E L E C T R I C I T E
L a Transformation moderne des Courants alternatifs en Courants continus.
Les Redresseurs à V a p e u r de Mercure.
(suite)
Par V. S Y L V E S T R E , Ingénieur A. M. et LE. G.
L E R E D R E S S E U R M O N O P H A S É
Le redresseur monophasé d e c o u r a n t continu intermittent, obtenu a v e c u n e valve d'électrons unipolaire, t r o u v e p e u d'appli- cations en pratique, il serait tout a u plus utilisable p o u r la charge (rime batterie d ' a c c u m u l a t e u r s . E n outre, p o u r conserver l'arc lumineux principal, il est indispensable d e m a i n t e n i r l'alimenta- tion par courant continu d e l'arc auxiliaire o u d'allumage, afin d'obtenir l'élévation d e t e m p é r a t u r e nécessaire a u maintien de la tache d e c a t h o d e d e l'électrode d e m e r c u r e . S a n s celte «exci- tation » d e la c a t h o d e , les pulsations d e m ê m e sens d u courant cesseraient i m m é d i a t e m e n t a u p r e m i e r c h a n g e m e n t d e sens d e la tension alternative, car la r u p t u r e d u c o u r a n t d e cette c a t h o d e pendant s e u l e m e n t l x l O "5 secondes, suffit p o u r refroidir la base de l'arc l u m i n e u x à la surface d u m e r c u r e , et p o u r interrom- pre le courant d'électrons.
Bobine d e self Fig. 1 3
Pour obtenir u n c o u r a n t redressé d'une source d e c o u r a n t alter- natif m o n o p h a s é , le s c h é m a représenté p a r la figure 1 3 est essen- tiellement a v a n t a g e u x , car il p e r m e t d e rendre utile a u circuit d u courant continu les d e u x parties d e la sinusoïde d e la tension alternative. L ' e n r o u l e m e n t secondaire d u transformateur four- nisseur d e c o u r a n t est e n d e u x parties et le point neutre d e cet enroulement est c o n n e c t é à u n e b o r n e d e f a ç o n q u e seule la moitié d'enroulement a y a n t u n e force électromotrice, dirigée d u point neutre à l'extérieur, soit p a r c o u r u e p a r le courant, car le redresseur b r a n c h é d a n s le circuit n e p e u t être traversé q u e p a r ces ondes d e courant-là. P e n d a n t ce t e m p s , l'autre moitié d'en- roulement reste sans courant. Si le c o u r a n t alternatif est par e x e m - ple de 5 0 périodes, les d e u x moitiés d ' e n r o u l e m e n t seront par- courues par le courant, t o u r à tour, p e n d a n t 1/100 d e seconde, l'ar contre, d a n s l'enroulement primaire passe u n courant alter- natif p r o p r e m e n t dit, ce d o n t il est facile d e se rendre c o m p t e , w Ion remplace p a r la p e n s é e les d e u x e n r o u l e m e n t s secondaires
et II par un s e uj e n r o u l e m e n t p a r c o u r u , p a r les d e u x o n d e s de courant. Il est c o m p r é h e n s i b l e q u e la construction d e transfor- mateurs p o u r redresseur m o n o p h a s é , relativement à la réparti-
tion d e l'enroulement secondaire sur l'enroulement primaire, ré- sulte d e s m ê m e s considérations q u e la construction des transfor- m a t e u r s à trois conducteurs, c'est-à-dire d u m o i n s d e dispersion possible causée, p a r u n e c h a r g e inégale des d e u x moitiés d'enrou- lements.
ri.
E "5 e
< > /
i x
U T 'e —
1 \ \
1/c 1Z lmax.\ \ iS
Fig. 1 4 .
D ' a p r è s la figure 13, il est facile d e voir q u e le point neutre d u transformateur f o r m e le pôle négatif d u circuit à c o u r a n t continu et la c a t h o d e d u redresseur le pôle positif. Si l'on c o n - necte u n redresseur pareil, sur u n e résistance o h m i q u e p u r ej
Fig. 15.
p a r e x e m p l e , sur des l a m p e s à incandescence, o n obtient la c o u r b e d e tension représentée p a r la figure 1 4 qui, p a r suite d u g e n r e d e c h a r g e choisi, n e diffère d e la c o u r b e d e c o u r a n t q u e p a r les o r d o n n é e s . Si le courant, c o m m e c'est ici le cas, d e s c e n d jusqu'à zéro, l'arc d a n s le redresseur sera i n t e r r o m p u , ainsi q u e cela a été déjà dit. Afin d'éviter cette interruption, o n p e u t e m p l o y e r l'excitation séparée déjà m e n t i o n n é e d e la c a t h o d e , o u b r a n c h e r d a n s le circuit à courant continu u n e b o b i n e d e self, chose tou- jours nécessaire d a n s le cas d e c h a r g e d e m o t e u r s sensibles. Celle b o b i n e , fonctionne alors, c o m m e a c c u m u l a t e u r d'énergie qui, sui- v a n t sa g r a n d e u r , p e u t amortir à volonté les pulsations d u c o u - rant et d e la tension.
A u point d e v u e m é c a n i q u e , elle est c o m p a r a b l e à u n volant o u à u n réservoir d'air. L a figure 1 5 représente u n dispositif a v e c Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1923042
218 LA HOUILLE BLANCHE
p o m p e à piston qui, a u point d e v u e m é c a n i q u e , est c o m p l è t e - m e n t a n a l o g u e a u dispositif électrique, d e la figure 13. D e m ê m e q u ' a u point d e v u e m é c a n i q u e d a n s u n e m a c h i n e à pi .ton, le m o u v e m e n t alternatif d u piston envoie d e l'eau a u t o m a t i q u e - m e n t p a r le*, s o u p a p e s d a n s u n réservoir surélevé o ù le réservoir d'air sert d e régulateur d e pression ; le transformateur, le redres- heur.la batterie d ' a c c u m u l a t e u r s e t l a b o b i n a d e self agissent iden- t i q u e m e n t a u point d e v u e électrique.
Fig. 16
P o u r plus d e clarté, il est nécessaire d e détailler d a v a n t a g e le rôle, d e la b o b i n e d e self e n c o n n e x i o n a v e c des redresseurs. Si l'onlorme u n circuit f e r m é , c o m p o s é , d'une source d e courant alter- natif, d'un redresseur e n série avec u n e résistance olnnique et u n e b o b i n e d e _elf, et q u e l'on m e s u r e le c o u r a n t a v e c o u sans self- induction, o n obtient les courbes d e la figure 16. L a relation entre le t e m p s et la valeur instantanée (i) d u c o u r a n t est d o n n é e p a r l'équation (1) a u m o y e n d e laquelle, p o u r des valeurs déler- m i n é e ^ d e la résistance R , d e la self-induction L , et p o u r u n e a m -
plitude d o n n é e d e la tension alternative, u n e fréquence / = les courbes d é f o r m é e s d e la figure 16 ont p u être construites gra- p h i q u e m e n t :
L'effet d e la b o b i n e d e self, consiste, e n u n e a u g m e n t a t i o n d u t e m p s d e durée d u courant d e T , à T., a v e c aplatissement d e s courbes sinusoïdales. L e t e m p s T , représente e x a c t e m e n t u n e demi-période, T2 est, p a r l'influence d e la b o b i n e d e self, plus g r a n d q u e T,, d'où il résultera d a n s le couplage d e la figure 13 u n r e c o u v r e m e n t m o m e n t a n é , des d e u x c o u i W d e courant, si bien q u e ic c o u r a n t continu résultant n e passera plus par zéro,' c o m m e cela se produirait, d a n s le cas d'une charge n o n inducLive
Si l'on réunit, c o m m e d a n s la ligure 1 7 , des courbes d e courant a y a n t u n e distance entre elles égale à u n e demi-période et qu'on additionne les valeurs m o m e n t a n é e s , o n obtient a u secondaire du redresseur u n e c o u r b e d e c o u r a n t résultant, sous f o r m e d'une li«ne ondulée. C e c o u r a n t est appelé c o u r a n t ondulatoire.
Durée d'une période Fig. 18
L a figure 1 8 m o n t r e c o m m e n t se c o m p o r t e la tension corres- p o n d a n t e d a m le circuit d'un redresseur a v e c b o b i n e d e self. On r e m a r q u e q u e la tension d e la b o b i n e d e self, d e fréquence deux fois plus g r a n d e q u e la fréquence initiale, d o n n e , c o m b i n é e avec la tension d u transformateur, a m o i n d r i e , p a r la c h u t e cle tension d a n s l'arc, u n e tension continue faiblement ondulatoire dans un redresseur m o n o p h a s é .
Fig. 19.
S o u s l'influence d e s fluctuations d e courant, il se formera d a n s l'erroulement d e la b o b i n e d e self d e s tensions induites, d'action contraire a u x tensions d u transformateur, tendant à dépasser r a p i d e m e n t u n e valeur m o y e n n e . Si l'on tient c o m p t e des valeurs admissibles des fluctuations d e c o u r a n t et d e tension fixées p a r les prescriptions, la b o b i n e d e self d u redresseur cor- r e s p o n d a n t p o u r r a se calculer c e m m e suit : L e s valeurs limites d u c o u r a n t zm a xe t im i n( f i g . 2 1 ) c o r r e s p o n d e n t d a n s le noyau de fer d e la b o b i n e d e self, a u x saturations Bmax et Bm i l l qui passent d e la fréquence initiale à u n e fréquence double. P o u r u n nombre d e spires n et u n e section d e 1er d e Q c m - l'amplitude d e la tension résultante découle d e la ligure 18.
E „ •:2r. (2.
B „ Q . n . 1 0 -8 volts
P o u r l'estimation d e la g r a n d e u r d e la b o b i n e d e seh, en tenant c o m p t e d e la f o r m e d e c o u r b e désirée, il faut p r e n d r e en considé- ration les points suivants : 1° L e s e n r o u l e m e n t s d o i v e n t support*' la totalité d u c o u r a n t nécessaire a u n o m b r e d ' a m p è r e s tours et à la saturation choisie d u n o y a u d e fer. 2° L a section Q d u f e o u le n o m b r e d e spires (n) (équation n°2) croît r a p i d e m e n t quaw la diiférence B ma x — Bmin d i m i n u e . 11 découle d e la relation.
Q > n ~ consl. ,3)
" m a x
J Jm i n
q u ' u n c o u r a n t continu partait n e serait o b t e n u qu'avec une
00-
bine d e self infiniment g r a n d e .
Il n'est p a r c o n s é q u e n t , p a s rationnel, d e pousser Irop loi»-'
recherche d'un courant continu faiblement ondulatoire d a n s u n redresseur m o n o p h a s é . D'autre part, il faut considérer q u e des courants en charge n e p e u v e n t être produits p a r la tension o n d u - latoire continue et la force contre électromotrice existante, q u e lorsque la valeur m o m e n t a n é e d e la tension d u redresseur dé- passe la force contre élecLromotrice des moteur.-,.
Fig. 20
La bobine d e self b r a n c h é e d a n s le circuit d u c o u r a n t continu doil donc être d a n s tous les cas suffi a n i m e n t g r a n d e p o u r ([lie,aux charges qui se présentent, elle n e laisse p a s la valeur m o - mentanée d u c o u r a n t continu, t o m b e r à zéro. D e s essais m o n t r e n t que des m o t e u r s série o u dérivation, b r a n c h é s sur u n redresseur monophasé avec, des b o b i n e s d e self relativement petites, fonc- tionnent sans étincelles. L e s expériences faites jusqu'à présent permettent d e dire q u e les bobines d e self c o r r e s p o n d a n t à 3 0 o u 40 % de la puissance des m o t e u r s suffisent. L ' é c h a u f f e m e n t d u moteur reste lui aussi d a n s les limites a d m i s e s . D a n s les m o - teurs en dérivation, o n constatera u n accroissement d e t e m p é r a - ture du 1er d'induit d e 3 à 4° C. P o u r les m o t e u r s série, il est re- c o m m a n d é d e b r a n c h e r u n e résistance o h m i q u e e n parallèle avec l'enroulement d e c h a m p . Il e n résulte q u e seule la c o m p o - sante de courant continu ic, livrée p a r le redresseur m o n o p h a s é , passe par le circuit principal, tandis q u e la c o m p o s a n t e d u cou- rant alternatif ia passe p a r la dérivation o h m i q u e .
Fig. 2 1
Ces dispositions o n t p o u r effet d'abaisser le r e n d e m e n t d u moteur d'environ 2 à 4 % ; r é c h a u f f e m e n t p a r contre reste d a n s ta limites n o r m a l e s , ce qui p e u t avoir u n e i m p o r t a n c e , d a n s les moteurs de traction o u d e levage.
Relation du courant et de la tension dans le redresseur monophasé.
Ainsi qu'il e n a été fait m e n t i o n p r é c é d e m m e n t , le c o u r a n t ondulaioire fourni par u n redresseur p e u t se d é c o m p o s e r e n d e u x c o m p o s a n t e s : u n c o u r a n t continu z'c et u n c o u r a n t alternatif sinusoïdal ia, a u q u e l s'ajoute encore é v e n t u e l l e m e n t des har- m o n i q u e s supérieurs. Si l'on d é v e l o p p e la c o u r b e d u c o u r a n t (;') r e p r é s e n t e par la figure 14, suivant les termes d e la série d e Fourier, o n obtient :
t ' i = J,,
cos ( 2 .
1 T 2 cos
(*-ï)
1.3 2 cos ^ 6 w -
3.5
o. / (4)
L e p r e m i e r t e r m e = -~ Jm a x correspond à la valeur m o y e n n e c o n n u e d'une d e m i - o n d e d e sinusoïde et représente d o n c la partie constante ic. D a n s le s e c o n d t e r m e , o n reconnaît l'onde f o n d a -
2 M
m e n t a l e d e fréquence - y à laquelle v i e n n e n t s'ajouter les har-
., 4 <,) 6 d)
m o m q u e s d ordres supérieurs a v e c des fréquence d e — - y elc... Il est évident q u e l'adjonction d'une b o b i n e d e seH-d'-affioT- lissement agira principalement sur les fréquences d'ordres s u p é - rieurs.
O n p e u t d o n c d a n s la plupart, des cas représenter le c o u r a n t et la tension ondulatoires p a r les expressions :
i = - fc + z'a max sin 2 m L
(5) et c = ec + ea sin 2 io 7p + y-
Il faut d o n c p o u r m e s u r e r ce c o u r a n t p r e n d r e g a r d e a u x instru- m e n t s q u e l'on doit e m p l o v e r . L e s instruments à c o u r a n t continu n e d o n n e n t q u e les valeurs constantes z'c et ec, tandis q u e les i n s t r u m e n t s à c o u r a n t alternatif d o n n e n t a u contraire les valeurs effectives d a n s lesquelles interviennent aussi les c o m p o s a n t e s alternatives c o m m e :
'cil
V
('elT —\
(6)L a différence entre ces lectures ^era d'autant plus petite q u e les o n d e s d u c o u r a n t ondulatoire seront faibles. D ' a p r è s le professeur Epstein, o n e n t e n d p a r « o n d e » le r a p p o r t ?a : v r a p p o r t p o u v a n t être utilisé p o u r m e s u r e r la qualité d u c o u r a n t redressé. O n obtient par substitution d a n s les équations précé- dentes :
F =
Y
1 (7)à l'aide d e q u o i la table (1) ci-après a été calculée.
TABLE I
Rapport de l'amplitude d u courant
alternatif au courant conlinu 0,00 0,14 0,20 0,28 0,35 0,40 0,45 0,65 0,95 1,17
Rapport d e la lecture d'un instru- ment à courant continu à celle d'un
instrument à courant alternatif... 1,000 1,005 1,01 1,02 1,03 1,01 1,05 1,1 1,2 1,3
220
LA HOUILLE BLANCHE
O n voit q u e les valeurs relativement très i m p o r t a n t e s d e la c o m p o s a n t e d e c o u r a n t alternatif n e d o n n e n t q u e d e petites diffé- rences d e lectures qui, p o u r les appareils d e t a b l e a u x usuels, restent p o u r la plupart d a n s les limites d e l'exactitude. L e s diffé- rences d a n s la m e s u r e d u c o u r a n t d ' a n o d e i. o u i2 (fig. 2 2 ) sont a u contraire i m p o r t a n t e s . A v e c u n appareil à b o b i n e m o b i l e o n t r o u v e :
'l moyen 4 " !2 moyen — ~ (3 moyen (^)
c'est-à-dire q u e le résultat d e l à lecture d e l'appareil d é m e s u r e à c o u r a n t continu, représente la s o m m e d e s courants continus m e s u r é s d a n s les a n o d e s . Si, a u lieu d'un appareil à b o b i n e m o - bile qui n e d o n n e q u e d e s valeurs m o y e n n e s , o n insère u n a m p è r e - m è t r e t h e r m i q u e et l'on m e s u r e les valeurs effectives seules, o n obtient alors :
h eir '2 eff — V - z3 efï Ll elï = le elï 0.17 i3 en (9) La section des conducteurs d'anode d'un redresseur monophasé doit donc atteind pour un même matériel conducteur, au moins 71 % de la section conductrice du circuit à courant continu, ceci est naturellement aussi vrai p o u r l'enroulement secondaire d u trans- f o r m a t e u r b r a n c h é a v e c le redresseur, toute considération gardée c o n c e r n a n t la réfrigération.
Fig. 2 2
L a figure 1 4 m o n t r e la relation existant entre la tension d ' a n o d e e, o u e% (fig 2 2 ) et la tension redressée e = eK. L a valeur ec m e s u r é e a u v o l t m è t r e à c o u r a n t continu, représente p o u r u n e
2
tension alternative sinusoïdale, la valeur m o y e n n e - em a x. A v e c u n a m p è r e m è t r e t h e r m i q u e o n obtient . C e s d e u x résultats sont d a n s le r a p p o r t :
' m a x
e3 en 1/2
Ê3 m o y e n 2 = 1.11 (10)
o ù emilK représente la valeur m a x i m u m d e la tension d'anode, déduction faite d e la c h u t e d e tension d a n s l'arc.
L a tension d ' a n o d e o u tension entre le point neutre d u trans- f o r m a t e u r et la b o r n e extérieure se calcule à l'aide de la tension e, :
?i e n efl
Lm a x -k
2 2 <'c+ ~ // 2 \,
o ù i représente, a v e c a p p r o x i m a t i v e m e n t 2 0 volts la chute d e tension dans, l'arc d u redresseur, et k u n facteur d e correction d é p e n d a n t d e la f o r m e d e la c o u r b e d e la tension primaire. Si le.-, a n o d e s sont b r a n c h é e s e n parallèle, a u m o y e n d e bobines d e self appropriées, = doit alors être porté à la valeur c.es, o ù es est la c h u t e d e tension inductive des bobines d e self m e s u r é e p o u r l'in- tensité totale d e c o u r a n t et u n e fréquence d e 5 0 périodes et c u n facteur d e correction. L'équation devient alors ;
e ~ - = 1.11 k, ec + ï + c. es (11)
L e s équations 9 et 11 m o n t r e n t q u e le secondaire d u transfor.
m a t e u r b r a n c h é , a v a n t le redresseur m o n o p h a s é , doit correspon.
dre à e n v i r o n 1,65 fois la puissance d u c o u r a n t continu. D u côté primaire il n'y a à p r e n d r e e n considération q u e le rendement p r o p r e d u redresseur (0,85 à 0,95) et le facteur d e puissance (en- viron 0,8 à 0,9).
L E R E D R E S S E U R P O L Y P H A S É (1)
II s'agit d a n s la plupart d e s cas d e transformer des courants bi o u triphasés e n c o u r a n t continu. L e redresseur polyphasé est construit d'une façon] a n a l o g u e a u m o n o p h a s é , seul le nombre d e s a n o d e s a u g m e n t e a v e c le n o m b r e d e p h a s e s , tandis que la c a t h o d e d e m e r c u r e sert à leur e n s e m b l e .
Redresseur
Fig. 2 3
E n ce q u i concerne. l'allure d e la c o u r b e d u c o u r a n t continu résultant, le redresseur p o l y p h a s é est plus favorable q u e le mo- n o p h a s é . Ceci est e n particulier le cas p o u r le redresseur hexa- p h a s é b r a n c h é a u secondaire h e x a p h a s é d ' u n transformateur, a l i m e n t é p a r u n réseau triphasé, ce s c h é m a est'représenté parla
Volts
/M
It/3(
2T
\ /
Secondes
\ /
Secondes
Fig. 2 4
figure 2 3 . L e s e n r o u l e m e n t s secondaires, p a r suite d e l'effet de v a l v e d u redresseur, n e sont p a r c o u r u s q u e p a r les courants allant d u point neutre à l'anode. L e s six d e m i - o n d e s d e tension corres- p o n d a n t e s o n t l'allure représentée s u r la figure 2 4 . L a courbe tracée e n trait fort au-dessus des points d'intersection représente la f o r m e réelle d e la tension côté c o n t i n u d a n s u n redresseur h e x a p h a s é . O n r e m a r q u e q u e cette c o u r b e a u n e allure beaucoup plus constante q u e celle d'un redresseur m o n o p h a s é , représentée sur la ligure 18.
(1) Voir : Revue B. B. C , 1919, N0 R 5 à 9.
Voir : Rapport de M . A . ODEHMATT au X V I I Ie Congrèsinter- nai ional cle tramways et chemins de fer (Bruxelles, octobre I W
Si l'on b r a n c h e le redresseur p o l y p h a s é sur u n e résistance ohmique pure, la c o u r b e d u c o u r a n t continu résultant a u r a exac- tement l'allure d e celle d e la tension (fig. 2 4 ) . L e s a n o d e s indivi- duellement n e c o n d u i s e n t d u c o u r a n t q u e tant, q u e la valeur instantanée d e la tension d e p h a s e considérée d é p a s s e les autres, c'est-à-dire p e n d a n t u n sixième d e période. L a présence d'une résistance inductive d a n s le circuit d u c o u r a n t continu produit un r e c o u v r e m e n t t e m p o r a i r e des c o u r a n t s d e p h a s e , ainsi q u e cela a été m o n t r é a v e c le redresseur m o n o p h a s é . O n p e u t obtenir a v e c un couplage spécial des b o b i n e s d e self, q u ' a u m ê m e instant, d e u x ou trois a n o d e s b r a n c h é s à différentes p h a s e s soient parcourues parle courant. Ainsi, le c o u r a n t redressé o b t e n u sera considéra- blement amélioré et l'effet ondulatoire, c'est-à-dire le rapport entre la c o m p o s a n t e d e c o u r a n t c o n t i n u et l'amplitude d e la c o m - posante de c o u r a n t alternatif q u i lui est s u p e r p o s é e (de 61 % a v e c le redresseur m o n o p h a s é ) d i m i n u e r a à environ 8 %
Relation entre le courant et la tension dans le redresseur poly- phasé. —- E n t r e la valeur effective d e la tension d e p h a s e d u secon- daire d u transformateur et la tension d u c o u r a n t o b t e n u , o n p e u t établir la relation suivante :
(c0 + e) A"
sin x 1 •— 2
r
+ -
(12)
y. pour u n c o u r a n t h e x a p h a s é est égal à 6 0 ° et p o u r u n courant tétraphasé à 45°, k est a n facteur d e correction d é p e n d a n t d e la forme des courbes. P o u r simplifier et d a n s la pratique l'équa- tion (12) p e u t s'exprimer c o m m e suit d a n s le cas le plus fréquent d'un redresseur h e x a p h a s é :
e ~
t + c es 1.35 k
(13) où : £ représente la c h u t e d e tension d a n s l'arc, soit environ 20 volts, es la tension d e s b o b i n e s d e self des a n o d e s ( m e s u r é e à l'aide de courant alternatif sinusoïdal d e m ê m e intensité q u e le courant d'anode n o r m a l ) , c et k sont d e s facteurs d e correction dépendant d u c o u p l a g e choisi.
A d m e t t o n s p a r e x e m p l e q u e l'on veuille obtenir u n courant continu à 2 3 0 volts et q u e l'on e m p l o i e d a n s ce b u t plusieurs bobines de self d ' a n o d e a v e c u n e c h u t e d e tension n o m i n a l e d e 30 volts. L a tension d e p h a s e d e m a n d é e se calcule alors c o m m e , suit :
2 3 0 + 2 0 + 1 . 2 X 3 0
e ~ = • — = 2 1 8 volts 1 . 3 5 X 0 , 9 7
où les valeurs 1,2 et 0,97 sont introduites p o u r cet À\ L e transfor- mateur précédant le redresseur doit d o n c fournir à pleine charge 218 volts entre le point neutre et les b o r n e s extérieures. L a tension à vide d u t r a n s f o r m a t e u r doit être choisie plus élevée, et l'expérience a m o n t r é qu'il fallait calculer a v e c u n ? c h u t e d e tension d e u x lois plus forte q u e celle o b t e n u e e n charge, a v e c u n courant alternath. p u r et u n cos ? = 0,9. Si, d a n s l'exemple ci- dessus, cette dernière valeur atteint 3 % , la tension à vide d u transformateur d e v i e n d r a alors : 1 , 0 6 x 2 1 8 = 2 3 1 volts. O n peut alors calculer la tension à vide d u redresseur :
e, = 1,35 X 0,97 x (231-20) = 2 8 2 volts
et la chute d e tension totale : 2 8 2 — 2 3 0 = 5 2 volts o u 18,5 % . Si une pareille c h u t e est inadmissible, les b o b i n e s d e self d e v r o n t être pourvues d ' e n r o u l e m e n t e n court-circuit ; o n a u r a alors d a n s l'équation (13), c = 0,2 (au lieu d e c = 1,2). D a n s ce ca*, le trans-
f o r m a t e u r fournira à vide 2 1 0 volts et à pleine c h a r g e 1 9 8 volts a v e c u n e c h u t e d e tension totale d u côté c o u r a n t continu d e 2 3 v.
s e u l e m e n t , c'est-à-dire 9 % . Si l'on a affaire à des tension., plus élevées, les chutes d e tension d a n s l'arc et les b o b i n e s d e self d i m i n u e n t d'importance et la perle en % est p a r suite fortement réduite.
L a relation entre le c o u r a n t continu zc et les courants ij, i\>..., in a v e c (n) c o m m e n o m b r e d e p h a s e s d o n n e :
et la valeur, entre parenthèses sous la racine, c o m p o s é e d e u t e r m e s semblables, p o u r r a s'écrire :
• f/- • 'c (11)
!eff // n o u iea —~
f/n
c'est-à-dire q u e le c o u r a n t d e p h a s e effectif est t h é o r i q u e m e n t égal a u total d u c o u r a n t continu, divisé p a r la racine carrée d u n o m b r e d e phases. D a n s le cas d e c o u r a n t h e x a p h a s é y n=l/6 = 2,45. P o u r u n c o u r a n t continu o b t e n u d e 5 0 0 a m p è r e s la valeur effective d e l'intensité d u c o u r a n t d a n s c h a q u e p h a s e sera d e
5 0 0
;y-^g = 2 0 3 a m p è r e s . C e c o u r a n t m e s u r é a v e c u n a m p è r e - m è t r e à c o u r a n t continu n e donnerait e n r e v a n c h e q u e ^ ~ = 8 3 a m p è r e s . Il s'agit d o n c d e p r e n d r e g a r d e , lors d e la m e s u r e d u c o u r a n t d e p h a s e , J l'on utilise u n a m p è r e m è t r e à b o b i n e m o b i l e o u u n a m p è r e m è t r e t h e r m i q u e , afin d'éviter a u x a n o d e s d e s surcharges p o u v a n t être la cause d'avarie.
E n réalité, la valeur effective d u c o u r a n t d e p h a s e t o m b e r a à u n e valeur plus faible q u e celle d o n n é e p a r le calcul, car d a n s le circuit d'utilisati&n o u le circuit d e s a n o d e s , il y a toujours u n e self-induction produisant u n r e c o u v r e m e n t des courants d e p h a s e . D e ^ résultats d'expérience m o n t r e n t q u e d a n s u n redresseur h e x a p h a s é a u lieu d u facteur .-—^ o u il faut introduire le facteur
_ 1 _ , 2,8 a
1/6 2,45
1
Il résulte des valeurs o b t e n u e s p o u r les rapports d e tension et d e c o u r a n t d a n s u n redresseur h e x a p h a s é q u e le secondaire d u trans f o r m a t e u r doit être d i m e n s i o n n é p o u r environ 1,75 fois la puis- s a n c e d u c o u r a n t continu et le primaire p o u r environ 1,25 fois cette m ê m e puissance. E n m o y e n n e , il faut d o n c c o m p t e r a v e c u n e puissance d u transformateur 1,5 fois plus g r a n d e . Il faut encore r e m a r q u e r q u e le primaire doit être couplé en triangle et le secondaire e n couplage hexaphasé ouvert.
L c r s d e courants primaires à très h a u t e tension, le c o u p l a g e e n étoile p e u t devenir nécessaire : il e n résulte alors u n e c h u t e d e tension plus forte et des courants d e p h a s e plus faible^ q u e c e u x calculés plus h a u t .
L a fréquence n'a d'influence ni sur le r e n d e m e n t , ni sur le fac- teur d e puissance d u redresseur. Elle n'entre e n considération q u e p o u r la détermination d u t r a n s f o r m a t e u r d'alimentation o u autres questions secondaires.
(A suivre.)
