Brevet FR2081906A1 — publié le 19711210

L'invention concerne un procédé pour la commande de fours à chauffage électrique au moyen d' impul- sions synchronisées du réseau de distribution, les éléments chauffants étant connectés au réseau triphasé par des soupapes à semiconducteurs commandées. Pour le réglage de la puissance de chauffage des fours électriques industriels, il est connu d'amorcer des soupapes à semi-condùcteur, ayant une électrode de commande, placées dans le circuit du courant de charge, par des impulsions synchrones du réseau. les soupapes semiconducteur sont amorcées au début d'ùne demi-onde au passage par zéro du courant dX charge, et restent conductrices jusqu'à la fin de la demi-Onde. Une tension en dent de scie qui détermine la pérode d'enclenchement est comparée avec une tension continue de commande. L'intensité du signal de commande détermine le nombre d'impulsions d'amorçage par période d'enclenchement.Les impulsions d'amorçage ne peuvent pas Outre décalées dans leur positior le phase, mais elles peuvent entre court-circultées pério diquemen-t,-de sorte que pendant une période d'enclenchement, il existe un rapport défini, todifiable, entre le temps d'enclenchement et le temps de pause. D'autre part, on connaît un procédé dans lequel le rapport entre le temps d'enclenchement et le temps de pause est modifié par le temps d1enclenchement d'un étage basculant bistable. Le temps d'enclenchement de l'étage basculant bistable est réglé par variation du condensateur déterminant le temps. Toutefois la complication technologique pour réaliser l'accord est importante. De plus, du fait des tolérances sur les composants, Si on change les condensateurs ou l'étage basculant, les valeurs réglées changent. Enfin dans le cas de réseaux triphasés, le dispositif de commande est triple de celui d'un système monophasé. D'autres part, dans les procédés mentionnés, dans le cas d'enclenchement aléatoire simultané de plusieurs éléments chauffants, dont la résistance initiale est très faible, par exemple de cannes chauffantes au carbure de silicium, la charge du secteur est très forte, et il doit en être tenu compte dans le dimensionnement du réseau d'alimentation. L'invention a pour but de réaliser un procédé assurant le réglage des valeurs voulues avec une grande précision et qui, en particulier, élimine toutes les opérations d'accord. I1 permet de réduire largement l'importance des moyens de commande. L' enclenchement de plusieurs cannes chauffantes se produit obligatoirement en succession. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que l'état d'enclenchement d'un compteur en anneau double, qui reçoit des impulsions dérivées de la tension alternative du secteur, détermine, par un circuit logique de liaison, les impulsions de commande, une phase étant enclenchée immédiatement et les autres phases enclenchées par l'intermé du aire d'un organe de retard en sychronisme avec le réseau, en particulier au passage du courant par zéro dans le système interconnecté. Dans un mode de réalisation de l'in- vention, la longueur des impulsions est modifiée par l'effet du circuit logique au moyen de commutateurs à plots ou à touches. Les conditions d'enclenchement introduites de façon quelconque sont retardées de telle façon que les impulsions de commande ne soient efficaces qu'à partir du passage par zéro de la tension du réseau. D'autre part, en plus de la commande par impulsions, on peut aussi effectuer une commande par découpage de phase, à l'aide du déplacement de l'angle d'amorçage. Plusieurs appareils de mesure sont associés à un compteur en anneau central, et par un circuit logique interne adéquat, ou par une position de rappel définie, obligée,des divers appareils de mesure, les instants d'enclen chement des signaux de sortie sont décalés à l'intérieur d'une période d'enclenchement, de manière à produire, par un codage approprié, un échelonnement dans le temps dans le cycle de la fréquence du réseau, alors que le choix du rapport du temps d'enclenchement au temps de pause est conservé individuellement pour chaque commutateur électronique. La description ci-après se rapporte à un exemple de réalisation représenté aux dessins annexés, dans lesquels - la figure I montre un schéma d'ensemble selon l'invention. - La figure 2 représente un diagramme d'impulsions concernant l'établissement de la période d'en clenchement Un compteur en anneau Z, en soi connu, est constitué par les éléments de mémoire Fl à Fn. Pour modifier l'état du compteur on utilise les flancs d'impulsions rectangulaires, qui sont extraites de la tension alternative du réseau, par exemple au moyen d'un contacteur basculant de Schmitt T. Les impulsions sont déterminées par un rapport de division de fréquence voulu, de telle façon que leurs flancs coïncident dans le temps avec le passage par zéro de la tension alternative. les états du compteur en anneau Z sont traités dans un circuit logique de liaison IV, de telle façon que - ou bien un signal d'enclenchement soit émis pour plusieurs états successifs du compteur. - ou bien, pour un état défini du compteur, une mémoire soit enclenchée, tandis que pour l'état suivant, une mémoire est mise au repos. Le nombre de temps où un signal de sortie est émis est réglé par une modification de la liaison, par exemple par le commutateur à plots ou à touches. Plus la période d'enclenchement est grande, plus fin est le réglage des paramètres voulus, par exemple la puissance du four. Des conditions supplémentaires (signal L ou 0) peuvent être traitées dans le circuit de liaison LV, de façon qu'au début et à l'application de ces signaux, à un instant quelconque, l'impulsion suivante n'est émise à la sortie de l'appareil de commande que quand le passage par zéro suivant du courant du système interconnecté est atteint. les impulsions d'amorçage pour la deuxième phase du réseau triphasé sont retardées par un organe de retard électronique V de façon que l'amorçage de cette soupape à semiconducteur Th ne puisse avoir lieu qu'au passage par zéro du courant du système interconnecté. Le circuit peut se généraliser par rapport à la figure 1 de façon à pouvoir, en cas de besoin, enclencher aussi la phase T en synchronisme avec le réseau au moyen d'une soupape à semiconducteur supplémentaire Th et d'un deuxième organe de retard V. Par un décalage dans le temps du flanc d'impulsion au moyen d'un organe déphaseur A, on peut effectuer une commande par découpage de phase sur une valeur instantanée déterminée de la tension alternative. Le diagramme d'impulsions de la figure 2 montre le fonctionnement du compteur en anneau double Z. On fixe ici la durée d'une période d'enclenchement par le nombre d'étages du compteur. A l'aide du circuit logique LV, on peut modifier le rapport entre le temps d'enclenchement et le temps d'arrêt dans toutes les périodes d'enclenchement, le rapport étant réglé de façon fixe, ou bien étant ajusté de façon variable par un commutateur à échelons ou à clé S. Y1, Y2,...Yn sont les grandeurs de sortie du circuit logique (LV) sur les positions 1,2...n, correspondantes du commutateur à échelons S. Grâce à l'invention, on obtient de plus que l'enclenchement de plusieurs cannes chauffantes se produit obligatoirement en succession dans le temps, ce qui fait que le réseau d'alimentation peut être établi pour une charge de courant beaucoup plus faible. Si le nombre d'appareils de commande est important, ils peuvent être réunis en groupe et être associés en groupe à certains instants d'enclenchement. En général le codage est possible sur chaque période de la fréquence du réseau à l'intérieur d'une période d'enclenchement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 - Procédé pour la commande de fours à chauffage électrique par des impulsions synchronisées sur le réseau, avec élément de chauffage connecté au réseau triphasé par des soupapes à semi-conducteur ayant une électrode de commande, caractérisé en ce que l'état d'enclenchement d'un compteur en anneau double auquel sont appliquées des impulsions dérivés de la tension alternative du réseau, établit les impulsions de commande par l'intermédiaire d'un circuit logique de liaison une phase étant enclenchée immédiatement et les autres phases enclenchées en synchronisme à travers un organe de retard en synchronisme avec le réseau. 20 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des conditions d'enclenchement introduites arbitrairement sont retardées de telle façon que les impulsions de commande ne sont efficaces qu'à partir du passage par zéro de la tension du réseau. 30 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la longueur d'impulsion est modifiée par l'effet du circuit logique de liaison (LV) au moyen d'un commutateur à plots ou à touches (S). 40 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en plus de la commande par impulsions, un réglage par découpage de phase est effectué par décalage de l'angle d'amorçage. 50 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que plusieurs appareils de commande sont affectés à un compteur en anneau central, et, par un circuit logique interne adéquat, ou par une position de rappel définie obligée des divers appareils de mesure, les instants d'enclenchement des signaux de sortie sont décalés à l'intérieur d'une période d'enclenchement, de manière à produire, par un codage approprié, un échelonnement dans le temps dans le cycle de la fréquence du réseau, alors que le choix du rapport du temps d'enclenchement au temps de pause est conservé individuellement pour chaque commutateur électronique.