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Dispositif de réglage automatique des électrodes des fours à arc.
La présente invention a pour but de réaliser, dans les fours à aro, le réglage automatique des électrodes de façon à maintenir constamment un état de fonctionnement du four déterminé d'avance. Il est déjà connu, dans les fours à aro, de diriger la caractéristique de réglage, dérivée des oarao- téristiques de fonctionnement de l'arc même, sur les circuits de commande 'de trajets de décharge à atmosphère gazeuse ou
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de vapeur, qui règlent ensuite à leur tour l'intensité du courant des moteurs de déplacement des électrodes. Dans ces conditions, il faut, pour une commande satisfaisant à toutes les conditions d'exploitation, que le dispositif de déplace- ment entre en action déjà sous l'effet d'écarts très faibles.
D'autre part, il faut aussi veiller à ce que le moteur ne puisse effectivement recevoir une impulsion d'entraînement que dans un seul sens de rotation. Enfin, il est souhaitable de faire dépendre la vitesse de déplacement de la valeur de l'écart exi stant , en mêmetemps qu'on fixeaveo avantage une vitesse maximum qu'on ne dépasse pas même dans le oas des écarts les plus grands se produisant brusquement.
D'après la présente invention, on remplit ces oondi- tions de la manière suivante; Pour l'alimentation du moteur de déplacement dans un sens de rotation ou dans l'autre, on prévoit deux groupes de trajets de décharge à atmosphère gazeuse ou de vapeur, pouvant être commandés, et sur la oom- mande desquels le rapport entre l'intensité et la tension de l'arc agit de telle sorte que dans le oas d'écarts par rapport à la valeur à observer, qui est donnée d'avance, seul l'un ou l'autre des groupes s'allume.
D'autre part, on prévoit, dans les circuits de grille, des bobines de self susceptibles d'être commandées, qui influencent la phase de la tension de grille, et qu'on magnétise au préalable, en fonction de la valeur du rapport entre l'intensité et la tension de l'arc de telle sorte que le degré de réglage des trajets de décharge commence d'abord par être modifié rapidement lorsque la valeur de ce rapport s'écarte faible- ment de la valeur à observer, tandis que, en oas d'écarts plus grands, ce degré de réglage tend vers une valeur fixée
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d'avance, de préférence au voisinage de l'amplitude complète de réglage:' Ces selfs magnétisées au préalable ont donc pour effet que les impulsions d'allumage s'avancent davan- tage que ce qui correspond au réglage à fond de course, si grand que puisse être l'écart.
On peut également éviter l'al- lumage simultané des deux groupes de trajets de décharge à 1-laide des bobines de self magnétisées au préalable, sans être obligé de réduire d'une façon appréciable la sensibi- lité. On peut calculer les bobines de self de façon que dans 1!état normal de fonctionnement les impuls ions de commande, existant constamment, des deux trajet s de décharge, se trou- vent loin dans la région de la demi-onde négative de la ten- sion d'anode, de sorte qu'il ne peut pas se produire d.'allu- mage, mais que, lorsqu'il se produit le moindre écart par rapport à la valeur à observer.,.
ces impulsions se dirigent avec une vitesse extrême dans le sens du décalage en avant vers la demi-onde positive, afin de provoquer immédiatement l'allumage du groupe convenable de trajets de décharge.
Sur le dessin annexé sont représentés deux exemples d'exécution de l' invention.,
On supposera que , sur la fig. 1, 1 désigne l'arc aliment é à partir d'une source fournissant une tension al- ternative. En série avec l'arc, on a monté une bobina de self 2, et en parallèle avec celle-ci ainsi qu'avec l'arc même, on a monté les transformateurs 4 et 3. Le transforma- teur 3 alimente par son enroulement secondaire, par l'inter- médiaire d'un trajet de décharge comportant 1,'anode 5 et la oathode 6, une résistance 9, tandis que le transformateur 4 est branché par l'intermédiaire du trajet de décharge 7, 8, sur la résistance 10.
Comme les résistances 9 et 10 sont
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reliées l'une à l'autre par un côté, il se produit, à leurs bornes extérieures, une tension continue qui est d'une cer- taine'polarité ou de la polarité contraire, suivant que o'est la tension du transformateur 3 ou celle du transforma- teur 4 qui est la plus grande. Pour la réduction des ondula- tions de cette tension continue, on utilise d'une manière connue les bobines de self et condensateursqui ne sont pas désignés d'une façon plus détaillée. Le moteur 21 de dépla- oement est exécuté sons la forme d'un moteur série à cou- rant continu comportant les deux enroulements d'excitation 22 et 23, tandis que l'enroulement d'excitation 22 est pré- vu pour le sens de rotation à droite, et l'enroulement 23 pour le sens à gauche.
Le circuit formé au moyen de l'en- roulement d'excitation 22 et de l'armature21 du moteur est alimenté par l'intermédiaire des trajets de décharge 24 et 25 pouvant être oommandés, et montés suivant le montage de redresseurs à deux voies, au moyen du transfomateur 28, tandis que le circuit quicomprend l'enroulement d'excita- tion 23 reçoit d'une façon semblable de l'énergie par l'in- termédiaire du transformateur 29 et des trajets de décharge 26 et 27.
Les tensions de commande dirigées sur les trans- formateurs de grille 30 et 31 sont prélevées sur des ponts qui se composent de bobines de self magnétisées au préalable et de résistances ohmique s. C'est ainsi quele pont quisert à fournir les tensions de commande des trajets de décharge 24 et 25 se compose des enroulements de travail des deux bobines de self de commande 11 et 12 et des résistanoes 17 et 18, tandis que le pont correspondant pour les trajets de décharge 26 et 27 comprend les selfs de commande13 et 14 et les résistances 19 et 20. L'alimentation de ces ponts
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s'effectue en pa ral lèle à partir d'une source32 d'une ten- sion alternative.
Sur les enroulements d'aimantation préalables des selfs de commande de ces ponts, on dirige alors les tensions prélevées sur les résistances 9 et 10. L'un des circuits de magnétisation préalable part de la borne inférieure de la résistance 9 et passe par les enroulements d'aimantation préalable des selfs 11 et 22, et revient ensu ite à la borne supérieure de la résistance 10. Pour que l'influence préoi- tée s'exerce sur la self précitée de commande seulement lors- qu e le point inférieur de la résistance 9 est à un potentiel positif par rapport au point supérieur de la résistance 10, on a encore inséré dans ce circuit une soupape qui est for- mée dans ce cas par l'anode 16 et la cathode 8 du récipient de décharge qui contient également l'anode 7 précitée.
De la même façon, on insère dans le circuit d¯'aimantation pré- alable des selfs 13 et 14, qui se trouve également branché sur les bornes extérieures des résistances 9 et 10, un tra- jet de soupape formé par l'anode 15 et la cathode 6. Au moyen de ces soupapes, on obtient qu' un déplacement faisant avancer les instants de l'allumage et qui entraîne finale- ment un allumage des tra jets de décharge, ne puisse se pro= duire que dans l'un des deux ponts. Une al imentat ion simul- tanée des deux enroulements d'excitation du moteur est donc rendue impossible.
Selon ce qui a déjà été dit ci-dessus, les instants d'allumage se trouvent placés, lorsque le courant de magné- tisation préalable des selfs de commande est nul, en des points de valeur négative de la demi-onde de la tension d'anode rapportée à la tension alternative d'anode fournie par
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l'intermédiaire du transformateur 28 ou 29.
Dès qu'il se produit un courant d'aimantation préalable, l'équilibre du pont est rompu et les impulsions d'allumage ou les tensions alternatives de grille commencent à se déplacer dans le sens de l'avance. Du fait que ce déplacement s'effectue aveo une force extraordinaire dans le cas de petits écarts, il de- vient possible de déplacer les tensions alternatives de grille, à 1,'état de repos, d'une façon suffisante pour évi- ter d'une façon certaine tout allumage non désiré, sans ré- duire la sensibilité.
Lorsque l'intensité du courant d'ai- mantation préalable augmente, donc lorsque l'écart augmente entre l'intensité et la tension de l'arc d'une part et la valeur à observer d'autre part, la vitesse de déplacement des tensions alternatives de grille diminue sans cesse, jusqu'à ce que finalement s'établisse un état de régime dans lequel il ne se produit plus d'avance nouvelle appréciable.
Par conséquent, en calculant d'une façon correspondante les dimensions des selfs, on peut éviter d'une façon certaine le déplacement des impulsions d'allumage au-delà de l'ins- tant de l'amplitude maximum de réglage.
Un autre exemple d'exécution est représenté sur la fig.2. Dans cette figure également, on produit de la même façon que sur la fig. 1, sur les bornes extérieures des ré- sistanoes 9 et 10, une tension continue dont la valeur et le signe dépendent de la différence entre l'intensité et la tension de l'arc. Comme soupapes pour le redressement des tensions alternatives prélevées sur les transfonnateurs 3 et 4, on utilise, alans le cas présent, des redresseurs seos'-60 et 61. Le moteur de déplaoement porte de nouveau deux enroulements d'excitation 22 et 23 pour le sens de
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rotation à droite et le sens de rotation à gauche. A chaque sehs de rotation, on adjoint en outre un groupe spécial de ohaoun deux trajets de décharge 51 et 52 d'une part, et 53 et 54 d'autre part.
Le montage de ces trajets de déobagge a été établi de façon que l'alimentation à travers le mon- tage à une seule voie ne s'effectue que par l'intermédiaire de la lampe 51 ou 53. Les trajets de décharge 52 et 54 shun- tent par contre le moteur y compris l'enroulement d'excita- tion correspondant, et permettent par conséquent au oourant de continuer de circuler dans la demi-onde négative sous l'influence de 1'inductance des enroulements du moteur.
Dans les circuits de grille des trajetsde décharge 51 et 53 d'alimentation, on fait constamment arriver des im- pulsions de tension de courte durée et de sens positif, qui sont produites d'une manière connue par un transformateur 55 très saturé et excité par courant continu. Ces impulsions de tension ne peuvent toutefois pas encore provoquer dans 1!état normal un allumage des trajets de décharge, car la tension négative de polarisation de la grille, fournie par la batte- rie 61, leur est encore superposée. Les pointes des impul- sions de la tension d'allumage ne dépassent donc pas tout d'abord la caractéristique d'allumage.
Dès qu'il se produit un écart du fonctionnement de l'arc par rapport à l'état qui doit être réalisé, il pénètre dans le circuit de grille de l'une des lampes une autre composante d.'une tension continue, qui agit en sens contraire de la tension négative de polari- sation, et qui laisse entrer en action pour ce récipient de décharge les impulsions d'allumage.
C'est à cet effet que servent les réoipienbs auxiliai- res de décharge 43 et 44. Leurs grilles ne sont normalement
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placées que sous l'influence des sources de tension d'ar- rêt 41 et 42, de sorte qu'auoune des deux lampes n'est par- courue par le courant. Mais dès qu'il se produit sur les bornes extérieures des résistances 9 et 10, et par consé- quent sur les bornes de la résistance40, une différence de potentiel, la lampe 43 ou 44, suivant le signe de cette dif- férence, s'allume. La source de tension d'anode pour oes deux lampes est constituée par le transformateur 62.
Lorsque c'est par exemple le récipient auxiliaire supérieur de dé- charge 44 qui s'allume, il se forme dans les résistances 47 et 48, un courant qui déplace dans le sens positif le poten- tiel du point de jonction entre les deux résistances, qui est relié à la grille du récipient de décharge 53. De oe fait, les impulsions de tension exeroent alors leur effet dans le circuit de grille de cette lampe et allument la lampe dans chaque demi-onde positive de la tension d'anode à un instant qui dépend de sa phase-
Dans le montage adopté pour les trajets de décharge servant à alimenter le moteur, il est important que lors du fonctionnement de l'un des groupes de trajets de décharge le féoipient de shuntage de l'autre groupe reste bloqué.
Autrement, il s'établirait en effet, par l'intermédiaire de l'enroulement d'excitation non alimenté et de oe récipient , un circuit fermé sur lui-même, qui supprimerait pratiquement l'inductance de l'enroulement d'excitation alimenté. Les récipients de shuntage doivent donc également être munis de grilles de commande, et doivent, dans le cas de l'entrée en action du dispositif de réglage, être sollicités par des tensions d'allumage correspondantes. La tension de blocage de-s trajets de décharge 52 et 54 est également produite par
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la source de tension 61.
En même temps qu'on élève le poten- tiel de grille de la lampe 53, on élève également, par la tension oontinue recueillie sur les résistances 47 et 48, le potentiel de grille de la lampe 54, de sote que cette der- nière est libérée. Les résistances élevées 49 et 50 ont pour but oe maintenir les tensions des transformateurs 3 et 4 à l'écart des résistances 45 à 48.
Jusqu'ici, il a été exposé que lorsqu'il se produit une inégalité, l'un ou l'autre des groupes de trajets de dé- charge commence à être parcouru par le oourant . La valeur du réglage qui s'établit dans ce cas dépend, selon ce qui a également étédéjà dit ci-dessus, de la phase des impulsions de tension produites par le transformateur 55. L'adaptation du degré de réglage à la valeur de l'écart existant s.'effeo- tue par 1'influence exercée sur l'aimantation préalable par courant continu du transformateur 55, qui provoque d'une ma- nière connue un déplacement des impulsions de tension pro- duites. Le transformateur 55 comporte tcut d'abord une exoi- tation préalable-56 à oourant continu réglée de façon fixe.
Une autre excitation préalable par courant continu, fournie par la source 57 de courant alternatif par 1' intermédiaire du dispositif redresseur 58, agit en sens contraire de cette excitation préalable 56. L'excitation préalable est donc d!autant plus faible que la seconde excitation par courant oontinu est plus forte . Dans le circuit alternatif de cet enroulement d'excitation se trouve une self de commande 59 dont l'aimantation préalable par courant oontinu dépend de la tension aux bornes de la résistance 40.
Pour l'affaiblissement de l'inductance de cet enrou- lement, il est donc indifférent que la tension apparaisse
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sur la résistance 40 avec tel signe ou le signe contraire.
Elle ne dépend que de sa valeur. Si, dans ces conditions, par un réglage correspondant: de l'excitation fondamentale du transformateur 55, on place, dans le temps, les impulsions de tension de façon que, la self de commande 59 n'étant pra- tiquement pas excitée, l'allumage des trajets de décharge 51 et 53 s'effectue avec une très faible amplitude de réglage, il se produit, lorsque le oourant d'aimantation préalahle de la self de commande augmente, tout d'abord un déplacement rapide, et ensuite un déplacement sans cesse plus lent des impulsions de tension vers l'avant. Dès que la self 59 est entièrement saturée, et qu'elle n'agit plus que par ses fuites, il ne se produit plus d'avance suppléméntaire des instants de l'allumage, même lorsque la tension aux bornes de la résistance 40 continue d'augmenter.
Par le calcul oor- respondant des dimensions, on peut obtenir, dans oe oas éga- lement, que, dans cet état, le degré de réglage ait atteint au maximum justela valeur de 100 %.
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