Brevet FR2674094A1 — publié le 19920918

i L'invention se rapporte à un système pour la fixation amovible d'un redresseur refroidi à diodes sur un transformateur Le problème réside partiellement dans le fait de créer un bloc transformateur-redresseur pour une installation de soudage de très haute puissance, qui soit de plus utilisable en condition d'espace limité. De l'état de la technique, on connait de nombreusessolutions très différentes les unes des autres pour la fixation d'unités de redresseur sur des transformateurs En règle générale, on prévoit en outre un système de refroidissement pour évacuer la chaleur électrique perdue nuisible inévitable Les solutions connues jusqutà maintenant ne considèrent pas la configuration devant économiser l'espace des moyens par lesquels le redresseur est fixé au transformateur; cela rétrécit la possibilité d'utilisation de ces transformateurs Cela peut être du au fait que le refroidissement du transformateur est au premier plan si l'on veut pouvoir augmenter le débit de courant du redresseur Il est en outre traditionnel d'entreprendre le refroidissement au moyen d'un liquide froid ou d'air froid. Dans les solutions connues, on est arrivé, en négligeant le besoin de place d'un tel redresseur, à grouper le refroidissement du redresseur et celui du transformateur, comme cela est proposé par exemple dans le DE-AS 22 27 989 Dans des cas isolés, une telle solution peut être satisfaisante; cependant elle ne donne pas satisfaction lorsqu'une puissance plus importante, c'est-à-dire un débit plus important de courant du redresseur, est demandé en même temps qu'une configuration de l'unité transformateur redresseur économisant l'espace Cette condition se présente le plus souvent dans l'utilisation d'une telle unité pour des installations de soudage et lorsque les travaux de soudage doivent être accomplis dans des conditions d'espace étroit C'est pourquoi la tâche à la base de laquelle réside la présente invention consiste à indiquer un moyen pour un agencement économisant l'espace des diodes sur un transformateur avec en même temps intensification du refroidissement nécessaire du redresseur pour que le niveau du courant continu de sortie puisse être augmenté par rapport au niveau traditionnel. L'invention part d'un transformateur traditionnel et d'un bloc redresseur monté sur le transformateur, qui est formé de corps de refroidissement et de diodes rassemblées en une colonne et qui subit un refroidissement forcé pour l'évacuation de la chaleur résiduelle électrique. La solution de cette tâche réside, dans une telle unité de redresseur, dans le fait que des deux côtés des diodes du redresseur repose un corps à peu près de forme parallélépipèdique en étant pressé par un paquet de ressorts Belleville, lequel est pourvu d'un système de canalisation pour un liquide froid; la solution réside de plus dans le fait qu'un corps froid sur deux porte un ressort conducteur qui est formé en une pièce angulaire, par lequel chaque corps froid est vissé par une branche du ressort conducteur au transformateur et que l'autre des corps froids porte un paquet identique de ressorts conducteurs mais cet élément est pivoté vers l'extérieur, hors du plan de fixation des éléments conducteurs, par avance, sur le transformateur, de 900, et ils sont vissés au rail du courant continu. Avec le système de canalisation pour le liquide froid dans les corps reposant contre les diodes, l'effet de refroidissement a considérablement augmenté et cela non seulement parce que l'agent de refroidissement agit à proximité directe des diodes à refroidir mais également parce que le corps froid repose sous pression contre les diodes et ainsi la transmission de température est améliorée Ce bon refroidissement a pour suite qu'il devient possible d'augmenter le débit du courant continu. Il s'est révélé, dans la pratique, qu'une machine à souder avec un tel redresseur pouvait donner un courant de soudage pouvant atteindre 540 A (par impulsion de soudage). Les éléments conducteurs de forme angulaire, par lesquels l'unité du redresseur est fixée au transformateur, prennent en eux-mêmes peu de place, d'autant plus qu'ils ne sont pas simplement face à face mais qu'ils prennent, de manière alternée, dans la seconde rangée, une place qui autrement serait inoccupée L'éloignement minime que l'on obtient du redresseur au transformateur ne provoque pas une influence thermique mutuelle néfaste; pour ceci, l'effet de refroidissement des corps parallélépipèdiques est trop élevé pour que cette influence puisse être néfaste. Dans une configuration de la solution selon l'invention, on prévoit que le système de canalisation soit formé dans les corps par des perçages qui sont pourvus de raccords pour des conduites du liquide froid et que les éléments conducteurs angulaires soient vissés (au transformateur) au moyen d'une vis à tête. Il est de plus prévu, selon l'invention, que pour presser les unes contre les autres les diodes du redresseur en une colonne, des tirants d'ancrage soient prévus qui traversent les corps parallélépipèdiques et dont les butées sont soutenues par un paquet de ressorts Belleville; il est avantageux d'utiliser symétriquement quatre de ces tirants, qui ont le cas échéant une butée commune. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la figure 1 montre une réprésentation schématique en perspective du bloc transformateur- redresseur; les figures 2 et 3 montrent le corps parallélépipèdique avec le système de canalisation pour le liquide froid et avec un élément conducteur angulaire; et la figure 4 montre schématiquement l'assemblage des éléments du redresseur avec tirants d'ancrage dans une installation avec plusieurs transformateurs. Il faut remarquer qu'ici les raccordements et liaisons électriques nécessaires ainsi que les isolements nécessaires d'un élément en vis-àvis d'un autre ne sont pas représentés mais sont faciles à comprendre parce que ces mesures concernent la base de la technique électrique. Cela est également valable, sans aucune limite, pour les redresseurs à diodes utilisés ici qui se trouvent dans le circuit du courant de sortie. La figure 1 montre que le système se caractérise par une construction compacte Le coeur de cette solution réside dans les corps 2 ' et 2 " de configuration simple, c'est-à-dire parallélépipèdique Ces corps reçoivent par paires les diodes 1 entre eux et les compriment Ils sont de plus également électriquement efficaces parce qu'ils permettent les raccordements au transformateur 5, c'est-à-dire par des ressorts conducteurs 4 ' et 4 " qui sont formés en une pièce angulaire Ces ressorts conducteurs sont reliés de manière conductrice au transformateur comme on l'indiquera si après; c'est pourquoi ils sont dimensionnés de façon correspondante dans leur section transversale et qu'ils sont fabriqués en un métal bon conducteur du courant A une extrémité, ils sont soudés ou pressés dans une fente 8 avec le corps 2 ' ou respectivement 2 " (voir figure 3). Les ressorts conducteurs ont également la tâche de servir de moyens de fixation des corps 2 ' et 2 " et ainsi des éléments du redresseur sur le transformateur C'est pourquoi ils sont pourvus à leur autre extrémité (voir figure 3) de perçages traversants 7 par lesquels ils sont fixés au moyen d'une vis à tête, au transformateur Ce type de fixation donne, non seulement, une liaison mécanique solide au transformateur mais également un bon raccordement électrique car il peut par exemple y avoir là une plaque conductrice. Les éléments du redresseur sont rassemblés en une colonne comme le montre la figure 1 Cela permet l'alternance des corps froids du courant alternatif et du courant continu Pour créer, dans ce but, la position correspondante des éléments conducteurs de courant 4 ' et 4 ", on prévoit que les éléments conducteurs du côté courant alternatif soient placés les uns derrière les autres en série sur le transformateur et que les élements conducteurs du côté courant continu soient également placés les uns derrière les autres en série mais cependant décalés de la première série de 900 ou respectivement 1800 Cela donne alors, dans la colonne du redresseur, une image telle qu'elle est représentée à la figure 1 La série pivotée vers l'extérieur des élements conducteurs 4 " se trouve dans un espace qui resterait autrement inoccupé, ce qui est très favorable au mode de construction compact du bloc transformateur-redresseur. Dans le cas d'un redresseur du type utilisé ici, il y a une quantité importante de chaleur perdue électrique qu'il faut évacuer C'est pourquoi on prévoit, sans pertuber la construction compacte obtenue, de configurer de plus les corps parallélépipèdiques 2 ' et 2 " en tant que corps froids pour refroidir les diodes C'est pourquoi ces corps sont pourvus d'un système de canalisation 3 qui est formé de simples perçages 6 dans les corps Sur les figures 2 et 3, cela est représenté en une vue en coupe longitudinale et transversale à travers les corps Les débuts des perçages 6 sont placés de manière qu'ils puissent être pourvus des raccordements habituels pour les conduites pour l'arrivée et le départ du liquide froid. Il est compréhensible qu'il est particulièrement avantageux que les éléments du redresseur soient pressés les uns contre les autres avec une pression particulièrement élevée Cela est obtenu au moyen des tirants d'ancrage 9 tels qu'on peut les voir à la figure 4 Dans le cas de l'agencement du redresseur rassemblé en une colonne, les tirants d'ancrage traversent les corps parallélépipèdiques 2 ' et 2 " C'est pourquoi ces corps présentent, sans pertuber le système de canalisation 3, des passages de / 13 (voir figure 2) à travers lesquels passent les tirants d'ancrage En raison d'une complète symétrie pour une trés haute compression, on propose quatre de ces tirants A un tirant du type prévu ici appartient une butée; dans ce cas, c'est la butée 10 qui est soutenue élastiquement par le ressort Belleville 11 (voir bas de la figure 4) On comprendra que plusieurs tirants d'ancrage peuvent avoir une butée commune mais le soutien élastique peut également être commun; cela peut également être vu sur la présentation de la figure 4 Les tirants d'ancrage présentent non seulement un avantage relativement à un bon contact entre les diodes comme on l'a mentionné, mais ils simplifient également le montage des élements du redresseur Et l'échange de pièces individuelles est simple parce qu'il suffit simplement de desserrer les tirants d'ancrage. Il faut encore mentionner que dans de nombreux cas, un principe encastré avec plusieurs transformateurs est possible. R E V E N D I C A T I O N S 1 Système pour la fixation amovible d'un redresseur refroidi à diodes sur un transformateur, du type o le redresseur se compose de diodes rassemblées en une colonne et de corps froids et est équipé d'un refroidissement forcé pour l'évacuation de la chaleur perdue électrique, caractérisé en ce que de chaque côté des diodes du redresseur ( 1) repose un corps froid parallélépipèdique ( 2 ' ou 2 ") sous pression, qui est pourvu d'un système de canalisation ( 3) pour un liquide froid en ce qu'un corps sur deux ( 2 ' ou respectivement 2 ") porte une pièce conductrice ( 4 ') en forme d'élément à ressorts, au moyen de laquelle chaque corps ( 2 ') est vissé par une branche de la pièce angulaire au transformateur ( 5) et en ce que chacun des autres corps ( 2 ',2 ") porte une pièce conductrice identique en forme d'élément à ressorts mais ces éléments sont pivotés de 900 vers l'extérieur par rapport au plan de fixation des éléments conducteurs précédents sur le transformateur et sont vissés à d'autres emplacements sur le rail du courant continu. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de canalisation ( 3) dans les corps parallélélpipèdiques ( 2 ' et 2 ") est formé de perçages ( 6) dans le corps avec des raccordements pour des conduites flexibles pour l'amenée du liquide froid. 3 Système selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la branche reposant contre le transformateur ( 5) des élements à ressorts de forme angulaire ( 4 ',4 " 1) est pourvue d'un perçage traversant ( 7) pour y passer une vis à tête et en ce que l'autre branche de chaque élément est soudée dans une fente ( 8) des corps ( 2 ',2 "). 4 Système selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour presser les unes contre les autres les diodes de redresseur ( 1) en une colonne, on prévoit des tirants d'ancrage ( 9) qui traversent les corps ( 2 ',2 "). Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on prévoit quatre tirants d'ancrage ( 9) symétriquement répartis, dont la butée ( 10), le cas échéant commune, est soutenue élastiquement par un ressort Belleville ( 11).