Dispositif d'équilibrage d'une installation triphasée alimentant un récepteur monophasé. La présente invention a pour objet un dispositif d'équilibrage d'une installation tri phasée alimentant un récepteur monophasé de charge purement ohmique ou convenable ment compensée.
Ce dispositif s'applique no tamment à l'alimentation des appareils tels que les postes statiques monophasés de sou dure à l'arc ou par résistance, les soudeuses, les fours et autres récepteurs similaires ali mentés par l'intermédiaire d'un transforma teur monophasé et se caractérise en ce que l'enroulement primaire dudit transformateur est monté en étoile avec une self et une ca pacité d'équilibrage, les trois extrémités de l'étoile étant respectivement reliées aux trois phases du réseau triphasé et en ce que les valeurs de ces deux impédances sont réglées suivant la charge du récepteur.
Le transfor- rnateur d'alimentation possède de préférence =.e chute inductive aussi faible que possible, santrairement aux appareils utilisés d'ordi- naire pour les applications ci-dessus men tionnées.
Le dispositif considéré présente entre au tres la particularité d'assurer une liaison ex trêmement souple entre l'installation mono phasée et le réseau d'alimentation triphasé, en ce sens qu'un court-circuit du côté monophasé ne se traduit pas par un fort appel de cou rant du côté triphasé.
Sur le dessin: La fig. 1 représente, à titre d'exemple, un schéma de principe de l'objet de l'inven tion; la fig. 2 représente le diagramme des tensions et la fig. 3 celui des courants pour une charge adéquate du récepteur mono phasé: les fig. 4 et 5 représentent, à titre d'exemples, deux dispositifs de réglage de la capacité employée pour l'équilibrage.
Considérant la fig. 1, le récepteur mono phasé est représenté schématiquement par r; il absorbe, par hypothèse, une charge pure- ment ohmique; il est monté en étoile avec une self l et une capacité c, le point com mun de l'étoile étant en M et les trois extré mités libres de celles-ci, 1, 2 et 3, étant re liées respectivement aux trois phases de l'ins tallation triphasée non représentée sur le dessin.
On démontre aisément que l'installation triphasée est parfaitement équilibrée si la self l et la capacité c sont en résonance et si la résistance B du récepteur r et la valeur commune X de l'impédance de la self et de la capacité satisfont à la relation:
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Les courants dans les branches 1, 2 et 3 du système ont alors l'allure représentée sur la fig. 3.
Le calcul montre également qu'avec le montage représenté par la fig.. 1 et simple ment la condition de- résonance de la self et de la capacité, le courant dans le circuit d'u tilisation r est constant. On obtient donc une installation fonctionnant à courant cons tant lorsqu'elle est branchée sur une instal lation à tension constante. En particulier, on peut purement et simplement court-circui ter la résistance monophasée, sans provoquer d'appel de courant sur le côté. triphasé.
La fig. 2 représente les tensions à con sidérer dans le système décrit, lorsque les deux conditions, celle de résonance et celle dite "d'équilibrage" (soit la condition
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sont remplies. Les tensions triphasées des pôles 1, 2 et _î sont .respectivement représen tées par les vecteurs Nl, <I>N2,</I><B>75.</B> La tension aux bornes du récepteur r est représentée par le vecteur 1V11; les tensions aux bornes de la self Z et de la capacité c sont respectivement représentées par les vecteurs 1V12 et M3.
Le récepteur monophasé absorbant une charge très variable, il faut régler simulta nément la self et la capacité de façon à les maintenir en résonance si l'on veut que la condition dite "d'équilibrage" soit satisfaite. La variation de la self l est obtenue soit en la munissant de prises, soit en réglant son entrefer. Quant à la capacité c, on peut la régler soit en l'alimentant au moyen d'un autotransformateur à prises conformément à l'une ou l'autre des solutions représentées par les fig. 4 et 5, soit en enclenchant un nom bre plus ou moins grand d'éléments de con densateurs.
Il sera naturellement avanta geux d'assurer le réglage simultané de la bobine de self et du condensateur, par exem ple en montant les changeurs de prises des deux appareils sur le même arbre ou sur deux arbres convenablement accouplés.
Dans tout ce qui précède, il a été sup posé que le récepteur monophasé fonctionne sans décalage, c'est-à-dire que la charge est purement ohmique. Si une telle caractéristi que n'est pas compatible avec la nature des appareils d'utilisation on peut l'obtenir en compensant l'installation au moyen de com binaisons connues d'inductances et de ca pacités.
Le dispositif décrit permet tout particu lièrement d'alimenter individuellement, en courant triphasé, des machines monophasées à arc ou à résistance de chauffage, des sou deuses, des fours et autres récepteurs simi laires.
Dans le cas d'une machine à souder à arc, par exemple, l'arc est alimenté par un trans formateur abaissant la tension de service à une valeur appropriée. L'enroulement pri maire d'un tel transformateur est branché aux points M et 1 (fig. 1) de l'installation.
Les dispositifs décrits présentent les avan tages suivants: Ils permettent d'équilibrer, sur les trois phases du réseau, la puissance absorbée.
Ils possèdent un excellent rendement, les pertes dans la self et dans la capacité étant minimes.
Ils fonctionnent avec un excellent cos p. Ils permettent, dans le cas particulier des applications de l'arc électrique, un allu- mage facile. sans qu'il soit pour cela. néces saire d'avoir recours à. un artifice spécial.
Par un réglage convenable de l'impédance commune de la self et de la capacité, il est possible d'équilibrer une charge monophasée variable (et en particulier de souder avec n'importe quelle intensité).
Pour éviter les surtensions aux bornes du condensateur c et de la bobine de self l lors de la coupure du circuit d'utilisation r ou de la rupture de l'arc de la machine à. souder, on peut provoquer un phénomène de satura tion magnétique dans un ou plusieurs des circuits magnétiques du système, par exem ple dans celui du transformateur de soudure, non représenté sur les dessins, ou dans celui de l'auto-transformateur chargé du réglage de la capacité c, ou même dans celui de- la bobine de réactance.