Brevet FR2178844A1 — publié le 19731116

La présente invention concerne des perfectionnements apportés à des sources d'alimentation électrique de l'arc d'un plasmotron, plus particulièrement prévus pour la coure manuelle au plasma et le soudage manuels des métaux au moyen d'un arc à plasma. On connaît des sources d'alimentation en énergie électrique de l'arc l'lAn plasmotron, dans lesquelles pour la stabilisation du courant de l'arc on utIlIse un stabilisateur de courant inductif-capacitif. Les entres de ce stabilisateur sont raccordées au secteur d'alimentation, tandis que ses sorties sont raccordées à travers un transformateur d'adaptation à un redresseur raccordé aux électrodes du plasmotron. Le transformateur d'adaptation est prévu pour adapter les paramètres de la charge ( de l'arc) du plasmotron avec les paramlètres de sortie du stabilisateur do courant @@duecif-capacitif. D'ordinaire dans ces sources le stabilisatelr doit etre calculé pour la puissance maximale de la ce, ce qui exige l'utilisation dans celui-ci de selfs et do condensateurs à encombrements importants et entraîne en outre l'accroissement du poids et de l'encombrement de la source d'alimentation en entier tout en compliquant son utilisation lors des processus manuels de traitement des produits au plasma. La présente invention a pour but la diminution de l'encombrement et du poids de la source d'alimentation. L'invention part du problème de la mise au point d'une source d'alimentation telle, que dans cele-#i une partie de la puissance arrive à l'arc en ne traversant pas le stabilisateur capaciiSf-induc+if, tout en assurant alors la stabilisation du courant de l'arc dans toute la gamme des tensions avec lesquelles on proceso au traitement des pièces. Le problème posé est résolu par le fait, que la source d'alimentation de l'arc d'un plasmotron en courant stabilisé, comportant un stabilisateur de courant capacitif-inductlf, raccordé par ses sorties aux enroulements primaires d'un transformateur d'adaptation, dont la tension aux enroulements secondaires est appliquée à travers un redresseur aux électrodes du plasmotron, selon l'invention, possède un transformateur complémentaire, dont les enroulements secondaires sont raccordés en série et en accord avec les enroulements secondaires du transformateur d'adaptation, les enroulements primaires du transformateur supplémentaire étant raccordés en parallèle aux entrées du stabilisateur, tandis que le montage des enroulements primaires du transformateur complémentaire ainsi que le montage des enroulements primaires du transformateur d'adaptation est choisi tel que les tensions dans les enroulements secondaires de ces transformateurs soient en phase. Avec une telle réalisation de la source d'alimentation électrique la plus grande partie de la puissance arrive à l'arc à travers le transformateur supplémentaire, ce qui permet de réduire sensiblement l'encombrement des selfs et des condensateurs du stabilisateur inductif-capacitif, ainsi que l'encombrement du transformateur d 'adapt#tion. Pour assurer dans les enroulements secondaires du transformateur la mise en phase des tensions il faut, que les enroulements primaires du transformateur d'adaptation soient couplés en étoile, et que les enroulements primaires du transformateur complémentaire soient couplés en triangle ou inversement. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés, qui représentent: La figure 1, le schéma électrique de principe de la source d'alimentation; La figure 2, le diagramme vectoriel des tensions simules du secteur, et des tensions secondaires des transformateurs d'adaptation et supplémentaire. La source d'alimentation électrique de l'arc du plasmotron comporte un stabilisateur triphasé de courant capacitifinductif 1, pour lequel on peut utiliser un circuit à résonance formé par des selfs et des condensateurs assemblés selon un montage en T, connu dans le technique sous le nom de montage de Boucherot. Le stabilisateur 1 est raccordé par ses entrées au secteur d'alimentation et par ses sorties, aux enroulements primaires du transformateur d'adaptation 5, qui sont couplés en étoile. A ce même secteur d'alimentation est raccordé en parallèle à l'entrée du stabilisateur 1 un transformateur supplémentaire 4, dont les enroulements primaires 5 sont raccordés en triangle, tandis que les enroulements secondaires 6 sont raccordés ensérie et en phase avec les enroulements secondaires 7 du transformateur 3. Les extremités des enroulements secondaires 6 sont raccordées à un redresseur 8, dont la tension est appliquéeax électrodes du plasmotron 9. Dans le montage décrit les enroulements primaires 2 du transfornateur d'adaptation 3 et les enroulements primaires 5 du transformateur supplémentaire 4 sont raccordés en étoile et enAriangle respectivement; on peut prévoir une autre variante de leur couplage, par exemple, les enroulements primaires 2 du transformateur 3 sont couplés entriangle, tandis que les enroulr--n#nts primaires 5 du transformateur 4 sont couplés enétoile, ou bien d'autres montage Cependant dans n'importe laquelle de ces variantes il faut prévoir un couplage des enroulements primaires des transformateurs 5 et 4, tel que les tension des enroulements secondaires de ces transformateurs 6 et 7 soient en phase. L'induction du circuit magnétique du transformateur d'adaptation 3 est choisie 1, 2 à 1, 4 fois supérieure à l'induction maximale de la partie rectiligne de la courbe d'alimentation de l'acier magnétique utilisé pour la constru#- tion du circuit magnétique. La source d'alimentation proposéefonctionne de la manière suivante. Lors de ltencllnchement de la source, la tension U (figure 2) est appliquée simultanément au stabiliseteur inductifcapacitif 1 (figure 1) et aux enroulements primaires 5 du transformateur splémentaire 4. Il est connu, qu'un stabilisateur capacitif-inductif provoque le déphasage de la tension de sortie de 900 par rapport à la tension d'entrée. Ain55# sur les enroulements primaires 2 du transformateur 5 la tension est décalée en avance de 900 par rapport à la tension attaquant les enroulements primaires 5 du transformateur 4. Vu que les schémas de couplage des enroulements#primaires de ces transformateurs sont différents, comme indiqué plus haut, on crée ainsi un décalage supplémentaire provoquant la coin cîdence en phase des tensions provenant des enroulements secondaires 6 et 7. Vu que les enroulements secondaires 6 et 7 sont raccordés entre eux série et en accord de phase, sur le redresseur 8 arrive une tension, égale à la somme algébrique des tensions des enroulements secondaires 6 et 7, qui attaque à travers le redresseur 8 les électrodes du plasmotron 9. Le processus dtaddition des tensions décrit est illustré par le diagramme vectoriel de la figure 2 où U , Ub, U sont c les tensions simples des enroulements secondaires 7 du transformateur 3, tandis que les tensions U4a, U4b, U4c, sont les tensions simples des enroulements secondaires 6 du transformateur 4. Ainsi, la partie de la puissance nécessaire pour l'alimentation de l'arc du plasmotron 9 arrive à travers le transformateur supplémentaire 4. Ceci permet de réduire l'encombrement et le poids du transformateur d'adaptation 3 et des éléments du stabilisateur 1, car la puissance théorique du stabilisateur 1 et du transformateur 3 est déterminée non par la valeur totale de la tension de l'arc, comme dans les sources d'alimentation connues, mais seulement par la différence entre la tension maximale et minimale. La comparaison du dispositif proposé avec les dispositifs connus fait voir, que du fait que le transformateur 5 est traversé par une puissance correspondant seulement à une partie de la puissance d'alimentation de l'arc, l'encombrement et le poids du stabilisateur capacitif-inductif sont sensiblement réduits, et par ailleurs le poids trntaî et les encombrements des transformateurs 3 et 4 sont à peu près égaux au poids du transformateur du dispositif connu. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné lu'à titre d'i~Rustrathn En particulier, elle comprend tous les moyens cGnst tu-n des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, Si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Source d'alimentation en courant stabilisé de l'arc d'un plasmotron, comportant un stabilisateur de courant capacitif-inductif, raccordé par ses sorties aux enroulements primaires d'un transformateur d'adaptation , et dont la tension des enroulements secondaires est appliquée à travers un redresseur aux électrodes du plasmotron, caractérisée en ce qu 'elle comprend un transformateur supplémentaire 4, dont les enroulements secondaires 6 sont raccordés en série et en accord de phase avec les enroulements secondaires 7 du transformateur d'adaptation 3, les enstlements primaires 5 du transformateur complémentaire étant branchés en parallèle à l'entrée du stabilisateur 1, et le schéma de couplage des enroulements primaires 2 du transformateur d' adaptation 3 et le schéma de couplage des enroulements du transformateur suppléentaire 4 étant choisis de telle manière que les tensions de leurs enroulements secondaires 7,6 soient en phase. 2. Source d'alimentation électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les enroulements primaires 2 du transformateur d'adaptation 3 sont couplés en étoile, tandis que les enroulements primaires 5 du transformateur complémentaire 4 sont couplés en triangle et qu'en conséquence, la tension des enroulements secondaires 7,6 de ces transformateurs est en phase. 3. Source d'alimentatioçélectrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les enroulements primaires 2 du transformateur d'adaptation 3 sont couplés en triangle, tandis que les enroulements primaires 5 du transformateur supplémentaire 4 sont couplés en étoile, et qu'en conséquence la tension des enroulements secondaires 7,6 de ces transformateurs est en phase.