<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne un procédé d'alimentation d'un arc électrique en courant alternatif pour le chauffage d'un four industriel ou pour produire des réactions chimiques et autres opérations similaires, ainsi qu'un dispositif pour la réalisation de ce procédé.
<Desc/Clms Page number 2>
Pour entretenir convenablement un arc électrique obtenu en courant alternatif, outre une valeur minimum de la tension, un déphasage inductif entre tension et courant est nécessaire et tel que l'extinction de l'arc électrique soit empêchée lorsque le courant de l'arc passe par zéro. Il s'ensuit donc un très mauvais facteur de puissance (cos (@), sous lequel l'énergie de l'arc est empruntée au réseau. Ceci est très peu économique et provoque en outre de fortes variations de la tension du réseau.
Le procédé, objet de la présente invention, est exempt de ces inconvénients et il permet la formation d'un arc stable entre des électrodes métalliques en maintenant un facteur de puissance qui, non seulement atteint les valeurs minima exigées par les réseaux de distribution électrique mais encore leur est nettement supérieur. Selon l'invention, ce résultat est atteint en alimentant l'arc électrique par deux courants superposés, @ savoir un courant de base et un courant principal, le courant de base ayant une intensité relativement faible et'étant fortement en retard de phase par rapport @, la'tension qui le produit, tandis que le courant principal possède une intensité relativement élevée et est en phase ou presque en phase avec la tension qui le produit.
<Desc/Clms Page number 3>
Le dessin représente, à titre d'exemples, divers schémas de branchements d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, à l'aide desquels le procédé sera également décrit. Dans ce dessin: La fig. 1 est un schéma pour la production d'un seul arc électrique; La fig. 2 est un schéma d'alimentation de trois arcs électriques en triphasé; La fig. 3 est un schéma d'alimentation de deux arcs électriques en biphasé.
Le dispositif selon la fig, 1 sert à produite un arc électrique entre les électrodes 1 écartées de la longueur de l'arc 2. Ce dispositif comprend]deux transformateurs monophasés identiques 3 et 4, dont les noyaux sont désignés par 5 et 6. Ces deux transformateurs comportent des .enroulements primaires 7 et 8, et ,des enroulements secondaires 9 et 10. Les entrées des enroule- ments primaires 7 et 8 sont désignées par 11 et 12 et leurs sorties par 13 et 14. Les entrées des enroulements secondaires 9 et 10 sont désignées par 15 et 16 et leurs sorties par 17 et 18. G et H sont deux;sources de courant alternatif de même fréquence, dont les bornes sont respectivement 19, 20 et 21, 22 et dont les tensions sont déphasées, l'une par rapport à l'autre, d'environ 90 .
<Desc/Clms Page number 4>
Les entrées 11 et 12 des'enroulements primaires 7 et 8 sont reliées directement à la borne 19 de la source de courant alternatif G. La sortie 13 de l'enroulement primaire 7 est reliée directement à l'autre borne 20 de la source de courant alternatif G. La sortie 14 de l'enroulement primaire 8 est par contre reliée à la borne 20 par l'intermédiaire de l'arc électrique 2.
En outre, les entrées 15 et 16 des enroulements secondaires 9 et 10 sont directement reliées entre elles. Leurs sorties 17 et 18 sont par contre reliées aux bornes 21,22 de la deuxième source de courant alternatif H.
Tandis que le transformateur 3 reçoit directe- ment son courant à vide.de la source G, le transformateur 4 reçoit le sien par l'intermédiaire de l'arc électrique 2, pour lequel il représente le courant de base à cause de son important déphasage en arrière par rapport à la tension de la source de courant G. Le courant fourni par la source de courant alternatif H, qui traverse les enroulements secondaires 9 et 10 en série, est transmis par transformation aux enroulements primaires 7 et 8 et traverse 1'arc 2 pour lequel il sert de courant principal superposé au courant de base et qui n'est pas, ou est seulement peu déphasé par rapport à la tension de la source de courant H qui le produit.
<Desc/Clms Page number 5>
L'énergie principale pour l'alimentation de l'arc est ainsi empruntée à la source de courant alternatif H avec peu ou pas de déphasage'entre tension et courant, tandis que l'énergie empruntée à la source de courant alternatif G avec un grand déphasage entre.. courant et tension reste faible et ne sert qu'à entretenir l'arc au moment où le courant principal passe par zéro.
Le déphasage entre les tensions des deux sources de courant alternatif sera avantageusement choisi de telle sorte qu'il y ait au moins à peu près co'incidence de phase entre le courant de base et le courant principal.
La disposition selon la fig. 2 est destinée à alimenter trois arcs électriques entre les électrodes 1, 1', 1", distantes des longueurs d'arc 2; 2' et 2". Chacun de ces arcs possède deux transformateurs, respectivement 3, 4 - 3',4' et 3", 4", avec les noyaux 5,6 - 5', 6' et 5", 6" respectivement. Les enroulements primaires et secondaires des transformateurs 3 et 4. ainsi que leurs entrées et sorties sont les mêmes que ceux désignés sur la figure 1 par les référence 7 à 18. Les parties correspondantes des transformateurs 3', 4' et 3", 4" sont par contre désignées par les chiffres 7' à 18' et 7" à 18".
<Desc/Clms Page number 6>
Un transformateur triphasé 23, avec ses noyaux 24, est relié par ses enroulements primaires 25, 26, 27, , branchés par exemple en étoile, à un système triphasé avec la suite temporaire des phases R S T. Le trans- formateur comporte en outre un système d'enroulements secondaires 28, 29, 30 et 31, 32, 33, 34, 35, 36. Les enroulements secondaires. 28, 31, 34 sont affectés à l'enroulement primaire 25, les enroulements secondaires 29, 32, 35 àl'enroulement primaire 26, et les enroulements secondaires 30, 33, 36 à l'enroulement primaire 27.
L'enroulement secondaire 28, avec ses bornes 37, 38 sert de source de courant alternatif pour la production du courant de base de l'arc 2. Les entrées 11 et 12 des enroulements 7 et 8 sont directement reliées à la borne 37.
La sortie de l'enroulement 7 est en outre reliée directe- ment à l'autre borne 38, tandis que la sortie 14 de l'enroulement 8 est reliée à la borne 38 par l'inter- médiaire de l'arc 2.
Les deux enroulements secondaires 32 et 36, qui sont affectés aux deux autres enroulements primaires 26 et 27 du transformateur 23, sont branchés en série et de sens opposés. La tension composée des deux phases est prise aux bornes 39 et 40. Cette tension est déphasée électriquement en arrière d'au moins environ 90 par
<Desc/Clms Page number 7>
rapport à la tension aux bornes 37, 38. La tension aux bornes 39, 40 sert de source de courant alternatif pour la production du courant principal de l'arc 2. L'entrée 15' de l'enroulement 9 est reliée directement àl'entrée 16 de l'enroulement 10. La sortie 17 de l'enroulement 9 est reliée par contre à la borne 39, et la sortie 18 de l'enroulement 10 à la borne 40 de la source de courant alternatif formée par les deux enroulements secondaires 32 et 36.
Les enroulements secondaires 29 et 30, avec leurs bornes 37', 38' et 37", 38" constituent la source de courant alternatif pour la fourniture du courant de base aux deux autres arcs 2' et 2" par contre le courant principal est fourni par les bornes 39', 40' et 39", 40" des enroulements secondaires 33, 34 et 31, 35, qui forment les sources de courant alternatif.
Par la permutation cyclique des branchements de l'alimentation des trois arcs électriques, on obtient ici une charge symétrique du réseau triphasé. Il serait naturellement possible de relier directement entre elles les bornes 38, 38', 38" des enroulements secondaires 28,29, 30..On pourrait alors, à la place des trois électrodes 1, il, 1" reliées aux trois sorties d'enroule- ments 13, 13', 13", employer une seule électrode, avantageuse-
<Desc/Clms Page number 8>
ment mise à la terre; chacune des électrodes reliées aux sorties d'enroulements 14, 14', 14" formerait alors un arc électrique avec cette seule électrode.
Le dispositif selon la fig. 3 est destiné à la formation de deux arcs électriques. Les parties de ce dispositif qui correspondent.à celles de la fig. 1 ont été de nouveau désignées par les mêmes repères 1 à 18 et 1' à 18'.
Deux transformateurs monophasés 41 et 42 avec les noyaux 43 et 44, sont reliés selon le couplage SCOTT à un système triphasé R, S, T. Un enroulement primaire 45 du transforma- teur 41 est branché entre les deux conducteurs R et S, tandis qu'un enroulement primaire 46 du transformateur 42 est branché'entre le' conducteur T et le milieu de l'en- roulement 45. Les deux transformateurs 41, 42 ont de plus des enroulements secondaires 47,49 et 48, 50 respective- ment. Les tensions produites dans les enroulements 48,50 sont déphasées de 90 par rapport aux tensions produites dans les enroulements 47,49.
L'enroulement 47, avec ses bornes 51,52, sert de source de courant alternatif pour la production du courant de base de l'arc 2. Les entrées 11, 12 des enroulements 7 et-8 sont reliées directement à la borne 51 de l'enroule- ment 47. La sortie 13 de l'enroulement 7 est en outre reliée directement à la borne 52 de l'enroulement 47.
<Desc/Clms Page number 9>
La sortie 14 de l'enroulement 8 est par contre reliée à la borne 52 par l'intermédiaire de l'arc 2.
L'enroulement 48, avec ses bornes 51', 52', sert d'autre part à la production du courant de base pour l'arc 2'. Les branchements, entrées et sorties d'en- roulement ont été établiés en conséquence.
Pour la production du courant principal de l'arc 2 on emploie, par contre, la source de courant alternatif formée par l'enroulement 50 avec ses bornes 53 et 54.
La sortie 17 de l'enroulement 9 est reliée à la borne 53, tandis que la sortie 18 de l'enroulement 10 est reliée à la borne 54. L'énergie nécessaire à la production du courant principal de l'arc de l'intervalle 2' provient des bornes 53' et 54' de l'enroulement secondaire 49 du transformateur 41. Ces bornes sont reliées aux sorties 17' et 18' des enroulements 9' et 10' respectivement. Cette disposition permet également d'obtenir une charge uni- formément répartie des diverses phases du système biphasé formé par les enroulements 45 et 46 ainsi que du réseau triphasé alimentant le groupe de SCOTT.
<Desc/Clms Page number 10>
Dans les dispositifs selon les figs 1 et 2, les tensions de phases combinées, employées comme deuxième source de courant alternatif, peuvent être égales en valeur absolue. Mais il est également possible de combiner entre elles des tensions de phases de valeurs absolues différentes, pour pouvoir influencer encore mieux la. position des phases de la tension résultante afin d'éviter les réactions sur le réseau de distribution.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.