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" Dispositif pour l'alimentation d'un poste de soudage électrique à l'arc, à partir de courant triphasé "
La présente invention a pour objet un dispositif pour l'alimentation d'un poste de soudage électrique à l'arc, à partir de courant triphasé, comprenant des éléments redresseurs.
Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte deux trans- formateurs triphasés comportant chacun un noyau à trois colonnes, et dont les primaires sont alimentés par le courant triphasé d'entrée, et un amplificateur magnétique de réglage du courant de soudage, comportant trois noyaux magnétiques à trois colonnes chacur les secondaires des transformateurs alimentant les éléments re- dresseurs par l'intermédiaire de l'amplificateur magnétique.
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Le dessin annexé représente, à titre .'exemple non limitatif, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention.
La figure 1 en est un schéma, et
La figure 2 est un diagramme explicat¯f de fonctionnement.
Le dispositif représenté sert à l'alimentation d'un' poste de soudage électrique à l'arc a partir de courant triphasé. Ce dispositif comporte un premier trans- formateur triphasé présentant un noyau \ trois colonnes 11,
21, 31 et un deuxième transformateur triphasé présentant aussi un noyau à trois colonnes 12, 22 et 32. Ce dispositif comporte en outre un amplificateur magnétique de réglage de l'intensité du courant de soudage et qui comporte trois noyaux magnétiques à trois colonnes chacun. Les trois colonnes du premier noyau sont désignées par 13, 14 et 15, les trois colonnesdu second noyau par 23, .24, 25 et celles du troisième noyau par 33, 34, 35.
Les enroulements primaires des transformateurs sont les suivants : un bobinage 41 disposé autour du noyau
11, en série avec un bobinage 42 disposé autour du noyau 12; un bobinage 51 disposa autour du noyau 21 et en série avec un bobinage 52 dispose autour du noyau 22 ; bobinage 61 disposé autour du noyau 31 et en série avec un bobinage 62 disposé autour du noyau 32. Les bornes triphasées aux côtés primaires sont désignées par R, S et T. Dans l'exemple représenté, les primaires des deux transformateurs sont dis- posés en série pour chaque phase et les trois primaires sont montés en étoile.
Les bornes A et B sont celles du circuit de .jré- 'magnétisation. Ce circuit comprend un bobinage 111 disposé INAL
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autour du noyau 15 de 1'amplificateur magnétique, un bobi- nage 121 disposé autour du noyau 25 et un bobinage 131 dispose autour du noyau 35. Dans cet exemple, ces trois bobinages sont branchés en parallle.
-Le secondaire des transformateurs comprend les enroulements suivants :un bobinage 71 dispose autour de l'ensemble des deux noyaux 11 du premier transformateur et 13 de l'amplificateur magnétique. Dans la même phase, un bobinage 72 est dispose autour de l'ensemble du noyau 12 du second transformateur et du noyau 14 de l'amplificateur magnétique. Les deux bobinages 71,72 sont, dans cet exemple, branchés en série.
De façon analogue pour les deux autres phases, on a pour les secondaires : un bobinage 81 dispose autour des noyaux 21 et 23, en série avec un bobinage 82 disposé autour des noyaux 22 et 24 ; unbobinage 91 dispose autour de l'ensemble des noyaux 31 et 33, en série avec un bobi- nage 92 disposé autour de l'ensemble des noyaux 32 et 34.
Les bornes secondaires sont indiquées en X, Y et Z et sont reliées aux bornes de sortie U, V du dispositif, côté continu, par l'intermédiaire de six valves semi-conductrices comme il est bien connu. Les secondaires alimentent donc, ici, les éléments redresseurs par l'intermédiaire de l'amplifi- cateur magnétique.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant :
Ce dispositif est prévu pour le soudage avec électrode réfractaire. Là tension triphasée d'alimentation étant fournie en R, S et T, il s'agit d'obtenir a la sortie U, V un courant d'intensité constante. Le courant continu
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de prémagnétisation fourni en A, H est r16, par'un rhéostat par exemple, pour obtenir en U, V un coûtant de
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soudage bien détermine et correspondant ?L ce qu'il faut pour effectuer un travail donné.
La courbe b de la ligure 2 représente la tension aux bornes U, V en fonction de l'intensité du courant de soudage. Pour chaque valeur du
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courant de premagnetisation, on aura une courbe analogue mais différente, c'est-à-dire pour laquelle la pa@tie ver- ticale de la caractéristique est plus ou moins distante de
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l'origine. Plus le courant de préma4nétisation :.ara élevé, plus'l'intensité correspondant à la partie verticale de la caractéristique sera elle-même élevée. Le travail de sou- dage se fait ici a intensité constante, c'est-à-dire que l'on travaille sur la partie verticale de la caractéris- tique, donc à potentiel variable impose par l'arc lui-même.
Le point c où la courbe b atteint l'axe des abscisses correspond à l'intensité de court-circuit. On voit que cette intensité de court-circuit est pratiquement égale au courant de travail.
Si, au lieu de brancher les deux secondaires de chaque phase en série comme c'est le cas dans l'exemple décrit, on les branchait en parallèle, ce qui est facile à imaginer, on aurait une variante fonctionnant dans des conditions différentes correspondant au cas de la soudure avec fil fusible entraîné par un système d'alimentation.
La caractéristique serait cette fois conforme à. la courbe de la figure 2. La partie horizontale de cette caractéris- tique correspond évidemment à une tension moitié de la tension maximum de la courbe b. Par contre, la partie horizontale est notablement plus étendue et c'est sur cette
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partie horizontale que travaille alors le dispositif.
Cela signifie que le dispositif travaille à tension constante, donc a intensité variable dépendant de la vitesse d'alimentation du fil. Cn voit que dans ce cas aussi, l'intensité de court-circuit est limitée mais à une valeur d. Ceci est très important car avec ce dis- positif, au moment de l'amorçage, c'est-à-dire lorsque le fil arrive en contact avec l'ouvrage, le courant est parfaitement limité, ce qui évite les inconvénients des, appareils connus, notamment en ce qui concerne les élé- ments redresseurs (d'ordinaire des dicdes au silicium) qui ne sont plus soumis a des surintensités destructrices.
On peut déterminer pour chaque vitesse d'alimentation du fil l'intensité de court-circuit qui convient le mieux.
Dans cette variante comme dans l'exemple décrit, c'est l'amplificateur magnétique qui détermine le courant de court-circuit.
On pourra prévoir avantageusement, dans le cas où les deux bobinages secondaires de chaque phase sont en parallèle, des prises intermédiaires pour choisir la tension appliquée en X, Y, Z. Ce réglage par des prises intermé- diaires aux secondaires permet de régler en première appro- ximation la tension secondaire selon les exigences du travail.
Un réglage plus fin de cette tension peut être obtenu en prévoyant des prises intermédiaires sur les enroulements primaires. Les bobinages primaires d'une même phase peuvent, comme représenté sur le dessin, être en série ou éventuelle- ment être en parallèle. On aura naturellement un réglage beaucoup plus fin dans le cas où ils sont en série.
En pratique il sera avantageux de prévoir un
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commutateur permettant de brancher à volonté les @obinages secondaires de chaque phase en série ou en parall:le, ce qui permettra, avec le même dispositif, de travailler soit avec électrode réfractaire (TIC) ou lectrodes enrobées, d'une part, soit avec fil fusible continu alimenté à partir d'un système d'alimentation (MIG- MAG), d'autre part.
Pour ce qui est du circuit de prémagnétisation, au lieu d'avoir trois bobinages 111, 12) et 131, on pourrait dans une autre variante prévoir un seul enroulement passant autour de l'ensemble des trois colonnes 15,25 et 35.
La disposition selon laquelle le bobinage secon- daire est commun à deux noyaux a certains avantages pra- tiques : diminution du cuivra, meilleur refroidissement et diminution du travail de bobinage. Mômes avantages dans le cas d'un seul enroulement de prémagnétisation autour de l'ensemble des trois colonnes 15,25, 35.
On remarquera que le dispositif décrit, comme d'ailleurs aussi ses variantes mentionnées, est identique dans ses trois phases et présente une symétrie électrique .et géométrique parfaite. Son poids et son volume sont réduits.
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