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"PERFECTIONNEMENT AUX TRANSFORMATEURS POUR ALIMENTATION
D'ARC DE SOUDURE ELECTRIQUE"
La soudure électrique à l'arc est utilisée actuelle- ment pour l'assemblage des pièces les plus diverses.
Dans ces différentes applications, on a constaté qu'il était indispensable, pour obtenir des soudures irréprochables, d'adapter la qualité de l'électrode, son diamètre et le courant de soudure, aux dimensions et à la nature des pièces à assembler.
On a donc été amené à établir un nombre considérable de types d'électrodes exigeant, pour leur fusion, des courants de soudure variant dans des limites de plus en plus étendues.
Ces courants de soudure sont le plus souvent fournis par des transformateurs spéciaux qui doivent satisfaire aux con- ditions suivantes :
1) donner une tension à vide élevée, de l'ordre de 75 volts, afin de permettra l'allumage facile de l'arc de soudure,
2) fournir.à l'arc de soudure des courants réglables dans de grandes limites.
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La tension qui existe aux bornes de l'arc, pendant la soudure, étant faible, les courants de soudure sont peu différents des courants obtenus lorsque l'on court-circuite directement les bornes du secondaire du transformateur d'alimentation. En. conséquence, pour faciliter les explications, il ne sera pas fait état, dans la description qui va suivre, des courants de soudure, mais uniquement des courants de court-circuit du transformateur d'alimentation.
Les conditions qui doivent être remplies par ces trans- formateurs spéciaux se résument donc aux suivantes :
1) donner une tension à vide de l'ordre de 75 volts.
2) fournir des courants de court-circuit secondaire réglables dans de grandes limites.
Pour satisfaire à ces conditions, il est connu de réaliser de tels transformateurs comme indiqué schématiquement sur la figure 1 du dessin ci-annexé, dans laquelle :
1 est un circuit magnétique feuilleté; .
2 et 3 sont les enroulements primaires raccordés aux bornes d'alimentation 4 et 5 et comportant chacun h1 spires;
6 et 7 sont les enroulements secondaires raccordés aux bornes secondaires 8 et 9 et comportant chacun n2 spires;
10 est un shunt magnétique qui sépare les enroulements primaires des enroulements secondaires.
Ce shunt forme avec les noyaux du circuit magnétique deux entrefers 15 et 16 et peut être déplacé parallèlement à lui-même à l'aide d'un dispositif mécanique quelconque, La figure 2, qui est une vue de profil du transformateur représenté sur la figure l, montre en traits mixtes les positions extrêmes a et b qui peuvent être occupées par le shunt magnétique 10,
Le fonctionnement de ce transformateur connu est le suivant :
Lorsqu'on applique entre 4 et 5 une tension constante alternative E1, il circule au travers des enroulements primaires 2 et 3 un flué µ tel que :
EMI2.1
E1 - ni ca 4 10 - 8 (1 ) La ligne moyenne de ce flux est 11, 12. 13. 14 ;
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le flux traverse donc les enroulements secondaires 6 et 7, la reluctance du circuit entièrement métallique 12, 13. 14 étant beaucoup plus faible que celle du circuit en parallèle 12, 15, 14 qui comporte deux entrefers 16 et 17; par suite la tension induite dans les enroulements secondaires 6 et 7 est à peu de chose près E2 = n2 @ 10-8, soit encore d'après (1) E2 = n2/n1 E1.
Lorsqu'on met le secondaire en court-circuit en réunissant les bornes 8 et 9, il circule dans les enroulements secondaires 6 et 7 un courant de court-circuit qui s'oppose au passage du flux , celui-ci est donc forcé de passer par le circuit de fuites en parallèle 12. 15.14.
Le courant secondaire nécessaire pour détourner ainsi le flux est donné par la relation bien connue
EMI3.1
4 fi enz 12 10 1 + n2 1 10-1) = R étant donné que les forcés magnétomotrices produites par chacun des enroulements secondaires parcourus chacun par le courant I2 s'ajoutent dans le circuit 12. 13. 14.
Le courant total secondaire qui circulera entre les bornes 8 et 9 court-circuitées sera donc égal à
EMI3.2
10 z - - 2 12::: 4n n2 .
Or, la reluctance R est variable avec la position du shunt 10. Sa valeur est minimum lorsque ce shunt occupe la position a et maximum lorsqu'il occupe la position b. Si Ra et Rb désignent les valeurs extrêmes de la reluctance R, on pourra donc faire varier le courant secondaire entre les limites
EMI3.3
10 Ra et 10 B µ 4 3f n 4 il n2
Grâce à cet agencement, on arrive normalement à produire une variation totale du courant de court-circuit dans le rapport de 1 à 5.
Pour disposer de courants variant dans une plus large limite, ce qui est souvent indispensable pour permettre des applications diverses de la soudure électrique, il était jusqu'à présent nécessaire de prévoir plusieurs transformateurs de soudure donnant chacun des gammes de soudure différentes.
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Grâce à la présente invention, on peut, par un moyen-très simple, réaliser deux gammes de courants'au moyen du même appareil.
Pour celà, il suffit de coupler les deux enroulements primaires 2 et 3 en série ainsi que les deux enroulements secondaires 6 et 7, comme représenté sur la fig. 3.
Avec ce couplage, il y a deux fois plus de spires primaires et deux fois plus de spires secondaires.
Comme le rapport des nombres de spires primaires et secondaires n'est pas changé, il en résulte que la tension à vide secondaire, pour une même tension appliquée au primaire, n'est pas modifiée.
Le flux ' qui traverse les enroulements primaires 2 et 3 est donné par la formule E1 = 2 n1 @ ' 10-8 Cette formule,.rapprochée de (i), montre que µ' * 2
Les reluctances limites du circuit 12. 15. 14 n'ont pas été modifiées par le changement de couplage, il s'ensuit que le courant de court-circuit qui traversera les enroulements secondaires 6 et ? sera donné par.la'for mule
EMI4.1
4 If (n2 It2 1 1 t n2 It2 10'1 = g d'où 10 R d'où bzz °t1 n
Pour une même reluctance de fuites, donc pour une même position du shunt magnétique 10, le courant secondaire qui circule entre les bornes 8 et 9 est,cette fois,égal à
EMI4.2
sa $ 16ftno qu' il Vàla't ù 4x B n2 µ 16fl . % s alors qu'il valait 411 n2 dans le cas du couplage en para. le montré fig. 1.
En conséquence, si on obtenait au moyen du transformateur primitif un rapport des courants de l === à 5, on obtiendra en appliquant le perfectionnement faisant l'objet de la présente invention, une nouvelle gamme de réglage allant de 0.25
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à 1.25.
La variation totale et ininterrompue des courants obtenus au moyen du nouveaudispoitif décrit ci-dessus est donc de 5 = 20 au lieu de 5, soit 4 fois plus étende qu'avec
0.25 le transformateur construit suivant les procédés connus.
Le couplage des enroulements en série ou en parallèle peut être exécuté simplement à l'aide de barrettes.
Sur la figure 4 du dessin ci-annexé est montrée en a la position des barrettes pour réaliser le couplage parallèle et en b la position des barrettes pour réaliser le couplage série,donnant, ainsi qu'il a été expliqué plus haut, une gamme de courants quatre fois plus petits.
A titre de variante, on peut, par exemple, réaliser le changement de couplage, àl'aide de commutateurs actionnés ou non par un seul mécanisme de commande.