Brevet FR2002559A1 — publié le 19691017

u 4 3 H a La présente invention concerne un dispositif pour limiter le courant de court-circuit entre une pièce et un outil dans des machines d'usinage électrolytique dans lesquelles l'outil et la pièce servent d'électrodes et sont reliés à une 5 source de tension continue. Dans les machines d'usinage électrolytique, la pièce à former et l'outil de forme sont balayés par un électrolyte liquide, par exemple une solution de chlorure de sodium, et ils sont rapprochés à une très faible distance l'un de l'autre (en-^ viron 0,1 mm). Pour un courant d'intensité élevée, par exemple 10.000 ampères, et pour une faible tension de 12 volts, des ions métalliques de la pièce jouant le rôle d'anode passent dans la solution et sont entraînés par 1'électrolyte qui coule- Du fait de cet enlèvement de matière, on obtient dans la pièce le 15 négatif de 1*outil. De telles installations sont connues. Pour alimenter an courant électrique de telles installations d'électrolyse, on connaît déjà un dispositif dans lequel la pièce et l'outil sont alimentés en courant continu à partir d'un réseau triphasé, en passant par un interrupteur é-20 lectrique triphasé, un transformateur et un redresseur non commandé branché en série et par une bobine de lissage, La bobine de lissage branchée dans le circuit de courant continu sert à lisser le courant continu et à limiter le courant de court-circuit. 25 Sous l'effet d'impuretés contenues dans le liquide électrolytique ou sous l'effet de bulles d'air, il peut se produire des courts-circuits en :.raison du faible écartement des électrodes. Des courants de court-circuit à intensité élevée exercent une charge additionnelle sur l'installation d'alimen-30 tation et ils peuvent provoquer surtout un brûlage localisé, appelé marque de court-circuit, suxjla pièce et l'outil. On sait limiter, dans le cas d'un court-circuit, le courant produit en branchant en parallèle sur l'espace séparant les électrodes un organe de contrôle de tension qui, lors d'un 35 ressaut de tension provoqué par un court-eircuit, coupe l'alimentation en courant triphasé et actionne un court-circuiteur mécanique ou électronique, La tension de déclenchement doit être choisie suffisamment faible pour ne pas être atteinte en raison du caractère ondulé de la tension redressée. La sensibilité de 40 déclenchement est par conséquent fonction du taux d'ondulation de la tension coatinue» Ii1 invention est "basée sur le principe qu'une tension continue présente généralement des ressauts à pente raide dans le sens positif alors que la pente est relativement faible dans 5 le sens négatif. Il est ainsi possible d'utiliser exclusivement des ressauts de tension dans le sens négatif comme paramètres de déclenchement. Ce problème est résolu, selon l'invention, en ce qu'il est prévu, en parallèle sur l'intervalle séparant les électrodes, un circuit-série comprenant un condensateur et l'en-10 roulement primaire d'un transformateur dont le circuit secondaire comprend une diode branchée en parallèle sur l'enroulement secondaire ainsi qu'une diode reliée en série à cet enroulement et alimente un dispositif de déclenchement ou d'avertissement» Des variations de tension relativement lentes sont absorbées 15 par le condensateur. Si, par contre, en cas de court-circuit, il se produit des ressauts de tension à pente raide, le condensateur conserve initialement sa charge et la différence entre la tension du condensateur et la tension continue diminue dans l'enroulement primaire du transformateur. Des courants secon-20 daires produits par des variations de tension dans une direction par exemple des ressauts de tension positifs, sont court-cir-cuités par l'intermédiaire d'une diode du circuit secondaire. Des ressauts de tension négatifs sont par contre amplifiés en fonction du rapport des enroulements et ils" peuvent être appli-25 qués à un dispositif électronique qui actionne pratiquement sans inertie les dispositifs de protection correspondants. Pour mieux comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire à titre indicatif et non limitatif un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé sur lequel : 30 la fig. 1 représente le circuit d'une machine d'u sinage électrolytique ; la fig. 2 montre, à l'aide d'un diagramme, le mode de fonctionnement du dispositif selon l'invention» Sur la figure 1, on a représenté en 2 l'intervalle 35 entre les électrodes d'une machine d'usinage électrolytique comportant une anode 3 et une cathode 4 qui sont reliées d'une manière connue à un réseau d'alimentation en courant alternatif comprenant les phases R, S et I, en passant par une bobine de lissage 5, un redresseur 6 comportant des éléments semi-40 conducteurs 8 de préférence non commandés ainsi que par un 69 04343 transformateur 10 comportant un enroulement secondaire polyphasé 11 et un enroulement primaire 12 ainsi qu'un interrupteur électronique de courant alternatif 14 auquel est associé un dispositif de commande 15• l'intervalle des électrodes peut être 5 'branclié en parallèle sur un court-circuiteur associé à des éléments de commande, de préférence électroniques, notamment des groupes de thyristors, ce court-circuiteur étant actionné par un dispositif de déclenchement 17 qui peut contenir de préférence des éléments de commande du type également électronique . 10 les bornes d'entrée 18 et 19 du dispositif de déclenchement 17, qui peut agir simultanément sur le dispositif de commande 15 de l'interrupteur électronique 14 de courant mono ou triphasé, sont reliées selon l'invention à un dispositif qui réagit à des variations rapides de tension dans le circuit de charge du re-15 dresseur 6» Pour résoudre ce problème d'ordre général, on peut avantageusement brancher en parallèle sur l'intervalle 2 entre les électrodes 3* 4 le circuit-série d'un condensateur d'une capacité de 0,2 jil? , par exemple, sous une tension de 10 à 20 Y dans l'intervalle et d'un organe de transmission commandé par 20 tension, notamment l'enroulement primaire d'un transformateur présentant de préférence une résistance relativement faible et une inductance réduite* lorsqu'il se produit des ressauts de tension présentant des flancs avant ou arrière à pente raide, la différen-25 ce entre la tension dans l'intervalle 2 des électrodes et la tension U0 aux bornes du condensateur 20 diminue sensible-ment dans l'enroulement primaire 22 du transformateur 21. Pour augmenter la sensibilité du dispositif de déclenchement, on peut choisir le rapport de transformation du transformateur 21 30 suffisamment élevé, c'est-à-dire au moins égal à environ 1:10 et de préférence à 1 : 100. L'enroulement secondaire 23 peut être branché en parallèle sur une valve 25 et il est prévu une autre valve 26 montée en série avec ce montage en parallèle. La fonction de 35 ces valves sera précisée en se référant à la figure 2. Sur cette figure, la courbe a donne la variation de la tension dans l'intervalle des électrodes en fonction du temps t • La tension Urt aux bornes du condensateur 20, qui est représentée c par la courbe b, varie à peu près comme la tension Ud, mais 40 elle présente cependant une pente bien plus faible dans la 69 04343 .4 partie croissante# Pendant la charge du condensateur 20, l'enroulement primaire 22 du transformateur 21 est parcouru par un courant de charge d'intensité i qui augmente jusqu'au maximum de la tension de condensateur puis qui diminue rapidement® Pen-5 dant la décroissance de la tension continue U^, le condensateur 20 se décharge avec un courant assez faible,, Suivant l'invention, la tension secondaire est limitée, dans le cas d'une augmentation de tension dans une direction, par exemple dans la direction positive, par la valve 25 à la tension de seuil de cette 10 valve 25, (courbe d) . Dans la direction opposée, à savoir dans la direction négative, la faible courant de décharge produit é-galement une faible tension secondaire qui n'est pas suffisante pour que le dispositif 17 fournisse un signal. Dans le cas oii la tension chute brusquement dans l'intervalle des électrodes à 15 l'instant t^ sur la figure 2a, la différence de potentiel AU « Ud - UQ = Ug, diminue sensiblement dans l'enroulement primaire 22 du transformateur 21» Cette chute de tension n'a qu'une faible influence sur la tension UQ du condensateur 20 et elle n'agit également pratiquement pas sur le courant de décharge» 20 Par contre, sous l'influence de la différence de potentiel AU dans l'enroulement primaire 22, il se produit du côté secondaire une forte impulsion de tension II qui est appliquée par l'in-termédiaire de la valve 26 et des bornes d'entrée 18 et 19 au dispositif de déclenchement 17 et qui peut être utilisée comme 25 paramètre de déclenchement d'un signal à la sortie du dispositif 17. De dispositif 17 peut actionner pratiquement sans inertie le court-circuiteur 4, et il peut, le cas échéant, bloquer également le passage de l'interrupteur électronique 14 par l'intermédiaire du dispositif de commande 15. En outre, le ressaut 50 de tension, notamment un court-circuit affectant l'intervalle des électrodes 2, peut être transmis à un dispositif de signalisation particulier. D'une façon générale, il sera nécessaire, en cas de court-circuit dans l'intervalle 2 des électrodes, d'arrêter immédiatement le mouvement d'avance de la machine, la valeur de seuil qui déclenche le fonctionnement du dispositif selon l'invention, et qui dépènd de la différence de potentiel AU, peut être réglée à l'aide d'éléments électroniques d'entrée, de type connu appartenant au dispositif 17»Grâ-ce à l'amplification dans le circuit d'entrée du dispositif 17, 40 comme l'indique la courbe d, la valeur de seuil peut cependant 69 04343 5 Û02559 être déjà obtenue pour ane faible valeur de la différence de potentiel AU. Le dispositif selon l'invention présente par conséquent une sensibilité particulièrement élevée. Par contre, les dispositifs classiques de protection utilisant une diminu-5 tion de la tension dans le circuit de charge comme paramètre de déclenchement doivent être agencés de manière que la valeur de seuil du dispositif soit suffisamment faible pour que la tension de déclenchement, qui est représentée à titre d'exemple en trait mixte en dessous de la courbe a soit encore suffisam-10 ment éloignée des valeurs minimales que peut prendre la tension Uj. Dans l'exemple de réalisation considéré, il est prévu une valve de court-circuit 25 pour limiter la tension secondaire dans une direction. Cependant, ce problème pourrait 15 être résolu avec d'autres moyens. On pourrait ainsi prévoir par exemple une résistance pour limiter la tension. En outre, on pourrait également prévoir à la place de la valve 26 en série une résistance branchée sur le conducteur d'entrée de l'appareil 17 î ou bien en concevant cet appareil 17 de façon ap-20 propriée, on pourrait faire en sorte qu'il ne réagisse que dans une direction de la tension d'entrée. L'entrée de l'appareil 17 peut comporter, par exemple, un élément électronique de commande à tension de seuil réglable pour faire varier la sensibilité de 1'appareils 25 A la place du transformateur utilisé dans l'exemple considéré comme un organe de transmission commandé par une tension, on pourrait également, suivant l'invention, prévoir d'autres organes de transmission, par exemple une résistance semi-conductrice à commande magnétique, telle que les plaques magnéto-30 résistantes ou encore un transformateur de Hall. 69 04343 6 2002559 RETEIDIC Ail OIS le Dispositif pour limiter, en cas de variation brutale de la tension de service, l'alimentation en énergie é-lectrique d'un utilisateur sensible aux variations du courant, 5 notamment d'une machine d'usinage électrolytique, qui est relié à une source de tension continue, caractérisé par le fait qu'on utilise comme paramètre de déclenchement du dispositif la variation de tension à un organe de transmission commandé par la tension et branché, en série avec un condensateur 20, en paral-10 lèle sur l'utilisateur» 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par lofait que l'organe de transmission est constitué par l'enroulement primaire 22 d'un transformateur 21® 3. Dispositif suivant la revendication 2, caracté-15 risé par le fait que l'enroulement secondaire 23 du transformateur 21 est branché en parallèle sur une valve 25» 4« Dispositif suivant les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que le rapport de transformation du transformateur est au moins égal à environ 1:10 et de préféren-20 ce à 1:100.