FR2926182A1 - Dispositif d'alimentation electronique de puissance pour four a arc alimente en courant alternatif. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (2) d'alimentation de puissance pour four à arc (1) alimenté en courant alternatif permettant de contrôler les puissances active et réactive au niveau du four à arc. Ledit dispositif d'alimentation est placé du coté du réseau haute tension, comportant au moins une phase, en amont d'un transformateur (5) de four abaisseur de tension. Le dispositif d'alimentation comporte un transformateur (21) comportant plusieurs bobinages secondaires (23), chaque bobinage secondaire comportant un convertisseur direct alternatif-alternatif Cij délivrant une tension de sortie réglable, sur chaque phase, à partir d'une tension altemative d'entrée donnée.
Description
DISPOSITIF D'ALIMENTATION ELECTRONIQUE DE PUISSANCE POUR FOUR A ARC ALIMENTE EN COURANT ALTERNATIF L'invention est relative à un four à arc alimenté en courant alternatif. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif d'alimentation électronique de puissance apte à contrôler les puissances active et réactive au niveau d'un four à arc alimenté en courant alternatif.
Les fours à arc électrique de puissance sont utilisés notamment en sidérurgie pour la production d'acier pour la fusion de ferrailles de récupération. De tels fours à arc fonctionnent sous des tensions de l'ordre de quelques centaines de volts et des courants de l'ordre de quelques dizaines 10 de kiloampères. II existe deux types principaux de fours à arc électrique, ceux alimentés en courants continus et ceux alimentés en courants alternatifs. Dans une usine sidérurgique utilisant, par exemple, un four 1 à arc alternatif triphasé conventionnel, comme illustré sur la figure 1, l'alimentation 15 dudit four est réalisée à partir d'un réseau haute tension UH, de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de kilovolts. Généralement, un premier transformateur abaisseur 8 permet de créer un niveau de tension, dit moyenne tension UM, de l'ordre de quelques kilovolts à quelques dizaines de kilovolts, à partir duquel d'autres parties de l'usine sidérurgique sont aussi 20 alimentées. Le four à arc alternatif triphasé 1 qui fonctionne sous basse tension UB, c'est-à-dire de l'ordre de quelques centaines de volts, est alimenté à partir de la moyenne tension à l'aide d'un second transformateur abaisseur, dit transformateur de four 5, qui comporte un régleur en charge apte à adapter une tension d'un circuit secondaire 53 dudit transformateur de four en cours de fonctionnement du four à arc 1, en fonction de la charge. De préférence, une inductance 6, est raccordée en série en amont d'un circuit primaire 52 du transformateur de four 5 et permet de limiter le courant de court circuit.
Le four à arc alternatif 1 comporte une cuve de fusion 11, recevant dans une partie intérieure 111 des ferrailles 13, et trois électrodes 12 mobiles, principalement en hauteur, reliées chacune à l'une des phases du circuit secondaire 53 du transformateur de four 5. Des arcs électriques 14 entre les électrodes 12 et les ferrailles 13 provoquent la fusion de ces dernières. Un contrôle de la puissance électrique absorbée par le four à arc 1 est réalisé à partir de régulations mécaniques de position des électrodes 12 qui, par un déplacement vertical des électrodes 12, permettent de régler approximativement la longueur moyenne des arcs électriques 14.
La fusion d'un chargement de ferrailles est réalisée au cours d'un cycle de fonctionnement du four à arc électrique 1. Le cycle, d'une quarantaine de minutes en général, consiste en : un chargement d'un premier panier de ferrailles 13 dans la cuve 11 du four 1, une mise en contact des électrodes 12 avec les ferrailles 13, pour créer un courant de court-circuit, puis une remontée des électrodes 12 pour amorcer les arcs, - une période dite de forage pendant laquelle les électrodes 12 sont descendues lorsque les arcs électriques 14, par fusion d'une partie des ferrailles 13, provoquent l'apparition d'un puits dans lesdites ferrailles, une période de fusion dans laquelle l'ensemble des ferrailles 13 placé dans la cuve 11 est fondu progressivement, un arrêt temporaire du fonctionnement du four à arc 1 pour charger un second panier de ferrailles 13 dans le four à arc 1, ledit four à arc étant le plus souvent à pleine charge après ce second chargement, un redémarrage du four à arc 1 avec amorçage des arcs électriques 14, une période de forage, une période de fusion, jusqu'à ce que les ferrailles 13 du deuxième panier soient entièrement fondues, enfin, une étape d'affinage au cours de laquelle la température du bain est maintenue pendant l'apport d'additifs pour ajuster la qualité de l'acier. Durant cette séquence, il est possible de réduire la hauteur des électrodes afin de travailler avec des longueurs d'arc réduites et protéger ainsi les parois de la cuve du rayonnement. D'importantes perturbations sont liées aux mouvements de la ferraille à l'intérieur du four. D'une part, les mouvements de la ferraille entraînent une variation de la tension d'arc conduisant à des extinctions d'arc ou des courts-circuits. Lors des séquences de forage et de fusion, lorsqu'un arc est amorcé entre une électrode 12 et les ferrailles 13, lesdites ferrailles commencent à fondre. Les effondrements des ferrailles 12 à l'intérieur de la cuve 11 entraînent un accroissement de la distance entre les électrodes 12 et les ferrailles 13. Si la longueur d'arc devient telle que la tension d'arc est trop importante, l'arc s'éteint. Ce phénomène est accompagné de l'annulation des courants prélevés sur le réseau, ce qui entraîne une variation brusque des puissances active et réactive. Généralement, pendant les séquences de forage et en début de fusion, le fonctionnement du four 1 s'effectue avec des arcs courts sous tension réduite afin de limiter les risques d'extinction d'arc. La longueur d'arc est ensuite augmentée au cours de la phase de fusion pour atteindre un point de fonctionnement nominal du four.
Les mouvements de ferrailles à l'intérieur du four peuvent aussi entraîner une mise en court-circuit entre une électrode mobile 12 et les ferrailles 13. Lors de ces mises en court-circuit, le courant d'arc fluctue et la tension d'arc est minimale. La puissance active absorbée sur le réseau tend alors vers zéro et la puissance réactive est maximale. D'autre part, lors de l'effondrement des ferrailles 12 à l'intérieur de la cuve, les courts-circuits et des extinctions d'arc se succèdent. Les courants absorbés par le four sont donc très fluctuants et déséquilibrés. Les variations des puissances active et réactive supportées par le réseau sont importantes et, lorsqu'elles sont mal maîtrisées, provoquent des perturbations électriques, en particulier sous forme de flicker , c'est-à-dire des fluctuations basse fréquence de la valeur efficace de la tension, entraînant un papillotement des éclairages sur des dispositifs raccordés au réseau haute tension UH.
Afin de diminuer le phénomène de flicker sur un réseau d'alimentation, une solution consiste à installer un compensateur statique de puissance réactive et de déséquilibre 7 en amont du four à arc 1, généralement au niveau de la moyenne tension UM. Pour avoir une certaine efficacité, ledit compensateur statique de puissance réactive et de déséquilibre 7 doit être dimensionné, en puissance apparente, au moins pour le double de la puissance du four à arc 1, ce qui en fait un dispositif très lourd, volumineux. Un autre inconvénient des fours à arc 1 existants concerne les régulations de position des électrodes 12. En effet, ces régulations de position des électrodes permettent de contrôler le point de fonctionnement du four à arc 1 et limiter les fluctuations des puissances active et réactive. Cependant, compte tenu des masses en mouvement, de l'ordre de quelques tonnes par électrode, ces régulations de position ont une dynamique lente, avec un temps de réponse sensiblement de l'ordre de la seconde. Par conséquent la puissance électrique ne peut en aucun cas être contrôlée à l'échelle d'une période du réseau électrique, qui est par exemple de vingt millisecondes en France, et le transfert de puissance active entre le réseau et le four se révèle peu optimal.
L'invention concerne un dispositif d'alimentation électronique de puissance pour four à arc alimenté en courant alternatif sous une tension UM d'un réseau d'alimentation comportant au moins une phase. Le dispositif est placé entre le réseau d'alimentation et un transformateur de four abaisseur de tension à rapport constant entre une tension d'entrée dudit transformateur de four et une tension, dite basse tension UB, d'alimentation du four. Suivant l'invention, le dispositif d'alimentation électronique de puissance comporte :
au moins un transformateur comportant lui-même, pour chaque
phase :
o au moins un bobinage primaire,
o au moins un bobinage secondaire d'une première 15 catégorie délivrant une tension V31, i = 1 à un nombre de phases du réseau,
o N bobinages secondaires d'une seconde catégorie délivrant des tensions V2u, avec j = 1 à N 1,
un moyen de conversion de tension alternatif-alternatif Dg,
20 associé à chaque bobinage secondaire de seconde catégorie,
apte à délivrer une tension Vs;i réglable inférieure ou égale à
V21 sur des bornes de sortie (c;i,d;i) dudit moyen de conversion, et dans lequel lesdites bornes de sortie (c;i,d;i) du ou des moyens de conversion D;i et le au moins un bobinage secondaire de première catégorie
25 sont raccordés en série de sorte que les tensions Vsu aux bornes desdits moyens de conversion et dudit au moins un bobinage secondaire de
N première catégorie s'ajoutent pour délivrer une tension VS- V3i + EVs,~ i=1
d'alimentation du four au travers du transformateur de four.
Chaque moyen de conversion alternatif-alternatif Du délivre une tension de sortie Vsu en fonction d'une valeur au d'un paramètre de commande, compris entre 0 et 1. Avantageusement, chaque valeur au est élaborée à partir d'un signal 5 d'erreur entre une valeur de courant représentative d'un courant d'arc mesuré et une consigne en courant Iref.
Avantageusement, le dispositif d'alimentation électronique de puissance comporte une boucle de contrôle d'une valeur efficace de courant représentative d'un courant d'arc mesuré et une boucle de régulation de
10 puissance active qui agit tant que la consigne de courant Iref est inférieure à une valeur maximale prédéfinie 'max. Lorsque la consigne de courant élaborée par un correcteur atteint la valeur Imax, la valeur efficace de courant est donc limitée à Imax et la puissance réactive est maintenue constante.
De préférence, le ou les bobinages secondaires de première catégorie
15 pris dans leur ensemble sont déterminés de sorte à définir une puissance réactive Q prédéfinie maximale lors des phases de court-circuit.
De préférence, le nombre N de moyens de conversion alternatif alternatif D11 est déterminée de sorte que la somme des tensions de sortie Vsu
N des bobinages secondaires de première et seconde catégorie, Vt+EVsT;, 20 est supérieure à une tension nominale de fonctionnement du four.
Les moyens de conversion alternatif-alternatif Du comportent des convertisseurs élémentaires alternatif-alternatif But, avec t = 1 à q z 1 associés en parallèles et dont la tension de sortie Vs; est déterminée par la valeur de au reçue par lesdits convertisseurs élémentaires alternatif-alternatif
25 But. De préférence, tous les bobinages secondaires de seconde catégorie (23) et tous les moyens de conversion alternatif-alternatif Du sont identiques. Avantageusement, la valeur au est prise, pour chaque phase i, égale à une valeur a;.
L'invention est également relative à un four électrique à arc de puissance alimenté en courant alternatif sous un réseau basse tension UB qui comporte : une cuve de fusion apte à recevoir des ferrailles dans une partie intérieure de ladite cuve, une ou des électrodes aptes à générer des arcs électriques entre lesdites électrodes et les ferrailles placées à l'intérieur de la cuve, la ou les électrodes étant reliées à un circuit secondaire d'un transformateur de four, de conversion d'une tension UM d'un réseau d'alimentation en basse tension UB d'alimentation des électrodes, caractérisé en ce que le four est alimenté par le dispositif d'alimentation électronique de puissance, ledit dispositif étant placé entre le réseau d'alimentation et un circuit primaire du transformateur de four.
Dans un mode de réalisation d'un four triphasé, les phases des circuits primaire et secondaire du transformateur de four sont couplées en étoile avec un neutre sorti. Dans un autre mode de réalisation d'un four triphasé, les phases des circuits primaire et secondaire du transformateur de four sont couplées en triangle. La description détaillée de l'invention est faite en référence aux figures qui représentent : Figure 1, déjà citée, un schéma d'ensemble et de principe d'une alimentation d'un four à arc à courant alternatif avec une alimentation conventionnelle selon l'art antérieur, Figure 2, un schéma d'ensemble et de principe d'un four à arc à courant alternatif avec un dispositif d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention, suivant un premier mode de réalisation, Figure 3, un schéma de principe d'un des éléments du dispositif d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention, pour une phase, Figure 4, un exemple d'un moyen de conversion alternatif- alternatif de l'alimentation électronique suivant l'invention, Figure 5, un exemple d'un convertisseur direct alternatif-alternatif composant un moyen de conversion alternatif-alternatif, Figure 6a, 6b, un exemple de principe de fonctionnement d'un convertisseur élémentaire alternatif-alternatif composant un convertisseur direct, à base d'interrupteurs quatre segments, Figures 7a, 7b, deux exemples d'interrupteurs quatre segments, Figure 8, un exemple d'un hacheur de tension alternative comportant deux cellules imbriquées avec des interrupteurs trois segments, Figure 9, un schéma de principe d'une régulation du dispositif d'alimentation électronique de puissance suivant le premier mode de réalisation, Figure 10, une représentation dans un plan Q-P des puissances 15 active et réactive pour une phase, suivant le premier mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance, Figure 11, une illustration d'une puissance active, pour une phase, transmise aux ferrailles d'un four avec une alimentation conventionnelle (1) et d'un four avec le premier mode de réalisation du dispositif d'alimentation 20 électronique de puissance (2), Figure 12a, une illustration d'une puissance réactive absorbée par le four et une alimentation conventionnelle, Figue 12b, une illustration d'une puissance réactive, pour une phase, absorbée par le four et le premier mode de réalisation du dispositif 25 d'alimentation électronique de puissance, Figure 13, une illustration d'une puissance apparente instantanée d'un compensateur statique pour un four à arc avec une alimentation conventionnelle et un four à arc avec le premier mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance, Figure 14, une illustration d'un indice de flicker Pst engendré par le four à arc avec le premier mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance, Figure 15, un schéma d'ensemble et de principe d'un four à arc 5 suivant un second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance de l'invention, Figure 16, un schéma de principe d'une régulation du second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance, Figure 17, une illustration d'une puissance active totale transmise 10 aux ferrailles d'un four avec une alimentation conventionnelle (1) et d'un four avec le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance (2), Figure 18a, une illustration d'une puissance réactive totale, absorbée par le four et une alimentation conventionnelle, 15 Figure 18b, une illustration d'une puissance réactive totale, absorbée par le four et le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance, Figure 19, une illustration d'une puissance apparente d'un compensateur statique pour un four à arc avec une alimentation 20 conventionnelle et un four à arc avec le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance, Figure 20, une illustration d'un indice de flicker Pst engendré par le four à arc avec le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance. 25 Un four à arc 1 à courant alternatif, comme illustré sur la figure 2, comporte : - une cuve de fusion 11, - au moins une électrode de fusion 12. Le four à arc 1 est alimenté par un réseau de basse tension UB, par 30 exemple un réseau obtenu par un transformateur de four 5 abaisseur de tension à rapport constant entre un réseau de moyenne tension UM et le réseau basse tension UB. Le réseau de moyenne tension UM est, par exemple un réseau obtenu par abaissement dans un transformateur 8 d'un réseau haute tension UH de distribution électrique.
La cuve 11, apte à recevoir dans une partie intérieure 111 des ferrailles 13 devant être fondues, est réalisée de manière conventionnelle dans un matériau réfractaire. Le four à arc est avantageusement décrit dans le cas où il est alimenté par un réseau triphasé.
Le réseau triphasé moyenne tension UM comporte trois phases dites A, B, C. Dans le cas d'un tel four à arc alimenté par un réseau triphasé, trois électrodes 12 de fusion sont mobiles au dessus de la cuve 11 et sont reliées chacune à une des trois phases d'un circuit secondaire 53 du transformateur de four 5. Afin d'ajuster la puissance moyenne utilisée par le four à arc 1 et de contrôler l'amorçage d'arcs électriques 14 entre les électrodes 12 et des ferrailles 13 déposées dans la cuve 11, les hauteurs des électrodes 12 au dessus de la cuve 11 sont réglables de manière connue.
Suivant l'invention, un dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance du four à arc 1 est inséré en série entre la source de moyenne tension UM et un circuit primaire 52 du transformateur de four 5. En sortie du dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance, le réseau triphasé comporte trois phases dites a, b, c.
De préférence, sur chaque phase, une inductance 6 est raccordée en série dans le circuit d'alimentation du circuit primaire 52 du transformateur de four 5 afin de limiter un courant de court circuit lorsqu'une des électrodes 12 entre en contact avec les ferrailles 13, lors d'une opération de mise en fusion.
En outre, le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance du four à arc 1 suivant l'invention reçoit une valeur de consigne Pref, valeur déterminée en fonction d'une étape d'un cycle de fusion dans laquelle fonctionne le four à arc 1.
Le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance comporte essentiellement un transformateur triphasé 21, par exemple un transformateur triphasé à colonnes comportant trois colonnes. Le transformateur triphasé 21 comporte, comme illustré sur la figure 3, pour chaque colonne 211 : un bobinage primaire 22, au moins un bobinage secondaire d'une première catégorie 24, au moins un bobinage secondaire d'une seconde catégorie 23, et sur au moins des sorties des bobinages secondaires de seconde catégorie 23, des moyens de conversions alternatif alternatif Du, où l'indice i est une des phases a, b ou c, et l'indice j est un entier désignant le numéro du moyen de conversion alternatif alternatif. Avantageusement, les trois bobinages primaires 22 sont couplés en triangle. Une tension d'alimentation du bobinage primaire 22 d'une colonne 20 211 du transformateur triphasé 21, pour chaque phase A, B, C est notée V1X, x=1à3. Les bobinages primaire et secondaires de première et seconde catégories 22, 23, 24, outre des sections de fils adaptées aux puissances mises en jeux, sont tels qu'une tension Vs; aux bornes des bobinages 25 secondaires de première et seconde catégorie 23, 24, montés en série soit au moins une tension maximale voulue en entrée du circuit primaire 52 du transformateur de four 5, compte tenu de la plage de régulation à puissance active constante nécessaire pour le four. Dans un mode de réalisation, tel que celui de la figure 3, la colonne 30 211 du transformateur 21 comporte d'une part, un bobinage secondaire de première catégorie 24 délivrant une tension Vii et d'autre part N bobinages secondaires de seconde catégorie 23 identiques délivrant chacun une tension V2u, j=1 à N, N>_1. Il ne s'agit ici que d'un exemple de réalisation et les bobinages secondaires de seconde catégorie peuvent être différents.
La mise en série des bobinages secondaires 23, 24 conduit à un fonctionnement élévateur du transformateur 21 Chaque moyen de conversion alternatif-alternatif Dib comporte deux bornes d'entrée au, bu, raccordées à un bobinage secondaire de seconde catégorie 23, et deux bornes de sortie cil, du. Pour simplifier la figure 3, seul le premier moyen de conversion alternatif-alternatif Dis, le deuxième moyen de conversion alternatif-alternatif Di2 et le N-ième moyen de conversion alternatif-alternatif D;N ont été représentés. Une tension de sortie entre les bornes de sortie cu, dit de chaque moyen de conversion alternatif-alternatif Dib est notée par Vs u.
Les bornes de sortie des moyens de conversion alternatif-alternatif Du sont mises en série et connectées avec le bobinage secondaire de première catégorie 24. Plus précisément, la borne dm est raccordée avec la borne cil, la borne die est raccordée avec la borne ci3, et ainsi de suite. La borne d;N est raccordée avec une borne ci du bobinage secondaire d'une première catégorie 24. Les moyens de conversion alternatif-alternatif Du reçoivent des valeurs ail élaborées à partir d'une boucle de régulation de puissance de sorte qu'une tension VS; en sortie du dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance, pour une phase i, soit égale à la somme des tensions : N N VSI=V;+EVSif =V3i+ ECÇjV2 (1) La figure 4 représente schématiquement un moyen de conversion alternatif-alternatif Du du dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance. Le moyen de conversion alternatif-alternatif Dib comporte entre les bornes d'entrée au et bu un filtre d'entrée 25 destiné à éliminer une composante alternative d'un courant à une fréquence de découpage donnée. Le filtre d'entrée 25 est un filtre passe bas qui comporte, par exemple, essentiellement un condensateur Ce et une inductance Le. L'inductance Le peut être, par exemple, une inductance de fuite du bobinage secondaire d'une seconde catégorie 23. Le moyen de conversion alternatif-alternatif Du comporte, entre des bornes de sortie eu, fui du filtre d'entrée, un convertisseur direct alternatif-alternatif Cu. Ledit convertisseur direct alternatif-alternatif est un dispositif délivrant une tension alternative de sortie dont la valeur efficace est réglable à partir d'une tension alternative d'entrée donnée.
Chaque convertisseur direct Cu comporte, de préférence, comme illustré sur la figure 5, un nombre q de convertisseurs élémentaires alternatif-alternatif But où l'indice t est un entier désignant le numéro du convertisseur élémentaire alternatif-alternatif, compris entre 1 et q, q 1, afin de se répartir le courant total. Les convertisseurs élémentaires But sont reliés en parallèle, entre les bornes eu et et comportent une inductance Lq de lissage de courant en sortie.
Dans un mode préféré de réalisation des convertisseurs élémentaires alternatif-alternatif But, lesdits convertisseurs sont du type hacheur de tension alternative. Le principe de fonctionnement d'un hacheur de tension alternative est présenté sur les figures 6a, 6b. Le hacheur de tension alternative comporte une cellule de commutation 26 comportant des interrupteurs commandables 27 et permettant d'obtenir, à l'échelle d'une période de découpage, une tension moyenne inférieure ou égale à la tension d'entrée sans dissipation de chaleur excessive grâce auxdits interrupteurs fonctionnant en mode bloqué/passant.
Avantageusement, les commandes des convertisseurs élémentaires peuvent être entrelacées et décalées deù, , ce qui permet de réduire 4
l'ondulation d'un courant de sortie total.
Dans un exemple de réalisation de hacheur de tension alternative, le hacheur comporte des interrupteurs bidirectionnels en courant et en tension, dits interrupteurs quatre segments, de sorte à obtenir un fonctionnement dans les quatre quadrants du plan tension-courant.
A titre d'exemples, les figures 7a et 7b illustrent des exemples d'interrupteurs quatre segments comportant un assemblage de diodes D et de transistors T du type Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) ou du type Integrated Gate Commutated Thyristor (IGCT). Dans un autre exemple de réalisation de hacheur de tension alternative, comme illustré figure 8, le hacheur de tension alternative comporte une imbrication en opposition de deux cellules de commutations comportant des interrupteurs unidirectionnels en tension et bidirectionnels en courant, dits interrupteurs trois segments. Un interrupteur trois segments est formé par la mise en parallèle inverse d'une diode Dl et d'un transistor T1, (respectivement une diode D2, D3, ou D4 et un transistor T2, T3 ou T4), du type IGBT ou IGCT. Cette configuration permet d'obtenir aussi un fonctionnement dans les quatre quadrants du plan tension-courant. Cet exemple permet de garantir, lors des changements d'état des interrupteurs, des commutations dites naturelles, grâce à des commutations disjointes par un temps mort suffisant pour éviter la conduction simultanée des deux transistors. La valeur au (figures 3, 4, 5) représente un rapport cyclique réglable qui détermine la tension de sortie Vs; en agissant sur les q convertisseurs élémentaires alternatif-alternatif But, et dont la valeur est strictement comprise entre 0 et 1, c'est-à-dire que pour = 0, Vg;j = 0, 1, Vsi = V2; (2) = j.
Ainsi, suivant la valeur de au, la tension de sortie totale Vs; est réglable entre une valeur minimale VS; min (pour 04=0) et une valeur maximale Vs; ma) Pour a;i=1), où : VSimin = V3; N (3) et V s , = V a r + E j=1 Avantageusement, la tension V2iJ est déterminée en fonction de la 5 tension admissible par des semi-conducteurs utilisés pour réaliser les convertisseurs élémentaires alternatif-alternatif B;it. Avantageusement, la tension minimale possible Vsirain = Vii est choisie de sorte à limiter une puissance réactive lors des phases de court-circuit Qcc; sur le four à arc 1, tel que : VZ Qlcci= 31 (4) )(cd 10 où )(cc; représente une réactance totale de court circuit. Avantageusement, afin de disposer d'une marge en tension suffisante pour éviter la perte du contrôle du courant et par conséquent conduire à des extinctions d'arc, le nombre N de moyens de conversion alternatif-alternatif montés en série est choisi de sorte que N + E Vsij i V,, (5) j=1 15 où Nin est une tension nominale de fonctionnement du four à arc. De préférence, le nombre N de moyens de conversion alternatif-alternatif montés en série est déterminé de sorte que N V3i + E Vs =1,1.VR (6) j=1 Ainsi, la tension réglable de sortie Vsi , pour chaque phase i, permet de maintenir la puissance active P constante sur une large plage de 20 fluctuation d'une tension d'arc. Lorsque la tension d'arc diminue de manière trop importante, la puissance active P n'est plus régulée et la puissance réactive Q est maintenue à la valeurQ'ce. Une puissance apparente du four Sch; sur une phase i est déterminée par Schi =Vsilsi (7) où lS; représente un courant de sortie pour une phase i.
Une puissance apparente Sconv; de l'ensemble des convertisseurs élémentaires But sur une phase( i est déterminée par : Seonvi (VSi ù V3i )I Si (8) A l'aide des deux relations précédentes et en se plaçant dans une
condition où Q, = Vix , l'expression analytique de la puissance apparente 2Xcci Scon,,; de l'ensemble des convertisseurs élémentaires est donnée par la relation suivante : 1 Scvnvt = (1-1.1~)Schi = 0.36SChi Ainsi, l'ensemble des convertisseurs élémentaires est dimensionné pour une puissance apparente inférieure à celle du four. De préférence, afin de garantir un meilleur contrôle du courant 'Si en régime transitoire, la plage de réglage de la tension de sortie Vs; peut être augmentée de sorte que la puissance apparente de l'ensemble des
convertisseurs élémentaires est sensiblement égale à la moitié de la puissance apparente de charge, soit Sconvi = 0.5S,hi (10) Dans un premier mode de réalisation du dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance pour un four à arc 1, comme illustré sur la figure 2, ledit dispositif d'alimentation électronique de puissance est inséré en série sur le réseau de moyenne tension UM, avec un raccordement d'un point neutre coté moyenne tension UM et coté cuve 11. (9) De préférence, le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance suivant ce premier mode de réalisation peut être installé sur de nouveaux sites. Dans ce premier mode, les phases des circuits primaire 52 et secondaire 53 du transformateur de four 5 sont couplées en étoile avec le neutre sorti. La cuve 11 du four 1 comporte une électrode de sole 112. Le circuit primaire 52 du transformateur de four 5 est raccordé par le neutre n au dispositif d'alimentation électronique de puissance 2. Le circuit secondaire 53 du transformateur de four 5 est raccordé par le neutre n' à l'électrode de sole 112. Ce premier mode de réalisation du four à arc permet d'obtenir une indépendance des courants de ligne, ce qui permet d'imposer un fonctionnement à puissance constante sur chaque phase i. Ce fonctionnement réduit considérablement l'impact des fluctuations de la tension d'arc et du régime déséquilibré du four à arc 1 sur les performances du dispositif d'alimentation dudit four. Un schéma de principe d'une régulation du dispositif d'alimentation électronique est représenté sur la figure 9. Ladite régulation comporte, pour chaque phase i, deux boucles de 20 régulation imbriquées. Une première boucle, dite boucle rapide 3a;, permet le contrôle d'une valeur efficace d'un courant d'arc I1eff. Une seconde boucle, dite boucle lente 4a;, régule la puissance active P. Chaque convertisseur direct Cu de chaque moyen de conversion 25 alternatif-alternatif D11 et de chaque phase i est commandé par la valeur au générée par la boucle rapide. La boucle rapide 3a; comporte un correcteur 31a1 qui élabore la valeur au à partir d'un signal d'erreur de courant el entre une consigne de courant Iref élaborée par de la boucle lente 4a; et la valeur du courant d'arc 30 mesuré I;eff.
Le correcteur 31a; comporte un limiteur qui limite la valeur au entre une valeur minimale prédéfinie aijmin=0 et une valeur maximale prédéfinie aijmax=1. De préférence, pour chaque phase i, tous les bobinages 5 secondaires de seconde catégorie 23 et tous les convertisseurs élémentaires alternatif-alternatif But sont similaires et toutes les valeurs au sont prises égales à une valeur de commande ai. La boucle lente 4ai comporte un correcteur 41ai qui élabore la consigne de courant Iref à partir d'un signal d'erreur de puissance active sp 10 entre une consigne de puissance Pref et la puissance active mesurée Pi. Le correcteur 41ai comporte un limiteur qui limite la valeur Iref entre une valeur minimale prédéfinie Imin=O et une valeur maximale prédéfinie'max. La boucle de régulation 4ai de puissance active agit tant que la consigne de courant Ifef est inférieure à la valeur maximale prédéfinie Imm. 15 Lorsque la consigne de courant élaborée par le correcteur atteint la valeur Imax, la valeur efficace de courant est donc limitée à Imax et la puissance réactive est maintenue constante. La consigne de puissance est définie en fonction du cycle de fusion du four 1 et permet d'imposer un fonctionnement à puissance active P 20 constante hormis les phases de court-circuit. Lors des phases de court-circuit, la consigne de courant iref est limitée, ce qui permet d'obtenir un fonctionnement à puissance réactive Q constante. Dans un exemple de réalisation, les correcteurs 31ai, 41ai sont des correcteurs du type Proportionnel Intégral PI. 25 La boucle rapide 3ai comporte un module 34ai de calcul d'une valeur efficace d'un courant d'arc lieff pour une phase i, qui reçoit une entrée représentative du courant de sortie Isi d'une colonne du transformateur triphasé 21 via, par exemple, un transformateur de courant 32ai.
La boucle lente 4a; comporte un module 44a; de calcul d'une valeur de puissance active P; pour une phase i, qui reçoit : une entrée représentative du courant de sortie Is; via un transformateur de courant 32a;. une entrée représentative de la tension de sortie Vs; entre les bornes c;1 du bobinage secondaire de seconde catégorie 23 et di du bobinage secondaire de première catégorie 24 via un transformateur de tension 42a;. Les bornes di du bobinage secondaire de première catégorie 24 de chaque phase i sont reliées entre elles et raccordées au neutre n. La figure 10 illustre, pour une phase, les zones de fonctionnement d'un four à arc et présente, pour les mêmes valeurs de tension d'arc, les puissances active P et réactive Q, calculées au circuit primaire 52 du transformateur de four 5 pour un four avec une alimentation conventionnelle (courbe 1), un four avec une alimentation conventionnelle et une augmentation de 10% de la tension au circuit primaire 52 du transformateur de four 5 (courbe 3) et le four avec le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention fonctionnant à puissance active ou réactive constante (courbe 2).
La courbe 1 sur la figure 10 représente les valeurs de la puissance active P et de la puissance réactive Q obtenues pendant le fonctionnement du four avec une alimentation conventionnelle. Pour cette alimentation conventionnelle, les points de fonctionnement se répartissent suivant un arc de cercle. Les variations de la tension d'arc provoquent des fortes fluctuations de puissance active P et réactive Q. La figure 10 montre que la valeur de la puissance réactive Q est très importante, notamment lors d'un court-circuit, où elle atteint le double de la puissance active P qui peut être transmise au four à arc 1. Lorsque la tension d'alimentation du four à arc avec une 30 alimentation conventionnelle est augmentée (courbe 3), les points de fonctionnement sont décalés dans le plan QP et se répartissent suivant un arc de cercle plus grand que celui de la courbe 1. Ce fonctionnement présente les mêmes inconvénients qu'un four avec une alimentation conventionnelle, avec un facteur de puissance encore plus dégradé.
Dans le cas du four avec le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance (courbe 2), chaque convertisseur direct Cu règle la valeur efficace de la tension au circuit primaire 52 du transformateur du four 5 de façon à imposer un fonctionnement à puissance active P constante. Lors des phases de court-circuit, chaque convertisseur direct Cu fonctionne à puissance réactive Q constante, la valeur aii est réduite afin de limiter le courant. Le transformateur triphasé 21 permet à chaque convertisseur direct Cu d'étendre le fonctionnement à puissance constante sur une plus large plage de variation de la tension d'arc. Ainsi, pour le four avec le dispositif d'alimentation électronique de puissance 2 proposé, le fonctionnement à puissance active P constante permet d'augmenter l'énergie électrique transmise aux ferrailles 13 et le fonctionnement à puissance réactive Q constante permet, lors des phases de court-circuit, de réduire les fluctuations de ladite puissance réactive Q, ce qui diminue le risque de faire apparaître du flicker.
Des simulations effectuées pour un cycle de fonctionnement du four à arc 1 avec ce premier mode de réalisation du dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance ont permis d'évaluer un gain apporté sur l'énergie électrique transmise au four 1 ainsi que le niveau de flicker sur le réseau d'alimentation. La simulation est réalisée pour un four à arc de puissance totale Sr., = 75 MVA alimenté à partir d'un réseau haute tension de 220 kV dont la puissance de court-circuit est de 6 GVA. Une comparaison entre la puissance active P, pour une phase, transmise au bain d'acier, lors d'une séquence de fin de fusion, d'un four avec une alimentation conventionnelle (courbe 1) et du four avec le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention (courbe 2) est illustrée sur la figure 11. Les variations de puissance active P du four avec le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance sont fortement réduites comparé à celles du four avec une alimentation conventionnelle, ce qui permet ainsi d'augmenter sans pénalité la puissance active transférée au bain. De même, les figures 12a et 12b illustrent une comparaison entre la puissance réactive totale Q calculée au circuit primaire 52 du transformateur de four 5, lors d'une séquence de fin de fusion, d'un four avec une alimentation conventionnelle (figure 12a), et du four avec le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention (figure 12b). Les variations de puissance réactive Q du four avec le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention sont fortement réduites par rapport à un four conventionnel. Bien que les variations de puissance active et réactive soient réduites, il est nécessaire d'introduire un compensateur statique de puissance réactive et de déséquilibre 7 en amont du dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance afin de réduire le phénomène de flicker. Cependant, ledit compensateur statique de puissance réactive et de déséquilibre est avantageusement de dimensionnement beaucoup plus faible que celui d'un compensateur associé à un four avec une alimentation conventionnelle. Pour exemple, la figure 13 illustre une puissance apparente Scomp instantanée au niveau du compensateur statique de puissance réactive et de déséquilibre 7 pour un four avec une alimentation conventionnelle (courbe 1) et le four avec le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance (courbe 2). Dans le cas de l'invention, la puissance apparente Scomp fluctue beaucoup moins et ne représente plus que 25% de la puissance totale Snom du four au lieu d'environ 160% à certains moments. Une valeur d'un indice de flicker Pst engendrée par le four avec le dispositif d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention associé au compensateur statique de puissance réactive et de déséquilibre 7 est calculée au point de raccordement au réseau haute tension (PCC) et présentée en figure 14. Dans ce cas, l'indice de flicker Pst99 ne dépasse pas une valeur normative égale à 1.
Pour dresser une comparaison entre le four avec une alimentation conventionnelle et le four avec le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance suivant le premier mode de réalisation, les performances de ceux-ci sont résumées, pour un four de puissance totale 75 MVA, dans le tableau ci dessous. Four avec une Four avec une Four avec le Four avec le alimentation alimentation dispositif dispositif conventionnelle conventionnelle et d'alimentation d'alimentation compensateur suivant l'invention suivant l'invention et compensateur Pst99% 1.9 0,8 1,2 0,8 Gain 0% 1,3% 8% 8% Dimensionnement 0 120 35 35+30=65 [MVA] Le four avec le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention et le compensateur statique 7 permet de supprimer le phénomène de flicker au point de raccordement Poe tout en augmentant l'énergie électrique transmise aux ferrailles, de sensiblement 8%. De plus, le dimensionnement de l'électronique utilisée dans le four avec le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention et le compensateur statique 7 est largement inférieur à celui d'un compensateur statique associé à un four avec une alimentation conventionnelle. Dans un deuxième mode de réalisation du dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance pour un four à arc 1, comme illustré sur la figure 15, le dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance est inséré en série sur la source de moyenne tension UM, sans raccordement d'un point neutre côté moyenne tension et côté four.
Ce second mode de réalisation du dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance est particulièrement adapté avec un four installé sur un site déjà existant. Dans ce second mode de réalisation, les phases des circuits primaire 52 et secondaire 53 du transformateur de four 5 sont couplées en triangle. Un schéma de principe d'une régulation du dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance est représenté sur la figure 16. La régulation du dispositif 2 d'alimentation électronique de puissance permet de contrôler une valeur efficace d'une composante directe des courants afin d'imposer un fonctionnement à puissance active totale constante. Ladite régulation comporte deux boucles de régulation imbriquées. Une première boucle, dite boucle rapide 3b, permet le contrôle d'une valeur efficace de la composante directe des courants d'arc Ideff. Une seconde boucle, dite boucle lente 4b, régule la puissance active totale P. Chaque convertisseur direct Cii est commandé par une valeur au générée par la boucle rapide 3b. De préférence, tous les bobinages secondaires de seconde catégorie 23 et tous les convertisseurs élémentaires alternatif-alternatif But sont similaires et toutes les valeurs x sont prises égales à une valeur de commande unique a. La boucle rapide 3b comporte un correcteur 31b qui élabore une valeur a à partir d'un signal d'erreur Si entre une consigne de courant Ire élaborée de la boucle lente 4b et la valeur efficace de la composante directe des courants d'arc Ideff. Le correcteur 31b comporte un limiteur qui limite la valeur a entre une valeur minimale prédéfinie am;r,=0 et une valeur maximale prédéfinie ama=1.
La boucle lente 4b comporte un correcteur 41b qui élabore la consigne de courant Iref à partir d'un signal d'erreur 8p entre la consigne de puissance Pfef et la puissance active mesurée P. Le correcteur 41b comporte un limiteur qui limite la valeur Iref entre une valeur minimale prédéfinie Imin=O et une valeur maximale prédéfinie !max. Ladite consigne est définie en fonction du cycle de fusion du four à arc et permet d'imposer un fonctionnement à puissance active totale P constante. Avantageusement, le fonctionnement à puissance active totale P 10 constante permet d'augmenter l'énergie électrique totale transmise aux ferrailles. Dans un exemple de réalisation, les correcteurs sont des correcteurs du type Proportionnel Intégral PI. Dans un exemple de réalisation, la boucle rapide 3b comporte un 15 module 34b de calcul de la valeur efficace de la composante directe des courants d'arc Ideff, qui reçoit : une entrée représentative d'un courant de sortie ISb pour la phase b via, par exemple, un transformateur de courant 32b, une entrée représentative d'un courant de sortie 'Sc pour la phase c 20 via, par exemple, un transformateur de courant 33b. Dans un exemple de réalisation, la boucle lente 4b comporte un module 44b de calcul de la valeur de puissance active totale P et de puissance réactive totale Q, qui reçoit : une entrée représentative d'un courant de sortie ISb pour la phase b 25 via, par exemple, un transformateur de courant 32b, une entrée représentative d'un courant de sortie ISc pour la phase c via, par exemple, un transformateur de courant 33b, une entrée représentative d'une tension de sortie entre les bornes abc et aci de deux colonnes du transformateur via, par exemple, un 30 transformateur de tension 42b, une entrée représentative d'une tension de sortie entre les bornes aa, et ab1 de deux colonnes du transformateur via, par exemple, un transformateur de tension 42b. La boucle lente 4b comporte, en sortie du module 44b, un module 45b qui compare la puissance active totale mesurée P et la puissance réactive totale mesurée Q et qui retient le maximum des deux valeurs. Les bornes di, d2, d3 du bobinage secondaire de première catégorie 24 de chaque phase a, b, c sont reliées entre elles et forment un point neutre.
Lorsque la puissance réactive totale Q dépasse la puissance active totale P, un fonctionnement à puissance réactive totale Q constante permet de limiter la puissance réactive. Ce fonctionnement permet d'améliorer le facteur de puissance de l'installation et de réduire considérablement la puissance réactive totale Q de 15 l'installation lors d'un court-circuit. Des simulations effectuées pour un cycle de fonctionnement d'un four à arc 1 avec le dispositif d'alimentation électronique de puissance suivant ce second mode de réalisation ont permis d'évaluer un gain apporté sur l'énergie électrique transmise au four et un niveau de flicker sur le réseau 20 d'alimentation. La simulation est réalisée pour un four à arc 1 de puissance totale Säom = 75 MVA, alimenté à partir d'un réseau 220 kV dont une puissance de court-circuit est de 6 GVA. Une comparaison entre la puissance active totale P transmise au bain d'acier, lors de la fin de la séquence de fusion, d'un four avec une 25 alimentation conventionnelle (courbe 1) et du four avec le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention (courbe 2) est illustrée sur la figure 17. Les variations de puissance active P du four suivant l'invention sont fortement réduites par rapport à un four avec une alimentation conventionnelle, ce qui permet 30 d'augmenter la valeur moyenne de la puissance transférée au bain.
De même, les figures 18a et 18b illustrent une comparaison entre la puissance réactive totale Q calculée au circuit primaire 52 du transformateur de four 5, lors d'une séquence de fusion, d'un four avec une alimentation conventionnelle (figure 18a) et du four avec le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention (figure 18b). Les variations de puissance réactive Q du four suivant l'invention sont fortement réduites par rapport à un four avec une alimentation conventionnelle. Bien que les variations de puissance active et réactive soient réduites, il est nécessaire d'introduire un compensateur statique de puissance réactive et de déséquilibre 7 en amont de l'alimentation électronique afin de réduire le flicker. Cependant, ce compensateur est avantageusement de dimensionnement beaucoup plus faible que celui d'un compensateur associé à un four avec une alimentation conventionnelle, mais sensiblement plus important que celui associé à un four avec le premier mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance. Pour exemple, la figure 19 illustre la puissance apparente Scomp du compensateur statique de puissance réactive et de déséquilibre et pour une alimentation conventionnelle et le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance proposé par l'invention. La valeur d'un indice de flicker Pst engendrée par le four avec le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance suivant l'invention associé à son compensateur statique de puissance réactive et de déséquilibre 7 est calculée au point de raccordement Poe au réseau haute tension et présentée en figure 20. De même que pour le premier mode de réalisation du dispositif d'alimentation, la valeur de l'indice de flicker est telle que le phénomène de flicker perturbe peu le réseau. Les performances d'un four avec une alimentation conventionnelle 30 et du four avec le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance sont résumées, pour un four de puissance totale 75 MVA, dans le tableau ci-dessous. Four avec une Four avec une Four avec le Four avec le alimentation alimentation dispositif dispositif conventionnelle conventionnelle et d'alimentation d'alimentation compensateur suivant l'invention suivant l'invention et compensateur Pst99o, 1.9 0,8 1,2 0,8 Gain 0% 1,3% Il % Il % Dimensionnement 0 120 35 35+35=70 [MVA] Le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance du four 1 avec le compensateur statique de puissance réactive et de déséquilibre 7 permet de supprimer le flicker au point de raccordement P. au réseau haute tension tout en augmentant l'énergie électrique transmise aux ferrailles. De plus, le dimensionnement de la partie électronique utilisé dans le second mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance du four est largement inférieur à celui d'un compensateur de puissance réactive associé à un four à arc avec une alimentation conventionnelle. Quel que soit le mode de réalisation du dispositif d'alimentation électronique de puissance de puissance 2 pour un four à arc 1, l'ajout dudit dispositif d'alimentation électronique de puissance permet d'augmenter la puissance active transmise au four à arc, sensiblement de l'ordre de 10% sur un cycle de fonctionnement, et de réduire la puissance réactive absorbée. Ledit dispositif d'alimentation électronique de puissance permet de supprimer un régleur en charge sur le transformateur de four 5, nécessaire sur un four avec une alimentation conventionnelle, et de réduire la puissance de dimensionnement du compensateur statique.
L'augmentation de la puissance active transmise sur un cycle de fonctionnement permet d'accroître la productivité du four quasiment dans les mêmes proportions. Les diminutions des variations de puissance active et réactive permettent une réduction, dans un rapport d'au moins trois, de la puissance de dimensionnement du compensateur statique, ce qui permet une réduction du coût du compensateur statique. La suppression du régleur en charge permet enfin de réduire la maintenance au niveau du transformateur de four.
Claims (12)
1- Dispositif (2) d'alimentation électronique de puissance pour four à arc (1), ledit dispositif étant alimenté en courant alternatif sous une tension UM d'un réseau d'alimentation comportant au moins une phase, ledit dispositif étant placé entre le réseau d'alimentation et un transformateur de four (5) abaisseur de tension à rapport constant entre une tension d'entrée dudit transformateur de four et une tension, dite basse tension UB, d'alimentation du four, et comportant : - au moins un transformateur (21) comportant lui-même, pour chaque phase : o au moins un bobinage primaire (22), o au moins un bobinage secondaire d'une première catégorie (24) délivrant une tension V31, i = 1 à un nombre de phases du réseau, o N bobinages secondaires d'une seconde catégorie (23) délivrant des tensions V21, avec j = 1 à N >_ 1, un moyen de conversion de tension alternatif-alternatif Dy, associé à chaque bobinage secondaire de seconde catégorie (23), apte à délivrer une tension Vsy réglable inférieure ou égale à V2ii sur des bornes de sortie (cy,du) dudit moyen de conversion, et dans lequel lesdites bornes de sortie (cy,dy) du ou des moyens de conversion D1 et le au moins un bobinage secondaire de première catégorie (24) sont raccordés en série de sorte que les tensions Vsy aux bornes desdits moyens de conversion et dudit au moins un bobinage secondaire de première catégorie s'ajoutent pour délivrer N une tension VS, V ar + E Vs;; d'alimentation du four au travers du transformateur de four (5).
2- Dispositif (2) d'alimentation électronique de puissance suivant la revendication 1 dans lequel chaque moyen de conversion alternatif-alternatif Du délivre une tension de sortie Vsu en fonction d'une valeur au d'un paramètre de commande.
3- Dispositif (2) d'alimentation électronique de puissance suivant la revendication 2 dans lequel chaque valeur x est élaborée à partir d'un signal d'erreur entre une valeur de courant représentative d'un courant d'arc mesuré et une consigne en courant Iref.
4- Dispositif (2) d'alimentation électronique de puissance suivant l'une des revendications précédentes comportant une boucle de contrôle d'une valeur efficace de courant représentative d'un courant d'arc mesuré et une boucle de régulation soit d'une puissance active lorsque la consigne de courant Ire est inférieure à une valeur maximale prédéfinie Imax, soit d'une puissance réactive active lorsque la consigne de courant Iref atteint la valeur maximale prédéfinie Imax.
5- Dispositif (2) d'alimentation électronique de puissance suivant l'une des revendications précédentes dans lequel le ou les bobinages secondaires de première catégorie (24) pris dans leur ensemble sont déterminés de sorte à définir une puissance réactive Q prédéfinie maximale lors des phases de court-circuit.
6- Dispositif (2) d'alimentation électronique de puissance suivant l'une des revendications précédentes dans lequel le nombre N de moyens de conversion alternatif alternatif Dy est déterminée de sorte que la somme des tensions de sortie Vsj des bobinages secondaires de N première et seconde catégorie (23, 24), V 3i + E V4 , est supérieure à une tension nominale de fonctionnement du four.
7- Dispositif (2) d'alimentation électronique de puissance suivant l'une des revendications précédentes dans lequel les moyens de conversion alternatif-alternatif Du comportent des convertisseursélémentaires alternatif-alternatif B;it, avec t = 1 à q 1 associés en parallèles et dont la tension de sortie Vs; est déterminée par la valeur de ocii reçue par lesdits convertisseurs élémentaires alternatif-alternatif But.
8- Dispositif (2) d'alimentation électronique de puissance suivant l'une des revendications précédentes dans lequel tous les bobinages secondaires de seconde catégorie (23) et tous les moyens de conversion alternatif-alternatif D;i sont identiques.
9- Dispositif (2) d'alimentation électronique de puissance suivant la revendication 8 dans lequel la valeur aii est prise, pour chaque phase i, égale à une valeur a;.
10-Four électrique à arc de puissance (1) alimenté en courant alternatif sous un réseau basse tension UB comportant : une cuve de fusion (11) apte à recevoir des ferrailles (13) dans une partie intérieure (111) de ladite cuve, une ou des électrodes (12) aptes à générer des arcs électriques (14) entre lesdites électrodes et les ferrailles (13) placées à l'intérieur de la cuve, la ou les électrodes (12) étant reliées à un circuit secondaire (53) d'un transformateur de four (5), de conversion d'une tension UM d'un réseau d'alimentation en basse tension UB d'alimentation des électrodes, caractérisé en ce que le four est alimenté par un dispositif (2) d'alimentation électronique de puissance suivant l'une des revendications 1 à 9, ledit dispositif étant placé entre le réseau d'alimentation et un circuit primaire (52) du transformateur de four (5).
11- Four triphasé suivant la revendication 10 dans lequel les phases des circuits primaire (52) et secondaire (53) du transformateur de four (5) sont couplées en étoile avec un neutre sorti.
12-Four triphasé suivant la revendication 10 dans lequel les phases des circuits primaire (52) et secondaire (53) du transformateur de four (5) sont couplées en triangle.
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