Installation de consommation d'énergie électrique. La présente invention a pour objet une installation de consommation d'énergie élec trique, telle que par exemple une installation à. four électrique, à électrolyseur ou à moteur électrique à charge variable.
D'après l'invention, l'installation com porte un appareil consommateur d'énergie électrique, des moyens de réglage pour régler la consommation d'énergie de celui-ci et des moyens de commande dépendant de condi tions électriques de l'appareil consommateur pour empêcher le fonctionnement desdits moyens de réglage dans certaines conditions prédéterminées.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention comprenant un four de fusion électrique à arc, pour courant triphasé, dans lequel les électrodes sont automatiquement soulevées ou abaissées pour maintenir la con sommation d'énergie du four sensiblement constante, sans égard aux changements se produisant dans le four et pour les varia tions de fréquence ou de tension, ou des deux, dans la ligne= d'alimentation.
La fig. 1 est un schéma simplifié des con nexions électriques de l'installation, les inter rupteurs limitateurs n'y étant pas dessinés; La fig. la montre un cadran de réglage en vue; La fig. 2 est un schéma de couplage pour les connexions de l'un de trois moteurs élec triques de commande des électrodes du four; La fig. 3 est un schéma de couplage mon trant les connexions de ces trois moteurs;
La fig. -t montre la construction d'un in terrupteur limitateur en coupe verticale, et La fig. 5 montre un autre interrupteur limitateur en coupe verticale.
<B>El</B> n se référant à la fig. 1, le four électri que F est un four de fusion à arc, pourvu de trois électrodes A B et C plongeant dans le bassin du four dans lequel se trouve la ma tière à fondre. Les électrodes r1 B et C sont connectées par des conducteurs<I>a b</I> et c res pectivement avec les barres omnibus 2a, 2u et 2c qui sont alimentées par un alternateur triphasé (non représenté) qui peut alimenter les barres omnibus par une longue ligne de transmission.
Chacune des électrodes _1 B ct C peut être soulevée ou abaissée par un nié canisme de commande réglé électriquement, représenté dans le présent exemple sous forme de moteur électrique triphasé 3 actionnant un tambour 4 autour duquel est enroulé un câ ble 5 de suspension de l'électrode dans le four.
A la fig. 1 est représenté un moteur con necté avec une des électrodes et un arrange ment de circuits et d'appareils pour le ré glage de ce moteur, mais il va de soi qu'un moteur est prévu pour chacune des trois élec trodes et que l'arrangement de circuits et d'appareils de réglage est le même pour cha que moteur.
Une borne du moteur 3 est directement connectée par un conducteur 6 à. une des barres omnibus, par exemple la barre 2e. La seconde borne du moteur 3 est connectée par un conducteur 7 aux couteaux 8 et 9 de deux interrupteurs bipolaires 10 et<B>Il</B> respective ment.
La troisième borne du moteur 3 est connectée par un conducteur 12 aux couteaux <B>12)</B> et 14 des interrupteurs respectifs 10 et<B>Il.</B> Les contacts stationnaires 15 et 16 de ces interrupteurs sont connectés par le conduc teur 17 à la, barre omnibus 2a, tandis que les contacts stationnaires 21 et 22 sont connec tés par un conducteur 23 à la barre omnibus ?b. Ces connexions sont telles qui si l'inter rupteur 10 est enclenché, les conducteurs de moteur 7 et 12 sont connectés aux barres omnibus 2a et 2b respectivement, et si l'in terrupteur<B>Il</B> est enclenché, les connexions sont renversées, les conducteurs de moteur étant connectés aux barres omnibus 2b et 2a respectivement.
Ce renversement des con nexions du moteur avec les barres omnibus sert à. renverser le sens de rotation du mo teur. le moteur marchant pour soulever l'élec trode 4 lorsque l'interrupteur 11 est fermé et marchant en sens opposé pour abaisser l'électrode lorsque l'interrupteur 10 est fermé.
Les interrupteurs 10 et<B>Il</B> sont actionnés respectivement par des électro-aimants 24 et 25. Les bornes adjacentes des bobines éleetro- magnétiques sont connectées ensemble et par un conducteur commun à la barre omnibus 2a.
L'autre borne de la. bobine électro-ma,gné- tique ?4 est connectée par un interrupt(@iir à relais 27 et; le conducteur 28 à. la barre oniiii- bus 2b, tandis que l'autre borne de la bobine électromagnétique 2:i est connectée par un interrupteur à. relais 30 ut le conducteur 38 à 1 < i barre omnibus 2b.
Lorsque l'interrupteur à, relais 2 7 est en clenché, l'électro-aimant 24 est excité pour enclencher l'interrupteur 10, et lorsque l'in terrupteur à, relais 30 est enclenché, l'électro- aimant; 25 est excité pour enclencher l'inter rupteur ll. Les interrupteurs à relais 2 7 et 30 sont actionnés par les électro-aimants 32 et 33 respectivement.
Les bornes adjacentes des bobines des électro-aimants 32 et 3 3 sont connectées ensemble et par le conducteur commun 211 à la barre omnibus 2b. L'autre borne de l'électro-aimant de.
relais 32 est con nectée par le conducteur 34 au contact supé rieur réglable 3 5 et l'autre borne de l'électro- aimant de relais 33 est connectée par le con ducteur 36 au contact fixe inférieur et opposé 37 d'un interrupteur 38 ayant un contact mo bile 39 qui est eonneeté par un conducteur 40 à la barre omnibus 2a.
Le contact mobile 39 est monté sur l'él@- ment basculant d'un dispositif commandé par les watts, désigné en entier par le chiffre 50. Celui-ci est représenté sous forme de balance Kelvin avant des bobines à courant fixes a1 connectées par l'intermédiaire d'un transfor mateur d'intensité 52 à la. barre omnibus 2a.
et avant des bobines à tension mobiles 53 connectées ent=re les barres omnibus 2a et 2}). Les bobines à. tension 53 sont montées sur un levier basculant 54 pivotant en 55, sur le quel est monté le bras 56 portant le contact d'interrupteur mobile 39. Un ressort; 5 7 est relié au bras 56 tendant à le tirer vers le haut. La tension du ressort 57 peut être ré glée au moyen d'un écrou 58 portant un in dex 59 mobile sur un cadran calibré<B>60.</B> L'écrou 58 est visé sur une tige filetée !Il mobile à travers la plaque à. cadran 62.
Les différentes bobine; 51 et 53 de hi balance Kelvin sont enroulée: de telle façon que lorsque le courant passe par la barre omnibus 2a. la, bobine à potentiel de gauche en fig. 1 sera attirée par la bobine à courant inférieure et repoussée par la bobine à cou rant supérieure, tandis que la bobine à po tentiel de droite sera attirée par la bobine à courant supérieure et repoussée par la bobine à. courant inférieure, de façon que le bras 56 sera poussé vers le bas à l'encontre de la ten sion du ressort 57.
Les champs magnétiques des bobines de la balance Kelvin sont naturellement exemp tes de fer pour que les forces magnétiques entre les bobines soient exactement propor tionnelles au wattage.
Le cadran 60 est de préférence calibré de façon à permettre de lire directement. les kilowatts de sorte que la, tension du ressort 5 7 compensera justement l'effort magnétique des bobines de la balance Kelvin lorsque la barre omnibus 2a délivre à l'électrode A le nombre de kilowatts indiqué par l'index 59, et le contact mobile 39 sera alors suspendu au milieu entre les contacts stationnaires 35 et 37.
Une des caractéristiques bien connues d'un w a.ttmètre du type à balance Kelvin est celle qu'il n'est pas sensiblement affecté par des champs égarés externes puisque ces champs agissent de façon uniforme et dans la. même direction sur les bobines sur les deux extrémités de la balance. Cette carac téristique des wattmètres du type à balance Kelvin est en particulier de grande valeur sur des tableaux de connexion ou en tout autre endroit sujet à des champs électriques externes.
-Un ampèremètre 200 est connecté dans le secondaire du transformateur d'intensité 52 pour indiquer le courant consommé par l'élec trode A.
Les appareils représentés à la fig. 1 fonc- l ionnent comme suit: L'index 59 est réglé pour indiquer le nombre de kilowatts que l'on désire fournir à, l'électrode A. Si, pour une raison quelcon que, un waltage plus élevé est délivré à l'élec trode, la balance Kelvin 50 attirera le bras 56 vers le bas à l'encontre de la tension du ressort 57, amenant ainsi le contact mobile 39 contre le contact stationnaire inférieur 37 et complétant le circuit par l'électro-aimant de relais 33 pour enclencher l'interrupteur à relais 30.
L'interrupteur à relais 30 ferme le circuit par l'électro-aimant 25 -qui en clenche ensuite l'interrupteur 11 et fait que le moteur est. actionné dans le sens pour sou lever l'électrode A, augmentant ainsi la lon gueur de l'arc et sa résistance et réduisant par suite le courant passant par la barre omnibus 2a. Lorsque l'électrode a suffisam ment été élevée pour réduire le wattage à ce lui prédéterminé par le réglage du cadran, la balance Kelvin vient de nouveau occuper sa position neutre avec le .contact mobile 39 hors de contact avec les contacts station naires 35 et 37.
Si les watts délivrés à l'élec trode A tombent en dessous du nombre indi qué par le réglage du cadran, la balance Kelvin se déplacera dans la direction oppo sée sous la tension du ressort pour amener le contact mobile 39 contre le contact station naire supérieur 35, complétant ainsi le eir- c.uit par le relais 32 pour enclencher l'inter rupteur 10, et aura pour effet que le moteur sera actionné en direction opposée à la précé dente pour abaisser l'électrode A et augmen ter ainsi le courant consommé par l'électrode. En pratique, la balance Kelvin vibre conti nuellement et le moteur 3 tourne pour main tenir le wattage au point prédéterminé.
Les autres deux électrodes B et C sont réglées de façon similaire pour maintenir un wattage constant pour le courant qu'elles consomment à l'aide de moyens de réglage identiques à ceux de l'électrode A.
Le réglage peut tout aussi bien être ap pliqué à des lignes à, courant continu; dans ce cas le transformateur 52 serait remplacé par une résistance, avec laquelle les bobines à courant du wattmètre seraient reliées en dérivation.
Le schéma de connexion pour le moteur de commande d'une électrode est représenté à .la fig. 2 et celui pour les moteurs de com mande des trois électrodes à la fig. 3.
En se référant d'abord à la fig. 2, dans laquelle les parties correspondant à celles de la fig. 1 portent les mêmes signes de réfé rence, le four 1â comporte les électrodes comme celles représentées à, la fig. 1, dont une est soulevée ou abaissée par le moteur 3 par toutes connexions appropriées comme re présenté à. la. fig. 1-. Le moteur comporte les trois conducteurs d'alimentation 6, 7 et 1.2.
Le conducteur 6 est connecté au contact: 71' d'un interrupteur-inverseur tripolaire à. main 70 lequel, enclenché dans sa position supé rieure, connecte le conducteur 6 avec la barre omnibus 2e. Les conducteurs 7 et 12 :ont connectés aux interrupteurs 10 et 11, lesquels à leur tour sont connectés âvec les barres omnibus 2a et ?b par les conducteurs 17 et 23 et les contacts 72 et 73 de l'interrupteur<B>70</B> dans sa position supérieure.
Les intcrrup- teurs 10 et 11 sont actionnés par les éleetro- aimants ?4 et 25, respectivement, qui sont commandés par les interrupteurs ;à relais 27( et 30, respectivement, lesquels à leur tour .ont commandés par l'intermédiaire des élec tro-aimants 32 et 33 et des connexions 34 et 36 par la balance Kelvin, tout comme il a été décrit ci-dessus en regard de la fig. 1.
Sur la fig. 3, on a représenté les con nexions pour commander les trois moteur: des trois électrodes respectivement. Les con nexions pour chaque moteur sont les mêmes que celles représentées pour le moteur unique à la fi-. 2. Les chiffres de référence corres pondant à. la fi-. 3 désignent les mêmes par ties qu'a la, fig. 2, les suffixes "a", "L" et ,.c" étant utilisés pour distinguer les parties de l'installation de commande des moteur pour les trois électrodes A B et C respec tivement.
En se référant à. la fig. 3, chacun des trois moteurs 3a, 31) et 3c disposés pour sou lever ou abaisser les trois électrodes _1 Zi et C du four est pourvu d'un dispositif de ré glage comportant la balance Kelvin 50a, 50u et 50e respectivement.
Chaque balance Kel vin commande son moteur respectif par l'in termédiaire d'un arrangement de relais et d'interrupteurs de circuit de moteur, les trois ,rroupes d'interrupteurs étant indiqués à la partie de droite supérieure de la fig. 3, les signes de référence des parties correspondant à celles représentées à.
la fig. ? étain pourvris des suffixes "a", <I>"h"</I> et "c" pour indiquer le moteur particulier auquel <B>le,</B> parties appar- tiennent.
En se référant à la fig. ?, deux interrup teurs limitateurs 80 et 90 sont intercalés dans les conducteurs . 3-1 et 36 respectivement. ceux-ci étant les conducteurs reliant les con tacts stationnaires de hi balance Kelvin aux -lectro-aimants de relais 3.3 et 32.
Ces inter rupteurs limitateurs <B>80</B> et 90 sont connecté de façon à être commandés par le potentiel de l'arc entre l'électrode et le bain de métal en fusion dans le four, et fonctionnant pour interrompre le circuit des connexions 36 et 34 respectivement en cas que ce potentiel <I>s</I> 'élève au-dessus ou tombe au-dessous de cer- taiiies limites prédéterminées. Par suite,
le moteur est empêché de soulever l'électrode correspondante dans le cas d'un accroisse- ment anormal de la chute de tension dans l'arc ou d'abaisser l'électrode dans le cii, d'une réduction anormale de la chute de ten sion dans l'arc.
La construction de ces interrupteurs est représentée en détail aux fib. d et 5. L'inter- rupteur 80, qui peut être désigné comme in terrupteur à tension élevée, comporte un bloc de contact verticalement mobile 81 lequel, lorsqu'il est attiré vers le haut, relie les deux ;,essorts de contact stationnaires 82 qui soit intercalés dans le circuit 36. Le contact 81 est disposé sur l'extrémité inférieure d'une tige 83 suspendue par son extrémité supé rieure à un levier 84 pivoté en 85 et muni d'un contrepoids réglable 86.
Sur la tige 83 est monté un piston 8 7 qui est disposé pour être attiré vers le bas lorsque la bobine d'électro-aimant 88 est suffisamment excitée. Le contrepoids 86 est ajusté le long du bras 84 de façon à, maintenir l'interrupteur fermé à l'encontre de l'attraction vers le bas du pis ton 87 par l'électro-aimant, 88 dans .des con ditions de tension normale.
L'interrupteur 90, qui peut être désigné comme interrupteur à tension réduite, comporte un contact mo bile 91 reliant les contacts stationnaires 9 2 du circuit 34 et monté à l'extrémité infé rieure d'une tige 93 suspendue par son extré mité supérieure à. un levier 94 pivoté en 95 et ayant un contrepoids réglable. 96. La tige 93 porte le piston 97 lequel, dans ce cas, est placé à l'extrémité inférieure de la tige de sorte que, lorsque la bobine d'électro-aimant 98 est suffisamment excitée, le piston 97 sera attiré vers le haut et ferme l'interrupteur.
Le contrepoids 96 sur cet interrupteur est ajusté de sorte que pour les tensions normales la traction de l'électro-aimant sur le piston est suffisante pour maintenir l'interrupteur fermé.
Les électro-aimants 88 et 98 des inter rupteurs limitateurs 80 et 90 respectivement sont connectés en série et sont connectés par un conducteur 100 et une lampe électrique à incandescence 10'2 à la. barre omnibus 2a et par un conducteur 101 au four T. La con nexion au four est établie à travers l'enve loppe du four jusqu'à la masse de métal en fusion dans le four.
Chacun des moteurs 3a, 3b et 3c est pourvu d'une paire d'interrupteurs limita teurs à tension élevée et à tension réduite 80a et 90a, 801) et 90b, 81)c et 90c, respective ment, comme indiqué sur la fig. 3. Les in terrupteurs limitateurs 80a et 90a sont inter calés dans les conducteurs 36a et 34a allant de la balance Kelvin 50a aux électro-aimants des interrupteurs à relais 30a et 27a.
Les interrupteurs limitateurs 80b et 90b sont in tercalés dans les conducteurs 36b et 34b de la balance Kelvin 50b aux électro-aimants des interrupteurs à relais 30b et<B>27b,</B> et les interrupteurs limitateurs 80e et 90e sont in tercalés clans les conducteurs<B>36e</B> et 34e de la<B>,</B> balance Kelvin<B>50e</B> aux électro-aimants des interrupteurs à relais<B>30e</B> et 27c.
Les électro-aimants des interrupteurs limitateurs 80a et 90a sont connectés par le conducteur 100a et la lampe 102a à la barre omnibus 2a. Les électro-aimants des interrupteurs limi- tateurs 80b et 90b sont connectés par le con- clucteur 100b et la lampe 102b à la barre omnibus 2b. Les électro-aimants des inter rupteurs limitateurs <B>80e</B> et<B>90e</B> sont connec- tés par le conducteur<B>1001-</B> et la lampe 102c à la barre omnibus 2c.
Les trois groupes d'in terrupteurs limitateurs ont une connexion commune 101 au four I', cette connexion pas sant à travers l'enveloppe du four à la masse de métal fondu.
Les trois électrodes A B et C avec leurs conducteurs<I>a b</I> et c forment une connexion en étoile entre les barres omnibus 2a, 2b et ?c du circuit triphasé. Le bain métallique dans le four est le centre ou point de jonction com mun de cette connexion en étoile. Les con ducteurs 100a, 100b et 100e forment égale ment une connexion en étoile entre les barres omnibus 2a, 2b et 2c et le bain fondu dans le four. Les. interrupteurs limitateurs 80a et 90a dans la branche 100a de l'étoile sont donc connectés à travers l'arc entre l'électrode A et le bain de métal dans le four 'de façon à "être influencés par la chute de tension dans cet arc.
De façon similaire, les -interrupteurs limitateurs 80b et 90b, 80c et<B>90e</B> sont res pectivement connectés en dérivation avec les arcs des électrodes B et C pour être comman dés par la chute de tension dans ces arcs.
Les lampes 102a; 102b et 102e- servent de résistances non-inductives pour leurs inter rupteurs limitateurs respectifs et servent également d'indication visuelle de la chute de tension dans les trois arcs du four.
Les interrupteurs limitateurs fonctionnent de la manière suivante: Les contrepoids sur les bras de levier des différents interrupteurs limitateurs sont ajus tés de façon que lorsque les arcs dans le four sont exactement équilibrés et la chute de tension est sensiblement égale dans les trois arcs, tous les interrupteurs limitateurs sont maintenus fermés. Les contrepoids sont ordi nairement ajustés de façon à permettre une variation de quelques volts dans chaque sens à partir d'une chute de tension équilibrée dans les trois ares.
Supposons toutefois qu'il se produise pour une raison quelconque, telle qu'un accroissement anormal de la résistance de l'arc de l'électrode A, un état de déséqui libre des tensions des arcs de sorte que la tension de l'arc de l'électrode A dépasse con- sidérablement la tension des arcs des élec trodes b' et C.
Ceci produira un déséquilibre similaire des tensions dans les trois brandies de la connexion en étoile au four F par les conducteurs respectifs 100a, 100b, 1()1_)e. 1'ar suite de la tension exagérée dans le conduc- teur 100a, la lampe 102a brillera, davantage et l'interrupteur à.
tension élevée 81a sera ou vert de façon à interrompre le circuit du conducteur 86a de la balance Kelvin 5(p #ît l'interrupteur à relais 80a qui commande l'interrupteur lla pour le soulèvement de l'électrode. Par conséquent, la balance Kel vin 50a est empêchée de faire soulever<B>da-</B> vantage l'électrode 3, soulèvement ultérieur qui ferait encore augmenter la résistance de son arc et le déséquilibre des tensions dans les différents arcs.
La balance Kelvin <B>50111</B> peut seulement fonctionner pour abaisser l'électrode A et diminuer ainsi la résistance de cet arc et rétablir l'équilibre des poten tiels des différents arcs du four. Si le déséquilibre des potentiels est suffisamment grand, les interrupteurs limitateurs à. tension réduite 90b et 90e s'ouvriront également, inter rompront le circuit des conducteurs 34b et 34e des balances Kelvin 50u et<B>50e</B> aux relais qui commandent les interrupteurs d'abaissement:
des électrodes 10u et 10e, et empêcheront ainsi les balances Kelvin 50U et 50e d'abais ser les électrodes L' et C, abaissement qui amènerait une diminution de la résistance de leurs arcs et une augmentation ultérieure du déséquilibre des potentiels des arcs. Les ba lances Kelvin 50b et 50e peuvent seulement fonctionner pour soulever les électrodes B et C et augmenter ainsi la résistance de leurs ares et rétablir l'équilibre normal des poten tiels des arcs.
Lorsque la. résistance en travers de l'élec trode A augmente suffisamment pour ouvrir l'interrupteur limitateur à. tension élevée 80a, la résistance des arcs des électrodes 7B et C diminuera, ordinairement suffisamment pour ouvrir les interrupteurs limitateurs à .
tension réduite 90b et 90c. L'accroissement de résis tance dans l'arc de l'électrode A provoquera une chute dans le wattabe délivré à cette électrode et également, parce qu'il s'agit d'un circuit triphasé, produira, une diminution du wa.ttage délivré aux électrodes fB et<B>C</B>.
S'il n'y avait pas les interrupteurs limïtateur., cette réduction de wat,tabe pour les trois élec trodes actionnerait les trois balances kelvin 50a, 50u et, 50e pour produire un abdisseinerit de toutes les trois électrode.
Comme Félec- trode t1 est la seule électrode hors d'équilibre, elle est la seule électrode qui devrait êtrc- abaissé lquilibrer lit résistance el, un e pour<B>e</B> abaissement des électrodes B3 et C serait inutile, et s'il se produisait, il devrait éire suivi d'un soulèvement des électrode. h et<B>C</B> quand l'équilibre serait rétabli.
Les inter rupteurs à tension réduite 9!>>, et 9(l- empê chent cet abaissement inutile des électrodes 13 et C parce qu'ils empêchent le. balances Kelvin 50b et 50e de fonctionner après la diminution de watlage de façon à abai.*;(@r les électrodes f3 et<B>C</B>.
La balance Kelviir ;i10 toutefois est libre pour provoquer un abais- sement de l'électrode A, ce qui se produit jusqu'à ce que le ivattage normal pour l'élec trode . soit rétabli. Cela ramène l'installa- tion à un. état d'équilibre à l'aide<B>dit</B> réglage en position de l'électrode A qui est l'unique des trois électrodes hors d'équilibre, et sans déranger la. position de.
électrodes IB et C, auxquelles la résistance des ares était exacte ment équilibrée. Si les potentiels des ares deviennent déséquilibrés de façon {lue le po tentiel de l'arc de l'électrode _4 est sensible- ment,inférieur à. celui des arcs des électrode:
IB et C, ce qui peut arriver par suite d'une diminution normale de la résistance de l'arc de l'électrode .l, il se produit l'opération in verse des interrupteurs limitateurs. La lampe 102a devient phis sombre et l'interrupteur limitateur à tension réduite 9()a s'ouvre,
em pêchant la balance Kelvin 50a d'actionner l'interrupteur d'abaissement de l'électrode 10a et permettant un réglage seulement dans le sens du soulèvement de l'électrode -l.
Si l'accroissement de potentiel aux ares des élec trodes 13 et C est suffisant, les interrupteurs limitatcurs â tension élevée 80b et 80e s'ou vriront pour empêc.lier les balances Kelvin 50u et<B>50e</B> de soulever les électrodes B et C et de permettre seulement un réglage dans le sens de l'abaissement de ces électrodes pour rétablir l'équilibrage des potentiels aux différents arcs du four.
Lorsque la diminution de résistance de l'arc de l'électrode A est suffisante pour ac tionner l'interrupteur limitateur à tension ré duite 90a, cette diminution de résistance pro voquera ordinairement une augmentation suf fisante de la résistance des ares des élec trodes B et C des deux autres phases du cir cuit triphasé pour ouvrir les interrupteurs limitateurs à tension élevée 801) et 80c.
La diminution de résistance de l'arc de l'élec trode A provoquera un accroissement anormal du wattage délivré à l'électrode A et, comme le circuit est triphasé, provoquera également un accroissement anormal du wattage dé livré aux électrodes B et C. Cet accroisse ment du wattage obligerait, s'il n'y avait pas les interrupteurs limitateurs, toutes les trois balances Kelvin à faire soulever les trois électrodes A B et C.
Le soulèvement dc#s électrodes B et C serait toutefois inutile, puisque les résistances de leurs ares soit nor males et la résistance de l'arc de l'électrodc A est en défaut. Les interrupteurs limita- teurs à tension élevée 90u et 90e empêchent ce soulèvement inutile des électrodes B et C, tandis que la. balance Kelvin 50a fait sou lever l'électrode A pour rétablir la r6sis- tance normale de son arc.
Pour plus de simplicité, les explications précédentes ont été données pour un accrois sement anormal ou une réduction anormale de la résistance de l'arc de l'électrode _1. Le fonctionnement est le même pour des vari:z- tions anormales de la résistance des arcs d@à, électrodes B et C.
D'autre part, s'il devait se produire un changement anormal de la ré sistance de deux électrodes, par exemple des électrodes A et B, les interrupteurs limita- tours empêcheront le réglage en position de l'électrode normale, à, savoir l'électrode C, tandis .que les électrodes A et B, dont les ré sistances sont hors d'équilibre, seront réglées en position pour établir l'état d'équilibre nor- mal;
et aussitôt qu'une des électrodes A B est ramenée à l'équilibre, les interrupteurs limitateurs empêcheront tout mouvement ul térieur de cette électrode, tandis que l'autre électrode est encore réglée en position pour rétablir son équilibre normal.
Si des conditions anormales devaient te produire dans le four qui affectent l'équilibre des résistances des ares de toutes les trois électrodes, les interrupteurs limitateurs fonc tionneront de la même manière; aussitôt qu'une électrode est ramenée à la position exacte, les interrupteurs limitateurs empêche ront tout mouvement ultérieur de cette élec trode, tandis que le réglage en position des deux autres a lieu, et aussitôt qu'une des autres électrodes est exactement réglée en po sition, l'interrupteur limitateur empêchera tout mouvement ultérieur de celle-ci pendant le réglage en position de la troisième élec trode.
Les interrupteurs limitateurs empêchent un mouvement de va-et-vient ou une vibra tion inutile des électrodes pendant le réta blissement des arcs à l'état d'équilibre, évi= tant ainsi un mouvement inutile et l'usure des parties, et raccourcissant également considérablement le temps requis pour réta blir l'équilibre des arcs.
On verra que chacun des moteurs pour ma.- noeuvrer les trois électrodes comporte deux commandes: l'une, une commandé à wattage, qui maintient un wattage constant et équilibré pour les différents arcs, indépendamment des variations qui pourraient se produire dans le four ou dans les lignes de transmission, et l'autre, une commande à tension dépendant des chutes de tension relatives dans les dif férents arcs du four, cette dernière commande coopérant avec la commande à wattage pour produire un réglage sélectif en position de la ou des électrodes, dont la résistance est hors d'équilibre,
tout en laissant les autres ou l'autre électrode inaffectée pendant le ré tablissement de l'équilibre.
Les moteurs actionnant les électrodes sont pourvus d'une commande à arrêts qui les em pêche de marcher plus loin lorsque l'électrode a été soulevée ou abaissée à la position exacte. Ceci est effectué en interrompant le courant des môteurs de façon que la. marche du moteur soit intermittente, le moteur étant excité de manière intermittente pour effec- tuer un mouvement par étapes de l'électrode.
Ce mouvement intermittent du moteur em pêche le moteur d'acquérir une vitesse et ut, couple tels qu'il serait entraîné à marcher ait delà, du point auquel le circuit du moteur est ouvert par la balance Kelvin lorsque le ré- 41age désiré a été accompli. Le courant in terrompu appliqué au moteur peut être le courant de pleine charge du moteur qui oc casionnera la marche positive du moteur.
La mission de la commande à arrêts est d'action ner le moteur par courtes périodes d'excita- tion vigoureuse séparées par des périodes de manque d'excitation dans lesquelles le roto_ du moteur est capable de venir sensibleineiit- au repos.
A la fib. 2, le conducteur 20, qui corres pond au conducteur 20 de la fig. 1, comporte un commutateur 110. Ce commutateur pos sède un cylindre isolant rotatif<B>111</B> sur le quel sont montées deux bagues 112 et<B>11.3</B> qui sont électriquement connectées ensemble. La. bague 11â s'étend seulement partielle ment autour du cylindre 111. Un contact avec ces bagues rotatives est établi par deux balais stationnaires 114 et 115 reliés au con ducteur 20.
Le commutateur est actionné par un moteur 116 (fig. 3) qui actionne le cylindre 111 par l'intermédiaire d'un engre- nage à réduction de vitesse 117.
Ce dispositif fonctionne comme suit: Le moteur<B>116</B> marche continuellement pour ac- tionner le commutateur. Lorsque la balance Kelvin 50 est dans sa position neutre, il n'y a naturellement point de passage de courant pour le conducteur 20. Supposons, toutefois, que la balance Kelvin soit actionnée pour amener le contact mobile 39 contre l'un des contacts stationnaires 35, 37.
Il en résulte que le courant passe par le conducteur 20 et par l'un ou l'autre des électro-aimants 3?, pour actionner les interrupteurs de moteur correspondant et pour faire marcher le mo- teur. Comme le conducteur 20 est continuel lement interrompu par le commutateur<B>110,</B> l'interrupteur à relais ? 7 ou 30, qui doit être actionné, ferme et coupe continuellement de la même manière- le circuit qui, à son tour, oblige. l'interrupteur <B>10</B> ou celui 11, suivïuit le cas, dans le circuit d'alimentation du mo teur,
à ouvrir et fermer en concordance avec le commutateur 1l0 pour alimenter le moteur de façon intermittente. Le moteur 3 reçoit, par conséquent, un mouvement par étapes et l'électrode _3 est soulevée on abaissée d'un mouvement par étapes. Cela empêche le mo teur d'acquérir un couple suffisant pour aller dépasser sa position d'arrêt désirée lors que la balance Kelvin réoccupe sa position correspondante.
La commande du moteur est établie façon qu'elle, puisse avoir lieu automatique ment ou à la main. La balance Kelvin<B>50</B> et ses connexions constituent les moyens de ré glage automatiques qui fonctionnent lorsque l'interrupteur 70 est enclenché dans sa po.i- tion supérieure.
Le réglage à. la main peut être utilisé en enclenchant l'interrupteur 7 0 dans sa position inférieure qui sert à. connec ter les trois contacts inférieurs 121, 122 et 12â aux barres omnibus 2c, 2b et ?a respec tivement. Le contact 121 est connecté par le conducteur 12.1 directement à l'une des bornes du moteur 3.
Les contacts station naires 122, 123 de l'interrupteur 7 0 sont con nectés aux couteaux 131 et 132 d'un inter rupteur-inverseur bipolaire 131ï. Les contacts stationnaires 1.33 et 1:3I de cet interrupteur sont reliés ensemble et connectés par un con ducteur 125 < t, la seconde borne du moteur 3. Les contacts stationnaires 135 et 136 de l'in terrupteur 130 sont reliés ensemble et connec tés par le conducteur 1?6 à, la. troisième borne du moteur 3.
Le moteur peut donc. être ac tionné pour soulever ou pour abaisser l'élec trode en enclenchant l'interrupteur 130 dans sa position supérieure ou inférieure. En oh s<B>s</B> -)ooa, ervant les ampèremètres<B><U>,</U></B> 2001t et 200c et les lampes 1fD2a, 102t3 et 102c, le surveil lant peut déterminer si les électrodes doivent être soulevées ou abaissées. Comme on le voit dans le schéma, il n'y a pas de com mande à arrêt de moteur intercalée dans les conducteurs allant des moyens de réglage manuels au moteur,
le surveillant n'ayant qu'à ouvrir l'interrupteur en temps utile pour arrêter le mouvement des électrodes à la place exacte. Il est évident, toutefois, que la commande à arrêt de moteur peut être em ployée en mettant un interrupteur dans deux des circuits 124, 1?5 et 126 qui alimentent le moteur 3.
Le travail effectif du four est naturelle ment directement proportionnel aux watts de façon que le réglage en wattage constant maintient une uniformité maximum du chauf fage et du fonctionnement efficace du four.
La commande automatique de l'énergie se produit indifféremment si les fluctuations sont dues à des variations de la résistance in terne du four ou à une tension variable dans la ligne de transmission. Les watts effectifs délivrés au four sont maintenus constants sans égard à ces variations et à des varia tions du facteur de puissance ou de la, fré quence. On a. trouvé qu'il résulte du réglage décrit des électrodes un rendement élevé du four avec facteur de charge et facteur de puissance élevés et qu'on obtient également un réglage exact et sensible.
La présente invention n'est évidemment pas limitée à l'emploi de trois électrodes dans le même bassin de four. On pourrait par exemple utiliser trois bassins ou capacités de four séparées, chacune ayant une électrode reliée à, une phase du circuit triphasé. Dans ces conditions, le réglage électrique main tiendrait l'équilibre de la consommation d'énergie des trois bassins ou capacités de four.
Par l'expression "état d'équilibre", on n'entend pas nécessairement un wattage égal pour les trois électrodes, que celles-ci soient dans un seul four ou dans des capacités de four séparées. Il peut par exemple être dési rable de prélever un wattage plus grand d'une phase que des autres phases du circuit triphasé. Les balances Kelvin peuvent être réglées de façon qu'an wattage prédéterminé peut être maintenu sur chaque phase du cir cuit, que ce soit le même ou un wattage dif férent pour chaque phase.
Les moyens de réglage susdécrits ne sont pas limités à l'application à un four électri que, mais ils peuvent aussi être employés pour d'autres buts. Par exemple, l'énergie consommée par un moteur électrique peut être maintenue constante ou réglée par rap port à la charge, ou les moyens de réglage peuvent être employés dans des installations électriques comportant par exemple un mo teur électrique en combinaison avec un broyeur et dans lequel on veut maintenir une charge constante ou réglée.