BE360550A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  "perfectionnements au réglage du facteur de puissance et des conditions de voltage des fours électriques à induction". 



   Cette invention se rapporte aux fours électriques à induction dans lesquels la charge à chauffer constitue le se- condaire d'un transformateur dont le primaire est alimenté de courant alternatif   à   une fréquence suffisaient élevée et concerne particulièrement des fours sans interconnexion par noyaux en fer. 



   Dans ces fours à induction, il est d'usage de monter des condensateurs en série ou en parallèle avec la bobine de l'inducteur dans le but de syntoniser le circuit de la bobine 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 avec la fréquence de la ligne d'alimentation et de rendre ainsi le facteur de puissance de la bobine égal à l'unité. 



  Toutefois il est bien connu que -pendant la période de chauf- fage conduisant à la fusion, le facteur de puissance d'une pareille bobine syntonisée varie continuellement et il est nécessaire en réalité d'ajouter des condensateurs de temps à   autre.   



   Suivant une caractéristique de la présente invention, on ajoute des condensateurs de temps à autre suivant que c'est nécessaire pour maintenir le facteur de puissance égal à l'uni- té, au moyen d'un relais à puissance déwattée qui est destiné, lorsque le facteur de puissance tombe en-dessous de   l'unité,   à commander des circuits qui provoquent la fermeture de commu- tateurs pour mettre les condensateurs en circuit. 



   Par suite du réglage de la génératrice d'alimentation, particulièrement lorsque la fréquence est relativement élevée, telle que 500 périodes par seconde, il se produit toujours une augmentation relativement grande du voltage aux bornes lorsque le facteur de puissance varie, par suite de   l'intro-   duction d'un condensateur, en passant d'un décalage légèrement en retard à un décalage légèrement en avance et, suivant une caractéristique importante de la présente invention, le four à Induction du type mentionné et le dispositif de commutation des condensateurs sont combinés avec un dispositif de commande automatique qui actionne un rhéostat de champ de la génératrice pour abaisser le voltage dans une mesure déterminée avant le raccordement du condensateur. 



   Suivant une autre caractéristique de l'invention, on emploie un relais de tension destiné à commander des circuits au moyen desquels le rhéostat de champs de la génératrice est 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 ' actionné d'une manière continue pendant le fonctionnement du   four à   induction pour maintenir le voltage automatiquement constant,   indépendamment   du raccordement des condensateurs* 
Des circuits d'enclenchement sont combinés avec le dispositif de commutation des condensateurs pour empêcher le relais de tension de fonctionner pendant le raccordement d'un condensa- teur et la réduction préparatoire du voltage, et pour remet- tre ensuite en action ce relais de tension. 



   Pour faire comprendre   l'invention   on va décrire mainte- nant, à titre d'exemple, un système de réglage appropié avec référence au dessin annexé dont l'unique figure est un schéma électrique établi dans une forme   conventionnelle.   



   Sur le dessinai désigne les bornes d'un circuit auxi- liaire destiné à être raccordé au circuit de la bobine de l'inducteur du tour et sur lequel une série de condensateurs peuvent être   branchés   dans.le but de maintenir   le'facteur   de puissance pendant que la charge du four est soumise au   chauf-   rage. Le dispositif représenté est susceptible de commander automatiquement le branchement de sept condensateurs, bien que pour plus de simplicité on n'ait représenté qu'un seul de ces condensateurs en 2.

   Le condensateur 2 est susceptible d'être relié au circuit auxiliaire 1 à l'aide d'une paire   d'interrup-   teurs 3 et 4 qui sont du type à commande électromagnétique, les bobines de commande étant représentées respectivement en 5 et 6 et la disposition étant telle que 1'interrupteur 3 se ferme d'abord de manière à mettre le condensateur 2 en circuit par 
1,intermédiaire d'une résistance limitatrice 7 en vue d'éviter des ondes inopportunes, après quoi l'interrupteur 4 se ferme en court-cirouitant ainsi l'interrupteur 3 et la résistance 7. 



     Lie   dispositif qui provoque cette action est décrit ci-dessous. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



   Le rhéostat qui contrôle l'excitation de la génératrice principale (non représentée) alimentant le four   à   induction (non représenté également) est figuré en 8. La génératrice peut par exemple fournir du courant alternatif à 500 périodes par seconde. Le rhéostat 8, dont les bornes sont représentées en 9, est actionné par l'induit 10 d'un moteur électrique   à   courant continu, pourvu de deux enroulements de champ 11 et 12 susceptibles d'être mis alternativement en circuit de la maniere ci-dessous   décrite,   de telle sorte qu'on peut faire tourner l'induit 10 dans l'un ou l'autre sens. 



   13 désigne le contact mobile d'un relais à puissance déwattée dont les bobines de commande peuvent être raccordées à toute partie convenable du circuit et ne sont pas   représen-   tées. 



   Un controller à tambour, indiqué en 14, conjointement avec d'autres appareils qui vont être décrits, établit les connexions du condensateur 2 et des autres condensateurs (non représentés) de la manière désirée. Le controller à tambour 14 est susceptible d'être mis en rotation par l'induit 15 d'un moteur électrique réversible pourvu de deux enroule- ments inducteurs 16 et 17 destinés à être mis alternativement en circuit pour faire tourner le moteur et le controller   à   tambour dans l'un ou l'autre sens. L'énergie électrique pour les différentes opérations de commande est fournie par la ligne de distribution de courant continu représentée en   18,   le conducteur supérieur étant supposé se trouver à un poten- tiel positif. 



   Le relais de contrôle du voltage est indiqué en 19. 



   Le relais à puissance déwattée est du type à position centrale et son contact mobile est susceptible d'occuper la 
1   --   

 <Desc/Clms Page number 5> 

 position centrale représentée lorsque le facteur de puissance   est à   peu près égal à l'unité,et d'entrer en prise avec l'un      ou l'autre des plots de contact 20 du relais, le contact étant établi avec le plot supérieur lorsque le facteur de puissance est en avance et avec le plot inférieur lorsqu'il est en re- tard. Le relais à puissance déwattée est combiné avec des com- mutateurs d'enclenchement 21 et 22 pourvus de bobine de com- mande 23 et 24. Les organes de contact mobiles de ces commuta- teurs sont représentés dans les positions qu'ils occupent lorsque les bobines de commande ne sont pas excitées.

   Les contacts normalement fermés 25 du commutateur 21 sont reliés respectivement à un contact fixe 26 du controller à tambour 14 et à l'une des extrémités 27 de la bobine de commande 24 du commutateur 22, l'autre   extrémité   de la bobine 24 étant raccordée au contact inférieur du relais à puissance déwattée et au contact supérieur de la seconde paire de contacts du commutateur 22, le contact inférieur de cette paire étant raccordé au conducteur positif 28 au moyen d'un fil 29.

   L'au- tre paire de contacts 30 du commutateur 21 est reliée au con- ducteur de contrôle positif 28 et au contact supérieur 20 du relais, respectivement, Ce contact de relais est relié à l'une des extrémités de la bobine de commande 23 du commutateur 21 dont l'autre extrémité est reliée par un fil 31 au contact supérieur de la première paire de contacts du commutateur 22, ces contacts étant normalement formés, tandis que le contact inférieur est relié par un conducteur 32   à   un contact fixe 33 du controller à tambour 14, ce contact 33 étant décalé par rapport au contact 26. Le conducteur 31 est également relié à l'enroulement inducteur 16 du moteur électrique dont loin- duit 15 fait tourner le tambour 14.

   L'extrémité 27 de la 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 bobine de commande du commutateur 24 est reliée à l'autre en- roulement inducteur 17 du moteur et la borne commune des enrou- lements inducteurs 16 et 17 est raccordée au fil de contrôle négatif 28a par l'intermédiaire de la bobine de commande 34 de la paire de commutateurs 35 destinés à relier-l'induit   du   moteur à la ligne d'alimentation 18. 



   Les contacts supérieurs de la troisième paire de contacts normalement   Permés   du commutateur 22 et de la quatrième paire de contacts normalement ouverts du commutateur 22 sont reliés par un conducteur 35 au conducteur de contrôle positif 28. Les éléments inférieurs de ces deux paires de contacts sont reliés   respectivement   au contact mobile 36 du relais de contrôle du voltage 19 et au contact supérieur de la paire de contacts fixes 37 de ce relais, qui est du type à position centrale, le contact mobile 36 restant dans la position centrale repré- sentée lorsque le voltage du courant d'alimentation du four -présente la valeur désirée.

   La bobine de commande 38 du relais de contrôle de voltage 19 est branchée sur le circuit   auxiliai-   re et la mise au point du relais peut être réglée au moyen d'un auto-transformateur 39 à prise mobile, branché sur le circuit auxiliaire 1. 



   La contact supérieur de la paire de contacts de relais 37 est relié à 1,enroulement inducteur 11 du moteur du rhéostat et le contact inférieur de relais 37 est relié à l'autre enrou- lement inducteur 12 de ce moteur. Entre la borne commune de ces enroulements inducteurs 11 et 12 et le conducteur de contrôle négatif 28a est placée la bobine de commande 40 de la paire de commutateurs 41 à l'aide desquels l'induit 10 du moteur du rhéostat peut être relié aux conducteurs de contrôle 28 et 28a. 



   On va décrire maintenant les connexions et les fonctions du rhéostat 8. Celui-ci comprend un bras 41a que 1,induit 10 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 peut faire pivoter autour d'un axe 42 et qui se trouve en prise d'une manière permanente avec la résistance 43 ou avec des plots reliés à cette résistance. Le bras 41a porte un ba- lais de contact 44 susceptible d'entrer en prise avec un sec- teur 45 dont la position est réglable suivant une circonfé- rence, Le contact 44 se trouve d'une manière permanente en prisa avec un secteur fixe 46 qui est relié au fil de con- trôle négatif 28a.

   Le secteur de contact ajustable 45 est relié par l'intermédiaire de la bobine de commande 5 de l'in- terrupteur 3 au contact inférieur de la paire de contacts nor- malement fermés 47 d'un commutateur d'enclenchement 48 actionné par l'interrupteur 4, le contact supérieur de la paire de con- tacts 47 étant raccordé à un conducteur 49-. Les contacts nor- malement ouverts du commutateur d'enclenchement 48 sont reliés électriquement en -parallèle avec les contacts du commutateur d'enclenchement 50 qui est normalement ouvert, mais est action- né par l'interrupteur 3. Les contacts supérieurs des paires de contacts qui viennent d'être décrits sont reliés au conducteur 49, et les contacts inférieurs sont reliés par l'intermédiaire de la bobine de commande 6 de l'interrupteur 4 au conducteur de contrôle négatif   28a..   



   Le conducteur 49 est relié au contact fixe 1 du controller à tambour 14 qui est pourvu d'une série de serments de contact 42 de longueurs progressivement décroissantes et susceptibles d'entrer en prise, en ordre successif, avec des contacts fixes 53 et 1 à VII de la manière bien connue. Les différents seg- ments 52 sont tous reliés électriquement ensemble et le premier contact fixe 53 est relié au conducteur de contrôle positif 28. 



  On comprendra que-les contacts 11 à VII sont reliés à des con- ducteurs semblables aux conducteurs 49 correspondant à d'autres 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 condensateurs et   à leurs   dispositifs de commutation (non re- présentés). Le controller à tambour 14 est également pourvu d'une série de segments de contact décalés les uns par rapport aux autres,o, a,b .... ± qui   coopèrent   avec les contacts fixes 26 et 33 et sont tous reliés aux segments 52, 
Le dispositif fonctionne comme suit:

   
En supposant qu'à l'origine le facteur de puissance soit égal à, l'unité et que le voltage soit normal, à mesure que la charge s'échauffe et perd son magnétisme, le facteur de puissance se décale d'une manière générale en arrière, ce qui a pour effet de mettre le contact 13 du relais à puis- sance déwattée en prise avec le contact inférieur de sa paire de contacts 20, provoquant ainsi l'excitation de la bobine 24, de l'enroulement inducteur 17 et de la bobine 34 par suite de leur raccordement aux conducteurs 28 et 28a, Les commuta- teurs 22 et 35 sont alors actionnés, de façon que la paire de contacts de gauche du commutateur 22   s'ouvre,   tandis que la seconde paire se ferme, ce qui provoque 1,excitation des bobines 24 et 34 et de l'enroulement inducteur 17 par le con- ducteur 20 et non plus par les contacts du relais à puissance déwattée,

   et le controller à tambour 14 commence à se déplacer dans le sens de la flèche. Le fonctionnement du commutateur 22 intercepte en outre la connexion entre le contact mobile 36 du relais de contrôle de voltage 19 et le circuit de commande et relie en même temps   l'enroulement   inducteur 11 du moteur de rhéostat et la bobine 40 des commutateurs 41 avec les fils de contrôle 28 et 28a. Les doux moteurs sont de ce chef mis en mouvement pour ainsi dire simultanément.

   Le moteur du rhéostat augmente la grandeur de la résistance 43 dans le circuit de champ de la génératrice principale avant que le 
1 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 condensateur 2 ne soit mis en circuits Lorsque le   -premier   et le second des segments 52 sont entrés en prise avec les contacts 53 et I, le   segment o.   entre en prise avec le contact fixe 26, de telle sorte que la bobine de commande 24 du commutateur 22 est   court-circuitée   par l'intermédiaire des contacts normalement fermés du commutateur 21.

   Le controller   à   tambour cesse par conséquent de se déplacer, le conducteur 49 étant relié au fil de contrôle positif 28 et permettant à la bobine 5 de l'interrupteur 3 d'être raccordée par l'in- termédiaire des commutateurs 48 et 50, du segment de rhéostat ajustable 45 et du balais de contact 44, au fil de contrôle négatif 28a.Le moteur du rhéostat continue à tourner jus- qu'a ce que le voltage de la génératrice -principale soit réduit dans la mesure voulue, déterminée par la réglage du segment ajustable 45. Lorsque ce dernier entre en contact avec le balais 44, l'interrupteur 3 est fermé et branche le condensateur 2 sur le circuit auxiliaire 1 par l;'inter- médiaire de la résistance   limitatrice   7.

   Après un court intervalle de temps la bobine 6, par suite du fonctionne- ment du commutateur d'enclenchement 50, est excitée et ferme le commutateur 4 et le fonctionnement du/commutateur 48 supprime l'excitation de la bobine 5 pour provoquer l'ou- verture de l'interrupteur 3, maintenant en même temps un circuit fermé pour l'excitation de la bobine 6 du commuta- teur 4. 



   Les conditions réalisées comme c'est- décrit   ci-   dessus se maintiennent indéfiniment si le facteur de puis-   sance   a été ramené égal à l'unité par l'introduction du condensateur 2, Toutefois, lorsque le voltage devient alors normal, mais que le facteur de -puissance est de nouveau '   --   

 <Desc/Clms Page number 10> 

 décalé en arrière, les opérations décrites se répètent, le controller à tambour 14 se déplaçant jusqu'à ce que le troi-   slème   des segments 52 entre en prise avec le contact fixe II pour introduire un autre condensateur dans le circuit. 



  Si par suite de l'existence d'une trop grande capacité dans le cireur, il arrive qu'à un moment quelconque le facteur de puissance prend une avance inopportune, le contact mobile 13 du relais à puissance déwattée entre en prise avec le contact supérieur de la paire de contacts   20,   en établis- sant les connexions du controller à tambour de telle manière qu'il tourne dans le sens opposé, le commutateur 21 étant dans ce cas actionné de manière à relier les bobines 23 et 34 et l'enroulement inducteur 16 directement aux conducteurs de contrôle 28 et 28a. Etant donné que lorsque les condensa- teurs se trouvent hors circuit, il n'est pas nécessaire de   -oroduire   une modification du voltage initial, on ne cherche pas à empêcher le relais de voltage 19 de fonctionner dans les conditions voulues pour débrancher un condensateur.

   On comprendra facilement que lorsque le controller à tambour se dé-place dans le sens opposé à celui indiqué par la flèche, l'un des conducteurs, par exemple 49, est coupé du conducteur de contrôle positif 28, de telle sorte que la bobine 6 de 1'interrupteur 4 Dard son excitation et que le condensateur est mis hors circuit. 



   Sauf le moment où un condensateur est sur le point d'être mis en circuit le relais de contrôle du voltage 19 est toujours actif. Si l'on suppose que le voltage devienne trop élevé à un moment donné, le contact mobile 36 entre en prise avec le contact supérieur de la paire de contacts fixes du relais 37, de manière à relier 1'enroulement inducteur 11 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 et la bobine 40 du commutateur 41 aux conducteurs de contrôle 2 et 28a par l'intermédiaire du conducteur 35 et de la troi-   sième   paire de contacts normalement fermés du commutateur 22. 



  Le moteur du rhéostat est ainsi mis en action pour introdui- re une plus grande partie de la résistance 43 dans le circuit de champ de la génératrice -principale, ce qui a pour effet d'abaisser le voltage   à   sa valeur normale lorsque le contact 36 quitte le plot fixe supérieur 37 de manière que le moteur du rhéostat perde son excitation, le rhéostat restant dans sa nouvelle position jusqu'à ce que le voltage change de nouveau 
 EMI11.1 
 intempastîvemente Si le voltage tombe en-dessous de la va- leur voulue, le contact mobile 36 du relais de contrôle du voltage entre en prise avec le contact inférieur de la paire de contacts   37,   de telle sorte que le moteur du rhéostat perd son excitation et tourne dans le sens opposé,

   éliminant ainsi une certaine partie de la résistance 43 et provoquant une augmentation du voltage de la génératrice principale. 



   Bien entendu, l'invention peut être réalisée d'une autre manière que celle décrite ci-dessus.. 
 EMI11.2 
 



  -Ï- R 3 V 3 N D CATIONS - :- ----------------- 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1.-- Dispositif pour maintenir automatiquement le nombre voulu de condensateurs dans le circuit d'un four à induction dont le facteur de puissance peut varier suivant .la température, caractérisé par un relais de puissance dé- wattée raccordé au circuit et susceptible de relier des cir- cuits auxiliaires qui commandent le fonctionnement de commu- tateurs commandant le branchement des condensateurs, <Desc/Clms Page number 12> 2.- Dispositif pour maintenir à la valeur voulue le facteur de puissance et le voltage dans le circuit d'un four à induction dont le facteur de puissance peut varier suivant la température, pourvu de commutateurs destinés à commander le raccordement d'un ou de plusieurs condensateurs au circuit,

caractérisé par un relais de contrôle du voltage raccordé au circuit et susceptible de commander automatique- ment des circuits auxiliaires qui provoquent les variations voulues du voltage de la génératrice d'alimentation avant que le facteur de puissance ne varie en raison du raccorde- ment ou du débranchement de condensateurs.

3.- Dispositif suivant la revendication 2, caracté- risé en ce que le relais de contrôle du voltage fonctionne normalement pour maintenir le voltage à peu près constant, tandis que des dispositifs d'enclenchement sont combinés avec les commutateurs de raccordement des condensateurs et sont disposés de manière à empêcher ce fonctionnement normal du relais de contrôle de voltage pendant'le branchement d'un condensateur et le changement préparatoire du voltage, et à remettre ensuite le relais de contrôle du voltage en action, 4.- Dispositif suivant les revendications précéden- tes, caractérisé par un rhéostat actionné électriquement et monté dans le circuit inducteur de la génératrice d'alimenta- tion, et un contact fixe réglable déterminant le voltage au- quel les commutateurs de raccordement des condensateurs sont actionnés.

5. - Dispositif suivant l'une ou l'autre des reven- dications précédentes, caractérisé par un controller du type à tambour actionné électriquement pour se déplacer degré par degré en vue de raccorder successivement les différents conden sateurs au circuit.