Installation de réglage automatique d'un four à arc triphasé Le réglage automatique des fours à arc se fait en déplaçant chaque électrode au moyen d'un servo moteur de manière à satisfaire une consigne bien déterminée, dont la plus utilisée est celle à impé dance constante, qui consiste à annuler l'écart entre une grandeur électrique proportionnelle au courant d'électrode et une grandeur proportionnelle à la tension entre l'électrode et la sole du four.
Ce mode de réglage présente l'avantage de tenir compte du déplacement du point neutre de la charge et assure l'indépendance totale des réglages indivi duels de chaque électrode.
Pour pouvoir utiliser au maximum ces avanta ges, il est nécessaire que la mesure de chaque tension simple soit faite avec la plus grande précision pos sible. Or, il est très difficile et même impossible de réaliser en pratique une prise de sole idéale dont la résistance soit nulle.
La chute de tension dans la prise de sole, due à sa résistivité, fausse la mesure de tension, même si cette dernière se fait au moyen d'un dispositif de mesure à haute impédance. De plus, la prise de sole, dont la résistance peut varier énormément au cours d'une fusion, devient souvent pratiquement inexis tante après un certain temps de service. Dans ce cas, les avantages du réglage d'impédance n'existent plus car le réglage se fait alors pratiquement à cou rant constant.
Le but de l'invention est de remédier à ce dé faut en évitant d'utiliser une prise de sole, et son objet est une installation de réglage automatique d'un four à arc triphasé qui est caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif de mesure indi recte des tensions simples du four, ce dispositif comprenant un réseau auxiliaire triphasé dons les tensions composées sont proportionnelles à celles du réseau d'alimentation du four et dont la charge est constituée par trois impédances variables cou plées en étoile et constituant chacune l'organe de réglage d'un dispositif asservi,
dont la grandeur de référence est proportionnelle au courant circulant dans une électrode du four et la grandeur réglée est proportionnelle au courant circulant dans la phase correspondante du réseau auxiliaire. Ce dispositif de mesure indirecte constitue un modèle analogique du four électrique, avec lequel il est alors possible de mesurer avec une grande précision des tensions simples proportionnelles à celles du four électrique et de réaliser ainsi un réglage d'impédance parfait sans utiliser la prise de sole du four.
Les fig. 1 à 4 du dessin annexé représentent chacune, à titre d'exemple, le schéma d'une forme d'exécution de l'installation selon l'invention.
Dans l'exemple suivant la fig. 1, qui est général, un transformateur 1, dont les tensions composées secondaires sont proportionnelles à celles du réseau R.S.T. d'alimentation du four, alimente un réseau auxiliaire constitué par des résistances variables 2, 3 et 4 couplées en étoile. L'écart entre le courant dans la phase R du réseau auxiliaire mesuré par un transformateur de courant 5, et le courant circulant dans la phase correspondante de la ligne d'alimen tation du four, mesuré au moyen d'un transformateur de courant 8, est amplifié par un élément 11 qui agit sur la résistance variable 2.
Lorsque l'écart aug mente, l'élément 11 fait augmenter la résistance 2 jusqu'à ce que les courants mesurés par les trans formateurs 5 et 8 soient pratiquement égaux.
Si l'écart diminue ou devient négatif, l'élément 11 fait diminuer la résistance 2.
Les éléments 5, 8, 11 et 2 constituent donc un dispositif asservi dont l'organe de réglage est la résistance variable 2, la grandeur de référence le courant mesuré par le transformateur 8 et la gran- deur réglée le courant mesuré par le transforma teur 5.
Les mêmes réglages s'effectuent dans les deux autres phases au moyen des éléments 6, 9, 12 et 3 pour la phase S et des éléments 7, 10. 13 et 4 pour la phase T.
On obtient ainsi, à l'aide de ces trois dispositifs asservis, une répartition des courants dans les trois phases du réseau auxiliaire qui est la même que celle des courants réels circulant dans les électrodes El, E2, E3 du four. Le point neutre du réseau auxi liaire se déplace donc en fonction de la répartition des courants d'électrodes.
Pour réaliser un réglage d'impédance, il suffit d'annuler l'écart entre une grandeur proportionnelle au courant circulant dans la phase R de la ligne d'alimentation du four et une grandeur proportion nelle à la tension aux bornes de la résistance 2 du réseau auxiliaire, en agissant sur le déplacement de l'électrode correspondante du four au moyen d'un servomoteur 14. Un réglage analogue se fait pour les électrodes des phases S et T au moyen des servo moteurs 15 et 16.
Le dispositif asservi constitué, pour la phase R, par les éléments 5, 8, 11 et 2, peut être constitué soit par un équipement électromécanique soit par un équipement entièrement électrique ou électronique.
La fig. 2 montre un exemple particulier faisant usage d'un régulateur électromécanique. Dans ce cas, l'organe de réglage est constitué par une résis tance variable 2 ajustée mécaniquement sous l'effet de la différence des couples fournis par deux dispo sitifs électromagnétiques biphasés 11c1 et llb ali mentés respectivement par un courant proportionnel au courant de la phase R du four et un courant pro portionnel à celui de la phase correspondante du réseau auxiliaire. Le servomoteur 14 agit sur le déplacement de l'électrode de la phase R de manière à annuler l'écart entre le courant fourni par le trans formateur 8 et la tension mesurée aux bornes de la résistance variable 2.
La fig. 3 montre un autre exemple particulier, utilisant un équipement entièrement électrique. Dans ce cas, l'organe de réglage est constitué, pour la phase R, par deux résistances fixes 17 et 18 dont la première est traversée par le courant de phase du réseau auxiliaire redressé au moyen du pont de redresseurs 19 et dont la seconde est tra versée par la somme de ce courant et d'un courant pulsé en phase avec ce dernier, fourni par un ampli ficateur 20.
La grandeur d'entrée de cet amplifica teur est égale au produit réalisé par un élément mul tiplicateur 21, d'une grandeur électrique proportion nelle au courant de phase redressé du réseau auxi liaire obtenu au moyen d'un pont de redresseurs 22 et d'une grandeur électrique continue fonction de l'écart entre le courant circulant dans la phase R du four et le courant circulant dans la phase corres pondante du réseau auxiliaire. Cette grandeur élec trique continue est obtenue au moyen d'un généra- teur de fonction 23 et d'un amplificateur 24 dont la grandeur d'entrée est l'écart entre les courants re dressés par le pont 22 et un second pont 25. Les organes 17, 18 et 20 forment ensemble une résis tance variable.
Lorsque, par exemple, le courant de la phase R du four diminue, l'écart entre le courant de consigne et le courant réglé augmente ainsi que le courant de sortie de l'amplificateur 20. Etant donné que la ten sion aux bornes de la résistance 18 augmente, le courant de la phase correspondante du réseau auxi liaire diminue jusqu'à ce que l'écart appliqué à l'entrée de l'élément 24 soit pratiquement nul. La présence, dans la chaîne de réglage, du multiplica teur 21 donne au dispositif une caractéristique sta tique non linéaire.
Le gain de la boucle de réglage varie proportion nellement au courant de phase du réseau auxiliaire et inversement proportionnellement à la grandeur de sortie correspondante de l'élément 23.
Cette variation du gain en fonction du point de fonctionnement en régime établi est défavorable au point de vue stabilité dynamique du dispositif. Pour obtenir un gain qui varie linéairement avec le cou rant réglé, il est nécessaire de faire varier la pente de la caractéristique statique de l'élément 23 pro portionnellement à sa grandeur de sortie, ce qui nécessite l'emploi d'un élément dont la grandeur de sortie varie en fonction de sa grandeur d'entrée selon une exponentielle.
L'élément 23 peut être constitué par un géné rateur de tension ou de courant et l'élément 24 peut présenter une caractéristique proportionnelle, inté grale, ou les deux à la fois.
De plus, les courants qui traversent les résistances 17 et 18 pouvaient être alternatifs ; dans ce cas, le pont de redresseurs 19 serait supprimé et l'élément 21 devrait faire le produit d'une grandeur continue et d'une grandeur alternative en phase avec le cou rant du réseau artificiel.
La fig. 4 montre un autre exemple utilisant un transistor. Dans ce cas, l'organe de réglage de chaque phase se compose d'un circuit alimenté par le cou rant de phase redressé du réseau auxiliaire qui com prend une résistance fixe 18 connectée en parallèle avec le circuit émetteur-collecteur d'un transistor 26 dont le courant de base est proportionnel au produit, réalisé par l'élément 21, d'une grandeur électrique proportionnelle au courant de phase du réseau auxi liaire redressé au moyen du pont 22 et d'une gran deur électrique fonction de l'écart entre le courant de phase du four et le courant de la phase corres pondante du réseau auxiliaire.
Lorsque, par exemple, le courant de la phase R du four augmente, la grandeur de sortie de la chaîne constituée par l'amplificateur 24 et le géné rateur de fonction 23 augmente, ainsi que le courant de base du transistor 26, le courant du circuit émet teur-collecteur et, par conséquent, le courant de phase du réseau auxiliaire. Ce dernier courant aug- mente jusqu'à ce que l'écart appliqué à l'entrée de l'élément 24 soit pratiquement nul.
La non-linéarité du dispositif de réglage ainsi obtenu, due à la présence du multiplicateur 21, né cessite l'emploi d'un générateur de fonction 23 dont le but est de stabiliser le gain de la boucle de réglage en fonction de la valeur de l'impédance réglée. Pour que le gain varie proportionnellement à la valeur du courant de phase réglé, il est nécessaire que la grandeur de sortie de l'élément 23 varie en fonction de sa grandeur d'entrée selon une exponentielle. La résistance 18 a pour but d'empêcher le courant de phase de s'annuler et d'éviter ainsi le désamorçage du réglage lorsqu'il y a rupture de courant dans la phase R du four.