Brevet FR2178846A1 — publié le 19731116

La présente invention concerne des perfectionnements apportés à des sources d'alimentation de l'arc des plasmotrons par un courant stabilisé On connait des sources d'alimentation électrique de l'arc d'un plasmotron, comportant un transformateur triphasé avec deux groupes d'enroulements secondaires Un des groupes d'enroulements est raccordé à l'entrefer d'arc du plasmotron à travers un redresseur à faible puissance, réalisé d'ordinaire avec des redresseurs à semi-conducteurs non commandés Ce circuit électrique assure l'amorçage de l'arc du plasmotron L'autre groupe d'enroulements est raccordé à ce même entrefer à travers un redresseur de puissance avec des redresseurs à semi-conducteurs commandés (thyristors).Ce circuit électrique assure l'alimentation de l'arc en courant correspondant au régime de traitement Dans le circuit de commande des thyristors est branché un bloc de décalage de leur angle de déblocage, appelé dans la littérature technique "dispositif de déphasage" Pour commander le régime de fonctionnement de ce bloc on prévoit un système de réglage et de stabilisation du courant de l'arc, formé par un circuit comparateur d'une tension de référence et de la tension de l'arc couplé en série avec un potentiomètre, branché sur la sortie dudit système Le potentiomètre assigne le courant nécessaire de l'arc du plasmotron, tandis que le circuit comparateur assure l'asservissement à la variation de la tension de l'arc, et permet ainsi de réaliser la stabilisation du courant de l'arc Une telle source de courant permet de régler progressivement, sans inertie, le courant d'entretien de l'arc Pour l'alimentation des plasmotrons de grande puissance (avec des courants dépassant 100 à 200A) il faut assurer également lors de l'allumage de l'arc l'accroissement progressif automatique du courant à partir d'une certaine valeur minimale Jusqu'à la valeur nominale correspondant au courant d'usinage du produit D'ordinaire un tel accroissement du courant est assure en introduisant dans le circuit de commande des thyristors un circuit intégrateur, ce qui réduit considérablement la rapidité de fonctionnement lors du raclage du courant d'entretien de l'arc et la stabilité de fonctionnement du système de stabilisation du courant de l'arc La présente invention a pour but d'assurer un accroissement automatique progressif du courant de l'arc à l'étape initiale après son allumage, le réglage sans inertie et la stabilisation du courant de l'arc au cours de son fonctionnement. L'invention part du problème consistant à réaliser un système de réglage et de stabilisation du courant de la source d'alimentation de l'arc de telle manière qu'il assure la formation au cours de la période de démarrage du plasmotron d'un signal pour la modification progressive de l'angle de déblocage des thyristors commandés et qu'il n'influence pas le signal de réglage du courant d'entretien de l'arc. Ce problème est résolu par le fait, que dans la source d'alimentation électrique de l'arc d'un plasmotron, comportant un transformateur de puissance triphasé avec deux groupes d'enroulements secondaires, l'un de ces groupes, étant raccordé à l'entrefer d'arc du plasmotron à travers un redresseur de faible puissance d'allumage de l'arc, tandis que l'autre groupe est raccordé à l'entrefer d'arc à travers un redresseur puissant à thyristors, ce transformateur assurant l'alimentation de l'arc en courant, correspondant au régime de traitement, un bloc de décalage de l'angle de déblocage des thyristors étant prévu, dont l'entrée est raccordée au système de réglage et de stabilisation du courant de l'arc assignant son régime de fonctionnement et formé par un circuit comparateur d'une tension de référence avec la tension de l'arc couplé en série avec un potentiomètre, branché à la sortie de ce système, selon l'invention, le système de réglage et de stabilisation du courant de l'arc comporte un transistor, qui est branché en parallèle avec le potentiomètre par sa jonction collecteur-émetteur, et dans le circuit d'alimentation de la base de ce transistor est branché un circuit intégrateur, dont la constante de temps est égale, pratiquement, à la durée de l'accroissement progressif du courant de l'arc à partir d'une certaine valeur minimale Jusqu'à la valeur assignée du courant du régime d'usinage. L'avantage d'une telle source d'énergie électrique réside dans le fait, que la commande du fonctionnement des thyristors lors de la mise en marche du plasmotron et après l'allumage de l'arc est réaliséeen pratique par deux canaux électriques indépendants l'un de l'autre, dans un cas (lors du démarrage) à travers le transistor, et dans le second cas, à travers une résistance. Ceci permet d'améliorer la fiabilité et la stabilité de fonctionnement du système de stabilisation du courant de l'arc du plasmotron et améliore sensiblement la rapidité de fonctionnement lors du réglage du courant d'entretien de l'arc. les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant au dessin donné en annexe, qui représente le schéma synoptique de la source d'alimentation électrique proposée de l'arc d'un plasmotron. Selon le mode de réalisation illustré la source d'alimentation comporte un transformateur triphasé 1 dont les enroulements primaires 2 sont raccordés au secteur d'alimentation. le transformateur 1 possède deux groupes d'enroulements secondaires 3 et 4. les enroulements 3 sont couplés en triangle et sont raccordés à travers un redresseur à faible puissance 5 et un relais de courant 6 à l'entrefer d'arc du plasmotron 7. les enroulements secondaires 4 du transformateur 1 sont couplés "en étoile" et à travers un redresseur de puissance 8, réalisé avec des thyristors, ils sont raccordés à l'intervalle de l'arc (ou entrefer d'arc) du plasmotron 7. le circuit électrique formé par les enroulements 3 et le redresseur 5 assure l'allumage et le courant de départ de l'arc, tandis que le circuit électrique formé par les enroulements 4 et le redresseur 8 assurent l'alimentation de l'arc avec un courant, correspondant au régime de traitement du produit. Dans le circuit de commande des thyristors du redresseur 8 est inséré un bloc 9 de décalage de leur angle de déblocage. Comme bloc 9 on peut utiliser un dispositif de déphasage, constitué par un générateur d'impulsions rectangulaires de durée constante, dont le nombre correspond au nombre de thyristors montés dans le pont et qui sont décalés dans le temps en fonction du signal électrique attaquant l'entrée du bloc 9 Le bloc 10 de réglage et de stabilisation du courant de l'arc, commande le fonctionnement du bloc 9 et comporte un circuit 11 comparateur des tensions, une source 12 de tension de référence, un potentiomètre 13, un transistor 14, un circuit intégrateur 15 et une source 16 de tension continue. le circuit comparateur 11 est raccordé par ses entrées aux électrodes du plasmotron 7 et à la source 12 de tension de référence. La sortie de ce circuit il est raccordée au bloc 9 à travers le potentiomètre 13 en parallèle avec lequel est branchée la jonction émetteur-collecteur du transistor 14. L'alimentation du circuit de base du transistor 14 est réalisée à partir de la source de tension continue 16 à travers le circuit intégrateur 15. le circuit intégrateur 15 est un élément à inertie R-L ou R-C. La constante de temps de ce circuit doit être sensiblement égale à la durée de l'accroissement progressif du courant d'alimentation de l'arc du plasmotron à partir d'une certaine valeur minimale jusqu'au courant du régime de traitement. le dispositif fonctionne de la manière suivante. Lorsqu'on applique la tension du secteur d'alimentation aux enroulements primaires 2 du transformateur 1, les sources 12 et 16 s'enclenchent simultanément. Alors le transistor 14 est entièrement débloqué grâce à l'application de la tension à son circuit de base. le bloc 9 est attaqué par la tension provenant du circuit comparateur fl, qui à ce moment possède une valeur maximale, car le potentiomètre 13 est shunté par le transistor 14. Le bloc 9 est réalisé de telle manière qu'il bloque les thyristors du redresseur 8 lorsqu'on applique à celui-ci la tension mentionnée. Après l'allumage de l'arc du plasmotron 7 par le redresseur 5, apparaît le couran#d'amorçage de l'arc, le relais 6 fonctionne et en conséquence la source d'alimentation 16 est débranchée et le circuit intégrateur 15 commence à se décharger à travers la jonction base-émetteur du transistor 14.Alors la résistance de la jonction émetteur-collecteur s'-accroît progressivement et réduit la tension qui attaque le bloc 9 et en conséquence se produit le déblcuage des thyristors du redresseur 8 et l'accrois sement progressif du courant de l'arc du plasmotron, A la fin de la décharge du circuit intégrateur 15 le transistor 14 est complètement bloqué après quoi la tension à l'entrée du bloc 9, et de ce fait l'intensité du courant de l'arc, correspondant au régime de traitement, est déterminée par la valeur de réglage du régulateur du potentiomètre 13. Ensuite, lorsque l'arc du plasmotron est allumé, le circuit électrique comportant le transistor 14, le circuit intégrateur 15 et la source 16 n'influence pas le signal de réglage et la stabilisation du courant de l'arc. Le signal de commande est entièrement déterminé par la tension provenant du circuit comparateur 11 à travers le potentiomètre 130 Ainsi l'utilisation de l'invention proposée permet d'assurer l'accroissement progressif du courant au cours de la période de démarrage et le réglage sans inertie et la stabilisation du courant pendant l'entretien de l'arc Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'i2EX*rnO En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent REVENDICATION Source d'alimentation électrique de l'arc d'un plasmotron par un courant stabilisé, comportant un transformateur de puissance triphasé avec deux groupes d'enroulements secondaires, dont l'un des groupes est raccordé à l'entrefer d'arc du plasmotron à travers un redresseur d'allumage de l'arc à faible puissance, tandis que l'autre groupe d'enroulements est raccordé à l'entrefer d'arc du plasmotron à travers un redresseur de puissance constitué de thyristors, qui assure l'alimentation de l'arc en courant, correspondant au régime de traitement, un bloc de décalage de l'angle de déblocage des thyristors étant prévu, dont l'entrée est raccordée à un système de réglage et de stabilisation du courant de l'arc assignant le régime de fonctionnement dudit bloc, ce système étant formé par un circuit comparateur d'une tension de référence avec la tension de l'arc et par un potentiomètre couplés en série, caractérisée en ce que le système de réglage et de stabilisation du courant de l'arc comprend un transistor (14), branché en parallèle avec le potentiomètre (13) précité par son circuit émetteur-collecteur, et dans le circuit d'alimentation de la base de ce transistor est inséré un circuit intégrateur (15), dont la constante de temps est sensiblement égale à la durée de l'accroissement progressif de l'intensité du courant de l'arc à partir d'une certaine valeur minimale Jusqu'à l'intensité du courant du régime de traitement