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" Dispositif pour l'alimentation d'aimants à ferrailles "
Dans le fonctionnement des aimants à ferrailles, il est désira- ble d'effectuer les mises en circuit et hors circuit de l'aimant d'un, manière telle que, lors de la mise en circuit, l'aimant soit rapide- ment aimanté et que, lors de la mise hors circuit,il soit rapidement désaimanté.Dans l'application du système employé jusqu'à présent, l'aimant est généralement relié à une source de courant continu à l'ai- de d'une résistance en série commandée par un contrôleur.La déconnexion est effectuée de telle façon que, dans la première position et aussi dans la position zéro,une résistance en parallèle est couplée à l'ai- mant à ferrailles.En vue de réaliser une désaimantation rapide,le con- trôleur présente deux positions de courant iverses,
dans lesquelles l'aimant est relié à la source de courant continu, dans des sens de
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courant opposés, et en série avec la résistance du contrôleur, de sorte qu'une certaine aimantation négative est obtenue et, ainsi, une désaimantation effective.
Dans le cas où l'aimant est muni d'une génératrice à courant continu séparée et où la régulation est effectuée par le champ de la génératrice, on emploie également un contrôleur et une résistance en série avec l'enroulement de champ. Ledit contrôleur a une posi- tion inverse dans laquelle le champ est inversé, en vue de réaliser une désaimantation rapide de l'aimant.
Etant donné que la résistance ohmique de l'aimant varie considé- rablement avec le chauffage de l'aimant, il y aura une variation considérable de la puissance de l'aimant, suivant la température de celui-ci. Ainsi, par exemple, l'aimant qui peut nécessiter 6 kw lorsque l'équilibre thermique est atteint, peut nécessiter pas moins de 10 kw, quand il est froid. La génératrice alimentant l'aimant doit donc être établie pour 10 kw, bien que seulement 6 kw puissent être utilisés après que l'équilibre est atteint. Ceci dépend de ce que la constante de temps thermique de la génératrice est considé- rablement moindre que celle de l'aimant, de sorte qu'il n'est pas possible de prévoir une génératrice destinée à débiter seulement 6 kw et de la faire marcher en surcharge pendant le temps où l'ai- mant est froid.
La présente invention a pour objet un dispositif de régulation dans lequel l'aimant à ferrailles est alimenté par une génératrice à courant continu possédant trois enroulements, dont l'un est un enroulement en dérivation, l'autre un enroulement en série s'oppo- sant à l'enroulement en dérivation, et le troisième un enroulement alimenté séparément, et agissant en coopération avec l'enroulement en dérivation, le dernier enroulement étant alimenté par une source de courant continu, d'un voltage constant et étant relié à cette source de courant à la mise en circuit de l'aimant.
Si l'enroulement en dérivation est établi de façon que sa ligne de résistance coïncide
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avec la partie droite de la courbe d'aimantation de la génératrice, le courant passant à travers l'enroulement en série prendra une va- leur telle que les ampère-tours de celui-ci seront égaux aux ampère- tours de l'enroulement alimenté séparément.
Cette génératrice à trois enroulements de champ est connue en soi, et est généralement employée en tant qu'excitateur pour la régulation du courant constant dans un moteur à courant continu. Dans ce cas, cependant, elle n'a pas seulement à effectuer la régulation d'un cou- rant constant à travers l'aimant à ferrailles, mais, par l'utilisation de la réactance plus grande de l'aimant et par un dimensionnement ap- proprié des enroulements de la génératrice, également à réaliser un renversement du voltage de la génératrice jusqu'à une valeur négative lorsque l'enroulement alimenté séparément est déconnecté, causant ainsi une désaimantation effective de l'aimant.
Sur le dessin ci-annexé, la fig. 1 montre un schéma des enroule- ments pour le dispositif d'actionnement; dans celui-ci, 1 désigne l'aimant à ferrailles et 2 la génératrice à laquelle l'aimant est couplé; 3 est le moteur actionnant la génératrice, 4 un commutateur pour la mise en circuit et la mise hors circuit de l'aimant et 5 est un contact à bouton-poussoir pour court-circuiter la résistance 6.
L'enroulement alimenté séparément de la génératrice est désigné par b, l'enroulement en dérivation par a et l'enroulement en série par c.
Sur la fig. 2, le voltage de la génératrice est représenté par la courbe E et ses ampère-tours d'excitation par ( in).
La courbe E = f ( in) désigne la courbe d'aimantation de la géné- ratrice. La courbe E = ci désigne la ligne de résistance de la généra- trice ; ina représente les ampère-tours atteints par l'enroulement en dérivation a de la génératrice, inb représente les ampère-tours de l'enroulement b alimenté séparément, agissant en coopération avec l'enroulement a, et inc représente les ampère-tours de l'enroulement c, neutralisantles'enroulements a et b.
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Etant donné que l'enroulement en série c contre-carre l'action des deux autres enroulements agissant en coopération a et b, un cou- rant constant est toujours obtenu dans l'aimant, indépendamment de sa température,
E1 est supposé désigner le voltage nécessaire pour l'alimentation de l'aimant à ferrailles avec le courant normal 1 quand l'enroulement de l'aimantation est froid, E2 est le voltage requis pour l'alimen- tation de l'aimant quand son enroulement est chaud, et E3 désigne le voltage atteint quand l'aimant est mis en circuit *.'.
Quand l'en- roulement d'excitation alimenté séparément b est ouvert, la généra- trice sera instable et ne donnera aucun voltage, par suite du fait que, si l'enroulement d'excitation a devait donner un voltage, il y aurait aussi du courant passant à travers l'enroulement de l'aimant, et ce courant passant à travers l'enroulement d'excitation c contre- carrerait l'enroulement a, et ainsi désaimanterait la génératrice.
Lors de la mise en circuit de l'enroulement b, tout d'abord un voltage E3 est réalisé, lequel voltage est considérablement plus élevé que le voltage de service déterminé E2, de sorte que l'augmentation du courant passant à travers l'aimant est accélérée. A cause de la grande réactance de l'aimant à ferrailles, le courant s'élèverait trop lentement si l'aimant était connecté seulement au voltage nor- mal.
Lorsque le courant s'élève jusqu'à sa valeur normale, correspon- neutralisant dant aux ampère-tours inc dans l'enroulementc, laquelle est égale aux ampère-tours inb correspondant au courant passant dans l'enrou- lement alimenté séparément b, le voltage de la génératrice diminue- ra jusqu'à la valeur E = IR, dans laquelle 1 désigne le courant nor- mal de l'aimant à ferrailles et R désigne la résistance ohmique de l'aimant.
Le courant 1 est automatiquement maintenu constant indé- pendamment de la température de l'aimant, de sorte que le voltage de la génératrice changera dans la même proportion que la résistance dans l'enroulement de l'aimanta Au début, quand l'aimant est froid et que la valeur de résistance est faible, E1 est plus faible que le
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voltage E2, valeur qui est atteinte quand l'aimant est chaud. Il est seulement nécessaire d'établir la génératrice pour le voltage E2 et le courant 1. Une génératrice sans régulation de voltage automatique, au contraire, doit être établie pour le voltage E2 et pour le courant 12, lequel est plus grand que 1, parce que la résistance ohmique dans l'aimant à ferrailles, quand celui-ci est froid, est moindre que lorsque l'aimant est chaud.
Quand le court-circuitage de la résistance 6 est interrompu en actionnant le bouton-poussoir 5, de manière que la résistance 6 soit temporairement mise en circuit, on arrive à un abaissement du courant, ce qui a pour effet de faire tomber les matières attirées en vrac par l'aimant.
Quand le commutateur 4 est ouvert, de sorte que le courant pas- sant à travers l'enroulement b cesse, le voltage de la génératrice diminue rapidement, et cela dû au fait que l'excitation provenant de l'enroulement en série c domine l'excitation provenant de l'enroule- ment en dérivation a, et aura même pour effet un renversement de la polarité de la génératrice et une impulsion de courant à travers l'aimant à ferrailles en sens opposé, de manière que les matières attirées par celui-ci tombent rapidement. Ce renversement dépend du fait que l'inductance de l'aimant à ferrailles est considérablement plus gran- de que celle du champ de la génératrice.
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"Device for feeding scrap magnets"
In the operation of scrap magnets, it is desirable to effect the switching on and off of the magnet in such a way that, when switching on, the magnet is quickly magnetized. and that, when switched off, it is rapidly demagnetized.In the application of the system employed heretofore, the magnet is generally connected to a source of direct current by means of a resistor in series controlled by a controller. The disconnection is carried out in such a way that in the first position and also in the zero position, a resistor in parallel is coupled to the scrap magnet. In order to achieve rapid demagnetization, the controller has two different current positions,
in which the magnet is connected to the direct current source, in direction of
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opposing currents, and in series with the resistance of the controller, so that some negative magnetization is obtained and, thus, effective demagnetization.
In the case where the magnet is provided with a separate DC generator and the regulation is effected by the field of the generator, a controller and a resistor in series with the field winding are also employed. Said controller has an inverse position in which the field is inverted, in order to achieve rapid demagnetization of the magnet.
Since the ohmic resistance of the magnet varies greatly with the heating of the magnet, there will be a considerable variation in the power of the magnet, depending on the temperature of the magnet. So, for example, the magnet which may require 6 kw when thermal equilibrium is reached, may require no less than 10 kw, when it is cold. The generator feeding the magnet must therefore be set for 10kw, although only 6kw can be used after equilibrium is reached. This depends on the fact that the thermal time constant of the generator is considerably less than that of the magnet, so that it is not possible to provide a generator intended to output only 6 kw and to run it. overloaded during the time when the magnet is cold.
The present invention relates to a regulating device in which the scrap magnet is supplied by a direct current generator having three windings, one of which is a shunt winding, the other a series winding opposed. with the shunt winding, and the third a separately supplied winding, and acting in cooperation with the shunt winding, the last winding being supplied by a source of direct current, of constant voltage and being connected to this source current when the magnet is switched on.
If the shunt winding is established so that its resistance line coincides
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with the right part of the magnetization curve of the generator, the current passing through the series winding will take a value such that the ampere-turns of this one will be equal to the ampere-turns of the powered winding separately.
This generator with three field windings is known per se, and is generally employed as an exciter for the regulation of constant current in a DC motor. In this case, however, it does not only have to effect the regulation of a constant current through the scrap magnet, but, by the use of the larger reactance of the magnet and by sizing. The generator windings are also suitable for reversing the voltage of the generator to a negative value when the separately powered winding is disconnected, thus causing effective demagnetization of the magnet.
In the accompanying drawing, FIG. 1 shows a diagram of the windings for the actuator; in this, 1 designates the scrap magnet and 2 the generator to which the magnet is coupled; 3 is the motor driving the generator, 4 is a switch for switching the magnet on and off, and 5 is a push button contact for shorting resistor 6.
The winding supplied separately from the generator is designated by b, the shunt winding by a and the series winding by c.
In fig. 2, the voltage of the generator is represented by the curve E and its excitation ampere-turns by (in).
The curve E = f (in) designates the magnetization curve of the generator. The curve E = ci denotes the line of resistance of the generator; ina represents the ampere-turns reached by the shunt winding a of the generator, inb represents the ampere-turns of the separately supplied winding b, acting in cooperation with the winding a, and inc represents the ampere-turns of l 'winding c, neutralizing' windings a and b.
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Since the series winding c counter-squares the action of the other two windings acting in cooperation a and b, a constant current is always obtained in the magnet, regardless of its temperature,
E1 is assumed to denote the voltage required for supplying the scrap magnet with normal current 1 when the magnetization winding is cold, E2 is the voltage required for supplying the magnet when its winding is hot, and E3 denotes the voltage reached when the magnet is switched on *. '.
When the separately supplied excitation winding b is opened, the generator will be unstable and will not give out any voltage, owing to the fact that, if the excitation winding a were to give a voltage, there would also be current passing through the magnet winding, and this current passing through the excitation winding c would counteract the winding a, and thus demagnetize the generator.
When switching on the winding b, first of all a voltage E3 is realized, which voltage is considerably higher than the determined operating voltage E2, so that the increase of the current passing through the magnet is accelerated. Due to the high reactance of the scrap magnet, the current would rise too slowly if the magnet was connected only to the normal voltage.
When the current rises to its normal value, correspon- ding to the ampere-turns inc in the winding c, which is equal to the ampere-turns inb corresponding to the current flowing in the separately supplied winding b, the The generator voltage will decrease to the value E = IR, where 1 denotes the normal current of the scrap magnet and R denotes the ohmic resistance of the magnet.
The current 1 is automatically kept constant regardless of the temperature of the magnet, so that the voltage of the generator will change in the same proportion as the resistance in the coil of the magnet. At the beginning, when the magnet is cold and the resistance value is low, E1 is lower than the
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voltage E2, value which is reached when the magnet is hot. It is only necessary to set the generator for voltage E2 and current 1. A generator without automatic voltage regulation, on the contrary, must be set for voltage E2 and for current 12, which is greater than 1, because that the ohmic resistance in the scrap magnet, when the latter is cold, is less than when the magnet is hot.
When the short-circuiting of resistor 6 is interrupted by actuating push-button 5, so that resistor 6 is temporarily switched on, the current is lowered, which has the effect of dropping the attracted materials. loose by the magnet.
When switch 4 is open, so that the current flowing through winding b ceases, the voltage of the generator decreases rapidly, and this is due to the fact that the excitation from the series winding c dominates. The excitation from the shunt winding a, and will even result in a reversal of the polarity of the generator and a current pulse through the scrap magnet in the opposite direction, so that the material attracted to it - these fall quickly. This reversal depends on the fact that the inductance of the scrap magnet is considerably larger than that of the field of the generator.