans l'enroulement 3 reçoive le déphasage nécessaire,pour que l'aimantation préliminaire du transducteur disparaisse au moment opportun. L'aimantation pré- liminaire doit être faible(environ 0) pendant la période f sui- vant la figure II,c'est à dire ,que le courant dans l'enroulement
<Desc/Clms Page number 12>
3 doit devenir environ 0 au point K de la figure II et doit res- ter à une telle valeur faible, au Moins jusqu'à -ooint L.
Le cou- rant de commande dans l'enroulement 3 du transducteur doit avoir à peu près la forme de courbe représentée dans la figure 13. Ce- ci peut être atteint par exemple au moyen d'une bobine de réactan- ce H qui possede une forte saturation et est intercalée dans le circuit 21 menant à l'enroulement d'aimantation 3.
Cependant,pour obtenir le même résultat, le courant de com- mande dans l'enroulement 3 peut aussi avoir la forme de courbe re- présentée dans la figure 14, où les parties situées sur l'axe du zéro commencent au moment K, Ceci peut être atteint par le fait,- représenté dans la. figure 15,- qu'une valve électrique EV est montée dans le circuit 21 du courant de commande, en série avec une résistance ohmique M, On peut utiliser à cet effet aussi un autre redresseur, par exemple un redresseur à contacts. L'ef- fet produit dans le circuit 21 est faible, de sorte que les exi- gences auxquelles doit suffire le redresseur EV sont faibles.
Le transformateur 1 peut être monté dans ce cas,comme dans tous les autres,en contre-couplage,
Au lieu de l'alimentation du transducteur à partir de points intérieurs des enroulements primaires PR,on peut alimenter l'enroulement .3. à partir d'un petit transformateur variable, alimen- té par exemple en parallèle avec l'enroulement primaire. Le cou- rant de commande pour le transducteur peut aussi être pris,comme représenté dans la figure 16 à un inverseur à contacts 22 possédant dans son circuit de courant alternatif le condensateur 23 monté en série.
Par l'emploi d'un condensateur en série correapondam- ment fort on peut/obtenir un diagramme de courant de l'aspect re- présenté dans la figure 13, donc, avec des parties horizontales relativement longues aux passages par zéro .
Il est aussi possible,comme représenté dans la figure 17,de munir le transducteur d'un aimant permanent, ou d'une alimentation permanente en courant continu de son Enroulement d'aimantation 31.
Dans ce cas on emploie en outre un enroulement à courant alternatif
<Desc/Clms Page number 13>
.µ3,dont le courant neutralise temporairement le magnétisme perma- nent ou l'aimantation préliminaire à courant continu. Le trans- ducteur possède donc deux enroulements d'aimantation(ou un enrou- lement d'aimantation à double alimentation). L'enroulement à courant alternatif 32 peut être alimenté dans ce cas par un in- verseur 22 possédant un condensateur 23 monté en série dans le circuit de courant alternatif. Dans ce cas le moment de fermeture de contact dans l'inverseur 22 est choisi de manière qu'il soit situé au point K suivant la figure II,ce qui peut être facilement obtenu.
Si l'on monte dans ce cas une résistance 24 en série avec le condensateur 23, on arrive à ce que le courant de commande pour 1'.enroulement 32 croisse plus rapidement,et décroisse plus lente- ment, que ce qui est représenté dans la figure 18. On arrive ain- si à ce que l'aimantation préliminaire du transducteur au point K (figure II) disparaisse rapidement, ce qui est avantageux.
On peut oependant exécuter la disposition aussi de manière que le condensateur 2 devienne superflu. On peut ,en effet, oom- me représenté dans la figure 19, monter une valve électrique au- xiliaire HV dans le circuit 20 monté en parallèle avec la valve électrique principale V. Dans le dit circuit 20 on intercale aussi une tension auxiliaire qui est déphasée de manière,par rap- port au courant passant par le redresseur principal V, qu'au mo- ment de l'ouverture du contact en parallèle aucun courant ne passe par ce dernier,malgré que le courant de travail(courant passant par la phase A) passe par le contact pendant des ma- jeures parties de temps (p),durant lesquelles le contact P est fermé, Cette tension auxiliaire peut être créée par exemple,
dans un enroulement 4 oonstituant par exemple l'enroulement secon- daire d'une autre branche du transformateur principal ou elle peut être créée aussi d'une autre manière.
Ce qui précède, se rapporte,en premier lieu à une hase dans un système polyphasé,et on n'a représenté que cette phase dans les figures .En même temps une seule valve électrique V
<Desc/Clms Page number 14>
était disposée dans chaque phase. On peut cependant obtenir des avantages importants par le fait que chaque phase secondaire est divisée en deux (ou plusieurs)branches, ou parties,et qu'une valve électrique est montée dans chaque branche,comme représenté dans les figures 20 à 22. Par une telle division ou un tel dé- doublement,des phases et l'emploi de plusieurs branches, avec des valves électriques dirigées en sens opposés,par phase, on arrive à ce que le transformateur et les valves sont mieux utilisés.
Pour un transformateur d'une grandeur déterminée l'effet secon- daire débité ou obtenu avec ce montage peut âtre plus grand qu'il en est autrement possible.Dans un système triphasé avec deux valves par phase,chaque valve électrique V est maintenue en air-. cuit pendant 120 degrés électriques,contrairement à seulement 60 degrés en cas de phases non divisées,si le courant continu dé- bité correspond dans chaque cas à. un redressement à six phases.
Malgré que le transformateur employé n'a que trois phases,aussi bien primairement que secondairement, on obtient par la division indiquée des phases un redressement à six phases,l'ondulation du courant continu débité étant correspondamment petite.
Avec des phases divisées de cette espèce on emploiera aussi bien des contacts en série que des contacts en parallèle comme décrits plus haut. Dans ce cas le contact en parallèle P peut être maintenu fermé pendant environ 100 degrés électriques et on a quand même une zone de sécurité de 10 degrés à l'ouverture et la fermeture des contacts.
Dans un système triphasé couplé de cette maniere et renfer- mant deux valves électriques par phase, au moins l'une des six valves électriques peut être toujours en circuit,en d'autres ter- mes, l'un des six contacts en parallèle P est toujours interrompu, ou ouvert.Cette disposition est particulièrement recommandable lorsqu'on travaille en contre-tension,car ainsi des courants de retour sont évités si la tension alternative devenait trop petite par rapport à la tension continue.
Les figures 20 à 22 représentent quelques exemples de dis- positions avec phases divisées. La figure 21 représente un exemple
<Desc/Clms Page number 15>
de réalisation pratique d'une disposition suivant la figure 20, les contacts en série et en parallèle formant ensemble dans la mê- me branche de phase étant disposés sur un pont commun. Suivant les figures 20 et 21 les contacts en parallèle P court-circui- tent seulement la valve électrique V.
Bien que ceci entraine le désavantage que du courant de travail (c'est à dire du courant passant par les enroulements à phases, par exemple,! et par le conducteur 41) doit passer aussi bien par le contact P que par le contact S de la branche de phase considérée, on arrive cepen- dant à ce que le courant passant par les dérivations 42,43 des pièces de contact mobiles 44 (ponts de contact,traverses) comman- dées directement par des excentriques,devienne plus faible qu'avec la disposition suivant la figure 22, dans laquelle le courant de travail doit passer uniquement par le contact en parallèle P.
Dans les figures 20 à 22 le chiffre de référ ence 40 dési- gne un transducteur suivant les figures 8,10,12,15,16 ou 17, res- pectivement un enroulement de tension auxiliaire suivant la fi- gure 19.
Dans le cas d'application de tensions élevées on rencontre aussi des difficultés lors de l'ouverture des contacts en série S, parce que déjà au rapprochement des éléments de contact l'un de l'autre,des décharges peuvent se produire. Pour éviter ce défaut et pour pouvoir appliquer des tensions plus élevées(et partant aussi des plus grandes puissances), on peut employer,comme repré- senté dans la figure 23, plusieurs contacts en série S1,S2,S3, montés en série et s'ouvrant et se fermant simultanément, une résistance de diviseur de tension,50,de grandeur correspondante, étant montée sur chaque contact en série. Le nombre des contacts en série, dépend naturellement de la tension appliquée.
Dans le cas de tensions élevées le travail ou l'effort des redresseurs V,V1,V2 croît également par le fait que ces derniers sont exposés à des différences de tension plus élevées. Pour éviter, ou pour diminuer, ces efforts et pour éviter les passages de courant par exemple dans des redresseurs à seo,on peut employer la disposition repré-
<Desc/Clms Page number 16>
sentée dans la figure 24. En série avec l'enroulement de phase
A, par exemple dans un système triphasé, est intercalé l'enrou- lement 51 d'un transformateur de courant 53,, dont l'autre earou- lement (l'enroulement primaire) 53 est alimenté,avec intercala- tion d'une résistance de grandeur correspondante 54,par un in- verseur 55,ou par une autre source de courant(par exemple un courant continu pulsatoire).
Le dit inverseur peut être un inver- seur à contacts qui est commandé par le même moteur que les con- tacts 12 et P disposés dans le redresseur principal. L'inverseur
55 est alimenté par un courant continu provenant d'une source de courant convenable. On peut aussi disposer du coté du courant alternatif de l'inverseur 55 un condensateur en série 56 avec un contact en parallèle P2 qui est ouvert peu avant que par zéro le courant alternatif passe par l'inverseur 55. Du fait le travail de l'inverseur est facilité. Le contact P2 est commandé par exem- ple par le même moteur que celui qui commande les contacts dans l'inverseur 55 et dans l'inverseur 22, ainsi que dans le redres- seur principal.
Le genre de fonctionnement de cette disposition ressort le mieux des diagrammes de tension suivant les figures 4 et 25.
La figure 4 représente,comme mentionné plus haut, un diagramme de tension pour les trois phases A,B,C dans un système suivant, par exemple,la figure 3 et la figure 6. Les tensions des phases sont désignées par a,b,c et les temps de fermeture des contacts en série et en parallèle correspondants sont marqués par sa,sb, sc,pa,pb,pc. Lorsqu'on suit une phase déterminée ,par exemple A, ayant la courbe a, on voit que la fermeture de son contact en série Sa soumet le redresseur à sec à, une tension différentielle g entre les tensions des Dhases a et ±,puisque le contact en série Sc se trouve en même temps en position fermée.
Au moment où les tensions de phases a et c sont égales,la tension au redresseur à sec disparait dans la phase A et ce redresseur à see est soumis de nouveau à une nouvelle différence de potentiel seulement aorès fermeture du contact en série Sb,la phase B étant ainsi mise en circuit. La différence de potentiel croît dans ce
<Desc/Clms Page number 17>
cas jusqu'àla valeur h et elle disparaît lorsque le contact en série Sa est ouvert, et que du fait la tension est coupée du re- dresseur dans la phase A. Oes différences de tension agissent dans la direction d'arrêt des éléments redresseurs et ne doi- vent pas dépasser la valeur maximum admissible de la tension d'ar- rêt de longue durée.
Elles représentent donc le travail ou l'ef- fort des valves dans la direction d'arrêt. Par conséquent la tension dans chaque redresseur reçoit la forme de courbe repré- sentée dans la figure 25.
Il s'agit à présent de compenser autant que possible ces chocs de tension en g et h par l'application de tensions diri- gées en sens opposé,par le transformateur 52 de la figure 24. Donc, l'inverseur 55(ou une autre source de courant) doit fournir au transformateur 52 une tension telle que les chocs de tension g et h soient neutralisés ou annulés. Les efforts de tension d'arrêt aux redresseurs Vl ,V2 sont du fait neutralisés partiellement, ou à peu près complètement,pendant les moments de temps durant lesquels les contacts en parallèle sont ouverts(pendant que les contacts en parallèle sont fermés les redresseurs ne sont soumis à aucune tension). Les différences de tension g et h et partant aussi les restes subsistant âpres leur compensation.dépendent de la grandeur de la tension de régime.
De cette manière on peut di- minuer pour une tension déterminée la grandeur des redresseurs à sec, ou appliquer pour une grandeur déterminée des redresseurs à sec une tension plus élevée à l'inverseur. Du reste,de ce fait la char- ge du circuit 20,41 des contacts en parallèle est aussi diminuée, puisque ce circuit est soumis à une chute de tension par les élé- ments redresseurs. Par le fait que celle-ci peut être diminuée, la chute de tension devient également plus petite. Par conséquent l'emploi d'une tension auxiliaire sur le transformateur 52,sui- vant la figure 24, sert simultanément à la diminution de la forma-
EMI17.1
tion d'étitcelles.respectivement de l'effort aux contacts en parallèles P et Pl.
On sait qu'un redresseur n'a pas une résistance,Infiniment grande dans le sens de l'arrêt,mais laisse toujours passer un peu de courant de retour et aussi bien le courant de retour que la
<Desc/Clms Page number 18>
charge des éléments redresseurs provoquée par lui sont diminués par la compensation des différences de tensions g et h.
Comme il ressort le mieux de la figure 4,les contacts en série Sa,Sb,Sc réalisent l'ouverture et la fermeture aux valeurs de tension g ou h(qui sont de grandeur égale en cas de symétrie de phases). Cette tension(ou son reste après compensation) donne lieu à des courants de retour dans les redresseurs V,V1,V2. Ce cou- rant de retour peut provoquer la formation d'étincelles ou d'arcs voltaïques aux contacts en série.
Pour l'éviter on peut suivant la figure 26 disposer parallè- lement aux contacts en série S un condensateur 60. Ce condensa- teur peut être intercalé,de même que dans la figure 8,par l'inter- médiaire d'un transformateur.
Pour limiter le courant de décharge de ce condensateur,qui s'établit à la fermeture des contacts en série, on peut aussi intercaler un transducteur 61 en série avec le condensateur 60.
Dans ce cas le transducteur est maintenu sous courant(aimanté) jusqu'à peu avant la fermeture du contact en série. Le condensa- teur 60 se décharge dans ce cas par le circuit de courant renfer- mant une inductance d'une grandeur considérable. Par contre,lors du chargement du condensateur(ouverture des contacts en série)le transducteur est maintenu saturé, de sorte que son inductance est insignifiante.
Il est à remarquer qu'avec les redresseurs à sec le courant de retour croit plus rapidement que la tension d'arrêt qui l'en- gendre, parce que la caractéristique, du courant de retour n'est pas linéaire. Cependant,le courant de retour fortement amplifié ou agrandi, que l'on obtient lorsqu'on soumet les redresseurs à seo à leur tension d'arrêt maximum admissible peutêtre bien frel- né par l'emploi d'une disposition suivant la figure 26.
Aussi sous d'autres rapports,les dispositions décrites pour les contacts en parallèle peuvent être employées pour les con- tacts en série.
Dans les exemples d'exécution représentés,on a fait figurer
<Desc/Clms Page number 19>
le plus souvent des systèmes triphasés,mais l'invention peut être appliquée à des systèmes d'un rapport de phases quelconque.Suivant la figure 24 on obtient aux bornes de courant continu la polarité désignée par LS.
Lorsqu'on alimente ce dispositif non pas avec du courant alternatif,mais, au lieu de ce dernier,avec du courant continu d'une polarité changée,aux bornes de courant continu,comme indiqué entre parenthèses par VS dans la figure 24, on peut employer le dispositif comme inverseur. Dans ce cas des chocs ou sautes de courant de l'inverseur 55 doivent se produire avant la fermeture du contact en série suivant, SA, SB, SC, voir figure 4,o'est à dire aux, ou près des,points G et H, suivant la figure 4. La tension alternative créée est ainsi enlevée des phases A,B ...
Le principe consiste donc en ce qu'un choc de tension,res- @ pectivement de courant,est appliqué à chaque phase,par exemple A, peu avant que son contact en série SA ne soit ouvert,ce choc de tension ou de courant étant dirigé contre la ou les valves d'arrêt disposées dans la phase(respectivement contre leur direction d'arrêt),de sorte que le contact en série puisse être ouvert sans courant. Ce choc de tension,respectivement de courant,peut être pris dans ce cas d'une source de courant séparée ou d'une autre phase, ou des deux. De plus ce choc de tension,respectivement de courant,est rendu un peu plus fort que la tension ou le oourant existant en ce moment dans la phase,de sorte qu'au moment de l'ouverture du contact en série,la ou les valves électriques sont soumises à une tension d'arrêt.
La figure 27 représente un exemple d'exécution. A côté d'un transformateur d'e courant 51 à 53 disposé dans chaque phase et alimenté par un inverseur auxiliaire 55 relativement petit ou par une autre source de courant,on trouve dans chaque phase un autre transformateur de courant 71 dont un enroulement 70 est intercalé dans la phase, et dont l'autre enroulement 72 est intercalé dans une phase voisine. De cette manière on parvient à ce que l'inverseur auxiliaire 55 n'a qu'à fournir seulement un travail insignifiant. Les choce de courant essentiels sont fournis par le transformateur de courant 71.
Lestransducteurs peuvent être à deux ou à plusieurs branches.
<Desc/Clms Page number 20>
Le montage, ou le couplage,suivant la figure 27 peut être appliqué à la génération de courant monophasé ou polyphasé.En cas de courant monophasé on peut réunir les deux transformateurs de courant 71 en un seul,
REVENDICATIONS ==============================
I) Transformateur travaillant au moyen de contacts mobiles combinés avec des valves électriques et/ou impédances,caractérisé en ce qu'une ou plusieurs paires de contacts sont montées en sé- rie et une ou plusieurs paires de contacts sont montées en paral- lèle avec les valves,ces contacts en série et ces contacts en parallèle étant actionnés synchroniquement avec le courant alter- natif et dans une suite temporaire déterminée.