Dispositif régulateur électrique L'invention a pour objet un dispositif régulateur électrique de la position d'une électrode en fonction des variations du courant alternatif fourni par une source connectée à cette électrode par rapport à des conditions électriques prédéterminées,
la posi tion de cette électrode déterminant la valeur du cou rant qui la traverse ainsi que celle de son potentiel, dispositif dans lequel au moins deux valeurs de con trôle constituées par des, tensions et/ou des courants alternatifs sont dérivées,
du courant et de la tension de l'électrode de manière à contrôler un organe électromagnétique lorsque ledit dispositif est actionné, si la tension et/ou le courant de l'électrode varient, de façon à corriger la position de cette électrode et à rétablir lesdites conditions électriques prédétermi nées,
dispositif caractérisé par le fait que ledit organe électromagnétique comprend un enroulement qui est excité par la somme et un autre enroulement qui est excité par la différence desdites valeurs de contrôle dérivées du courant et de la tension de l'électrode.
Ce dispositif régulateur est particulièrement indi qué pour régler le mouvement des électrodes de fours à arc et de fours à résistance à arc fonctionnant avec du courant alternatif.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'ob jet de la présente invention et dies variantes.
La fig. 1 est une vue schématique de cette forme d'exécution appliquée à un four à arc.
Les fig. 2, 3 et 4 représentent des variantes du dispositif représenté à la fig. 1.
Au dessin (fig. 1) l'électrode 1 est fixée à un câble 2 reposant sur des poulies 3 et 4 et enroulé autour d'un tambour 5 relié à l'arbre du rotor d'un moteur à collecteur. Un contrepoids 7 est fixé à l'au tre extrémité du câble 2 de manière à maintenir l'électrode 1 en une position déterminée par exemple lorsque le moteur -6 ne livre aucun couple.
L'électrode 1 et le manteau 8 du four sont ali mentés en courant alternatif par des, barres 9 et 10 reliées par exemple à un transformateur d'alimenta tion non représenté.
Deux transformateurs de courant 11 et 12 sont disposés autour de la barre 9 de manière à créer deux courants indépendants l'un de l'autre et dérivés du courant de l'arc circulant dans la barre 9. 13 est une résistance reliant les bornes du transformateur 11 (transformateur de courant de l'induit) de manière à produire une tension proportionnelle au courant de barre.
Une extrémité de l'induit du moteur 6 est reliée à la barre 9 et l'autre est connectée à une extré mité de la résistance 13 ; l'autre extrémité de cette résistance est reliée à la barre 10.
L'induit du moteur 6 se trouve ainsi sous l'in fluence de la différence de potentiel existant entre les électrodes et de la différence de potentiel aux bornes de la résistance 13.
Le transformateur 11 est construit de manière telle que lorsque le courant désiré est débité par l'arc, la différence de potentiel aux bornes de la résistance 13 est exactement égale et de sens contraire à la différence de potentiel des électrodes de l'arc et il en résulte que la différence de potentiel aux bornes de l'induit est nulle et qu'au cun mouvement n'est transmis à l'électrode 1.
Lorsque le courant de l'arc suginenbe au-dessus de la valeur désirée, la différence de potentiel aux bornes de la résistance 13 prédomine de façon à hisser l'électrode 1 vers le haut et hors du four. Cet effet est augmenté par le fait que lorsque le courant dans la barre augmente,
la différence de potentiel entre les électrodes de l'arc diminue généralement. Inversement, lorsque le courant de l'arc diminue au dessous de la valeur désirée, une différence de poten- tiel de phase opposée est appliquée à l'induit et le moteur tourne en sens inverse de façon à provo quer la descente de l'électrode 1 dans le four.
Le bobinage inducteur 14 du moteur 6 est excité par la différence de potentiel entre les électrodes de l'arc et par le transformateur de courant 12 (transfor mateur du courant inducteur). La résistance 15 sert à empêcher le bobinage inducteur 14 d'être court- circuité lors du court-circuitage de l'arc.
Grâce à ces connections, quand la différence de potentiel de l'arc prédomine par rapport à la diffé rence de potentiel aux bornes de la résistance 13, la différence de potentiel appliquée à l'induit est en phase avec celle qui est appliquée au bobinage induc teur;
lorsque la différence de potentiel aux bornes de la résistance 13 prédomine, elle est déphasée par rapport à celle qui est appliquée au bobinage induc teur et la direction de rotation du moteur est inversée.
Il est désirable que le circuit du moteur puisse être encore alimenté par un circuit auxiliaire pour positionner l'électrode lorsque l'alimentation du four est déclenchée.
Pour assurer le réglage du courant de l'arc, des dispositifs (non représentés) sont prévus. pour faire varier la différence de potentiel de l'arc appliquée à l'induit ou la différence de potentiel aux bornes; de la résistance 13. Une méthode convenable consiste à alimenter l'induit nu moyen d'un autotransforma- teur à rapport variable disposé entre les barres 9 et 10.
Dans la variante représentée à la fig. 2, le trans formateur de courant 12 est également muni d'une résistance de shuntage 17 montée en. série avec le bobinage inducteur 14 aux bornes des électrodes 1 et 8.
La différence de potentiel de l'arc et la diffé- rence de potentiel aux bornes de la résistance 17 sont en phase de sorte que le bobinage inducteur 14 est excité par la somme de ces différences de potentiel.
Dans cette variante, le câble 2 s'enroule autour du tambour 5 relié au rotor du moteur 6. Le disposi tif régulateur est conçu de façon à obtenir l'équili bre de l'électrode 1 lorsque la différence entre la tension aux bornes, des électrodes de l'arc et la ten sion aux bornes de la résistance 13 produit un cou ple du rotor, juste suffisant pour compenser le cou ple engendré par le poids de l'électrode 1 et la main tenir au repos.
Dans la variante représentée à la fig. 3, les résis tances 13 et 17 représentées à la fig. 2 sont rempla cées par des condensateurs 18 et 19 améliorant le facteur de puissance du four puisque les, dérivations sont parcourues par du courant déphasé en avant.
Contrairement aux deux premiers exemples décrits, dans la variante représentée à la fig. 3, le courant passe dans le circuit de l'induit même lorsque le dispositif est en équilibre. Lorsque la tension entre les électrodes:
et la différence de potentiel aux bornes du condensateur 18 sont égales, le courant débité dans, le circuit de l'induit est déphasé de 900 par rap port au courant débité dans le circuit de l'inducteur, et, par conséquent, le moteur n'exerce pas de couple et demeure à l'arrêt, ceci lorsque l'électrode est équi librée. Sinon, un couple est produit pour maintenir l'électrode en équilibre.
Lorsque l'équilibre est rompu et que l'angle de phase du courant dans le circuit inducteur est aug menté ou diminué, et vice versa pour le circuit de l'induit, l'écart résultant par rapport à la différence de phase mutuelle de 901, provoquera une réaction réciproque du champ inducteur et de l'induit produi sant un mouvement du rotor dans une direction ou dans l'autre.
La plus grande interaction du champ inducteur et de l'induit et par conséquent le plus grand couple se produit lorsque leurs courants sont en phase ou déphasés de 180e l'un par rapport à l'autre. Ces conditions se produisent lors des écarts d'équilibres extrêmes, soit lors d'une rupture de l'arc ou d'un raccourcissement de l'arc et en conséquence l'aug mentation. du couple ramène rapidement le dispositif en une position d'équilibre à partir de ces conditions extrêmes.
Selon une variante, non représentée, les conden sateurs peuvent être remplacés par des inductances. Dans une autre variante représentée à la fig. 4, le bobinage inducteur 14 du moteur 6 est shunté par le transformateur de courant 16 et ces deux éléments sont connectés en série avec l'induit du moteur qui est lui-même shunté par une résistance 20.
Dans cet arrangement, le bobinage inducteur 14 est disposé de manière à être alimenté par la somme des courants de contrôle formés par les courants alternatifs provenant du transformateur de courant 16 et de la tension à l'électrode, l'induit du moteur étant alimenté par la différence de ces courants.
Si on le désire, l'un des transformateurs de cou rant des variantes décrites ci-dessus ou même les deux, peuvent être conçus de façon a être saturés pour un courant prédéterminé passant dans les barres de sorte que les courants très élevés que l'on ren contre lors du court-circuit de l'arc, n'influenceront pas de. façon défavorable les composantes du dispo sitif.
Dans les exemples ci-dessus, l'induit et les bobi nages inducteurs du moteur ont été décrits comme étant directement accouplés dans le circuit. Toute fois, soit l'induit, soit l'inducteur ou encore les deux, peuvent être accouplés dans le circuit par l'intermé diaire d'un transformateur qui peut être variable de façon à permettre l'ajustement des caractéristiques du dispositif.
Un dispositif régulateur d'électrodes appliqué à un four triphasé comprendra trois régulateurs comme décrits ci-dessus. Si des extrémités de faible potentiel des trois circuits régulateurs sont connectés au man teau du four, on formera ainsi le point en étoile du régulateur triphasé du four.
Il est parfois désirable, que le régulateur triphasé présente lui-même son propre point en étoile flot tant ; dans ce cas, les extrémités de faible potentiel des circuits régulateurs ne sont pas connectées au manteau du. four,
mais sont connectées ensemble de façon à former le point en étoile flottant. Le point en étoile du dispositif régulateur peut encore être con necté à celui du circuit du four par l'intermédiaire d'une résistance.
Les considérations ci-dessus sont applicables si les circuits modifiés tels que décrits ci-dessous, sont utilisés dans un dispositif d'alimentation triphasé.
Quoique les dispositifs régulateurs susmentionnés ont été décrits comme présentant une connexion mécanique directe entre le moteur et l'électrode, il est bien entendu, que le moteur pourrait, dans une variante, provoquer indirectement un mouvement de l'électrode.
Ainsi, par exemple dans l'un des dispositifs, la rotation du moteur pourrait provoquer l'actionne- ment de soupapes de commande d'un fluide sous pression dans le cas d'un four comprenant des élec trodes commandées hydrauliquement.
Enfin dans des variantes non représentées, on pourrait, dans tous les dispositifs décrits, brancher une capacité dans le circuit de l'induit de manière à diminuer la charge inductive du transformateur.