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@ Transformateur pour poste de soudure électrique
On sait que dans les postes de soudure il est nécessaire d'avoir un transformateur possédant une réactance relativement élevée pour obtenir automatiquement l'abaissement de la tension d'amorçage jusque une tension compatible avec la stabilité de l'arc ; cette réactance est souvent réglable de façon à pouvoir effectuer la soudure avec des courants très différents suivant que l'on utilise des électrodes de petit ou de fort diamètre ; dans les postes de soudure actuels la puissance apparente (en k V A) demandée au transformateur varie dans des proportions considérables par suite de la gamme étendue des courants de soudure ;
ils ne peuvent guère convenir pour les petites industries où la puissance électrique disponible est limitée (notamment par le compteur électrique),
L'invention a pour objet de réaliser un transformateur de soudure dans lequel la puissance-demandée au réseau (en k V A ) reste approximativement constante tout en permettant une gamme étendue de courants de soudure ,
L'invention est basée sur la constatation que l'arc peut s'amorcer avec des tensions d'autant plus petites que le diamètre de l'électrode est grand .
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A cet effet l'invention prévoit que le secondaire du transformateur est pourvu de prises multiples corres- pondant à des tensions variant dans de certaines limites qui ont été fixées en tenant compte que pour une tension trop basse l'arc ne s'amorce plus et que pour une tension trop forte il se crée une volatilisation de l'électrode ; suivant l'invention , ces tensions s'étagent entre 40 et 100 V.
De plus le transformateur suivant l'invention est établi de façon à ce que la tension aux bornes de l'arc soit pratiquement constante (de l'ordre de 25 V) quel que soit le courant de soudure .
La nouvelle règle technique faisant l'un des objets de la présente invention résulte de ce qui suit :
Soit E la f.e.m. aux bornes de l'enroulement secon- daire ; cette tension étant la plus basse qui permette l'amorçage de l'arc avec une électrode de diamètre d , elle peut donc s'exprimer symboliquement par E = f (d); si V est la tension (pratiquement constante) que l'on doit avoir aux bornes de l'arc , le courant I débité par l'en- roulement secondaire est
EMI2.1
X étant la réactance de l'enroulement secondaire .
D'autre part la puissance P en k V A (puissance apparente) étant pratiquement constante on a
I=P/E =P/f (d)
On tire des formules précédentes
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L'invention consiste à établir l'enroulement donnant une tension convenable au type d'électrode choisi , de façon à respecter la relation ci-dessus entre la réactance de cet enroulement et le type d'électrode ; on voit d'après cette nouvelle règle technique qu'en faisant usage d'un transforma- teur avec prises multiples au secondaire (voir figl) servant à donner la tension d'amorçage pour le type d'électrode , le transformateur fonctionnera toujours avec la même puissance pour autant que la réactance de chacun des enroulements partiels a, b, c, d (fig.l) réponde à la valeur mentionnée ci-dessus .
Bien entendu les valeurs de la réactance peuvent , sans sortir du cadre de la présente invention , varier dans certaines limites par rapport aux valeurs théoriques définies ci-dessus.
D'une façon générale l'invention prévoit que , à nombre de spires égal , la réactance des enroulements permettant l'obtention des diverses tensions d'amorçage , augmente à mesure que ces enroulements correspondent à des tensions plus élevées .
Les éléments sur lesquels on peut influer soit lors du calcul du transformateur , soit par tâtonnements , sont entre autres les suivants : 1 on peut insérer dans chacun des conducteurs tels que
1,2,3,4 des bobines de réactance de valeur convenable 2 disposer l'enroulement secondaire en tout ou par parties sur une ou des colonnes magnétiques différentes de la colonne magnétique du primaire 3 laisser un intervalle entre les parties de l'enroulement et la colonne magnétique qui le supporte
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4 disposer des shunts magnétiques par rapport à la tota- lité ou aux parties de l'enroulement secondaire .
Dans ce qui précède il a été considéré que la tension d'amorçage pouvait varier suivant le diamètre de l'élec- trode , mais il va de soi que l'invention s'étend au cas où la tension d'amorçage serait également choisie d'après d'autres facteurs , par exemple la. nature de l'enrobage de l'électrode , etc....
Les dessins annexés indiquent à titre d'exemple non limitatif des modes d'exécution de l'invention . Celle-ci s'étend aux diverses particularités originales que comportent les dispositions représentées .
La fig. 2 est relative à un mode avantageux de réali- sation .
Le transformateur comprend deux colonnes 5 et 6 ; l'enroulement primaire est disposé sur la colonne 5 , l'enroulement secondaire est réparti en partie sur les colonnes 5 et 6 ; la partie disposée sur la colonne 5 ne crée pratiquement pas de réactance tandis que la partie disposée sur la colonne 6 intervient pour donner la réactance .
En effet si l'on utilise le plot 61 la tension d'amorçage est obtenue par l'ensemble des enroulements partiels 6a et 6b , tandis que la réactance de l'enroule- ment 6b est déterminée de façon à créer la chute de tension nécessaire avec le grand courant de soudure correspondant à cette faible tension d'amorçage ; l'expérience a démontré que par la détermination judicieuse des enroulements partiels 6c-6d-6e on obtient la réactance voulue pour chacune des tensions intermédiaires correspondant aux divers courants de soudure ; l'invention prévoit en outre
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que les plots 61, 62,63, 64 sont désignés (c'est-à-dire marqués) par l'intensité de courant de soudure auquel ils sont destinés au lieu de les désigner en volts ;
le soudeur doit donc utiliser le plot dont l'intensité marquée correspond au diamètre de l'électrode qu'il utilise . Dans ce mode de réalisation , les enroulements partiels 6b, 6c, 6d, 6e sont , suivant l'invention , disposés respectivement en couches concentriques s'étendant sur la même hauteur de la colonne 6 de façon à ce que la conductance du circuit magnétique soit pratiquement le même pour chacun des enroulements partiels.
Si dans le cas de cette figure on voulait encore accroitre l'intensité du courant de soudure tout en conservant la tension d'amorçage minimum , on devrait diminuer le nombre de spires de l'enroulement 6b et les reporter sur l'enroulement 6a ; mais dans ce cas pour conserver aux enroulements 6c, 6d, 6e leur réactance on devrait augmenter leur nombre de spires ce qui conduirait à un accroissement de tension indésirable .
On peut cependant suivant l'invention accroitre consi- dérablement le courant de soudure sans rencontrer les diffi- cultés ci-dessus ; à cet effet l'invention prévoit d'utiliser pour créer la réactance des enroulements partiels 6c, 6d, 6e un moyen qui permette d'accroitre ou de diminuer la réactance sans augmenter ni diminuer le nombre de spires ; ces moyens peuvent être avantageusement ceux mentionnés aux 3 et 4 ci-dessus ,
Dans le cas particulier où on utilise un shunt magnétique disposé entre les colonnes 5 et 6 , on pourra reporter sur la colonne 5 presque tout l'enroulement correspondant à la tension d'amorçage minimum en ne laissant sur la colonne 6 qu'un nombre très restreint de spires .
Grâce au shunt magnétique ,
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les autres enroulements partiels 6c-6d-6e pourront avoir la réactance voulue sans accroitre leur nombre de spires.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réali- sation décrits à titre d'exemple mais s'étend en outre à tout transformateur pour poste de soudure électrique qui entre dans l'esprit ou dans l'étendue de l'une 'ou de plusieurs des revendications suivantes .
REVENDICATIONS.
1. Transformateur pour poste de soudure électrique caractérisé en ce qu'il comporte des prises multiples permettant de varier la tension d'amorçage dans de larges limites (par exemple de 45 à 100 V) et en ce que la réactance des enroulements (et éventuellement des bobines de réactance associées à ceux-ci) correspondant aux diverses tensions , augmente progressivement , à nombre de spires égal , suivant que ces enroulements corres- pondent à des tensions de plus en plus élevées .
2. A titre de produit industriel nouveau. , des trans- formateurs pour poste de soudure électrique , comportant des prises multiples correspondant à des tensions variant dans de larges limites (par exemple de 45 à 1000 V) et dont la puissance apparente reste approximativement constante quelle que soit la tension d'amorçage utilisée.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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@ Transformer for electric welding station
It is known that in welding stations it is necessary to have a transformer having a relatively high reactance to automatically obtain the lowering of the starting voltage down to a voltage compatible with the stability of the arc; this reactance is often adjustable so as to be able to carry out welding with very different currents depending on whether small or large diameter electrodes are used; in current welding stations the apparent power (in k V A) required from the transformer varies considerably as a result of the wide range of welding currents;
they are hardly suitable for small industries where the available electric power is limited (in particular by the electric meter),
The object of the invention is to provide a welding transformer in which the power demanded from the network (in k V A) remains approximately constant while allowing a wide range of welding currents,
The invention is based on the observation that the arc can strike with voltages that are all the smaller as the diameter of the electrode is large.
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To this end, the invention provides that the secondary of the transformer is provided with multiple taps corresponding to voltages varying within certain limits which have been set taking into account that for a voltage that is too low the arc no longer starts and that for too high a voltage, volatilization of the electrode is created; according to the invention, these voltages range between 40 and 100 V.
In addition, the transformer according to the invention is set up so that the voltage at the terminals of the arc is practically constant (of the order of 25 V) whatever the welding current.
The new technical rule making one of the objects of the present invention results from the following:
Let E be the f.e.m. at the terminals of the secondary winding; this voltage being the lowest which allows the ignition of the arc with an electrode of diameter d, it can therefore be expressed symbolically by E = f (d); if V is the voltage (practically constant) which must be at the terminals of the arc, the current I delivered by the secondary winding is
EMI2.1
X being the reactance of the secondary winding.
On the other hand, the power P in k V A (apparent power) being practically constant, we have
I = P / E = P / f (d)
We draw from the previous formulas
EMI2.2
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The invention consists in establishing the winding giving a suitable voltage to the type of electrode chosen, so as to respect the above relationship between the reactance of this winding and the type of electrode; it can be seen from this new technical rule that by using a transformer with multiple taps on the secondary (see figl) serving to give the starting voltage for the type of electrode, the transformer will always operate with the same power as long as the reactance of each of the partial windings a, b, c, d (fig.l) corresponds to the value mentioned above.
Of course, the values of the reactance can, without departing from the scope of the present invention, vary within certain limits with respect to the theoretical values defined above.
In general, the invention provides that, for an equal number of turns, the reactance of the windings making it possible to obtain the various starting voltages increases as these windings correspond to higher voltages.
The elements on which one can influence either during the transformer calculation or by trial and error, are among others the following: 1 one can insert in each of the conductors such as
1,2,3,4 reactance coils of suitable value 2 arrange the secondary winding in whole or in parts on one or more magnetic columns different from the magnetic column of the primary 3 leave a gap between the parts of the winding and the magnetic column that supports it
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4 arrange the magnetic shunts with respect to the whole or parts of the secondary winding.
In the foregoing it was considered that the starting voltage could vary according to the diameter of the electrode, but it goes without saying that the invention extends to the case where the starting voltage is also chosen d 'after other factors, for example. nature of the coating of the electrode, etc ....
The accompanying drawings show, by way of non-limiting example, embodiments of the invention. This extends to the various original features contained in the provisions represented.
Fig. 2 relates to an advantageous embodiment.
The transformer has two columns 5 and 6; the primary winding is arranged on column 5, the secondary winding is partly distributed over columns 5 and 6; the part placed on column 5 hardly creates any reactance while the part placed on column 6 intervenes to give the reactance.
In fact, if the pad 61 is used, the starting voltage is obtained by all the partial windings 6a and 6b, while the reactance of the winding 6b is determined so as to create the necessary voltage drop. with the large welding current corresponding to this low starting voltage; experience has shown that by judicious determination of the partial windings 6c-6d-6e one obtains the desired reactance for each of the intermediate voltages corresponding to the various welding currents; the invention further provides
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that the pads 61, 62, 63, 64 are designated (that is to say marked) by the intensity of the welding current for which they are intended instead of designating them in volts;
the welder must therefore use the pad whose marked intensity corresponds to the diameter of the electrode he is using. In this embodiment, the partial windings 6b, 6c, 6d, 6e are, according to the invention, respectively arranged in concentric layers extending over the same height of the column 6 so that the conductance of the magnetic circuit is practically the same for each of the partial windings.
If, in the case of this figure, we still wanted to increase the intensity of the welding current while maintaining the minimum starting voltage, we would have to reduce the number of turns of the winding 6b and transfer them to the winding 6a; but in this case, in order to preserve the reactance of the windings 6c, 6d, 6e, their number of turns would have to be increased, which would lead to an undesirable increase in voltage.
However, according to the invention, the solder current can be considerably increased without encountering the above difficulties; for this purpose, the invention provides for using, to create the reactance of the partial windings 6c, 6d, 6e, a means which makes it possible to increase or decrease the reactance without increasing or decreasing the number of turns; these means can advantageously be those mentioned in 3 and 4 above,
In the particular case where a magnetic shunt arranged between columns 5 and 6 is used, almost all the winding corresponding to the minimum starting voltage can be transferred to column 5, leaving only a very large number on column 6. restricted by turns.
Thanks to the magnetic shunt,
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the other partial windings 6c-6d-6e can have the desired reactance without increasing their number of turns.
The invention is not limited to the embodiments described by way of example but further extends to any transformer for an electric welding station which falls within the spirit or scope of one of the above. or more than one of the following claims.
CLAIMS.
1. Transformer for an electric welding station characterized in that it comprises multiple taps making it possible to vary the starting voltage within wide limits (for example from 45 to 100 V) and in that the reactance of the windings (and possibly reactance coils associated therewith) corresponding to the various voltages, increases progressively, with an equal number of turns, as these windings correspond to increasingly high voltages.
2. As a new industrial product. , transformers for an electric welding station, comprising multiple sockets corresponding to voltages varying within wide limits (for example from 45 to 1000 V) and whose apparent power remains approximately constant whatever the starting voltage used .
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.