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Appareils de soudure.
L'invention concerne les appareils à décharge électrique et se rapporte particulièrement aux systèmes à minuteries élec- troniques pour le réglage du courant fourni par une source à une charge, telle qu'une soudeuse par résistance.
Jusqu'ici les soudeuses par résistance prenaient leur courant aux réseaux de courant alternatif, et à une phase seule- ment malgré le fait que tous les réseaux de courant électrique industriel sont la plupart triphasés. Cette disposition a tou- jours donné satisfaction, pour des soudures n'exigeant qu'une puissance relativement faible.
Quand l'épaisseur de la matière à souder augmente, la puissance prise au réseau croît exponentiellement. De plus, et spécialement en soudure d'acier, une composante réactive est introduite dans la charge de la soudeuse par la réactance de l'enroulement secondaire, couplé à l'acier à souder. La réactance
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du secondaire devient généralement supérieure à la résistance du secondaire, y compris la pièce à souder, de sorte que des facteurs de puissance aussi faibles que 25% sont courants. Un autre facteur à considérer en soudure de grosses pièces, exigeant des courants de soudure extrêmement élevés, est l'effet dit de peau dans le circuit secondaire, dû à la circulation de courant alternatif dans le secondaire.
Dans le cas de soixante cycles par seconde, on n'attache d'ordinaire aucune importance à l'effet de peau, mais dans le cas des courants extrêmement élevés et de la résistance extrêmement faible en continu présents dans les secondaires de transformateurs de soudure, la résistance du se- condaire est constituée en grande partie par l'effet de peau, et la résistance du circuit secondaire ne peut donc pas être abais- sée indéfiniment par les méthodes de la technique courante.Comme le courant nécessaire à une soudure est déterminé, la demande de kilowatts de la soudeuse est proportionnelle à la résistance du circuit secondaire du transformateur de soudure, ce qui veut dire forte demande en kilowatts.
La soudure monophasée est donc limitée à cause des rai- sons suivantes:
1.- Elle provoque un déséquilibre du système triphasé qui doit délivrer la puissance.
2.- Elle provoque une demande importante de kilovolts- ampères avec faible facteur de puissance.
3.- Elle provoque une forte demande de kilowatts.
Il est extrêmement intéressant de diminuer la charge en kilowatts, de manière à diminuer le prix de revient de l'opéra- tion de soudure aussi bien que le coût total d'une installation destinée à des opérations de soudure déterminées. Pour des rai- sons semblables d'économie, il est désirable que la soudeuse travaille avec un facteur de puissance élevé et constitue une charge triphasée équilibrée.
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Quand on applique à l'enroulement primaire d'un transforma- teur monophasé du courant continu, on crée dans le noyau de fer du transformateur un champ magnétique qui va en croissant jusqu'à ce que le fer soit saturé. La variation du champ magnétique in- duit une tension au secondaire du transformateur, et, par consé- quent, un courant, si le circuit secondaire est fermé. Quand le courant secondaire atteint son maximum le rapport entre courants primaire et secondaire est déterminé par le rapport des nombres de tours du transformateur, et quand on interrompt le courant primaire, le courant du secondaire diminue. Une impulsion de courant suivante peut être en sens inverse, de sorte que deux impulsions successives constituent un cycle de courant de fré- quence basse.
Ceci réduit l'effet de peau, parce que la fréquence réelle de soudure est réduite,ce qui, à son tour, diminue la conductivité du secondaire du transformateur de soudure et donc la demande en kilowatts. De plus, la réactance secondaire décroît, ce qui relève le facteur de puissance du système.
On a constaté de plus un avantage secondaire qui consiste dans le fait que l'augmentation lente du courant de soudure pro- voque une répartition plus régulière du courant dans la pièce soudée, donnant de meilleures soudures, sans échauffement local intense ni écaillage.
Le système de soudure à courant continu décrit brièvement ci-dessus, se prête bien au fonctionnement sur triphasé, le courant étant pris aux trois phases, parce que les ondes de ten- .sion chevauchent dans les différentes phases. Par conséquent le redressement d'une alternance de courants triphasés et la su- perposition de ceux-ci dans un seul secondaire de soudure pro- duit des impulsions de courant continu qui chevauchent et qui ont donc un caractère pratiquement continu, chaque phase four- nissant du courant pour 120 d'un cycle.
Les dispositifs pour le renversement du courant continu de n
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soudure, et la commande de l'amplitude de ce courant, peuvent comprendre des appareils à décharge à arc, et spécifiquement des ignitrons, connectés en parallèle et en opposition, dans les différentes phases du réseau triphasé, chaque ignitron étant commandé par un tube d'allumage auquel on applique le signal d'allumage, avec son déphasage déterminé, ce déphasage pouvant être réglable.
Des dispositifs de minuterie peuvent être prévus pour com- mander le fonctionnement du système, qui comprend la suite de toutes les opérations d'un cycle de soudure plus le réglage des temps de marche et de repos des dispositifs à décharge à arc pendant la soudure, de manière à réaliser un fonctionnement à fréquence basse avec des périodes de passage du courant choisies et réglables, c'est-à-dire en directions alternativement opposées pour des intervalles de temps déterminée dans chaque direction.
Il s'ensuit que l'application de courant triphasé à des systèmes de soudure monophasés, dans lequels le courant de soudu- re monophasé est à fréquence basse, permettra une meilleure uti- lisation de l'appareillage de soudure, donnera une soudure de qualité supérieure, et principalement permettra une construction et une exploitation plus économiques de soudeuses à grande puis- sance. L'invention a pour but de créer un tel système de soudeuse
Conformément à la présente invention, la puissance est appliquée à une charge de soudure monophasée par l'intermédiaire d'un transformateur triphasé-monophasé. La puissance est fournis par un réseau triphasé. Une paire de valves à décharge, notam- ment des ignitrons, sont connectées dos-à-dos entre une phase et une primaire du transformateur, et servent à régler et à minuter le passage du courant.
Les ignitrons sont allumés par des valves d'allumage à commande par grille, notamment des thyratrons, de manière classi- que. Ces valves reçoivent de façon continue une tension de com- mande fournie, à travers un déphaseur, par le réseau triphasé.
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Ce déphaseur sert à déterminer les temps d'allumage des valves d'allumage, et par conséquent des valves à décharge, en tenant compte des phases des tensions appliquées aux valves à décharge par le réseau.
Les valves à décharge et leurs valves d'allumage associées peuvent être groupées, chaque groupe contenant une valve à dé- charge de chacune des paires de valves mises dos à dos, et les valves de chaque groupe travaillant de façon à envoyer le courant dans la pièce à souder dans la même direction. Ainsi, les valves à décharge d'un groupe s'amorcent en cascade, à 1200 d'intervalle, jusqu'à ce que le fonctionnement du groupe soit interrompu par un signal de commande, les valves à décharge du second groupe s'amorçant l'une après l'autre, à la fin de l'allumage des val- ves formant le premier groupe, jusqu'à ce que le fonctionnement du second groupe soit interrompu à son tour.
Les valves d'allumage de chaque groupe reçoivent un poten- tiel de blocage, qui peut être appliqué aux valves d'allumage de chaque groupe séparément, au aux valves d'allumage des deux grou- pes simultanément.
De plus, chaque valve à décharge est pourvue d'une anode auxiliaire qui associée à la cathode de la valve forme, en fait, un interrupteur qui est ouvert, quand la valve à décharge n'est pas amorcée, et qui est fermé pratiquement par l'arc de décharge dans la valve, quand celle-ci est amorcée. Les circuits d'anode auxiliaire des diverses valves à décharge sont utilisés pour la commande d'un circuit spécial de verrouillage, qui constitue une caractéristique importante de la présente invention et qui est disposé comme suit.
Un transformateur spécial est associé à chaque groupe de valves à décharge, chaque transformateur comprenant deux noyaux séparés qui n'ont aucun flux magnétique commun. Le circuit cathode anode auxiliaire de chaque valve à décharge d'un groupe est con- necté aux bornes d'un enroulement auxiliaire séparé couplé en
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même temps aux deux circuits magnétiques, et deux enroulements supplémentaires sont prévus, dont l'un, dénommé enroulement pri- maire, est couplé à un des noyaux seulement, l'autre, dénommé enroulement secondaire, étant couplé uniquement à l'autre noyau.
Normalement, quand les valves à décharge associées ne sont pas conductrices, il n'y a pas de transfert d'énergie de l'enroule- ment primaire au .secondaire, ces enroulements n'ayant pas d'in- ductance mutuelle, puisque ils sont enroulés sur des noyaux iso- lés l'un de l'autre. Si, au contraire, une des valves à décharge associées s'amorce, un circuit contenant l'enroulement auxiliaire associé se ferme, couplant les deux noyaux, et l'énergie passe du primaire au secondaire, par l'intermédiaire de l'enroulement auxiliaire.
Les enroulements primaires des transformateurs spéciaux associés aux groupes de valves à décharge respectifs sont alimen- tés en permanence. L'enroulement secondaire du transformateur associé au premier groupe de valves est connecté de façon à alimenter un circuit qui développe une polarisation de mise hors service de toutes les valves d'allumage du second groupe de val- ves à décharge. L'enroulement secondaire du transformateur asso- cié au second groupe de valves est connecté de façon à alimenter un circuit qui développe une polarisation de mise hors service de toutes les valves d'allumage du premier groupe de valves à dé- charge.
Par conséquent, dès qu'une valve à décharge quelconque du premier groupe est conductrice,, aucune valve du second groupe ne peut s'allumer, et inversement, dès qu'une valve à décharge quel- conque du sedond groupe est conductrice, aucune valve du premier groupe ne peut s'allumer. Le système de la présente invention réalise donc de façon certaine l'allumage alterné des divers groupes de valves, et assure donc qu'un cycle d'allumage d'un dispositif à décharge d'un groupe doit d'abord être terminé, avant que l'allumage de l'autre groupe puisse commencer.
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Des circuits à minuteries en cascade sont prévus pour ré- gler les temps de compression, de soudure, de maintien et de repos, et un circuit spécial supplémentaire, associé au circuit d'établissement des intervalles de soudure, établit des sous- intervalles du temps de soudure, et commande les dispositifs à décharge à arc, de manière à fournir du courant de soudure en directions opposées pendant des sous-intervalles alternés.
Le temps de soudure total est déterminé par la charge d'un condensateur de temps de soudure, inséré dans le circuit de grille d'un tube à gaz de commande et servant à donner à celui-ci une polarisation de mise hors service. Un circuit auxiliaire de dé- charge est prévu; il comprend un condensateur auxiliaire dont la capacité est plus faible quenelle du condensateur de temps de soudure, et il soustrait à celui-ci des fractions successives de sa charge, jusqu'à ce qu'il soit complètement déchargé et que le tube à gaz de commande s'amorce, mettant fin au temps de soudure.
Les fractions successives de charge sont enlevées au condensa- teur de temps de soudure au moyen d'un dispositif de commande de fréquence, comprenant un tube à gaz de commande avec un circuit de minuterie de mise hors service, qui est constitué par un con- densateur de comptage et des circuits de comptage de charge et décharge séparés pour ce dernier condensateur, circuits réglables de façon indépendante. Les constantes de temps des circuits de charge et de décharge sont normalement réglées de façon que le tube de commande de fréquence ait des temps de marche et d'arrêt égaux. Ce réglage s'obtient en ajustant manuellement et séparé- ment deux potentiomètres de commande, placés l'un dans le circuit de charge, l'autre dans le circuit de décharge du condensateur de comptage.
Le circuit plaque du tube de commande est pourvu d'un relais qui, quand il est excité, ferme le circuit de charge du condensateur de comptage, et qui, quand il est déconnecté, ferme le circuit de décharge du même condensateur.
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Par conséquent, le tube de commande de fréquence est mis hors service et en service en fonction de sa propre loi de fonc- tionnement, à des intervalles réglables.
De plus, chaque fois que le relais de commande de fréquence est excité, il forme le circuit qui soustrait une fraction de la charge du condensateur de temps de soudure, de sorte qu'après un nombre déterminé de cycles de fonctionnement à fréquence basse du relais de commande de fréquence, le condensateur de temps de sou- dure est complètement déchargé, allumant le tube de commande de temps de soudure, et démarrant une opération de maintien, dans la suite des opérations.
Des contacts sont prévus qui sont alternativement fermés et ouverts par le relais de commande de fréquence, et qui servent à appliquer alternativement de l'énergie aux circuits de polarisa- tion de cut-off ou de mise hors service des valves d'allumage associées aux divers groupes de tubes à décharge à arc pour la commande du courant de soudure, ou ignitrons, appliquant un signal de mise hors service à un circuit de commande de polarisation, quand le relais de commande de fréquence est excité, et à l'autre, quand le relais de commande de fréquence est coupé. On applique ainsi à la charge de soudure un courant alternatif de fréquence basse, ou des impulsions successives de courant continu alternati- vement inversé, pratiquement en synchronisme avec les opérations du relais de commande de fréquence.
Après qu'un nombre déterminé de cycles complets de courant de soudure à basse fréquence ont traversé la charge à souder et que le tube de commande du temps de soudure s'est amorcé, des contacts se ferment qui complètent simultanément les circuits de polarisation de cut-off ou de mise hors service qui commandent les tubes d'allumage des ignitrons, empêchant tout fonctionnement ul- térieur des deux groupes d'ignitrons et mettant fin à la période de soudure.
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Une forme d'exécution préférée de l'invention est repré- sentée à titre d'exemple aux dessins annexés.
Les figures 1A et 1B réunies représentent le schéma d'un système de soudure par résistance.
La figure 2 est un schéma plus détaillé d'un transforma- teur spécial de commande utilisé dans le système des figures 1A et lE.
A la figure 1A des dessins, les références Ll, L2 et L3 désignent les lignes d'un réseau triphasé, dont les différentes phases fournissent du courant aux dispositifs à décharge à arc, tels que les ignitrons 1TU et 4TU, 2TU et 5TU, 3TU et 6TU, dispo- sés dos à dos par paires, une paire étant mise aux bornes de chaque phase, de façon à séparer les enroulements primaires 11, 12, 13 d'un transformateur T dont le secondaire unique 14 fournit le courant à une charge de soudure L.
Chacun des ignitrons 1TU-6TU est commandé par une valve d'allumage, de préférence un thyratron, 1CT-6CT, respectivement, mise en série entre l'anode et l'igniteur de l'ignitron associé, de sorte que l'amorçage d'un thyratron quelconque provoque l'amor çage de l'ignitron associé.
La tension d'allumage est appliquée aux grilles de comman- de des thyratrons 1CT-6CT à travers les transformateurs 1T-6T, respectivement, qui sont reliés aux lignes Ll, L2, L3 par l'in- termédiaire d'un déphaseur variable PS. Celui-ci sert à faire varier la phase des tensions appliquées aux grilles de commande - des thyratrons respectifs 1CT-6CT, par rapport aux tensions ap- pliquées à leurs anodes directement par les lignes Ll, L2. L3, de manière à faire varier les moments d'amorçage des thyratrons
1CT-6CT, et des ignitrons 1TU-6TU, ainsi que la puissance moyenne fournie à la charge de soudure L.
Il est évident que les ignitrons 1TU-6TU peuvent être remplacés par d'autres types de valves à décharge, tels que des ,thyratrons, dans le cas de charges de soudure relativement légè-
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res, et que l'on peut utiliser à la place des thyratrons 1CT- 6CT, des valves quasi ou purement électroniques, si le courant d'amorçage nécessaire est suffisamment faible.
Une commande supplémentaire est prévue dans le circuit de commande de grille de chacun des thyratrons 1CT-6CT, comprenant, dans chaque cas, un circuit de polarisation avec une combinaison en parallèle d'une résistance RI et d'un condensateur Cl, aux bornes desquels est mis un redresseur RX, les différents redres- seurs RX recevant leur courant de transformateurs 7T-12T associés respectivement aux thyratrons 1CT-6CT. Si un quelconque des transformateurs 7T-12T est excité, le redresseur connecté aux bornes du secondaire du transformateur développe une tension de polarisation de cut-off pour le thyratron 1CT-6CT associé, empê- chant l'allumage de celui-ci à la suite de la tension d'allumage produite par les transformateurs d'amorçage 1T-6T, respectivement.
Dans le système de la présente invention, les ignitrons de groupe 1TU, 2TU et 3TU doivent être amorcés en cascade, en un temps donné, après quoi ceux du groupe 4TU, 5TU et 6TU doivent être amorcés en cascade, à leur tour, en un temps équivalent.
Conformément à l'invention un verrouillage est prévu qui est ac- tionné en réponse à l'allumage d'un groupe quelconque d'igni- trons, et qui empêche l'allumage de l'autre groupe d'ignitrons.
Dans ce but, l'invention prévoit à l'intérieur de chaque igni- tron 1TU-6TU, une anode auxiliaire 15 qui peut donner du courant quand, et uniquement quand l'ignitron dont elle fait'partie est conducteur. Des enroulements de commande séparés 16, 17 et 18 d'un transformateur 13T sont connectés entre les anodes auxiliai- res et les cathodes des ignitrons 1TU, 2TU et 3TU respective- ment; et des enroulements de commande différents 19,20 et 21 d'un autre transformateur 14T sont connectés entre les anodes auxiliaires et les cathodes des ignitrons 4TU, 5TU et 6TU, respec- tivement.
Le courant alternatif est fourni aux transformateurs
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13T et 14T par l'intermédiaire des enroulements primaires respec- tifs 22 et 23, qui sont connectés en parallèle à des bornes 24, 25 reliées en permanence à une des trois phases, comme il sera décrit plus en détail par après. Un enroulement secondaire 28 associé au transformateur 14T, fournit du courant aux transfor- mateurs 7T, 8T et 97, en parallèle entre eux par les lignes 27 et 28. Cependant, le courant ne passe du primaire 23 au secondaire 26 du transformateur 14T, que si le courant circule dans un des enroulements de commande 19, 20, 21, pour des raisons exposées ci-aprè s.
Alternativement, quand un des ignitrons 1TU, 2TU ou 3TU, est conducteur, son anode auxiliaire 15 envoie du courant dans un enroulement de commande associé 16, 17 ou 18 du transformateur 13T, ce qui permet le transfert d'énergie du primaire 22 au se- condaire 29 du transformateur 13T, et, en conséquence, l'alimen- tation des transformateurs 10T, 11T et 12T associés aux thyra- trons 4CT, 5CT et 6CT, respectivement, pour la formation de tensions de polarisation de mise hors service des thyratrons 4CT, 5CT et 6Ct. de façon à empêcher tout allumage des ignitrons 4TU, 5TU et 6TU.
La commande du transfert d'énergie du primaire 23 au se- condaire 26 du transformateur 14T, dépend des facteurs suivants.
Les enroulements 23, 19, 20 et 21 'sont placés sur un noyau com- mun 30, de sorte qu'ils sont tous couplés magnétiquement entre eux. L'enroulement 26 est placé sur un noyau indépendant 31, qui est couplé aussi aux enroulements 19,20 et 21. Par conséquent, si tous les enroulements 19,20 et 21 sont déconnectés, il n'exis- te aucun couplage magnétique entre les enroulements 23 et 26, puisque ces deux derniers enroulements sont montés sur deux noyaux tout-à-fait séparés n'ayant aucune influence magnétique l'un sur l'autre.
Si, au contraire, un des circuits contenant les enroulements 19, 20, 21 se ferme, un circuit magnétique s'établit entre les noyaux 30 et 31, par l'intermédiaire d'un des enroule-
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ments communs 19, 20 ou 21, et par conséquent entre l'enroule- ment primaire 23 et le secondaire 26.
Le circuit contenant l'un ou l'autre des enroulements 19, 20 et 21 ne peut se fermer que lorsqu'un des ignitrons 4TU, 5TU ou 6TU est conducteur, et, par conséquent, l'allumage d'un des ignitrons 4TU, 5TU ou 6TU est accompagné de la formation d'un potentiel de polarisation de cut-off appliqué en même temps aux trois thyratrons 1CT, 2CT et 3CT.
Inversement, par un raisonnement analogue, l'allumage d'un des ignitrons 1TU-3TU est accompagné de la formation d'un poten- tiel de polarisation de eut-off appliqué en même temps aux trois thyratrons 4CT, 5CT et 6CT, ce qui met les ignitrons 4TU, 5TU et 6TU hors service.
Ainsi, un réel système de verrouillage est établi, compre- nant les transformateurs 13T et 14T, qui empêche l'allumage de n'importe quel ignitron 1TU, 2TU ou 3TU, quand n'importe lequel des ignitrons 4TU, 5TU et 6TU est conducteur, et vice-versa.
En se reportant spécialement à la figure 2, on y trouve un schéma simplifié du transformateur 14T de la figure 1A, montrant les noyaux séparés 30 et 31, et les enroulements de commande 19, 20 et 21, couplés tous trois aux deux noyaux 30 et 31, ainsi qu'un chemin pour le transfert d'énergie du primaire 23 au se- condaire 26, quand et uniquement quand le circuit contenant un des enroulements de commande 19, 20 ou 21, est fermé. Le trans- formateur 13T est identique au transformateur 14T et ne demande pas d'explication.
Revenant à la figure 1B des dessins, l'enroulement pri- maire 32 d'un transformateur 15T, connecté aux bornes d'une pha- se du réseau triphasé Ll, L2, L3, fournit de la tension de com- mande au système, par l'intermédiaire d'une paire d'enroulements secondaires 33 et 34.
Un des secondaires, 33, fournit du courant¯ alternatif directement aux lignes 24, 25 pour alimenter les pri- maires 22 et 23 des transformateurs 13T et 14T, chaque fois que
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de la puissance est disponible dans le réseau triphasé Ll, L2 et L3. De plus, quand le secondaire 33 est alimenté., du courant est envoyé du relais TD qui enclenche à la première excitation, fermant des contacts normalement ouverts TD1 après un retard in- troduit par le dash-pot D, fermeture qui provoque l'envoi de cou- rant à la ligne '35, qui reste cependant ouverte à l'endroit des contacts 36.
L'enroulement secondaire 34 du transformateur 15T appli- que de la tension à divers circuits de commande en cascade et tubes de commande thyratrons, qui règlent la suite des opérations du système de soudure. Une partie 37 du secondaire 34 à prise médiane est connectée dans un circuit série contenant une résis- tance de chute de tension R@, un potentiomètre réglable 1P, une autre résistance de chute de tension R3 et aboutissant à la prise 38 du secondaire 34. Le curseur 39 du potentiomètre 1P est connecté par une paire de résistances série R4 et R5, des con- tacts normalement fermés 40 et une autre résistance de chute de tension R6, à une autre extrémité 41 de l'enroulement secondaire 34.
Le point commun aux résistances R4 et R5 est relié, par l'intermédiaire d'un circuit de comptage formé d'une résistance R7 et d'un condensateur C7 en parallèle, à la grille de commande 42 d'un tube de commande à gaz, 7CT, dont la cathode 43 est re- liée directement à la prise médiane 38 du secondaire 34 du trans- formateur 15T. Le condensateur C7 est chargé par conduction de grille, maintenant la grille 42 négative et le thyratron 7CT non conducteur. La charge totale du condensateur est une fonction du réglage du potentiomètre 1P, puisque celui-ci détermine la tension de charge du condensateur C7.
La fermeture, à la main ou au pied, du commutateur de démarrage FS, ferme un circuit contenant le relais 5CR et pas- sant par la ligne 44, les relais normalement fermés 45 du re- lais 10TD, pour aboutir à la prise médiane 38 du secondaire 34, via les lignes 46 et 47. Le relais 5CR enclenche, établissant,
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pour lui-même, un circuit de maintien par les contacts 48, et ferme des circuits d'anode passant par les contacts 49 et la ligne 50 et en plus, pour le thyratron 7CT, par la bobine du relais 7TD, pour le thyratron 8CT par le relais 8TD, et pour le thyratron 9CT par le relais 9TD.
Simultanément, les contacts 40 s'ouvrent, enlevant la tension de charge du condensateur C7 et permettant à celui-ci de se décharger dans la résistance R7, Après un temps déterminé, le potentiel de la grille 42 monte à une valeur telle que le thyratron 7CT s'allume.
Le temps de décharge du condensateur C7 constitue la pé- riode de "compression" du système, l'intervalle entier de "compression" étant déterminé par le réglage du potentiomètre 1P, et étant achevé au moment de 1' allumage du thyratron 7CT et du fonctionnement de relais y associé.
L'allumage du thyratron 7CT provoque l'excitation du re- lais 7TD, qui enclenche et ferme un circuit contenant le relaies 6CR, par les contacts 51. Les relais 7TD et 6CR restent excités pendant toute la suite des opérations. L'excitation du relais 6CR ouvre les contacts normalement fermés 52 qui se trouvent dans le circuit de grille du thyratron 8CT, ce circuit s'in- terrompant donc.
'Simultanément, les contacts normalement ouverts 36 du re- lais 7TD se ferment, complétant le circuit d'excitation du re- lai-s 1CR, qui enclenche, ouvre les contacts normalement fermés 54 et 55, et isole donc les paires de lignes 24, 56 et 24, 57 qui alimentent respectivement les transformateurs 7T, 8T, 9T et 10T, 11T, 12T en potentiel de mise hors service ainsi que leurs redresseurs associés RX, ce qui maintient tous les ignitrons 1TU-6TU non conducteurs, aussi longtemps que le thyratron 7CT ne s'est pas amorcé, impliquant l'excitation de la bobine du relais 7TD et la fermeture des contacts 36.
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Simultanément, les contacts normalement ouverts 58 asso- clés au relais 6CR se ferment, établissant un circuit pour la cathode du thyratron 9CT. Celui-ci devient immédiatement conduc- teur, excitant le relais 9TD qui enclenche, fermant les contacts normalement ouverts 59 et complétant un circuit partant du se- condaire 33 et passant par les lignes 24 et 56, d'ou: partent des lignes de dérivation 60 et 61 allant aux primaires des transfor- mateurs 7T, 8T et 9T. Ceux-ci alimentent en courant les cir- cuits de grille des thyratrons 1CT, 2CT et 3CT de façon que ceux- ci soient bloqués et empêchent les ignitrons 1TU, 2TU et '3TIJ de s'allumer.
Pendant ce temps, les ignitrons 4TU, 5TU et 6TU sont conducteurs, aucune tension de blocage n'étant appliquée aux tubes d'allumage associés 4CT, 5CT et 6CT, parce que les contacts 62 sont maintenant ouverts et que les lignes 57, qui complètent un circuit d'alimentation pour les transformateurs générateurs de tension de mise hors service 10T, 11T et 12T, sont isolées.
Un circuit potentiométrique comprenant, en série, un po- tentiomètre 8P et une résistance de chute de tension 8R1, est connecté entré les lignes L4 et 46, et donc aux bornes de la section 37 du 'secondaire 34 du transformateur 15T. Le curseur 63 du potentiomètre 8P et donc porté à un potentiel déterminé par le réglage de ce curseur. Celui-ci est de plus relié par une paire de résistances 8R2 en série, aux contacts normalement fermés 52, et de là aux contacts normalement fermés 64 associés au relais 8TD, puis, via la ligne 60, à l'extrémité 41 du secondaire 34.
La tension présente au point de jonction des résistances 8R2 est appliquée de façon à charger le condensateur de temps de soudure 8C1 par conduction de grille dans le thyratron 8CT, la charge du condensateur 8C1 étant de polarité telle que la grille du thyratron 8CT est maintenue négative, et que le thyratron lui- même est maintenu non conducteur.
Le condensateur 8CI a une capa- cité considérable, et agit comme un réservoir de charge qui trans-
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m et des fractions de sa charge à une condensateur de plus faible capacité 8C2 par l'intermédiaire d'une résistance 8R3, en réponse à la fermeture de contacts normalement ouverts 65 du relais 9TD, le condensateur 8C2 se déchargeant lui-même dans la résistance 8R3 et des contacts normalement fermés 66, quand le relais 9TD est déconnecté. La résistance 8R3 et le condensateur 8C2 sont petits, de sorte que chaque décharge partielle de 8C1 se fait en un temps très court (pratiquement instantanément).
Au début d'une période complète de soudure, c'est-à-dire quand les relais 7TD et 6CR enclenchent, le tube 8CT est mis hors service, et le condensateur 8C1 est chargé à une tension déter- minée par le réglage du curseur 63 du potentiomètre 8P. La pério- de totale de soudure se termine par la décharge du condensateur 8C1 à un niveau nécessaire pour permettre l'amorçage du thyratron 8CT, et ce temps est déterminé par les capacités relatives des condensateurs 8C1 et 8C2 et par le potentiel total de départ du condensateur 8C1.
Le condensateur 8C1 se décharge par fractions successives, à fréquence relativement basse, ces cycles fraction- naires étant déterminés par l'enclenchement et le déclenchement du relais de commande de fréquence 9TD entraînant la fermeture et l'ouverture des contacts 65, et, comme conséquence, l'ouverture et la fermeture des contacts 66. Chaque fois que les contacts 65 se ferment, une partie de la charge du condensateur 8CI s'écoule dans le condensateur 8C2 dont la capacité est relativement petite, et chaque fois que les contacts 66 se ferment, le condensateur 8C2 se décharge dans sa résistance associée 8R3. en vue d'un cycle de charge suivant.
Après un nombre déterminé de telles opérations, qui se suivent à une fréquence donnée par des circuits de minuterie établis dans les circuits de grille du thyratron 9CT, le conden- sateur 8C1 est entièrement déchargé, et le thyratron 8CT s'allu- , me, mettant fin à la période totale de soudure. Pendant les dif-
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férents enclenchements et déclenchements du relais 9TD, des groupes alternés d'ignitrons 1TU, 2TU, 3TU, et 4TU, 5TU, 6TU, fournissent le courant à la pièce à souder, en directions oppo- sées, comme il ressortira clairement au fur et à mesure de l'ex- posé.
La durée et la fréquence des périodes de soudure sont dé- terminées par le fonctionnement du relais 9TD, du thyratron 9CT, et un circuit de minuterie de marche et d'arrêt contenant un con- densateur 9C inséré dans le circuit de grille du thyratron 9CT.
Le courant de charge pour le condensateur de comptage 9C inséré dans le circuit de grille du thyratron 9CT, est fourni par l'enroulement secondaire 69 d'un transformateur 16T, par l'inter- médiaire des contacts normalementouverts 67 du relais 9TD,la charge se faisant par le potentiomètre 9P1 et par conduction de grille dans le thyratron 9CT, quand celui-ci est conducteur. Le temps total de charge du condensateur 9C est donc déterminé par le réglage du potentiomètre 9P1 Quand le condensateur 9C s'est chargé pendant un temps suffisamment long, la grille du thyra- tron 9CT devient polarisée négativement, en dessous de sa valeur critique, et à la demi-période négative suivante de la tension appliquée au thyratron 9CT, celui-ci se désamorce. Le relais 9TD déclenche alors, ouvrant les contacts 67 et fermant les contacts
68.
Le condensateur 9C, de ce fait, se décharge dans le poten- tiomètre 9P2 via les contacts 68 actuellement fermés, jusqu'à ce que le potentiel de la grille du thyratron 9CT soit remonté à un niveau suffisant pour réamorcer celui-ci. Normalement, les réglages des potentiomètres 9P1 et 9P2 peuvent être tels que les périodes de charge et de décharge du condensateur 9C soient éga- les, de sorte que les moitiés de périodes du temps de soudure établies par le relais 9TD seront équivalentes. Les durées de ces demi-périodes, et donc la fréquence des cycles de soudure, peuvent être ajustées par le réglage solidaire des deux potentiomètres 9P1 et 9P2.
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Ces potentiomètres sont réglés de telle sorte que le re- lais 9TD reste dans ses positions enclenchée et déclenchée pen- dant des intervalles déterminée par la fréquence de soudure dé- sirée. Durant ces intervalles d'enclenchement et de déclenchement, chaque groupe d'ignitrons 1TU, 2TU et 3TU, et 4TU, 5TU et 6TU, respectivement, est conducteur à son tour. Les intervalles d'en- clenchement et de déclenchement sont choisis de telle façon que les trois tubes de chaque groupe soient conducteurs un même nom- bre de fois. A la fin de la période totale de soudure, le relais 9TD déclenche, ce qui met fin à un intervalle d'enclenchement. A ce moment, le condensateur 8CI décharge dans le condensateur 8C2 et le tube 8CT devient conducteur.
Comme le condensateur 8Cl se décharge pratiquement instantanément, le tube 8CT devient conduc- teur dès que le relais 9TD déclenche et le courant passant dans les ignitrons est immédiatement interrompu. Le temps qui s'écoule entre le dernier déclenchement du relais 9TD et l'ouverture des circuits d'allumage des ignitrons est tellement court que les circuits d'allumage des ignitrons du groupe non conducteur sont interrompus avant que le dernier ignitron du groupe conducteur devienne non conducteur.
Pendant que les contacts 68 s'ouvrent et se ferment alter- nativement, et que simultanément les contacts 67 se ferment et s'ouvrent, établissant les sous-intervalles de la période de sou- dure, les contacts 65 et 66 travaillent à enlever successivement des fractions de charge de la charge totale du condensateur de temps de soudure 8CI et les contacts 59 et 62 se ferment alter- nativement pour provoquer l'allumage, l'un après l'autre, des groupes d'ignitrons 1TU, 2TU, 3TU et 4TU, 5TU, 6TU, en complétant alternativement des circuits allant du secondaire 38 du transfor- mateur 15T aux lignes 56 et 57.
Après la décharge complète du condensateur de période totale de soudure 8C1, le thyratron 8CT s'allume, enclenchant le relaie 8T
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Les contacts 70 s'ouvrent, fermant les contacts 54 et 55 et éta- blissant par les lignes 56 et 57 une polarisation de mise hors service simultanément pour tous les thyratrons 1CT-6CT, de façon 8. mettre fin au transfert de courant à la charge de soudure par celui des ignitrons 1TU-6TU qui s'est amorcé le dernier, tout en empêchant le réallumage de tous les ignitrons, ensuite.
En plus, les contacts 72 du relais 8DT s'ouvrent, inau- gurant une période de maintien, en amorçant la décharge d'un cir- cuit de minuterie dans le circuit de grille du thyratron 10CT, et les contacts 64 du relais 8TD s'ouvrent, interrompant le cir- cuit de charge du condensateur 8C1, et maintenant ainsi le tube 8CT conducteur.
Le condensateur 10C dans le circuit de grille du thyratron 10CT est normalement chargé par un potentiomètre 10P qui établit un potentiel de charge pour le condensateur 10C. La condition normale du thyratron 10CT est d'être non conducteur, aussi long- temps que les contacts de relais 72 de 8TD restent fermés.
Quand les contacts de relais 72 s'ouvrent, à la fin d'une période de soudure, le circuit de charge est interrompu et le condensateur 10C se décharge dans la résistance 10R. Après un intervalle déter- miné par la constante de temps du circuit comprenant 10C et 10R, et par le réglage du potentiomètre 10P, la grille du thyratron 10CT atteint son potentiel d'amorçage et le thyratron 10CT devient conducteur, excitant le relais 10TD
L'excitation du relais 10TD ouvre les contacts 45, inter- rompant la ligne 44 et déconnectant le relais 5CR. Les contacts 49 se rouvrent alors, interrompant la ligne 50 et enlevant le poten- tiel des plaques des thyratrons de commande 7CT, 8CT, 9CT.
Le po- tentiel de plaque pour le tube de commande 10CT est maintenu, au contraire, par un circuit passant par les contacts normalement fermés 75 et la lame 77 d'un commutateur à deux positions 78, la ligne 83, pour aboutir au secondaire 34 du transformateur 15T.
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Simultanément, les contacts 80 du relais 10TD s'ouvrent, écartant le potentiel de charge du circuit de minuterie 11C, 11R dans le circuit de grille du thyratron de "repos" 11CT, inau- gurant un temps de "repos". Au même moment, les contacts 82 du relais 10TD s'ouvrent, interrompant le circuit de charge du cir- cuit de minuterie 10C, 10R en un nouveau point, de manière à compenser la fermeture des contacts 72 du relais 8TD qui est dé- sexcité par la disparition de potentiel à la plaque du thyratron 8CT.
A la fin du temps de "repos", le thyratron 11CT s'allume, enclenchant le relais 11TD et coupant les contacts 75, interrom- pant ainsi son propre circuit de plaque et celui du tube de main- tien 10CT, et les deux tubes deviennent non conducteurs.
Le commutateur à deux positions 78 sert à court-circuiter le commutateur de démarrage FS, en établissant un circuit pas- sant par la ligne 83 pour les thyratrons de commande 10CT et 11CT et leurs relais associés 10TD et 11TD quand ils e trouvent dans la position indiquée, et en fournissant de la tension au circuit de maintien comprenant le thyratron 10CT et le relais 10TD, à l'exclusion du relais de "repos"11TD et du thyratron 11CT quand ils se trouvent dans la situation opposée. Quand le commutateur 78 se trouve dans la position indiquée, le système fonctionne alors à cycles répétés, tandis que s'il se trouve dans l'autre position, le système est prévu pour des soudures uniques ou pour un fonctionnement sans répétition.
La dernière forme de travail n'exige pas de temps de "repos", et chaque opération de soudure exige à nouveau la fer- meture du commutateur de démarrage FS. Le fonctionnement à répé- titions exige une période de "repos" entre la période de "maintien" et la période de "compression".
Quoique l'invention ait été décrite comme une application à un système de soudure, elle peut, dans son aspect le plus éten-
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du, être utilisée comme un système réglable de transfert de puis- sance d'une source triphasée à une charge monophasée et, de plus, comme un convertisseur de fréquence pour transfomrer la fréquence d'une source en une fréquence plus bas-se dont la valeur peut être choisie à volonté. Divers types de tubes peuvent remplacer les dispositifs à décharge électroniques décrits et des modifications peuvent être apportées aux dispositifs de circuit particuliers représentés, qui restent dans l'esprit des principes de l'inven- tion exposés dans la forme d'exécution de l'invention décrite ici.
REVENDICATIONS
1) Système de minuteries pour régler le transfert de cou- rant d'une source triphasée à une charge monophasée, spécialement destiné aux soudeuses par résistance, comprenant un premier groupe de dispositifs à décharge à arc connectés chacun, de ma- nière à régler le passage de courant, entre une phase de la sour- ce triphasée et une charge monophasée, de manière à fournir à cette charge du courant d'une polarité ; un second groupe de dis- positifs à décharge à arc connectés en parallèle mais en opposi- tion par rapport au premier groupe, de façon à fournir à la char- ge du courant de la polarité opoosée; un dispositif de minuterie pour rendre, de façon répétée et alternativement, le premier et le second groupes de dispositifs à décharge à arc non conducteurs;
et un dispositif pour rendre les deux groupes de dispositifs à décharge à arc simultanément non conducteurs, après un nombre dé- terminé d'opérations complètes répétées du dispositif de minute- rie précité.