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"Installation électrique à asservissement pour l'alimentation des arcs ou autres applications".
On connaît déjà des installations électriques pour l'ali- mentation d'organes d'utilisation tels que les arcs électriques comportant un organe d'asservissement contrôlé par l'organe d'u- tilisation et contrôlant lui-même l'organe d'alimentation.
Dans ces installations, on utilise notamment des bobi- nes à réactance variable, agissant sur l'organe d'alimentation par l'action d'un courant provenant d'un redresseur et fonotion de la tension aux bornes de l'organe d'utilisation, des bobines à réactance variable réglant l'alimentation et contrôlées par ledit redresseur.
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Il est également connu. de munir de telles installations d'organes de contrôle réglables à la volonté de l'opérateur in- dépendamment de l'action de l'organe d'utilisation.
La présente invention a pour but de perfectionner ces installations en vue notamment de permettre le fonctionnement de l'organe d'utilisation sous courant alternatif. Elle concer- ne à cet effet une installation électrique à asservissement pour l'alimentation des arcs ou autres applications dans laquel- le on utilise des selfs de réglage formées par des bobines à réactance variable agissant sur l'organe d'alimentation 1 sous l'action d'un courant fonction de la tension aux bornes de l'or- gane d'utilisation, installation caractérisée par un redresseur alimenté sous une tension alternative fonction de la tension aux bornes de l'organe d'utilisation fonctionnant en courant alternatif, ce redresseur fournissant le courant contrôlant la valeur de la réactance de la self de réglage,
la valeur de cette réactance étant ainsi fonction de la tension appliquée à l'appareil d'utilisation.
L'invention concerne aussi une installation du type pré- cédent et caractérisée par des organes de contrôle réglables à la volonté de l'opérateur indépendamment de l'action de l'orga- ne d'utilisation.
L'invention concerne également une installation élec- trique à asservissement pour l'alimentation des arcs ou autres applications dans laquelle on utilise des selfs de réglage for- mées par des bobines à réactance variable agissant sur l'organe d'alimentation sous l'action d'un courant provenant d'un re- dresseur et fonction de la tension aux bornes de l'organe d'uti- lisation, installation caractérisée parce que le redresseur est alimenté par le secondaire d'un transformateur dontle primaire est branché aux bornes de l'organe d'utilisation, ce transfor- mateur comportant des caractéristiques telles que, à partir,
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d'une certaine tension du primaire, la tension du secondaire reste pratiquement constante, quelles que soient les variations de la tension primaire,
ce qui limite la tension maximum aux bornes du redresseur et permet l'emploi de redresseurs de plus faibles dimensions.
L'invention concerne encore une installation du type précédent caractérisé parce que le redresseur est alimenté par la tension aux bornes d'une self branchée sur l'organe d'utili- sation avec interposition d'une résistance, cette self étant con- çue de telle manière qu'à partir d'une certaine tension, aux bornes de l'organe d'utilisation, le courant qui la parcourtde- vienne très grand, ce qui occasionne une grande chute de tension dans la résistance montée en série avec ladite self de sorte que la tension aux bornes de la self et par suite aux bornes du re- dresseur reste oonstante, à partir de la valeur de ladite tension aux bornes de l'organe d'utilisation.
L'invention s'étend également aux caractéristiques ci- après décrites et à leurs diverses combinaisons possibles.
Des installations électriques à asservissement pour l'a- limentation des arcs ou autres applications conformes à l'inven- tion sont représentées à titre d'exemple sur les dessins ci- joints dans lesquels : - La figure l.représente une installation de contrôle automatique de l'alimentation d'un arc électrique en fonction des caractéristiques électriques variables de cet arc.
- La figure 2 représente une variante de l'installation de la figure 1.
- La figure 3 représente un autre mode de réalisation de l'installation de la figure 1.
- La figure 4 représente l'installation de la figure 1 comportant également des moyens de contrôle manuels.
- La figure 5 représente sohématiquement le dispositif
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mécanique de commande des organes de contrôle manuel de l'ins- tallation de la figure 3.
- La figure 6 représente un autre mode de réalisation du dispositif mécanique de commande des organes de contrôle.
- La figure 7 représente un autre mode de réalisation de l'installation de la figure 3.
- La figure 8 représente un mode de réalisation du trans- formateur de saturation de la self de réglage de l'installation des figures 2, 3 ou 6.
- La figure 9 représente une installation particulièrement appropriée pour le contrôle de l'alimentation d'un transformateur de soudure.
- La figure 10 représente un autre mode de réalisation du branchement du redresseur de l'installation des figures précéden- tes.
- La figure 11 représente une autre installation conforme à l'invention.
- La figure 12 représente schématiquement une autre ins- tallation.
- La figure 13 représente la courbe des ampères, tours dans la bobine de self auxiliaire en fonction dela tension à ses bornes VS.
- La figure 14 représente la courbe de la tension VR aux bornes du redresseur en fonction de la tension V aux bornes des électrodes de soudure.
L'installation représentée sur la figure 1 se compose d' un transformateur d'alimentation 1 à primaire 2 recevant la ten- sion alternative d'alimentation et à secondaire 3, alimentant l' appareil d'utilisation 11 tel qu'un arc électrique et les diffé- rents organes de contrôle.
Le secondaire 3 alimente l'arc électrique 11 à travers une self 4 de réglage à réactance variable. Le contrôle de la réactance delà self 4 de réglage s'effectue par la saturation de
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son noyau magnétique 5. A cet effet, ce noyau magnétique 5 compor- te un bobinage 6 alimenté par du courant continu.
Ainsi, lorsque le noyau magnétique 5 est saturé, l'impé- dance de la bobine se trouve réduite à la résistance ohmique qui est négligeable, tandis que lorsque le noyau magnétique 5 n'est pas saturé, la réactance de la bobine a une certaine Valeur fonc- tion du courant continu qui traverse le bobinage 6.
Le bobinage 6 est alimenté en courant continu par un re- dresseur 7 branché aux bornes du secondaire du transformateur 8 à fuite. Le primaire de ce transformateur 8 est branché aux bor- nes des électrodes 11 de soudure.
Ce redresseur 7 redresse par exemple les deux alternances 11,alimente le bobinage 6 à travers un rhéostat de réglage 12.
L'installation de la figure 1 fonctionne de la manière suivante :
Lorsque l'arc 11 est éteint, le redresseur 7 est alimenté par la tension à vide. Le bobinage6de saturation est alors par- oouru par un courant redressé fonction de la tension à vide de l'arc 11. Le bobinage 6 sature le courant magnétique 5,de sorte que l'impédance de la self de réglage 4 réduit à la résistance ohmique est très faible. Par suite, il ne se produit pratiquement pas de chutes.de tension dans ladite self de réglage 4 et la ten- sion aux bornes du secondaire 3 du transformateur 1 est appliquée aux bornes de l'arc 11.
Quand l'arc 11 est mis en circuit, la tension alternative aux bornes de l'arc est nulle. En effet, de ce fait, la tension alternative aux bornes du redresseur 7 est nulle. Par suite, la réactance de la self de réglage 4 devient maximum.
Le courant de court circuit dans l'arc 11 est donc limité par la valeur de l'impédance de la self de réglage 4.
Lorsque l'arc 11 fonctionne, la tension à ses bornes prend à chaque instant une valeur déterminée provoquant comme pré- oédemment indiqué une variation corrélative de la valeur de réac-
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tance de la self de réglage 4. Cela règle a,utomatiquement à la valeur voulue le courant alternatif alimentant l'arc 11.
Pour régler la valeur du courant alternatif alimentant l'arc 11, on modifie la valeur de la résistance 12 intercalée dans le circuit de saturation 7, 6 de la self de réglage 4.
L'installation de la figure 1 assure de nombreux avantages et notamment les suivants :
Dans le cas où l'organe d'utilisation est un arc. électri- que organisé pour la soudure en courant alternatif, la qualité de la soudure est obtenue grâce à l'ajustement automatique et conti- nu de la tension aux bornes de l'arc en regard de l'intensité de la nature de l'électrode employée.
On peut apporter de nombreuses modifications à l'installa- tion ci-dessus décrite sans sortir pour cela du cadre de l'inven- tion.
On peut notamment brancher le redresseur 7 aux bornes du secondaire 9 d'un transformateur 8 dont le primaire 10 est monté en dérivation sur l'appareil d'utilisation 11 (figure 2).
On peut de même (figure 10) brancher le redresseur 7 direc' tement à une tension alternative fixe telle que celle alimentant le primaire 2 du transformateur d'alimentation 1. Une résistance 120 peut être interposée dans le circuit d'alimentation du redres- seur 7.
Le fonctionnement de cette installation est similaire à celui de l'installation de la figure 1.
On a représenté sur la figure 10 le branchement du redres- seur sur le primaire dit transformateur 1 de l'installation de la figure 1.
Il est évident que l'on peut monter le redresseur de cette manière sur n'importe quelle installation représentée sur les fi- gures de 1 à 4 et de 7 à 11 du dessin ci-joint.
On peut encore (figure 3) monter la self de réglage 103 en série avec le primaire 102 du transformateur d'alimentation 101
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Le secondaire du transformateur d'alimentation 101 ali- mente comme précédemment l'arc 111 et par le transformateur 108, un redresseur 107 fournissant le courant de saturation au bobina- ge 114 du circuit magnétique de la self de réglage 103. Un rhéos- tat 112 permet le réglage manuel du courant de saturation et par suite de la réactance de la self de réglage 103.
On peut également utiliser un transformateur d'alimenta- tion 21 (figure 4) dont le primaire présente une ou plusieurs pri- ses 23 permettant de modifier le nombre de spires de ce primaire dans le but de conserver une tension à vide aussi voisine que possible de la tension en charge pour obtenir un facteur de puis- sance élevée.
Ainsi, le secondaire 26 ayant un nombre de spires déter- miné, la tension au secondaire varie, suivant que l'on utilise l'une ou l'autre des prises 23 ou les prises extrêmes 24 et 25 ou une prise extrême et l'une ou l'autre des prises 23.
Dans le transformateur de la figure 4, la tension au se- oondaire est maximum lorsque la tension primaire est établie en- tre les prises 24 et 23.
D'autre part, la self de réglage 4 présente des prises variables 31, 32, 33, 34. Cela permet de réduire le nombre de spires utiles de cette self et par conséquent de modifier sa réac- tance indépendamment de l'action du courant continu de saturation du circuit magnétique 5 parcourant le bobinage 35.
Ces prises de courant déterminent les intensités des di- vers régimes de soudure en fixant la valeur maximum de la réactan- ce utilisée dans la gamme de soudure envisagée en fonction de l' action du courant continu dans la bobine 35.
Par contre, la valeur maxima du courant, lors du court- circuit, c'est-à-dire au moment où l'électrode et la pièce se trouvent en contact, est déterminée uniquement par la réactance de la self, c'est-à-dire en pratique, par le nombre de spires de celles-ci.
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Le choix du nombre de spires de chaque section de la self est effectué de manière à ce que le courant de court-circuit soit dans le rapport voulu avec le courant régime.
La commande des manoeuvres de réglage, est effectuée d'une manière particulièrement simple par le dispositif mécanique de commande représenté sur la figure 2.
Ce dispositif comporte un volant de manoeuvre 31 solidai- re d'un arbre 95.
Cet arbre 95 porte un plateau 52 à doigt 53 et le curseur 7 d'un rhéostat 12.
Le doigt 53 attaque une croix de malte 54. Cette croix de malte 54 est solidaire d'un arbre 96 commandant les curseurs 55 et 56 se déplaçant respectivement sur les plots 23 et 25 du pri- maire du transformateur de la figure 3 et sur les plots 31, 32,33 et 34 de la self de réglage 34.
En tournant le volant 51, le curseur 7 se déplace sur la résistance 12 et augmente la valeur de la résistancepuis revient en position initiale; la valeur de cette résistance 12 passe donc au minimum au maximum une foispar tour du volant 51.
A chaque tour du volant 51, le doigt 52 actionne la croix de malte 54 et fait avancer d'un angle déterminé les curseurs 55 et 56, le curseur 55 passant par exemple du plot 25 au plot 23 et le curseur 56 passant du plot 33 au plot 34. On peut donc obtenir toutes les combinaisons de réglage par simple rotation du volant 51.
Suivant un autre mode de réalisation (figure 6),le dis- positif de commande manuelle des éléments de réglage peut être constitué de la manière suivante:
Ce dispositif comporte un volant de manoeuvre 111 solidai- re d'un arbre 119. Sur cet arbre 59 est calé le curseur 114 du rhéostat 12 ainsi qu'un pignon 112 engrenant avec un pignon 113 calé sur l'arbre 120.
L'arbre 120 entraîne le curseur 117 d'un commutateur 115
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à quatre secteurs 115a, 115b, 1150, 115d. Ce commutateur corres- pond aux prises variables 31, 32, 33, 34 de la self de réglage 4.
Le rapport du nombre de dents des pignons 112 et 113 est égal au nombre de secteurs du commutateur 115.
Ce dispositif de réglage à commande manuelle fonctionne de la manière suivante : en tournant le volant de manoeuvre 111 d'un tour, la résistance du rhéostat 12 passe d'une valeur mini- mum à sa valeur maximum.
D'autre part, l'arbre 120 tourne à chaque tour du volant 111 d'un angle égal à la valeur angulaire d'un secteur 115a, b, c et d du commateur 115.
De ce fait, on peut faire varier la valeur de la résis- . tance du rhéostat 12 entre son minimum et son maximum à chaque position de réglage du commutateur 115 correspondant au frotte- ment de la manette 117 sur l'un des secteurs 55, a, b, c, d.
Le passage de la manette 117 d'un secteur 115c à un sec- teur 115d par exemple s'accomplit pendant que le curseur 114 fran- chit l'intervalle a, b du rhéostat 12. Cela permet de réaliser les changements de régime d'une manière continue, soit dans le sens croissant, soit dans le sens décroissant.
Le temps de passage de la manette 117 et du curseur 114 respectivement dans les intervalles c, d par exemple et a, b cor- respond à la coupure simultanée des circuits reliés auxdits or- ganes.
La figure 7 représente une installation conforme à celle de la figure 1 dans laquelle le secondaire 42 du transformateur d'alimentation 41 présente des prises variables 43, 44 et 45. Ces prises peuvent être reliées aux prises variables 37, 38, 39 de la self de réglage 35.
Le rhéostat 12 est placé sur le circuit d'alimentation du redresseur 7.
La figure 8 représente un transformateur de saturation 80 du type à fuites qui peut être utilisé avantageusement dans les installations des figures précédentes.
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Ce transformateur par exemple est constitué par un cir- cuit magnétique à trois branches.
Les branches extrêmes reçoivent respectivement le primai- re 82 et le secondaire 83 du transformateur 80.
La branche médiane présente un entrefer 81 favorisant les fuites magnétiques.
Un tel transformateur débitant sur un circuit de résis- tance fixe produit au secondaire une tension sensiblement fixe à partir d'une certaine valeur de la tension primaire et quelles que soient à, ce moment les variations de la tension primaire.
Ce,la permet de limiter la tension appliquée aux bornes du redresseur 7 qui par suite peut être construit pour une ten- sion plus faible que celle qui serait nécessaire si le transfor- mateur utilisé était un transformateur ordinaire.
Le secondaire 83 du transformateur à fuites alimente le redresseur 7 par l'intermédiaire d'une résistance 92. Cette ré- sistance 92 peut avantageusement être constituée avec un conduc- teur spécial tel qu'un fil de fer dans l'hydrogène ou tout autre conducteur possédant la même propriété de limiter à une valeur connue le courant qui le traverse.
La figure 9 représente une installation conforme aux sché- mas des figures précédentes et particulièrement appropriée pour la soudure électrique.
Le transformateur d'alimentation 70 à primaire 71 oompor- -te un secondaire 72 formé d'un enroulement principal médian 74 et de deux enroulements auxiliaires latéraux 73.
La self de réglage 76 est formée de deux groupes de deux enroulements principaux 77 et de deux enroulements auxiliaires 78.
Un commutateur double 91 permet soit de mettre en circuit la totalité des spires du secondaire 72 par contact avec les plots 92 et de la self de réglage 76, soit de réduire le nombre de spi- res du secondaire 72 et de la self de réglage 76 par contact avec les plots 94.
@
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La bobine de saturation 79 est alimentée par le transfor- mateur à fuites 80 à travers les rhéostats 81, la résistance 82 et le redresseur 90.
Le primaire 83 du transformateur 80 est branché aux bor- nes des électrodes de soudure.
Cette installation permet de travailler dans les meilleu- res conditions-de rendement et de facteur de puissance tout en permettant un réglage automatique du courant de soudure.
L'impédance de la self de réglage varie à l'inverse du courant de travail. De ce fait, la réactance de cette self en charge est sensiblement nulle, le transformateur travaillant a- lors dans les meilleures conditions de rendement et avec le mi- nimum de déphasage.
L'installation représentée sur la figure 11 comporte une self de réglage 120 dent le bobinage de saturation 121 est formé de deux bobines 1211 et 1212.
La bobine 1211 est alimentée à travers un rhéostat 127 par un redresseur 122 branché aux bornes du secondaire 123 du transformateur d'alimentation 124.
La bobine 1212 est alimentée à travers un théostat 128 par un redresseur 125 branché aux bornes du secondaire 126 d'un transformateur 127 dont le primaire 128 est monté en dérivation aux bornes de l'appareil d'utilisation 11 tel qu'un arc de soudure.
Le fonctionnement est le suivant : Pour une valeur déter- minée du rhéostat 127, la bobine 1211 est parcourue par une cer- taine intensité de courant continu.
Lorsque l'arc 11 est en court-circuit, c'est-à-dire lors- que l'électrode 129 touche la pièce 130, la courant donné par le redresseur 125 à la bobine 1212 est nul.
Par contre, la bobine 1211 se trouve encore alimentée en courant continu, Elle fixe donc la valeur de la réactanoe de telle sorte que le courant qui passe dans le court-circuit ait la valeur voulue.
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Ensuite, lorsque l'arc fonctionne, la bobine 1212se trouve alimentée comme il a déjà été expliqué et la valeur de ré- gime est atteinte.
En donnant une autre valeur au courant passant dans la bobine 1211, on obtient une autre valeur de la réactance de la self de réglage 120.
Par suite, on peut régler, à toute valeur convenable, le courant de court-circuit de l'arc 11.
Dans l'installation de la figure 12, le transformateur d'alimentation 70 à primaire 71 comporte un secondaire 72 formé d'un enroulement principal médian 74 et de deux enroulements au- xiliaires latéraux 73.
La self de réglage 76 montée en série dans le circuit d' alimentation des électrodes de soudure 11 est formée de deux groupes de deux enroulements principaux @7 et de deux enroule- ments auxiliaires 78.
Un commutateur double 91 permet soit de mettre en circuit la totalité des spires du secondaire 72 par contact avec les plots 92 et de la self de réglage 76, soit de réduire le nombre de spires du secondaire 72 et de la self de réglage 76 par con- tact avec les plots 94.
La bobine de saturation 79 est alimentée conformément à l'invention par le redresseur 90 alimenté en courant alternatif par une self 131 à circuit magnétique 132. Cette self 131 est re- liée d'une part aux bornes du redresseur 90 qu'elle alimente et d'autre part, aux électrodes de soudure 11 à travers une résis- tance 133.
Le circuit magnétique 132 de la self 131 et les enroule- ments correspondants sont déterminés de telle sorte que sous une tension U1 l'état magnétique de la self, dont la caractéristique 135 est représentée figure 2, soit juste au point où commence la saturation du circuit magnétique, c'est-à-dire au point 137 de la caractéristique 136.
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Dans ces conditions, si la tension aux bornes des élec- trodes de soudure continue à croître, l'intensité dans la self augmente beaucoup plus rapidement et détermine une chute de ten- sion supplémentaire dans la résistance 133 et la tension aux bor- nes de la self 131 se trouve réduite.
L'intensité du courant dans la self 131, la chute de ten- sion dans la résistance 133 et par suite la tension aux bornes du redresseur 90 sont d'autant plus fortes que la tension aux bornes de l'organe d'utilisation 11 est plus élevée.
Le fonctionnement est le suivant. Lorsque la tension aux bornes des électrodes de soudure 11 monte de 0 en 139 (fig. 2) l'intensité dans la self 131 représentée par la courbe 136 croit d'abord proportionnellement. Cette intensité varie ensuite beau- coup plus rapidement à partir du point 137.
Il en résulte une chute de tension beaucoup plus rapide dans la résistance 133. Par suite, la courbe résultante 142 (fig.
3) représentant la tension aux bornes du redresseur 90 s'infléchit brusquement à partir du point 147 correspondant au point 137 de la courbe 136 de telle sorte que la tension aux bornes du redresseur se trouve limitée 4 une valeur déterminée dépendant des constantes du circuit ainsi réalisé.
De ce fait, la tension aux bornes du redresseur 90 ne croit pas au-dessus d'une certaine valeur de la tension aux bornes des électrodes de soudure 11.
Cela permet l'emploi de redresseurs de plus faibles dimen- sions et par suite d'un prix de revient plus faible.
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"Servo-controlled electrical installation for supplying arcs or other applications".
Electrical installations are already known for the supply of use members such as electric arcs comprising a servo member controlled by the user member and itself controlling the power member. .
In these installations, use is made in particular of variable reactance coils, acting on the supply member by the action of a current coming from a rectifier and function of the voltage at the terminals of the user member. , variable reactance coils regulating the power supply and controlled by said rectifier.
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He is also known. to provide such installations with adjustable control members at the will of the operator independently of the action of the user member.
The object of the present invention is to improve these installations with a view in particular to enabling the user device to operate under alternating current. For this purpose, it relates to a servo-controlled electrical installation for supplying arcs or other applications in which adjustment chokes formed by variable reactance coils acting on the supply member 1 are used. action of a current as a function of the voltage at the terminals of the user unit, installation characterized by a rectifier supplied with an alternating voltage which is a function of the voltage at the terminals of the user unit operating in alternating current, this rectifier supplying the current controlling the value of the reactance of the adjustment choke,
the value of this reactance thus being a function of the voltage applied to the device of use.
The invention also relates to an installation of the preceding type and characterized by control members that can be adjusted at the will of the operator independently of the action of the user unit.
The invention also relates to a servo-controlled electrical installation for supplying arcs or other applications in which adjustment chokes formed by variable reactance coils acting on the supply member under the action are used. of a current coming from a rectifier and a function of the voltage across the terminals of the user unit, installation characterized by the fact that the rectifier is supplied by the secondary of a transformer whose primary is connected to the terminals of the user unit, this transformer comprising characteristics such as, from,
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of a certain voltage of the primary, the voltage of the secondary remains practically constant, whatever the variations of the primary voltage,
this limits the maximum voltage across the rectifier and allows the use of smaller rectifiers.
The invention also relates to an installation of the preceding type characterized because the rectifier is supplied by the voltage at the terminals of a choke connected to the user unit with the interposition of a resistor, this choke being designed to such that from a certain voltage at the terminals of the user unit, the current flowing through it becomes very large, which causes a large voltage drop in the resistor mounted in series with said choke. so that the voltage across the choke and therefore across the rectifier remains constant, from the value of said voltage across the user unit.
The invention also extends to the characteristics described below and to their various possible combinations.
Servo-controlled electrical installations for supplying arcs or other applications in accordance with the invention are shown by way of example in the accompanying drawings in which: FIG. 1 represents an automatic control installation powering an electric arc as a function of the variable electrical characteristics of this arc.
- Figure 2 shows a variant of the installation of Figure 1.
- Figure 3 shows another embodiment of the installation of Figure 1.
- Figure 4 shows the installation of Figure 1 also comprising manual control means.
- Figure 5 shows schematically the device
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control mechanism of the manual control devices of the installation in figure 3.
- Figure 6 shows another embodiment of the mechanical control device control members.
- Figure 7 shows another embodiment of the installation of Figure 3.
FIG. 8 represents an embodiment of the saturation transformer of the adjustment inductor of the installation of FIGS. 2, 3 or 6.
- Figure 9 shows a particularly suitable installation for controlling the power supply of a welding transformer.
FIG. 10 represents another embodiment of the connection of the rectifier of the installation of the preceding figures.
- Figure 11 shows another installation according to the invention.
- Figure 12 shows schematically another installation.
- Figure 13 shows the curve of amperes, turns in the auxiliary coil as a function of the voltage at its terminals VS.
FIG. 14 represents the curve of the voltage VR at the terminals of the rectifier as a function of the voltage V at the terminals of the welding electrodes.
The installation shown in FIG. 1 consists of a power supply transformer 1 with primary 2 receiving the alternating supply voltage and with secondary 3, supplying the user apparatus 11 such as an electric arc and the various control bodies.
The secondary 3 supplies the electric arc 11 through a variable reactance adjustment choke 4. The control of the reactance beyond the adjustment choke 4 is carried out by the saturation of
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its magnetic core 5. For this purpose, this magnetic core 5 comprises a coil 6 supplied with direct current.
Thus, when the magnetic core 5 is saturated, the impedance of the coil is reduced to the ohmic resistance which is negligible, while when the magnetic core 5 is not saturated, the reactance of the coil has a certain amount. Value as a function of the direct current flowing through the winding 6.
The winding 6 is supplied with direct current by a rectifier 7 connected to the terminals of the secondary of the leaky transformer 8. The primary of this transformer 8 is connected to the terminals of the welding electrodes 11.
This rectifier 7, for example, rectifies the two halfwaves 11, supplies the winding 6 through an adjustment rheostat 12.
The installation in figure 1 works as follows:
When the arc 11 is extinguished, the rectifier 7 is supplied by the no-load voltage. The saturation winding 6 is then flowed by a rectified current which is a function of the no-load voltage of the arc 11. The winding 6 saturates the magnetic current 5, so that the impedance of the adjustment inductor 4 reduces to the ohmic resistance. is very weak. As a result, practically no voltage drop occurs in said regulating choke 4 and the voltage across the terminals of the secondary 3 of the transformer 1 is applied to the terminals of the arc 11.
When the arc 11 is switched on, the alternating voltage across the arc is zero. In fact, because of this, the alternating voltage across the terminals of the rectifier 7 is zero. Consequently, the reactance of the adjustment choke 4 becomes maximum.
The short circuit current in the arc 11 is therefore limited by the value of the impedance of the adjustment choke 4.
When the arc 11 operates, the voltage at its terminals takes at each instant a determined value causing, as previously indicated, a correlative variation in the reaction value.
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tance of adjustment choke 4. This automatically adjusts the alternating current supplying the arc 11 to the desired value.
To adjust the value of the alternating current supplying the arc 11, the value of the resistor 12 inserted in the saturation circuit 7, 6 of the adjustment choke 4 is modified.
The installation of Figure 1 provides many advantages, including the following:
In the case where the organ of use is an arc. Electricity organized for welding in alternating current, the quality of the weld is obtained thanks to the automatic and continuous adjustment of the voltage at the terminals of the arc with regard to the intensity of the nature of the electrode employee.
Numerous modifications can be made to the installation described above without going beyond the scope of the invention.
The rectifier 7 can in particular be connected to the terminals of the secondary 9 of a transformer 8, the primary 10 of which is mounted as a bypass on the user device 11 (FIG. 2).
In the same way (figure 10) can be connected the rectifier 7 directly to a fixed alternating voltage such as that supplying the primary 2 of the supply transformer 1. A resistor 120 can be interposed in the supply circuit of the rectifier. 7.
The operation of this installation is similar to that of the installation in figure 1.
FIG. 10 shows the connection of the rectifier to the primary called transformer 1 of the installation of FIG. 1.
Obviously, the rectifier can be mounted in this manner on any installation shown in Figures 1 to 4 and 7 to 11 of the accompanying drawing.
It is also possible (figure 3) to mount the adjustment choke 103 in series with the primary 102 of the supply transformer 101
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The secondary of the supply transformer 101 supplies, as previously, the arc 111 and via the transformer 108, a rectifier 107 supplying the saturation current to the winding 114 of the magnetic circuit of the regulating inductor 103. A rheostat 112 allows manual adjustment of the saturation current and consequently of the reactance of the adjustment choke 103.
It is also possible to use a power supply transformer 21 (FIG. 4), the primary of which has one or more taps 23 allowing the number of turns of this primary to be modified in order to keep a no-load voltage as close as possible. of the voltage on load to obtain a high power factor.
Thus, the secondary 26 having a determined number of turns, the voltage at the secondary varies, depending on whether one or the other of the taps 23 or the extreme taps 24 and 25 or an extreme tap and the either socket 23.
In the transformer of figure 4, the secondary voltage is maximum when the primary voltage is established between taps 24 and 23.
On the other hand, the adjustment choke 4 has variable taps 31, 32, 33, 34. This makes it possible to reduce the number of useful turns of this choke and consequently to modify its reaction independently of the action of the current. continuous saturation of the magnetic circuit 5 running through the coil 35.
These outlets determine the intensities of the various welding regimes by fixing the maximum value of the reactance used in the welding range envisaged as a function of the action of the direct current in the coil 35.
On the other hand, the maximum value of the current, during the short-circuit, that is to say when the electrode and the part are in contact, is determined only by the reactance of the choke, that is to say when the electrode and the part are in contact. that is to say in practice, by the number of turns thereof.
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The choice of the number of turns of each section of the choke is made so that the short-circuit current is in the desired ratio with the operating current.
The control of the adjustment maneuvers is carried out in a particularly simple manner by the mechanical control device shown in FIG. 2.
This device includes a handwheel 31 integral with a shaft 95.
This shaft 95 carries a finger plate 52 53 and the cursor 7 of a rheostat 12.
The finger 53 attacks a Maltese cross 54. This Maltese cross 54 is integral with a shaft 96 controlling the sliders 55 and 56 moving respectively on the pads 23 and 25 of the primary of the transformer of FIG. 3 and on the pads 31, 32,33 and 34 of the adjustment choke 34.
By turning the handwheel 51, the cursor 7 moves on the resistance 12 and increases the value of the resistance then returns to the initial position; the value of this resistance 12 therefore goes from the minimum to the maximum once per revolution of the flywheel 51.
At each turn of the steering wheel 51, the finger 52 actuates the Maltese cross 54 and advances the cursors 55 and 56 by a determined angle, the cursor 55 passing for example from the stud 25 to the stud 23 and the cursor 56 passing from the stud 33 at pad 34. All the adjustment combinations can therefore be obtained by simply rotating the handwheel 51.
According to another embodiment (FIG. 6), the device for manual control of the adjustment elements can be constituted as follows:
This device comprises an operating handwheel 111 integral with a shaft 119. On this shaft 59 is wedged the cursor 114 of the rheostat 12 as well as a pinion 112 meshing with a pinion 113 wedged on the shaft 120.
The shaft 120 drives the cursor 117 of a switch 115
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with four sectors 115a, 115b, 1150, 115d. This switch corresponds to the variable taps 31, 32, 33, 34 of the adjustment choke 4.
The ratio of the number of teeth of the pinions 112 and 113 is equal to the number of sectors of the switch 115.
This manually controlled adjustment device operates as follows: by turning the handwheel 111 by one turn, the resistance of the rheostat 12 goes from a minimum value to its maximum value.
On the other hand, the shaft 120 turns on each revolution of the flywheel 111 by an angle equal to the angular value of a sector 115a, b, c and d of the commutator 115.
Therefore, the value of the resistance can be varied. tance of the rheostat 12 between its minimum and its maximum at each adjustment position of the switch 115 corresponding to the friction of the lever 117 on one of the sectors 55, a, b, c, d.
The passage of the lever 117 from a sector 115c to a sector 115d for example is accomplished while the cursor 114 crosses the interval a, b of the rheostat 12. This makes it possible to effect the changes in speed d '. continuously, either in an increasing direction or in a decreasing direction.
The time of passage of the handle 117 and of the cursor 114 respectively in the intervals c, d for example and a, b corresponds to the simultaneous cut-off of the circuits connected to said organs.
FIG. 7 represents an installation conforming to that of FIG. 1 in which the secondary 42 of the power supply transformer 41 has variable taps 43, 44 and 45. These taps can be connected to the variable taps 37, 38, 39 of the choke adjustment 35.
The rheostat 12 is placed on the supply circuit of the rectifier 7.
FIG. 8 represents a saturation transformer 80 of the leak type which can be used advantageously in the installations of the preceding figures.
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This transformer, for example, is made up of a three-branch magnetic circuit.
The end branches respectively receive the primary 82 and the secondary 83 of the transformer 80.
The middle branch has an air gap 81 promoting magnetic leaks.
Such a transformer outputting on a fixed resistance circuit produces at the secondary a substantially fixed voltage from a certain value of the primary voltage and whatever the variations in the primary voltage at that moment.
This makes it possible to limit the voltage applied to the terminals of the rectifier 7 which can therefore be constructed for a lower voltage than that which would be necessary if the transformer used were an ordinary transformer.
The secondary 83 of the leakage transformer feeds the rectifier 7 via a resistor 92. This resistor 92 can advantageously be formed with a special conductor such as a wire in hydrogen or any other. conductor having the same property of limiting the current flowing through it to a known value.
FIG. 9 represents an installation conforming to the diagrams of the preceding figures and particularly suitable for electric welding.
The primary 71 power supply transformer 70 has a secondary 72 formed of a central main winding 74 and two lateral auxiliary windings 73.
The adjustment choke 76 is formed of two groups of two main windings 77 and two auxiliary windings 78.
A double switch 91 makes it possible either to switch on all the turns of the secondary 72 by contact with the pads 92 and of the adjustment choke 76, or to reduce the number of turns of the secondary 72 and of the adjustment choke 76 by contact with the pads 94.
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The saturation coil 79 is fed by the leakage transformer 80 through the rheostats 81, the resistor 82 and the rectifier 90.
Primary 83 of transformer 80 is connected to the terminals of the welding electrodes.
This installation makes it possible to work under the best conditions of efficiency and power factor while allowing automatic adjustment of the welding current.
The impedance of the adjustment choke varies inversely with the working current. As a result, the reactance of this inductor under load is substantially zero, the transformer then working under the best efficiency conditions and with the minimum phase shift.
The installation shown in Figure 11 comprises an adjustment choke 120 tooth the saturation coil 121 is formed of two coils 1211 and 1212.
The coil 1211 is supplied through a rheostat 127 by a rectifier 122 connected to the terminals of the secondary 123 of the supply transformer 124.
The coil 1212 is supplied through a theostat 128 by a rectifier 125 connected to the terminals of the secondary 126 of a transformer 127, the primary 128 of which is mounted as a bypass at the terminals of the user apparatus 11 such as a welding arc .
The operation is as follows: For a determined value of the rheostat 127, the coil 1211 is traversed by a certain intensity of direct current.
When the arc 11 is short-circuited, that is to say when the electrode 129 touches the part 130, the current given by the rectifier 125 to the coil 1212 is zero.
On the other hand, the coil 1211 is still supplied with direct current. It therefore sets the value of the reactance so that the current which passes through the short-circuit has the desired value.
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Then, when the arc operates, the coil 1212 is supplied as already explained and the speed value is reached.
By giving another value to the current flowing in the coil 1211, another value of the reactance of the adjustment choke 120 is obtained.
As a result, the short-circuit current of the arc 11 can be adjusted to any suitable value.
In the installation of FIG. 12, the power supply transformer 70 with primary 71 comprises a secondary 72 formed of a central main winding 74 and two lateral auxiliary windings 73.
The regulating choke 76 mounted in series in the power supply circuit of the welding electrodes 11 is formed of two groups of two main windings 7 and two auxiliary windings 78.
A double switch 91 makes it possible either to switch on all the turns of the secondary 72 by contact with the pads 92 and of the adjustment choke 76, or to reduce the number of turns of the secondary 72 and of the adjustment choke 76 by con - tact with the studs 94.
The saturation coil 79 is supplied in accordance with the invention by the rectifier 90 supplied with alternating current by a choke 131 with a magnetic circuit 132. This choke 131 is connected on the one hand to the terminals of the rectifier 90 that it supplies and on the other hand, to the welding electrodes 11 through a resistor 133.
The magnetic circuit 132 of the choke 131 and the corresponding windings are determined in such a way that under a voltage U1 the magnetic state of the choke, the characteristic of which 135 is shown in figure 2, is just at the point where the saturation of the choke begins. magnetic circuit, that is to say at point 137 of characteristic 136.
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Under these conditions, if the voltage at the terminals of the welding electrodes continues to increase, the current in the choke increases much more rapidly and determines an additional voltage drop in resistor 133 and the voltage at the terminals of choke 131 is reduced.
The intensity of the current in the inductor 131, the drop in voltage in the resistor 133 and consequently the voltage at the terminals of the rectifier 90 are all the greater as the voltage at the terminals of the utilization member 11 is higher.
The operation is as follows. When the voltage at the terminals of the welding electrodes 11 rises from 0 at 139 (FIG. 2) the intensity in the inductor 131 represented by the curve 136 first increases proportionally. This intensity then varies much more rapidly from point 137.
This results in a much faster voltage drop across resistor 133. As a result, the resulting curve 142 (fig.
3) representing the voltage at the terminals of the rectifier 90 suddenly bends from point 147 corresponding to point 137 of curve 136 such that the voltage at the terminals of the rectifier is limited to a determined value depending on the constants of the circuit as well executed.
Therefore, the voltage across the rectifier 90 does not rise above a certain value of the voltage across the welding electrodes 11.
This allows the use of rectifiers of smaller dimensions and consequently a lower cost price.