<Desc/Clms Page number 1>
"Source de courant pour l'actionnement d'un arc électrique à plasma"
L'invention est relative à une source de courant pour l'actionn ment d'un arc électrique à plasma, par exemple pour le soudage au pla ma ou le coupage au plasma, arc électrique qui est situé dans un cir- cuit de courant actif d'une source de courant actif et qui est allumé au moyen d'un arc électrique pilote.
Les sources de courant connues pour l'actionnement d'un arc élec trique à plasma sont conçl es de manière que leur tension à vide soit suffisante pour allumer avec certitude tant l'arc électrique principa que l'arc électrique pilote. Afin de se confermer à ces exigences, les puissances types des sources de courant connues pour les arcs élec
<Desc/Clms Page number 2>
triques à plasma sont toujours plus élevées que celles réellement né- cessaires pour actionner les arcs électriques après leur allumage.
Par exemple, dans les installations de coupage au plasma connues qui travaillent avec de l'azote ou un mélange d'azote/hydrogène, la ten- sion à vide de la source de courant est de 400 volts. Lorsque la source de courant est conçue pour 350 ampères, il en découle, par exemple, une puissance type de 140 kVA. Toutefois, il est connu que cette puissance type élevée n'est plus nécessaire pour actionner, après l'allumage, l'arc âectrique pour le coupage au plasma.
De ce fait, un désavantage des sources de courant connues réside dans le fait qu'en ce qui concerne leur puissance type, elles sont conçues de manière que cette dernière soit plus élevée que celle qui est réelle- ment nécessaire pour l'actionnement proprement dit des arcs électri- ques.
L'invention vise à procurer une source de courant pour l'action- nement d'un arc électrique à plasma et dont la puissance type est ac- cordée à l'arc électrique à plasma allumé, tout en permettant en même temps un allumage sur.
Ceci est obtenu du fait que l'arc électrique pilote est situé dans un circuit de courant d'allumage qui comprend la source de cou- rant actif et une source de courant d'allumage connectées en série, de préférence à caractéristique de tension constante.
L'invention exploite donc le fait qu les arcs électriques à plas- ma peuvent être actionnés, sans perte de qualité, lors des travaux qu'ils sont destinés à exécuter tels que le soudage, le coupage ou le jaillissement, au moyen de puissances inférieures à celles qui sont disponibles dans les sources de courant connues actuellement. En ou- tre, l'invention se base sur la constatation qu'une tension relative- ment élevée n'est nécessaire que pour l'allumage de l'arc électrique pilote, tandis que lorsque l'arc électrique pilote brûle,l'arc élec- trique principal peut être allumé avec certitude avec des tensions con- sidérablement inférieures.
Conformément à l'invention, afin d'allu- mer l'are électrique pilote, en connecte en série, à la tension à vi- de de la source de courant actif, la tension d'une source de courant
<Desc/Clms Page number 3>
d'allumage qui, de préférence, présente une caractéristique de ten- sion constante. Par centre, pour l'allumage de l'arc électrique prin- cipal, on n'utilise, conformément à l'invention, que la tension à vi- de, considérablement réduite par rapport à celle des sources de cou- rant connues, de la source de courant actif.
De cette manière la puissance type de la source de courant actif peut être réduite d'environ 40% par rapport à celle des sources de courant connues, et ce, sans influencer défavorablement la qualité des travaux à exécuter. L'avantage extraordinaire qui est associé à ceci découle principalement du fait que les frais de réalisation de telles sources de courant sont essentiellement proportionnels à leur puissance type.
Par exemple, dans une installation de coupage au plas- ma et lors de l'utilisation d'une source de courant actif à puissance type de 103,5 kVA (450 ampères, 230 volts) et d'une source de courant d'allumage à puissance type de 10,2 kVA (60 ampères, 170 volts), tou- te la consommation d'énergie peut être réduite de plus de 65 kVA par rapport à celle d'une source de courant usuelle (450 ampères, 400 volts). En outre par une source de courant conforme à l'invention, il est également possible de réduire les frais pour le courant, étant donné que lors de l'allumage il ne faut qu'environ 60% et lors du coupage environ 55 % de la puissance autrement utilisée.
Etant donné que tant la tension à vide de la source de courant actif, nécessaire pour l'allumage de l'arc électrique principal, que l'intensité de courant maximum pour l'actionnement de l'arc électri- que sont déterminées, la source de courant d'allumage est conçue, con- formément à l'invention, de manière que sa tension, en association avec la tension à vide de la source de couzant actif, corresponde au moins à la tension nécessaire pour l'allumage de l'arc électrique pi- lote. Après l'allumage de l'arc électrique pilote et de l'allumage subséquent de l'arc électrique principal à l'aide de l'arc électrique pilote et pour lequel la tension à vide de la source de courant actif suffit, la source de courant d'allumage n'est plus nécessaire.
De ce fait, conformément à l'invention, elle est déconnectée à l'aide d'un relais de courant situé dans le circuit de courant actif. Pour la
<Desc/Clms Page number 4>
réalisation de la source de courant d'allumage. il s'est avéré avan- tageux de choisir une puissance comprise entre 3 et 20 % de la puis- sance de la source de courant actif. Afin de limiter le courant d'al- lumage, une résistance pauvre en induction est disposée dans le cir- cuit de courant d'allumage.
Il est possible d'utiliser toutes les sources de courant appro- priées tant comme source de courant actif que comme source de courant d'allumage. Une disposition particulièrement simple et peu coûteuse est obtenue lorsque la source de courant actif et la source de courant d'allumage sont chacune formée par un enroulement secondaire à bloc redresseur, connecté à la suite, d'un transformateur commun.
D'autres détails de l'invention seront décrits plus loin à l'ap- pui de la forme d'exécution représentée schématiquement au dessin an- nexé.
Dans cette figure, le repère 1 désigne une source de courant ac- tif, de préférence à caractéristique décroissante et qui, par l'inter- médiaire du conducteur 2 et du conducteur 3 est connectée, respecti- à venant, à l'électrode 4 et/la pièce à traiter S. Dans ce circuit de courant actif se situe l'arc électrique principal 7 du chalumeau à plasma 6. L'arc électrique pilote 8 se situe dans un circuit de cou- rant (!'allumage qui comprend la source de courant actif 1, une source de corrant d'allu@@ge 9 connectée en séria avec la source de coursnt actif 1 (sonexion additionnelle) et le conducteur 2 de l'électrode.
Dans le circuit de courant d'allumage se situe, en outre, une résis- tance de limitation de courant 10, pauvre en induction, et l'interrup- teur 11. L'interrupteur l, ainsi que les inter@upteurs 12 et 13, sont ouverts par un relais de courant 14, situé dans le circuit de courant zcitif, dor;
de l'apparition d'un courant. Eventuellement, 1' allumage peut être amelioré par un appareil d'@llumage à impuissons ou à haute fréquence 15,
Lors de la mise en service de l'installation, l'amenée du gaz vers le chalumeau à plasma 6, la source de courant actif 1 et la sour- de ce/courant d'allurage 9 sont connectées par un interrupteur principal (non représenté) et, par un retard d'enclenchement auto tique, on
<Desc/Clms Page number 5>
veille que dans le chalumeau à plasma 6, le gaz présente la vitesse envisagée avant l'allumage des arcs électriques. Etant donné que l'arc électrique principal 7 ne brille pas encore, les interrupteurs
11. 12 et 13 sont fermés.
De ce fait, à l'électrode 4 et au boîtier du chalumeau à plasma 6 est appliquée la tension élevée, nécessaire à l'allumage de l'arc électrique pilote 8, en tant que somme de la tension à vide de la source de courant actif 1 et de la tension de 1 source de courant d'allumage 9. Après l'allumage de l'arc électriqu pilote 8, l'arc électrique principal 7 s'allume aisément à l'aide du dit arc électrique pilote. Le courant, apparaissant maintenant dans le circuit de courant actif, ouvre les interrupteurs 11, 12 et 13 et la source de courant d'allumage est déconnectée.
De la description du processus d'allumage il ressort que dans 1 source de courant conforme à l'invention, l'arc électrique pilote 8 ne brûle pas pendant le service proprement dit du chalumeau à plasma 6. Ceci présente l'avantage qu'il est possible d'éviter un échauffe ment inutile du chalumeau à plasma 6 par l'arc électrique pilote S.
Dans une forme d'exécution, ayant fait ses preuves, de la sourc de courant conforme à l'invention, la source de courant actif 1 pré- sente une tension à vide de 230 volts et la source de courant d'all mage présente une tension de 170 volts, de manière que pour l'alluma ge de l'arc électrique pilote 8 on dispose d'une tension de 400 voll La résistance Je limitation de courant 10 limite le courant du cir- cuit de courant d'allumage à 20-60 ampères. Cette intensité de cou- rant suffit à la pré-ionisation du gaz dans le chalumeau à plasma 6 et, par conséquent, à l'allumage de l'arc électrique principal 7 ave la faible tension à vide de 230 volts de la source de courant actif