<Desc/Clms Page number 1>
Moteur synchrone
La présente invention concerne le moteur synchrone,' faisant l'objet du brevet ? 331.731 susceptible de fonctionner une vitesse double de la -vitesse synchrone,' dont la caractérisa tique principlae consiste dans ce fait qu'il est établi sous for- me .d'un moteur asynchrone ordinaire 11. induit- bobiné et à bagues et est pourvu alun enroulement de même nature que l'enroulement du stator mais dont les connexions sont établies de telle sorte que le courant du stator,4 lancé dans le rotor,' produit dans, ce dernier un champ tournant se déplaçant en sens inverse de la vitesse du rotor*4
Dans l'exemple décrit dans ce brevet antérieur,'-on fait usage pour le démarrage du moteur,
d'un moteur auxiliaire de lancement qui peut être calé sur le même arbre que le moteur principal ou attaquer celui-ci d'une manière quelconque.'
<Desc/Clms Page number 2>
L'invention actuelle a pour but d'éviter les inconvé- nients que présente, en pratique, ce procédé de démarrage et consiste essentiellement à amener le moteur principal à la
EMI2.1
vitesse double de la vitesse synchrone à l'aide d'un convers tisseur de fréquence fournissant du courant envoyé dans le rotor du moteur pendant la période de démarrage.' #
Afin de bien .faire comprendre l'invention,' on en décrira, ci-après, un exemple d'application en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels:
La figure 1 donne le schéma de montage dans le cas , où le stator et le rotor du moteur sont alimentés en parallèle.*
La figure 3 est une vue de face d'un des disques en tôle faisant partie du convertisseur de fréquence employé con- formément à l'invention
La figure 3 montre le schéma de montage dans le cas où le rotor est en série sur le stator.'
La figure 4 montre une variante.'
EMI2.2
Dans le schéma de la figure 1, ,9 désigne le stator et b le rotor du moteur susceptible de fonctionner à une vitesse double de la vitesse synchrone et qui sera désigné ci:
-après
EMI2.3
sous le nom de moteur bisynchrone.. désigne le circuit d' 81i4 mentation relié au stator par l'intermédiaire de l'interrupteur
EMI2.4
9*1 Conformément à 11 invention,1 il est fait usage d'un converti seur de fréquence .g, qui ne conporte qu'une partie tournante sans partie fixe et qui est composé essentiellement de disques en tôle, du genre de celui montré par la figure 2.' Ces dis- ques sont empilés sur un arbre et percés d' encoches,g noyées dans la tôle,' à la façon d'un compensateur de phase.' D'un roté
EMI2.5
de ce convertisseur, se trouvent calées trois bagues et de l'autre, un collecteur.1 comme dans une commutatrice ordinaire.!
EMI2.6
Sur le collecteur frottent trois balais j calés à 130 élec- triques.* Le courant de la ligne g est appliqué aux bagues >1 par un interrupteur 1;
et éventuellement par l'intermédiaire d'un transformateur 1 pour obtenir la tension convenable .'
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
au collecteur * L'arbre du converti-sseur.Q est attaqué par un moteur quelconque Le rotor $ du moteur bisynchrone est pourvu d'un démarreur jj et le montage est complété par deux inverseurs J2 et JI intercalés dans le circuit ji et permettant de connecter le rotor.b soit au convertisseur de fréquence & soit à la ligne 4 par la dérivation ,r<t Les encoches des disques g du convertisseur sont complètement fermées pour que 7, e bobinage présente suffisamment de self et que l'on puisse, sans inconvénient, appliquer la tension aux bagues étant donné que la machine ne développe pas de force contre électro-lmotriceel
Si le convertisseur ne tourne pas,
' la fréquence au collecteurà est la même qu'aux bagues.4*4 Si le convertisseur aux '
EMI3.2
tourne au synchronisme, .on récolte/balais du courant continu ''' Pour les vitesses intermédiaires entre zéro et le synchronisme, on obtient aux balais 4 du courant triphasé dont la fréquence est fonction de la vitesse de rotation du convertisseur.'
Le montage représenté figure 1, permet de réaliser
EMI3.3
le démarrage du moteur w..J..Q suivant trois variantes décrites ci-après sous A- B et De Variante A:
1 ) On :.7t.erme l'inverseur .3 vers le bas sur le dé- marr6lr ,,,' et,' après avoir mis le courant au stator, par la fermeture de 1 ' interrupteur 4, on démarre le moteur bisynchrone
EMI3.4
là façon ordinaire à l'aide du démarreur ce moment ce moteur tourne une vitesse un peu inférieure au synchronisme (vitesse synchrone du champ de stator)*1
2 ) On met ensuite en marche le groupe convertisseur
EMI3.5
eu, avec l'inverseur J2 fermé vers le bas et,' au moment o on obtient la vitesse synchrone du convertisseur en, on ferme 1 'inverseuro vers le haut:
A ce moment le rotor b est alimenté en courant continu et va se synchroniser (vitesse synchrone du champ de stator) '
<Desc/Clms Page number 4>
3 ) Ensuite on coupe, le courant au moteurn et on laisse le groupe m-e s'arrêtera Au fur et mesure que la vites- se se ralentit, la fréquence au, collecteur croît et le moteur bisynchrone augmente de vitesse.' A l'arrêt du groupe convertis- seur m- e, le rotor b tourne au double àe la vitesse synchrone ( bisynchronisme).
Si l'arrêt du groupe convertisseur était trop rapide on pourrait le munir d'un volant, s'il était trop lent, on pour- rait le freiner.'
4 ) Le lancement du moteur étant terminé, on ferme l'inverseur p vers le haut et on ouvre l'interrupteur k.
Entre la ligner et l'inverseur.3 on pourrait éventuellement placer un transformateur*
Variante B.
S'il est possible de faire tourner le convertisseur., au double de la vitesse synchrone, on peut se passer complète* ment du démarreur ordinaire; En effet, au double de la vitesse synchrone, le champ fourni par les courantspuisés au collecteur i tournera en sens contraire du sens normal et dans le moteur bisynchrone a-b les deux champs de stator, et de rotor auront même sens : moteur ne démarrera donc pas.' Il ne commencera à démarrer que lorsque les vitesses des champs ne seront plus éga- les, ce que l'on obtiendra en ralentissant le convertisseur e;
on passera ainsi au synchronisme.puis au bisynchronisme
Le procédé de démarrage car-dessus décrit, tant en ce qui concerne la variante A que la variante B, suppose un moteur b- synchrone dont le stator et le rotor sont alimentés en parallè le.* Il est également applicable à un moteur qui aurait son ro- tor en série avec le stator*4 La figure 3 montre ce cas sous for- me d'un schéma unifilaire, les organes correspondais étant dé- signés par les mêmes références que dans la figure 1.' Les manoeuvres à effectuer sont les suivantes:
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
12) Lancer le groupe convertisseur js-is jusqu'au double de la vitesse synchrone 4 2- ) Fermer 1'inverseur D et l'interrupteur du stators 32) Fermer l'inverseur a vers le haut.' 4 -) Ralentir le convertiseur ew jusqu'à l'arrêta Le moteur Je est alors au bisynchronisme.
5 -) Fermer l'inverseur J2 vers le bas et ouvrir l'inverseur .3.
Variante C
La figure 4 montre, sous une forme analogue(schéma unifilaire) une autre variante dans laquelle le moteur comprend
EMI5.2
la stator ordinaire ,$ et un rotor Jg dont le bobinage, continu et fermé sur lui même, est connecté, d'une part, à trois bagues s et d'autre part, à un petit collecteur j?, qui ne sept qu'au
EMI5.3
démarrage, ou bien encore un rotor portant deux bobinages1 l'un connecté aux bagues ±, l'autre au collecteur Du côté du col- lecteur,' l'arbre porte une buselure M2' tournant folle sur lui et portant trois bagues isolées ,µ± un pignon 2 et un croisillon 5Î portant trois balais ( ou lignes de balais) â 1202 élestriquas et réunis chacun à une bague de la série Sgr L'arbre porte , au bout; un embrayage j:
à plateaux, ou Se tout autre système.' Une tige avec boulonJpoussoir d'embrayage porte un pignon v- qui peut transmettre par l'intermédiaire de pignons v2, son mouvement de rotation au pignon 3; et par conséquent aux balais
EMI5.4
du croisillonjï.4 Les rapports d'engrenages sont calculés de telle façon que la -vitesse du pignon v soit la, même que celle
EMI5.5
du pignon tri lorsque l'embrayage -1 est embrayé *! En d'autres termes, lorsque, l,'¯embrayage x est débrayé, les bagues si et les balais restent fixés dans 1 espacer ter sque ,g est embrasé, les bagues si et les balais portés par le croisillon w tournent à la même vitesse que l'arbre.'' Le disjoncteur étant fermé
EMI5.6
on envoie directement le courant de la ligneg au rotor b du moteur par les bagues normales z,
' on place les inverseurs Q et jj de façon â ce que le stator .a soit fermé sur le démarreur
<Desc/Clms Page number 6>
n. On obtiendra de cette façon une vitesse proche de celle du synchronisme et on récoltera au collecteur t et, par conséquent aux bagues s1, fixes à cet instant, des courants de basse fré- quence. ' On inversera alors l'invnerseur p de façon envoyer ces courants dans le stator a. Le moteur fonctionnera, à ce mo- ment, la façon d'un moteur compensé:.
On remarquera cependant que si les balais étaient calés sur le collesteur t, on aurait aux bagues sl la même fré- quence qu'aux bagues s. On arrangera donc les connexions de :Ce- con à ce que, dans cette position extrême du démarrage, les champs tournant dans le stator et dans le rotor soient de sens contraire et, pour arriver progressivement au bisynchronisme, on embrayera doucement en x, et on laissera les balais "courir après le collecteur" jusqu'à ce qu'ils aient atteint la vitesse de celui-ci* a cet instant le démarrage étant achevé, on inver' sera.0 de façon à connecter la ligne ± directement au stator 3*'
Variante D.
On peut encore en utilisant l'appareillage de la fi- gure 1, amener d'abord le convertisseur g au synchronisme et y raccorder simultanément le stator et le rotor du moteur bisyn- chrone, en arrangeant les connexions de telle sorte que les champs produits par les courants puisés aux balais du collec- teur i, du convertisseur lorsque celui-ci marche au ralenti, c' est à dire à une vitesse inférieure au synchronisme, produi- sent des champs tournant en sens inverse dans le stator et le retord Lorsque la connexion est établie, on laisse le convertie seur s'arrêter doucement en coupant le moteur 3 4
Variante E
Au lieu du groupe convertisseur m-e de la figure 1,
' on pourrait utiliser un moteur asynchrone Les bagues du rotor pourraient être raccordées simultanément au stator et au rotor du moteur bisynchrone mais de telle façon que les champs pro- duits se déplacent en sens inverse dans le stator et le rotor du moteur bisynchrone
<Desc/Clms Page number 7>
Dans ce cas, on commence par lancer le moteur asyn- chrone de démarrage et quand le moteur a atteint sa vitesse de régime, on raccorde simultanément les bagues au stator et au rotor du moteur bisynchrone*' .
Comme le champ a une très fai- ble vitesse, le moteur s'accroche au bisynchronisme à basse fréquence** On ralentit ensuite le moteur asynchrone en freinant jusqu'au moment où on le cale*' A ce moment, la pleine fréquence est atteinte aussi,bien dans le stator que dans le rotor et on peut, a l'aide d'un interrupteur inverseur, connecter directe- ment le stator et le rotor à la ligner
L'invention n'est pas limitée aux exemples ci-dessus décrits d'utilisation d'un convertisseur de fréquence et il doit être entendu que ces exemples ont été indiqués uniquement à titre énumératif !lais non limitatif.