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Procédé statique de transformation des courants alternatifs triphasésen courants monophasé s , et dispositif de réalisation.
@ Les transformateurs statiques utilisés pour la transforma - @ des courants alternatifs présentent de grands avantages :
Rendement excellent, pas d'organe mobile, entretien très faible, encombrement réduit, faible prix.
Malheureusement un certain nombre d'applications et en particulier la soudure électrique à l'arc utilisent du courant monophasé alors que les réseaux sont habituellement triphasés. que l'on utilise dans ce cas un transformateur monophasé branché entre deux fils du réseau ou les transformateurs triphasés - monophasésconnus jusqu'ici, il subsiste un grave inconvénient : un déséquilibrage important des courants et des puissances des trois phases du réseau. C'est ainsi par exemple qu'un transfor - mateur tri-monophasé absorbe trois courants primaires proportion- nels aux nombres 1,1 et 2.
Ce déséquilibrage est un inconvénient sérieux car il se répercute sur le réseau et partant sur les autres utilisateurs de celui-ci.
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Il s'ensuit que certaines Sociétés fournisseurs de courant interdisent l'emploi de tels dispositifs sur leur réseau.
La présente invention a pour objet principal un procédé statique de transformation des courants triphasés en courant monophasé réalisant l'équilibrage parfait des oourants et des puissances des trois phases primaires.
Ce procédé consiste essentiellement à charger les phases primaires au moyen de selfs convenablement calculées de façon à arriver au but poursuivi. Comme les selfs ne consomment - à l'inverse des résistances - que très peu d'énergie, le rendement de transformation reste excellent.
Ce procédé peut être mis en oeuvre par diverses disposi - tions de montage, aveo ou sans transformateur statique, en mon - tant par exemple les selfs en étoile ou en triangle.
A titre non limitatif, le dessin annexé représente six variantes (fig.1 à 6 ) de telles dispositions, prévues pour la soudure électrique à l'arc, étant expressément entendu que l'invention s'étend à toutes autres applications du procédé.
Aux fig.l à 3, on a rprésenté un montage des selfs en étoile, et aux fig.4 à 6 un montage en triangle.
D'une manière générale, quand la tension du réseau poly - phasé présente une valeur convenable par rapport à la tension d'utilisation, un transformateur statique n'est pas appliqué ; dans les autres cas, le transformateur est monté, soit directe - ment sur les phases primaires du réseau, les selfsétant alors intercalées après le transformateur, ou les selfs agissent di - reotement sur les phases primaires du réseau, et sont suivies du transformateur statique.
Ce dernier cas est représenté schématiquement à. la fig.l, dans laquelle :
1, 2, 3 sont les conducteurs du réseau.
C est un interrupteur isolant à l'arrêt le réseau du dispo- sitif.
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L1 L2 L3 sont des selfs convenables.
T est un transformateur statique mono-monophasé.
A et B sont les bornes de l'arc de soudure, e étant l'élec- trode de soudure et P la pièce à travailler.
Le calcul convenable des selfs Li L2 L3 pour chacune des valeurs du courant de soudure is permet de satisfaire aux deux conditions suivantes :
1 ) équilibrage parfait des courants et des puissances des phases primaires : les courants il i2 i3 auront donc les mêmes valeurs efficaces et seront déphasés dans le même sens et d'un même angle sur les trois tensions étoilées du réseau, o'est-- dire les trois tensions existant entre les trois fils de ligne et un point neutre réel ou fictif.
2 ) tension entre A et B en charge (courant de soudure is différent de zéro) égal à une fraction convenable de la tension entre A et B à vide (courant de soudure is 0). Cette fraction est en général égale à environ 1/3, un arc demandant une tension de 75 volts environ à l'amorçage et se maintenant en marche avec une tension de 25 volts environ.
Pour les différents courants de soudure is nécessaires, les selfs devront avoir des valeurs différentes ; les selfs L1,L2,L3 seront donc variables, ce qui pourra se réaliser par exemple au moyen de selfs à prises, les connexions nécessaires étant réali- sées au moyen de fiches, ou d'un système analogue à celui utilisé dans les rhéostats triphasés ou de tout autre système mécanique équivalent.
La variante de la figure 2 ne diffère de la précédente que par la suppression du transformateur monophasé T et le branche - ment direct de l'arc aux bornes A et B. Cette variante sera d'ap- plication quand la tension du réseau aura une valeur convenable par rapport à la tension d'utilisation.
La variante de la figure 3 ne diffère de celle de la fig.2 que parce qu'un transformateur statique triphasé-triphasé T amène
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la. tension du réseau à une valeur convenable pour l'utilisation de la disposition de la variante précédente.
La variante de la figure 4 est analogue à celle de la fig.
1, maisici les selfssont disposées en triangle.
La variante de la figure 5 est analogue à la précédente,mais le transformateur monophasé-monophasé T est supprimé. En d'au - tres termes, elle correspond à la fig.2, mais avec montage en triangle des selfs.
Cette variante sera d'application quand la tension du ré - seau aura une valeur convenable par rapport à la tension d'uti - lisation.
La variante de la fig.6 ne diffère de la précédente que par un transformateur statique triphasé-triphasé amenant la tension du réseau à une valeur convenable pour l'utilisation de la disposition de la variante précédente.
REVENDICATIONS.
1. Un procédé statique de transformation des courants al - ternatifs polyphasés par exemple triphasés en courant alternatif monophasé, caractérisé en ce que les courants et les puissances des trois phases primaires sont équilibrés par l'emploi de trois selfs convenables.
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Static process for transforming three-phase alternating currents into single-phase currents, and implementation device.
@ Static transformers used for transforming - @ alternating currents have great advantages:
Excellent performance, no moving part, very low maintenance, small footprint, low price.
Unfortunately, a certain number of applications, and in particular electric arc welding, use single-phase current, whereas networks are usually three-phase. Whether we use in this case a single-phase transformer connected between two wires of the network or the three-phase - single-phase transformers known until now, there remains a serious drawback: a significant imbalance of the currents and powers of the three phases of the network. This is how, for example, a three-phase transformer absorbs three primary currents proportional to the numbers 1,1 and 2.
This imbalance is a serious drawback because it has repercussions on the network and therefore on other users thereof.
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It follows that some current supplier companies prohibit the use of such devices on their network.
The main object of the present invention is a static process for transforming three-phase currents into single-phase currents achieving perfect balancing of the currents and the powers of the three primary phases.
This process essentially consists in charging the primary phases by means of chokes suitably calculated so as to achieve the desired goal. As the inductors consume - unlike resistors - very little energy, the transformation efficiency remains excellent.
This process can be implemented by various mounting arrangements, with or without a static transformer, for example by mounting the chokes in star or delta.
By way of non-limitation, the appended drawing shows six variants (fig. 1 to 6) of such arrangements, provided for electric arc welding, it being expressly understood that the invention extends to all other applications of the method.
In fig.l to 3, we have shown a star choke assembly, and in fig.4 to 6 a delta connection.
In general, when the voltage of the polyphase network has a suitable value in relation to the operating voltage, a static transformer is not applied; in other cases, the transformer is mounted either directly on the primary phases of the network, the chokes then being interposed after the transformer, or the chokes act directly on the primary phases of the network, and are followed by the static transformer.
The latter case is shown schematically at. fig. 1, in which:
1, 2, 3 are the conductors of the network.
This is a switch that isolates the device's network when stopped.
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L1 L2 L3 are suitable chokes.
T is a single-phase static transformer.
A and B are the terminals of the weld arc, e being the weld electrode and P the workpiece.
The suitable calculation of the Li L2 L3 chokes for each of the values of the welding current is makes it possible to satisfy the following two conditions:
1) perfect balancing of the currents and powers of the primary phases: the currents il i2 i3 will therefore have the same rms values and will be phase-shifted in the same direction and at the same angle on the three star voltages of the network, o est-- say the three voltages existing between the three line wires and a real or fictitious neutral point.
2) voltage between A and B under load (welding current is different from zero) equal to a suitable fraction of the voltage between A and B at no load (welding current is 0). This fraction is generally equal to about 1/3, an arc requiring a voltage of about 75 volts on initiation and being maintained at a voltage of about 25 volts.
For the different welding currents that are needed, the chokes should have different values; the chokes L1, L2, L3 will therefore be variable, which can be achieved for example by means of tap chokes, the necessary connections being made by means of plugs, or of a system similar to that used in three-phase rheostats or any other equivalent mechanical system.
The variant of figure 2 differs from the previous one only by the elimination of the single-phase transformer T and the direct connection of the arc to terminals A and B. This variant will apply when the network voltage has a suitable value in relation to the operating voltage.
The variant of figure 3 differs from that of fig. 2 only because a three-phase-three-phase static transformer T leads
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the. mains voltage to a value suitable for using the arrangement of the previous variant.
The variant of FIG. 4 is similar to that of FIG.
1, but here the chokes are arranged in a triangle.
The variant of FIG. 5 is similar to the previous one, but the single-phase-single-phase transformer T is omitted. In other words, it corresponds to fig. 2, but with a delta connection of the chokes.
This variant will apply when the network voltage has a suitable value in relation to the voltage of use.
The variant of fig. 6 differs from the previous one only by a three-phase-three-phase static transformer bringing the network voltage to a value suitable for the use of the arrangement of the previous variant.
CLAIMS.
1. A static process for transforming polyphase alternating currents, for example three-phase, into single-phase alternating current, characterized in that the currents and powers of the three primary phases are balanced by the use of three suitable inductors.