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 transformateurs 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 chacun, les secondaires des transformateurs -alimentant les éléments redres seurs par l'intermédiaire de l'amplificateur magnéti que.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention. La fig. 1 en est un schéma, et La fig. 2 est un diagramme explicatif de fonc tionnement.
Le dispositif représenté sert à l'alimentation d'un poste de soudage électrique à l'arc à partir de cou rant triphasé. Ce dispositif comporte un premier transformateur triphasé présentant un noyau à 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 colon nes du premier noyau sont désignées par 13, 14 et 15, les trois colonnes du 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 disposé autour du noyau 21 et en série avec un bobinage 52 disposé autour du noyau 22 ; un 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'exem ple représenté, les primaires des deux transformateurs sont disposés en série pour chaque phase et les trois primaires sont montés en étoile.
Les bornes A et B sont celles du circuit de pré- magnétisation. Ce circuit comprend un bobinage 111 disposé autour du noyau 15 de l'amplificateur magné tique, un bobinage 121 disposé autour du noyau 25 et un bobinage 131 disposé autour du noyau 35. Dans cet exemple, ces trois bobinages sont branchés en parallèle.
Le secondaire des transformateurs comprend les enroulements suivants : un bobinage 71 disposé 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 disposé autour de l'ensemble du noyau 12 du second trans formateur et du noyau 14 de l'amplificateur magné tique. 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 disposé autour des noyaux 21 et 23, en série avec un bobi nage 82 disposé autour des noyaux 22 et 24 ; un bobinage 91 disposé autour de l'ensemble des noyaux 31 et 33, en série avec un bobinage 92 disposé autour de l'ensemble des noyaux 32 et 34. Les bor nes 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-con- ductrices comme il est bien connu. Les secondaires alimentent donc, ici, les éléments redresseurs par l'intermédiaire de l'amplificateur magnétique.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le sui vant: Ce dispositif est prévu pour le soudage avec élec trode réfractaire. La tension triphasée d'alimentation étant fournie en R, S et T, il s'agit d'obtenir à la sortie U, V un courant d'intensité constante. Le cou rant continu de prémagnétisation fourni en A, B est réglé, par un rhéostat par exemple, pour obtenir en U, V un courant de soudage bien déterminé et cor respondant à ce qu'il faut pour effectuer un travail donné. La courbe b de la fia. 2 représente la ten sion aux bornes U, V en fonction de l'intensité du courant de soudage.
Pour chaque valeur du courant de prémagnétisation, on aura une courbe analogue mais différente, c'est-à-dire pour laquelle la partie verticale de la caractéristique est plus ou moins dis tante de l'origine. Plus le courant de prémagnétisa- tion sera élevé, plus l'intensité correspondant à la partie verticale de la caractéristique sera elle-même élevée. Le travail de soudage se fait ici à intensité constante, c'est-à=dire que .l'on travaille .sur .la .partie verticale de la caractéristique, donc à potentiel varia ble imposé 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 hnaginer, on aurait une variante fonc tionnant dans des conditions différentes correspon dant au cas de la soudure avec fil fusible entraîné par un système d'alimentation.
La caractéristique serait cette fois conforme à la courbe a de la fig- 2. La partie horizontale de cette caractéristique 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 partie horizontale que travaille alors le dispositif.
Cela signifie que le dispositif travaille à tension cons tante, .donc à intensité variable dépendant de la vitesse d'alimentation du fil. On 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 dispositif, au moment de l'amorçage, c'est-à-dire lors que 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 con- cerne les éléments redresseurs (d'ordinaire des dio des au silicium) qui ne sont plus soumis à 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'ampli ficateur 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 choi sir la tension appliquée en X, Y, Z. Ce réglage par des prises intermédiaires aux secondaires permet de régler en première approximation la tension secon daire 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 éventuellement être en paral lèle. On aura naturellement un réglage beaucoup plus fin dans le cas où ils sont en série.
En pratique il sera avantageux de prévoir un commutateur permettant de brancher à volonté les bobinages secondaires de chaque phase en série ou en parallèle, ce qui permettra, avec le même dispo sitif, de travailler soit avec électrode réfractaire (TIG) ou électrodes enrobées, d'une part, soit avec fil fusi ble continu alimenté à partir d'un système d'alimen tation (MIG - MAG), d'autre part.
Pour ce qui est du circuit de prémagnétisation, au lieu d'avoir trois bobinages 111, 121 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 ,avanta ges pratiques : diminution du cuivre, meilleur refroi dissement et diminution du travail de bobinage. Mêmes 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 identi que dans ses trois phases et présente une symétrie électrique et géométrique parfaite. Son poids et son volume sont réduits par rapport au dispositif classi que comportant un transformateur et un amplifica- teur magnétique séparés l'un de l'autre. La compa cité du dispositif permet un refroidissement par con- vexion naturelle et la diminution du nombre de bobi nes a l'avantage d'une diminution du nombre des connexions et des frais de main-d'oeuvre à son exécu tion et à son montage.
Par ailleurs, le couplage magnétique est plus favorable, ce qui entraine une diminution des ampèretours du circuit de prémagné- tisafion.