<Desc/Clms Page number 1>
" Transformateur de soudage aveo une réactanoe réglable en série Il.:
Il est désirable pour plusieurs raisons, qu'une source de courant pour le soudage autogène à arc possède, entre les limites normales de sa tension - correspondant à la tension zéro et une valeur excédant un peu la tension d'arc normale -, une courbe caractéristique courant-tension qui correspond à une tension à vide de deux à trois fois la tension d'arc maximum, c'est-à-dire à environ 100 volts.
Cette condition garantit ce qu'on désigne en général comme un arc stable, laquelle notion implique non seulement une variation modérée du courant entre la tension d'arc normale et le court-circuit, mais aussi une haute tension d'allumage renouvelée quand l'arc s'éteint,
<Desc/Clms Page number 2>
ce qui se passe au moins une fois par demi-période pour un cou- rant de soudure non redressé.
D'autre part, une tension à vide si haute que 100 volts est en soi un inconvénient pouvant être fatal pour le soudeur.
On a aussi, du moins dans les génératrices pour le soudage, introduit des relais spéciaux qui modifient la connexion de façon à réduire la tension quand le soudage est interrompu.
Comme il sera indiqué dans le texte suivant, on a trouvé possible, avec une combinaison d'un transformateur à souder et une inductance réglable en série, et par une certaine pro- portion entre ces organes, d'obtenir un dispositif de soudage, qui se conduit dans sa fonction normale, dans tous les respects comme si la tension à vide était de 100 volts environ, mais qui présente en réalité une tension à vide considérablement infé- rieure sans aucune modification des connexions. Le dispositif possède, en dtautres mots, tous les avantages de la haute ten- sion à vide sans ses inconvénients. Il a en outre l'avantage que le transformateur devient beaucoup plus petit qu'un trans- formateur à 100 volts de tension à vide.
Les proportions du transformateur et de l'inductance doivent être telles que l'en- roulement primaire du transformateur, pour la tension opérative maximum, de l'enroulement secondaire, n'absorbe qu'un peu plus de la moitié de la valeur de la tension résultante du trans- formateur et de l'inductance, c'est-à-dire de la tension du réseau, et que le transformateur obtient, pour cette valeur de la tension primaire appliquée, environ la saturation normale dans le noyau, tandis que ce dernier, pour une fois et demie cette tension sur l'enroulement primaire, a une saturation paît anormale/haute, correspondant à un courant à vide du même ordre de grandeur que le courant de charge normal.
D'après la manière ordinaire de voir, le transformateur est donc dimensionné pour environ la moitié au plus de la tension du réseau auquel il est
<Desc/Clms Page number 3>
destiné à être relié, tandis que le reste de la tension du ré- seau, qui est, vu le déphasage, au moins égal à la tension du transformateur, est consommé dans l'inductance.
Dans le dessin annexé :
La figure 1 représente un diagramme de temps des condi- tions de courant et de tension dans un circuit de soudage com- prenant un .transformateur et une inductance en série, dimen- sionnés d'après l'invention, tandis que la figure 2 représente un schéma de connexion d'un tel circuit, comprenant une forme appropriée de l'inductance et de ses organes de commande.
Dans la figure 1, Et représente la tension secondaire du transformateur de soudage, laquelle est appliquée aux électro- des, et Er représente sur la même échelle la tension sur l'in- ductance réduite au côté secondaire du transformateur, I est le courant de soudage, It le flux magnétique dans le transfor- ; mateur et Ir le flux dans l'inductance. E représente enfin le total de Et et Er, c'est-à-dire la tension du réseau réduite au côté secondaire du transformateur, et 1 le flux oorrespon- dant dans le transformateur, les dernières valeurs étant ficti- ves puisque la tension totale du réseau n'est jamais appliquée au transformateur.
Si lion compte, à titre d'exemple, aveo une tension du réseau de 220 volts et aveo un rapport du transformateur de 220/80,la tension secondaire fictive E devient 80 volts pour une tension primaire de 220 volts. Cette tension secondaire n'atteint jamais, d'après la présente invention, une réalité comme valeur efficace, mais elle est, comme on verra, néanmoins d'une certaine importance comme valeur de calcul, Sa valeur maximum est 80Ú2 = 113 volts. La tension entre les électrodes de soudage a été présumée être 30 volts, Elle a la même phase que le courant de soudage, lequel est à son tour déphasé en
<Desc/Clms Page number 4>
arrière d'environ 90 par rapport à la tension E, puisque la plupart de l'impédance du circuit est inductive.
Vers la fin de chaque demi-période, la tension de soudage augmente un peu, et au commencement de la demi-période il est généralement néoessaire qu'elle augmente encore plus pour provoquer un réallumage. L'échelle de temps de ces augmentations, en particulier de celle du commencement de la demi-période, est exagérée dans le diagramme.
Pour induire la tension Et, une courbe de flux It est nécessaire dans le transformateur. La courbe de flux dans l' inductance est obtenue le plus simplement comme la différence entre Itet la courbe de flux sinusoïdale I qui correspond à la tension du réseau réduite au côté secondaire du transformateur. Comme on voit, la haute valeur de réallumage qu'atteint la tension de soudage au début de la demi-période est représentée, pour le rapport supposé, par une partie horizontale de la courbe Ir, qui correspond à un courant d'aimantation zéro dans l'inductance, ce qu'on obtient en réalité pendant le court instant avant le réallumage de l'arc. Pendant cet instant, on obtient une tension de réallumage, laquelle est très proche de la valeur maximum de E ou 105 volts environ.
Si, d'autre part, le transformateur avait un plus grand rapport, correspondant à une plus petite tension à vide extrapolée, on obtiendrait une tension de réallumage réduite en proportion quand le courant d'aimantation dans l'inductance tombe à zéro.
L'aimantation réelle dans le transformateur atteint, d' autre part, dans l'exemple représenté une valeur maximum de seulement 45 % de ce qu'il serait si le transformateur était directement relié au réseau. Le transformateur est aussi dimensionné de façon que cette aimantation corresponde à une saturation normale en lui, c'est-à-dire à un courant d'aimantation de 5 - 20 % du courant de charge continuellement permis.
<Desc/Clms Page number 5>
Une telle saturation peut être permise dans le transformateur jusqu'à une tension, dont la valeur moyenne arithmétique monte à 60 % de celle de la tension du réseau, c'est-à-dire de la valeur moyenne de la tension résultante du transformateur et de l'inductance. Si, au contraire, on essaie d'appliquer 90 % de ladite tension résultante ( toujours oomptée comme valeur moyenne arithmétique ) sur le transformateur, ceci doit provo- quer dans ce dernier un oourant d'aimantation anormalement haut, d'au moins 50 % du oourant de charge continuel permis,
Ainsi la tension à vide réelle du transformateur ne peut ja- mais s'approcher d'une valeur tellement haute, dangereuse pour le soudeur, et en même temps il est seulement nécessaire de dimensionner le transformateur pour la tension inférieure, tandis qu'il se oomporte,
à l'égard du réallumage, comme s'il avait une tension à vide de près de 80 volts de valeur effi- cace.
Dans la figure 2.1 représente les bornes d'un réseau de .courant alternatif, 2 l'enroulement primaire et 3 l'enroule- ment secondaire du transformateur de soudage, et 4 l'inductance reliée en série avec l'enroulement primaire au réseau. Cette inductance est dans l'exemple représentée comme réglable au moyen d'une aimantation superposée à courant oontinu ( type dit ' transducteur ") et oonnectée de façon que le courant con- tinu et le courant alternatif traversent les mêmes enroulements.
Pour limiter la réaotion mutuelle entre le courant continu et le courant alternatif, les enroulements sont reliés en tétra- gone, comme représente le dessin, deux angles opposés formant les bornes à courant alternatif et les deux autres les bornes à oourant continu. Les deux côtés opposés du tétragone sont montés sur le même noyau de fer.
Le courant continu, dont les bornes sont les angles supé- rieur et inférieur dans le dessin, est pris à un redresseur 5,
<Desc/Clms Page number 6>
de préférence à travers une inductance 14, et sa valeur est réglée du côté courant alternatif de ce redresseur au moyen d' une autre inductance saturée à courant continu ( transducteur ) 6 qui possède un enroulement 7 alimenté par un courant continu, de préférence réglable, d'une source de courant extérieure.
Ce transducteur a aussi un enroulement auto-excitateur 8 et un enroulement 9 alimenté à travers un redresseur 10 par un enroulement secondaire 11 d'un transformateur d'intensité ayant deux enroulements primaires 12, 13, dont l'un est parcouru par le courant primaire et l'autre par le courant secondaire du transformateur de soudage. Ce transformateur d'intensité et le transducteur 6 sont dimensionnés de façon à obtenir 1' opération suivante : Pendant le soudage, quand les courants primaire et secondaire du transformateur de soudage sont essentiellement en équilibre, les courants dans les enroulements 12 et 13 sont aussi essentiellement en équilibre, de façon que le courant dans l'enroulement secondaire 11 soit nul.
Le transduoteur 6 est donc seulement influencé par les ampèretours à courant continu de l'enroulement 7 alimenté du dehors et de l'enroulement auto-exoitateur 8, qui agissent dans le même sens, comme indiquent les flèches. Ceci donne pour résultat une haute valeur du courant alternatif, c'est-à-dire du courant continu qui influenoe le transducteur 4, et ce dernier est à son tour supposé être dimensionné de façon que le courant alternatif qui le traverse est essentiellement proportionnel au courant continu et donc normalement constant, correspondant à une valeur constante du courant de soudage. En ajustant le courant dans l'enroulement 7 à différentes valeurs, on peut, si l'autoexcitation est proprement dimensionnée par rapport au reste du transducteur, régler le courant de soudage à différentes valeurs variant entre de vastes limites.
Quand, d'autre part, le courant de soudage est interrompu et un déséquilibre se pré-
<Desc/Clms Page number 7>
pente donc entre le courant dans les enroulements 2 et 12 et le courant dans les enroulements 3 et 13, un oourant apparaît dans l'enroulement 11, lequel oourant agit, après être redressé, à désaimanter le transducteur 6. Le courant alternatif dans ce dernier tombe donc à une petite valeur, et ainsi le courant primaire dans le transformateur de soudage tombe aussi à une petite valeur, correspondant au courant de vide à basse saturation, de façon que le transformateur donne une basse tension secondaire sans danger physiologique et prend en même temps au réseau un courant de vide relativement petit.
Ce oourant doit pourtant être tellement supérieur au courant normal qu'un courant se produit dans l'enroulement 11 qui suffit, après avoir été redressé, à désaimanter le transducteur 6.
Grâce à l'auto-excitation, une valeur relativement petite suffit pour ce but. Un condensateur 15 peut être relié en parallèle avec l'enroulement pour retarder l'action en cas d'interruptions du courant à souder de peu de durée.
Les deux fonctions que remplit le transducteur 6 dans l'exemple décrit et représenté, à savoir le réglage du courant de soudage à différentes valeurs et la réduction du courant primaire du transformateur de soudage à une petite valeur à vide, peuvent aussi être partagées entre des transducteurs séparés ou autres/appareils. En employant un transducteur séparé pour la réduction du courant à vide, ce transduoteur peut être monté d'après le brevet français 822.783, de façon à être stable seulement à des valeurs de oourant hautes-et basses, mais pas à des valeurs intermédiaires, Le oourant dans l'enroulement secondaire 11 peut aussi influencer, directement ou indirectement, une part mobile du circuit de fer de l'inductance de série,
de façon que la valeur de l'inductance soit réglée de cette manière au lieu d'être réglée par un courant continu superposé d'après le principe de transducteur. L'invention comprend
<Desc/Clms Page number 8>
généralement un montage par lequel la valeur de l'inductance de série est augmentée quand le transformateur de soudage travaille à vide.
REVENDICATIONS.