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" Montage permettant de régler la puissance de dispositifs de chauffage ou de fusion par induction "
Il est. connu d'effectuer le réglage de puissance des récepteurs, dans le chauffage ou la fusion par induction, indépendamment de la tension du générateur ou d'un conducteur omnibus.Acet effet, on utilise des transformateurs à prise intermédiaire sur l'enroulement primaire et/ou sur l'enrou- lament secondaire, branchés en amont de chaque récepteur, ou, dans de nombreux cas, dans le circuit oscillant même du récep- teur.
Il est en outre connu d'utiliser au lieu de ces trans- formateurs, des bobines de réactance réglables montées en série avec le récepteur, de manière à agir sur la tension appliquée au récepteur et à assurer ainsi un réglage de puis- sance . le réglage de ces réactances est assuré au moyen de prises intermédiaires, de noyaux mobiles, ou d'une polarisa- tion magnétique par courant continu, Les dispositifs décrits
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sont également utilises pour compenser, dans les fours à induc- tion, les variations de la résistance d'adaptation de la bobine ' du four.
Ceci est nécessaire pour limiter, dans le cas d'un creuset lavé, la consommation du four à la -valeur maximale admis-
Bible, ou, lorsque le four est chargé de mitraille grossière en vrac, d'augmenter la consommation,
Toutes ces appositions présentent cet inconvénient que les montages sont relativement compliques et en outre, elles @ donnent lieu à des pertes par effet joule et à des pertes dans le fer considérables, dans lea transformateurs et/ou dans les bobines de réactance. En outre, les condensateurs de compensa- %ion montés en parallèle aveo les bobines d'utilisation sont .' mal utilises,
L'invention a pour but de réaliser un montage de com- mande ou de réglage de la consommation de puissance de pièces métalliques chauffées ou fondues dans des dispositifs de chauf- fage ou de fusion par induction à. tension de générateur cons- tante,, simple et exempt de ces inconvénients,Dans un montage de ce genre, la bobine d'induction compensée au moyen d'une bat- terie de condensateurs et jouant le rôle de récepteur, est mu- nie selon l'invention d'une ou plusieurs prises Intermédiaires disposées en des points désirée quelconques de la longueur to-.. tale de la bobine, et d'autres batteries de condensateurs sont prévues et peuvent être sélectivement branchées en parallèle, soit avec toute la bobine d'induction,
soit avec une partie de celle-ci s'étendant entre deux prises quelconques.
La prise peut être réalisée par partage de la bobine en son point-milieu électrique, ou en un autre point désiré quel- conque, A l'enroulement partiel délimité par la prise informé- - diaire sont associés des condensateurs pouvant être sélective- ment branchés et débranchés et dont l'une des armatures est connectée en permanence à une prise intermédiare on à. une ex- trémité de la bobine, tandis que l'autre armature peut être
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branohée, au moyen dlortanée 40 -00=Utàtion appr0pri% , sur une autre prise intermédiaire Ou â., J. fa,l1tre extrémité de la bobine d'induction. ' . -, :...: . fi "...., : .
Bn présence d'une augmentation de la résistance d'adapta- tion de la bobine d'induction, on peut ainsi procéder à une commu- tation pas-à-pat3 dee condensateurs sur la bobine d'induction rac- ootzroie. râoe cette disposition qui est facilement exécutée avec le dispositif selon l'invention, la résistance d'adapzation de la bobine déduction peut être maintenue pratiquement conat;antei de sorte que la consommation de la pièce métallique qui se trouve à l'intérieur de la bobine dtiridaoti,an, pour une tension constante appliquée entre les conâuoteura d'alimentation, reste également constante,. t'invention sera mieux comprise à. la lecture de la des-
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oription détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints, qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation.
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Sur ces deaeins:
la figure la est un schéma de câblage d'un montage de réglage de puissance suivant l'invention?
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la f1gure .1.1?/ représente une première variante du montage de la figure 1a la figure 2 est le schéma de câblage d'une seconde varian- te du montage suivant l'invention:
la figure'3 est un schéma, de câblage d'une troisième va- riante du montage suivant l'invention, et la figure 4 est un schéma de câblage d'une quatrième va- riante du montage de réglage de puissance suivant l'invention.'' ' la figure la représente un montage suivant l'invention..'
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la bobine dutiliaation 3 eat alimentée, à partir du conducteur omnibus 1 auquel est appliquée une tension constante, par l'inter- méi11re de l'interrupteur 2 et est compenséee de la manière ha- .
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rituelle, au moyen d'une batterie de condensateurs 4 montée en .
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parallèle avec la bobine d'utilisation 3, pour permettre fun z".;:
"'0,1" .li.,'], réglage en vue de ltobterilon de la compensation correcte, des ;.¯fl ensembles de condensateurs 4', 4", etc. peuvent être branchés, débranchés ou commutés, par l'Intermédiaire de l'1nterrupteu ':' à deux jeux de contacts 5. ?car pouvoir agir sur la consommation, de la bobine à'utll18ation 3 en présence d'une tension d'a11men-' . tation oonstante,la bobine d'utilisation 3 est munie, suivant , ' l'invention"dtane prise intermédiaire 6, médiane dans l'exemple ; représenté. Les condensateurs 4' et 4" sont montés en parallèle ,
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avec l'une des moitiés de la bobine d'utilisation. Ces condensa";' leurs sont branchés et débranchés, au moyen des contacte 5' et 5" de 1'interrupteur 5 suivant le degré d'ajustement de puissan-
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ce désiré.
Il peut être prévu un plus grand nombre de condeusam' leurs avec un échelonnement des capacités par exemple propor- tionnellement à la série 1; 2; 3; 4; 8, etc, ou encore à la
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ér1e 1; 1,1: 2: 2s2eetc., comme il est connu en soi. D'autres unités de condensateurs peuvent être également branchés en pa- rallèle avec la seconde moitié de la bobine d'utilisation.
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tefois, dans de nombreux cas, il suffit d'associer des oonden- sateure Qommutables veo une des parties de la bobine d'utili- zie
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eati on, ,/,',. les marnes condensateurs 4' et 4" peuvent toutefois, si on le désire, être branchée en 'parallèle, au moyen des interrupteurs 6' et 6", avec l'ensemble de la bobine d'utilisation 3,
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Sur la ìgnre lb, le fractionnement en deux parties ne s'effectue pas au milieu do la %qbine.d'atilisat10n, mais au .. > contraire, on choisi volontairement une prise intermédiaire disposée en dehors du point-milieu électrique.
Dans cette variant te également, pour une tension constante du conducteur omnibus 1,
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la oonso#mation de la bobine d'utilisation 13 qui peut %tre bran-. ah6e par l'intermédiaire de l'interrupteur 12 peut être ajuebde
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entre de larges limites. les condensateurs 14 branches en perma- nence ainsi que les condensateurs 14' qui peuvent être branchés ou débranchés par l'intermédiaire de l'interrupteur.15' assurent la compensation de la bobine d'utilisation 13, Par l'intermédiaire des interrupteurs 17' et 17", les condensateurs 16' et 16" peu- vent également être branchés. Dans cette variante, aveo une ten- sion constante du conducteur omnibus 1,
la consommation de la bo- bine d'utilisation peut être ajustée de la manière désirée sans que d'autres bobines d'utilisation montées en parallèle soient influencées,
Pour assurer une utilisation particulièrement bonne des condensateurs supplémentaires prévus (4',4",16',16")ceux-ci peu- vent être agencés de manière à pouvoir être commutés pour servir, au choix, à la compensation du circuit oscillant ou au réglage de la puissance. la figure 2 représente un montage correspondant au cas qui vient d'être mentionné.
Le récepteur 23 est compensé par la batterie de condensateurs 24 branchée en permanence ainsi que . par des condensateurs 24' pouvant être branchés sélectivement,
L'invennseur 25' permet de brancher les condensateurs 24' en pa- rallèle aveo les condensateurs 24 branchés en permanence et, par conséquent, en parallèle avec l'ensemble de la bobine d'utilisa- tion 23; Par ailleurs, cet inverseur permet également de brancher les condensateurs 24' en parallèle avec une partie seulement de la bobine d'utilisation 23 qui comprend au moins deux parties en série.Bien entendu, on peut encore prévoir des condensateurs de compensation supplémentaires oommutables comme Indiqué en 24", condensateurs qui peuvent être branchés en parallèle, par l'in- termédiaire de l'interrapteur 25". comme il est connu en soi, aveo la batterie de condensateurs 24.
Les installations corres- pondantes peuvent être équipées d'un dispositif de compensation'' automatique qui assure,quel que soit l'état de la charge,
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l'obtention en amont du circuit-oscillant, par exemple au point 26, d'un facteur de 'puissance constant. '
La figure 3 représente un montage dans lequel, confor- mément à, l'invention, la bobine d'utilisation est fractionnée
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en plus de deux parties et est munie, d'une manière correspoia- dant à son fractionnement, de condensateurs de compensation, v branchée en parallèle avec chaque patà10, Les parties 33', 33n,f;
, 33' " de la bobine d'utilisation peuvent être identiques ou des
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longueurs différentes. Tes condensateurs 34te 34" et 34' " mont tés en parallèle, dans le cas ou les parties de la bobine 33 "'$/l sont identiques, ont les mêmes caractéristiques électriques, Si
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les diverses parties de la bobine 33 ont dos longueurs différen-' teF5p les condensateurs 34 sont également différents tant en ces qui concerne la tension qu''au point de vue de la pu4Lesance, au moyen de condensateurs supplémentaires 35 oommutabloej on peub.,l' agir sur la répartition de la puissance de la manière désirée.
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4n moyen d'une batterie de condensateurs de compensation oom /)1 mune 37 et d'un ensemble 38 pouvant être branehé en parallèle .'J; avec ladite batterie par l'intermédiaire de l'interrupteur 39, le facteur de puissance peut être amené à toute valeur désirée dans le réseau d'alimentation,
Le montage suivant l'invention, non seulement offre cet,,- avantage qu'il permet un réglage très fin par échelons de la consommation d'une bobine d'utilisation, maia encore:
!! peut être utilisé pour agir sur la densité de puissance même dans la . bobine d'utilisation, Un tel ajustement de la densité de puis- sanoe est dans de nombreux cas désirable, par exemple poux ap- pliquer, lors du chauffage par induction de pièces solides tel- les que de petits lingots ou des tronçons de barres en acier.,
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en divars alliages, ou analognes, qui traversent un lnduebeur, une puissance élevée par unité de surface , à leur entrée dans l'inducteur et une puissance plus faible par unité de surface au.
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voisinage de la sortie, Dans les fours de fusion également, cet ajustement de la densité de puissance que permet l'invention dans les diverses zones de l'inducteur est très important, on peut ainsi, par exemple, assurer une régulation des mouvements du bain de la manière la plus simple. En outre,cette possibili- té d'ajustement permet de prévoir les lavages au creuset en des endroits différents pouvant être choisis à volonté et d'amélio- rer ainsi dans son ensemble la durabilité du creuset.
De plus, l'ajustement contrôlé de la puissance spécifique et de sa con- centration volontaire dans des régions déterminées facilite le travail métallurgique, Comme le branchement des condensateurs s'effectue par groupes pouvant être choisis à volonté, il est possible de réaliser la-répartition de la densité de puissance spécifique sans modification de la forme géométrique des induc- teurs ou des bobines, par les moyens les plus simples.
Dans le cas où l'on désire obtenir une variation graduel le continue de la puissance des bobines d'utilisation avec une tension d'alimentation constante, ou encore une variation pro- gressive continue de la répartition de la densité de puissance, on peut, conformément à la disposition représentée sur la figure 4, monter en parallèle une bobine d'induction réglable 47 sup- plémentaire avec le condensateur 45' qui peut lui-même être branché en parallèle par l'intermédiaire de l'interrupteur 46' avec l'une des parties 43' de la bobine d'utilisation 43. L'in- ductance de cette bobine d'induction est avantageusement choisie de manière à réaliser une condition de résonance pour elle-même et pour le condensateur 45'.
Dans ces condîtion8p si le conden- sateur 45" qui peut être branché ou débranché au moyen de l'in- terrupteur 46" a une capacité double de celle du condensateur 45', on peut obtenir, entre la puissance 0 et la puissance 2 des condensateurs, toute valeur de capacité désirée étant donné que, réglable lorsqu'on branche le condensateur 45', la bobine de réactance
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47 correspond à la capacité de 45'.
Si la bobine 47 est régléela à une valeur voisine de 0, le condensateur 45' devient alors pleinement efficace. Si un nouvel accroissement de la capacité branchée en parallèle avec la partie 43' de la bobine d'utili- sation est nécessaire on branche le condensateur 45", on débran- ohe le condensateur 45' et l'on règle en même temps la bobine 47 a la valeur maximale. On obtient ainsi à, nouveau une compensa- tion égale à l'unité, o'est-à-dire qu'on réalise les mêmes con- ditions que celles qui règnent lorsque le condensateur 45" est branche, avec un réglage de la bobine 47 voisin de o.
La bobine de réactance peut maintenant être à nouveau réglée à une valeur voisine de 0, A la fin de ce processus de réglage, le condensa- teur 45" Branché en parallèle a alors sa valeur maximale 2. Si le condensateur 45' est: alors à nouveau branché (avec une effi- cacité maximale de la bobine 47), on peut obtenir, pour la gam- me comprise entre 3 et 3, un réglage continu de la capacité to- tale de l'ensemble de réglage comprenant les composants 45', 45" et 47, Au lieu des deux condensateurs 45' et 45" représentes, qui sont dans, le rapport de 1 :
2, on peut également utiliser d'autres ensembles, non représentés, par exemple dans l'ordre
4, 8, 16 etc. avec des interrupteurs correspondants. Une batterie de condensateurs 48 branchée en permanence assure la compensation de l'ensemble de la bobine d'utilisation, dans chaque cas, éven- tuellement avec utilisation d'ensembles supplémentaires 49 pou- vaut-être- branches au moyen de 3. 'interrupteur 49'.