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@ "DISPOSITIF POUR TRANSFORMER DIRECTEMENT DU COURANT TRIPHASE DE FREQUENCE INDUSTRIELLE EN COURANT MONOPHASE DE HAUTE FRE- QUENCE"
Pour l'alimentation des fours à induction servant au raffinage électrique des métaux, on demande actuellement de plus en plus du courant monophasé à la fréquence d'environ mil- le périodes par seconde. Il fallait jusqu'ici produire ce courant monophasé à l'aide de machines rotatives. Le rende- ment de convertisseurs rotatifs de fréquence est faible et le prix d'achat de ces machines est relativement élevé. Il paraît donc avantageux d'effectuer cette transformation directement en partant d'un courant triphasé disponible de fréquence
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quelconque.
Un procédé connu pour la transformation du cou- rant triphasé en un courant monophasé de fréquence quelconque consiste à redresser le courant triphasé dans un redresseur pour le transformer en courant continu, puis à retransformer ce courant continu en courant monophasé de la fréquence désirée à l'aide d'uninvertisseur distinct du premier appareil. Ce mode de transformation conduit également à un prix d'achat relativement élevé.
La présente invention a pour objet un dispositif pour transformer directement du courant triphasé de fréquence in- dustrielle en un courant monophasé à haute fréquence, destiné par exemple à l'alimentation de fours à induction, caractérisé en ce que la transformation se fait à l'aide d'un convertis- seur statique unique dont les anodes sont reliées par l'inter- médiaire des enroulements primaires du transformateur secon daire avec les enroulements secondaires du transformateur pri- maire, des condensateurs d'extinction étant montés entre les anodes d'un même enroulement primaire pour servir à l'extinc- tion périodique de l'arc.
Au dessin, on a représenté schématiquement dans les Fig. 1 et 2 deux exemples d'exécution de l'objet de l'inven- tion, pour l'alimentation de fours à induction.
Dans ces Figures, T1 désigne le transformateur pri- maire dont l'enroulement primaire P est relié au réseau triphasé. Les enroulements 1 à 3 de l'enroulement secondaire S de ce transformateur sont reliés aux points milieu des en roulements primaires 4 à 6 du transformateur secondaire T2, dont l'enroulement secondaire 27 est relié à l'enroulement primaire du four à induction. Entre les conducteurs extérieurs des enroulements primaires du transformateur T2 on a monté des condensateurs d'extinction 8,9 et 10 qui provoquent l'extinc"
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tion de l'arc, ou mieux, la transmission de l'arc de l'une à l'autre des anodes d'un même enroulement primaire.
Les anodes des enroulements primaires 4 à 6 qui, par rapport à T2, sont de même phase, sont commandées simultanément par le fait que les grilles gl3 à g18 de ces anodes sont respectivement réu- nies en deux groupes et reliées aux bornes d'une génératrice pilote à haute fréquence G dont le point milieu est relié à la cathode k du convertisseur statique V et dont le moteur M est de nouveau alimenté par le réseau triphasé primaire.
La transformation du courant triphasé en cuurant alternatif mono- phasé à haute fréquence se produit alors dans chaque paire d'anodes des enroulements primaires 4, 5 et 6, de manière con- nue, comme la transformation de courant continu en courant al- ternatif monophasé, et sans qu'il soit nécessaire d'utiliser dans le réseau à courant alternatif un dispositif spécial don- nant le rythme, la tension de commutation qui provoque l'ex tinction périodique de l'arc aux anodes étant produite à l'aide des condensateurs 8, 9 et 10. Ce montage se distingue des mon- tages connus avant tout par le fait que la transformation en courant à haute fréquence se fait à l'aide d'un seul appareil à décharge V.
Les enroulements primaires 4, 5 et 6 du trans- formateur T2 fonctionnent alors successivement au rythme de la fréquence primaire du réseau triphasé, c'est-à-dire que pen- dant une période de la fréquence primaire les trois enroule- ments primaires 4, 5 et 6 fonctionnent successivement pendant un tiers de période chacun et sont pendant ce temps le siège d'un courant continu pulsatoire, ces pulsations ayant la fré- quence élevée du courant secondaire. Au commencement de chacune des demi-ondes positives dans les conducteurs de grille 11 et 12, l'arc s'amorce à l'une des trois anodes 13,14 et 15 ou 16,
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17 et 18, l'amorçage se faisant sur l'anode dont l'enroulement secondaire correspondant du transformateur T1 est, au moment considéré, à la tension la plus élevée.
La Fig. 2 indique un montage analogue avec un conver- tisseur statique triphasé-monophasé à douze anodes, l'en- roulement secondaire S du transformateur primaire T1 étant hexaphasé et les points milieu des enroulements secondaires du transformateur primaire étant reliés par l'intermédiaire d'une bobine d'absorption Z à trois branches avec la cathode k du convertisseur statique V, tandis que les bornes extrêmes sont reliées, d'une manière analogue à la Fig. 1, par l'intermédiai- re des enroulements primaires du transformateur secondaire T2 aux anodes du convertisseur V. Il est avantageux de monter en parallèle avec la bobine d'absorption Z et les enroulements du transformateur des condensateurs C qui servent à étouffer cer'" tains harmoniques supérieurs du courant.
Les enroulements primaires 4 à 9 du transformateur secondaire T2 peuvent éventuellement se monter directement comme enroulements primaires dans le four à induction même, de sorte qu'on peut économiser le transformateur secondaire T2.
Dans ce cas, les condensateurs nécessaires pour compenser le courant réactif {.déphasage en arrière) du four peuvent se réunir avec les condensateurs d'extinction Q pour les anode- du convertisseur statique, et ces condensateurs se monter en parallèle avec les enroulements primaires du four, comme l'in- dique le dessin.
Au lieu de la génératrice pilote G, on peut également utiliser, de manière connue en soi, pour le réglage des grilles, un appareil à contacts qui applique aux grilles les impulsions de réglage positives nécessaires. En réglant la vitesse de cet appareil à contacts ou de la génératrice pilote
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on peut régler à volonté la fréquence du courant alternatif monophasé produit. La puissance de ce dispositif de réglage doit être de l'ordre de grandeur de un pour mille de la puis sance du convertisseur statique. Les montages conformes à l'in- vention qui viennent d'être décrits ont également l'avantage que les condensateurs qui sont nécessaires de toute façon pour la compensation du courant déwatté peuvent servir en même temps pour l'extinction de l'arc aux anodes du convertisseur.
Ces montages ont en outre l'avantage important qu'on peut raccorder directement un nombre quelconque de fours à un transformateur triphasé commun avec point neutre sorti. On peut aussi brancher en parallèle plusieurs fours sur un convertisseur statique unique.