Brevet FR2318554A1 — publié le 19770211

La présente invention a pour objet un circuit de réglage de l'alimentation d'une bobine d'induction, et plus particulièrement un circuit de réglage de l'alimentation de la bobine d'induction d'un four à induction tel qu'on l'utilise pour la fusion ou le réchauffage des metaux. On connaît des circuits ou dispositifs de réglage du courant alimentant une bobine d'induction, qui comportent dEs transformateurs à gradins. Ces dispositifs sont peu satisfaisants, car ils sont encombrants, ils nécessitent des mécanismes de commutations relativement compliqués et coûteux associés, dans de nombreux cas, à des dispositifs de commande à distance, qui sont également onéreux,tant en ce qui concerne leur fabrication qu'en ce qui concerne leur entretien. On a déjà proposé de remédier à ces inconvénients en remplaçant les transformateurs à gradins par un montage comprenant une bobine de self réglable branchee entre deux des trois conducteurs d'un réseau d'alimentation en courant triphasé, une batterie de condensateurs réglables entre le second conducteur et le troisième conducteur dudit reseau, une seconde batterie de condensateurs réglables branchée entre le premier des conducteurs precités et une première borne de la bobine d'induction, ainsi qu'une troisième batterie de condensateurs réglables branchée entre cette première borne de ladite bobine et la seconde borne de celle-ci, qui est également reliée audit troisième conducteur du réseau d'alimentation triphasé. Cette installation perfectionnee permet évidemment de supprimer les transformateurs à gradins sus-mentionnés et les dispositifs de commutation et de télécommande associés, mais elle n'est applicable qu'à des fours à induction (c'est-à-dire à des bobines d'induction) qui sont appelés à fonctionner uniquement à la fréquence dite "industrielle" de 50 Hz environ. En effet, l'installation perfectionnée permet seulement de régler la tension appliquée aux bornes de la bobine d'induction, mais elle ne permet pas d'agir sur la frequence du courant alimentant cette bobine. Or, on sait que lorsqu'on désire faire fonctionner la bobine d'un four à induction dans des conditions optima, tant du point de vue technique que du point de vue économique, il est souhaitable de pouvoir agir à la fois sur la tension et sur la fréquence du courant d'alimentation de la bobine. La présente invention a pour but de créer un circuit de réglage qui permet dtatteindre ce but et, par conséquent, d'éliminer les inconvenients des installations connues. Le circuit de réglage selon la présente invention, qui est interpose entre les bornes d'une bobine d'induction et une source de courant alternatif comporte, à cet effet, une premiere capacité réglable dont une première borne est reliée à une première borne de ladite source de courant alternatif et à une première borne de ladite bobine d'induction, cependant que la seconde borne de ladite premiere capacité réglable est reliée à la seconde borne de ladite source de courant et à une première borne d'une seconde capacite reglable dont la seconde borne est reliee à la seconde borne de ladite bobine d'induction et à une premiere borne d'une troisième capacité reglable dont la seconde borne est reliée à ladite première borne de ladite bobine d'induction. De préférence, les première, seconde et troisième capacités réglables precitées sont constituées chacune par une batterie de condensateurs réglables. Grâce à l'agencement defini ci-dessus, il est possible d'alimenter la bobine d'induction, par l'intermédiaire du circuit de reglage selon l'invention, à partir des deux bornes d'un générateur de courant alternatif à tension constante et à frequence reglable, cette fréquence pouvant être ajustée manuellement ou automatiquement selon les conditions de fonctionnement particulières, et notamment en fonction de la nature de la charge du four à induction. C'est ainsi que, dans un mode de réalisation avantageux, le générateur précité est constitué par un ensemble comprenant, d'une manière connue en soi, un circuit redresseur alimenté en courant triphasé et relié par un circuit de lissage à un circuit onduleur qui fournit, à partir du courant redressé par le circuit redresseur, un courant alternatif de la fréquence voulue, qui est alors appliquée,avec la tension choisie, à la bobine d'induction, par l'intermédiaire du circuit de réglage sus-mentionne. L'invention permet d'éviter, ou au moins de limiter considérablement, l'introduction indésirable d'harmoniques parasites dans le réseau d'alimentation tation de la bobine d'induction. Par ailleurs, étant donné que la tension aux bornes de sortie de la source de courant alternatif, c'est- -dire aux bornes de sortie du générateur précité, est constante, et que le réglage de la tension d'alimentation de la bobine d'induction est obtenu par variation capacitive, le facteur de puissance cos f peut etre maintenu à tout moment et dans toutes conditions de fonctionnement à une valeur satisfaisante. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que les thyristors couramment utilisés dans les ponts redresseurs d'alimentation de fours à induction peuvent être remplacés, sans inconvenient, par de simples diodes, ce qui entraine,par voie de consequence, la suppression des circuits de commande desdits thyristors des ponts redresseurs classiques. La figure unique annexée représente à titre d'illustration, mais non de limitation, un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure, on voit un pont redresseur 1 du type dit "pont de Graetz" alimenté par-un réseau triphasé dont les trois conducteurs sont désignés par les references R, S et T. Le courant continu apparaissant aux bornes de sortie 2, 3 de ce pont redresseur est appliqué, par l'intermédiaire d'une self de lissage 4,aux bornes d'entrée 5, 6 d'un circuit onduleur à thyristors dont le fonctionnement est bien connu en soi et qui ne sera, par conséquent, pas décrit ici de manière détaillée. Aux bornes de sortie 7, 8 de l'onduleur apparaît une tension alternative dont la fréquence dépend des caractéristiques et du mode de commande des composants, et notamment des thyristors, de l'onduleur. La borne de sortie 7 de l'onduleur est reliee à une des bornes 9 de la bobine d'induction 20 d'un four à induction, et elle est egalement reliée à une des bornes 10 d'une batterie de condensateurs réglables 11 dont l'autre borne 12 est reliée à l'autre borne de sortie 8 de l'onduleur.Cette borne 12 de la batterie de condensateurs 11 est, par ailleurs, reliée à une des bornes 13 d'une batterie de condensateurs réglables 14 dont l'autre borne 15 est reliee à la seconde borne 16 de la bobine d'induction 20, cette borne 16 étant également reliée a une des bornes 18 d'une troisième batterie de condensateurs réglables 17 dont l'autre borne 19 est reliée à la borne 9 précitée de la bobine d'induction 20. On comprendra que la batterie de condensateurs 17 est branchée en parallèle avec la bobine d'induction 20 et en serie avec la batterie de condensateurs 14, cependant que la batterie de condensateurs 11 est branchee en parallèle avec lesdites batteries de condensateurs 17 et 15 branchées en série. Bien entendu, le circuit de reglage comportant les trois batteries de condensateurs 11,15 et 17 est interposé de la maniere décrite et représentée entre les bornes de sortie 7, 8 de l'onduleur et la bobine d'induction 20 peut être interposé d'une manière analogue entre une telle bobine d'induction et toute source de courant alternatif convenable autre que celle décrite ci-dessus. Afin de simplifier la description et le dessin, on n'a pas indiqué les dispositifs accessoires tels que les dispositifs de commande de l'onduleur, dispositifs de démarrage, etc., ces dispositifs étant universellement connus en eux-mêmes et n'entrant pas dans le cadre de la présente invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Circuit de réglage de l'alimentation d'une bobine d'induction, notamment pour un four à induction, qui est interpose entre les bornes de ladite bobine et les deux bornes de sortie d'une source de courant alternatif, caractérisé en ce qu'il comporte une premièrecapacite réglable dont une premiere borne est reliée à une première borne de ladite source de courant alternatif et à une première borne de ladite bobine d'induction, cependant que la seconde borne de ladite premiere capacité reglable est reliée à la seconde borne de ladite source de courant et à une première borne d'une seconde capacité réglable dont la seconde borne est reliee à la seconde borne de ladite bobine d'induction et à une premiere borne d'une troisième capacité réglable dont la seconde borne est reliée à ladite premiere borne de ladite bobine d'induction. 2.- Circuit de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des première, seconde et troisieme capacités réglables est constituée par une batterie de condensateurs réglables. 3.-Circuit de réglage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite source de courant alternatif est constituee par un ensemble comprenant un circuit redresseur alimenté en courant triphasé et relié par un circuit de lissage à un circuit onduleur. 4.- Circuit de reglage selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit circuit redresseur est du type dit "pont de Graetz" comportant des diodes, cependant que ledit circuit onduleur est un circuit du type à thyristors, connu en soi. 5.- Circuit de réglage selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite source de courant alternatif fournit un courant de tension constante. 6. Four à induction, comprenant une bobine à induction reliée par l'intermédiaire d'on circuit de reglage à une source de courant alternatif, carac terisé en ce que ledit circuit de réglage est agencé et branche comme défini dans une quelconque des revendications 1 à 5.