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2WSFBGT1QMMMBS AUX SYSTEMES DE BBGLàGS DES 7lGïIÜES ET DES OIROmTS EÈO- -!I!R1'QUES....
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La présente invention a pour objet des perfectionnements aux systè- mes de réglage des machines et des circuits électriques; elle concerne parti-
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oulièremenm les systèmes pour régler les débits relatifs de plusieurs sources de courant alimentant une charge eOl1J!U'Dne.
L'invention est plus t111èrement applicable aux systèmes dans
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lesquels on désire maintenir constante la tension appliquée à un oisouit de
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charge commun alimente par plusieurs scmroUt et dans lesquels on désire
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aussi que mes diverses sources fournissent une proportion déterminée du cou- rant total.
Suivant l'invention, chaque source est munie d'un dispositif de @ réglage convenable, qui est contrôlé ou commandé normalement par un disposi- tif influencé par la tension, de manière à maint**, à une valeur déterminée, la tension du circuit de charge. L'invention comprend aussi des moyens pour contrôler certains des dispositifs de réglage, lorsque la tension du. circuit de charge est à sa valeur normale, de façon à maintenir la répartition dési- rée entre les diverses sources de courant, la description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la nature et les avantages de l'in- vention. la Fig. 1 est un schéma des connexions d'un système de réglage conforme à l'invention.
Les Figez et 3 sont des variantes.
Le circuit électrique 1 est alimenté par plusieurs sources de courant de type convenable quelconque. Dans l'exemple envisagé, le circuit 1 est alimenté par du courant continu fourni par deux génératrices 2 et 3, et éventuellement par d'autres génératrices ou sources non représentées.
Pour simplifier le dessin, on suppose que le retour de fait par la terre, mais cette disposition est purement facultative.
Les génératrices 2 et 3 sont reliées au circuit 1 par des dis- joncteurs 4 & 5, respectivement, Ces disjoncteurs sont d'un type convenable quelconque, et peuvent être contrôlés, soit automatiquement, soit à la main, et pour simplifier le dessin, les appareils représentés sont à commande ma- nuelle.
Lorsque les génératrices sont reliées au circuit 1, il convient de contrôler ou régler leur tension, de manière que la tension en un point du circuit 1 soit maintenue à une valeur déterminée. A cet effet, un voltmè- tre à contacts 6 est connecté de façon à être influencé par la tension du point du circuit 1 auquel on désire maintenir une tension constante.
Le volt- mètre 6 commande des moyens de réglage convenables coopérant avec chaque gé- nératrice, de manière que, lorsque la tension du circuit s'écarte de la va-
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leur normale, le voltmètre effectue une variation simultanée de l'excitation de toutes les machines en cours de fonctionnement, pour ramener la tension du circuit à sa valeur normale,
Dans l'exemple envisagé, le voltmètre 6 contrôle les rhéostats de champ 7 et 8 actionné par serve-moteur, et coopérant respectivement avec las génératrices g et 3, lorsque la tension du circuit 1 est inférieure à la valeur déterminée, les contacts 9 et 9' du voltmètre sont fermés, et un air... cuit d'élévation pour le moteur 10 du rhéostat 7 est fermé, en vue d'augmen- ter l'excitation de la génératrice 2,
si le disjoncteur 4 est fermé et si le débit de la génératrice 2 est inférieur à une valeur déterminée, de sorte que les contacts 11 d'un relais d'intensité 12, dans le circuit de la généra- trice, ne sont pas ouverts, la fermeture des contacts 9 et 9* a aussi pour effet de fermer un circuit pour un contacteur d'élévation 1g qui, à son tour, ferme un cir- cuit pour le moteur 14 du rhéostat 8, en vue d'augmenter l'excitation de la génératrice 3, si le disjoncteur 5 est fermé et si le débit de la génératrice 3 est inférieur à une valeur déterminée, de sorte que les contacts 15 d'un relais d'intensité 16 inséré dans le circuit de la génératrice, ne sont pas ouverts.
Lorsque la tension du circuit électrique 1 est supérieure à la valeur déterminée, les contacts 9 et 17, du voltmètre 6, sont fermés, et un circuit d'abaissement est complété pour le motsur 14, en vue de diminuer l'excitation de la génératrice 2, si le disjoncteur 4 est fermé.
La ferme- ture des contacts 9 et 17 a aussi pour effet de fermer un circuit pour un contacteur d'abaissement 18 qui, à son tour, ferme un circuit pour le moteur 14, en vue de diminuer l'excitation de la génératrice 3, si le disjoncteur 5 est fermé*
Les relais d'intensité 12 et 16 sont montés de façon à fermer ou oomplé-ter les circuits d'abaissement de leurs rhéostats respectifs lorsque le débit de leurs génératrices respectives dépasse une valeur déterminée. lorsque les deux génératrices débitent du courant, en parallèle, dans le circuit 1, il est désirable de diviser ou répartir la charge propor- tionnellement entre les génératrices, en fonction de leurs capacités respec-
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tives.
A cet effet, le fonctionnement du rhéostat 8 est contrôlé par un re- lais différentiel 19, de type convenable. Dans le cas envisagé, le relais 19 est un relais polarisé comprenant une armature 19' montée à pivot entre deux enroulements 20 et 21 qui sont enroulés différentiellement ltun par rapport à l'autre, et qui sont reliés, de manière connue, de façon à être excités res- pectivement en fonction des intensités des courants débités par les généra- trices 2 et 3.
L'armature 19' est aussi montée à pivot entre les saillies polaires d'un noyau magnétique fixe 22,de manière à occuper diverses posi- tions dépendant du sens de la force magnéto-motrice résultante produite par les courants traversant les enroulements 20 et si* la pièce 22 peut être un aimant permanent mais il est préférable qu'elle soit aimantée par un enrou- lement 25 relié à une source convenable, par exemple le circuit 1,
L'armature est rappelée ou "biassée" vers la position repré- sentée, de façon à occ uper cette position lorsque les ampères-tours des deux enroulements 20 et 21 sont à peu près égaux.
lorsque les ampères-tours de l'enroulement 20 dépassent ceux de l'enroulement 21, le sens du flux de l'ar- mature 19'est tel que cette armature se déplace vers la droite et ferme les contacts 23 et 23' d'un circuit d'élévation pour le moteur 14, en vue d'aug- menter le débit de la génératrice 3.
Inversement, lorsque les ampères-tours de l'enroulement 20 sont inférieuresà ceux de l'enroulement 21, le sens du flux dans l'armature 19' est tel que cette armature est déplacée vers la gauche et ferme les con- tacts 23 et 24 d'un circuit d'abaissement, pour le moteur 10, en vue de di- minuer le débit de la génératrice 3.
Les enroulements 20 et 21 sont agencés de façon que leurs ampères-tours soient égaux, lorsque la charge est répartie de la manière désirée entre les deux génératrices*
Pour que les circuits d'élévation et d'abaissement du moteur 14 ne puissent pas être fermés simultanément, ce qui pourrait arriver si l'un était fermé par le relais 6, et l'autre par le relais 19, les circuits de contrôle du moteur 14, qui sont contrôlés par le relais 19, comprennent aussi des contacts 28 et 29 des contacteurs 13 et 18, respectivement, Ces contacts 28 et 29 sont fermés seulement lorsque leurs contacteurs respectifs
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sont désexcites.
En conséquence,, le rhéostat 8 est normalement contrôlé par le voltmètre 6, et c'est seulement lorsque la tension du circuit 1 est à sa valeur normale, que le rhéostat 14 est contrôlé par le relais 19, en vue de répartir la charge entre les deux génératrices.
La fonctionnement de ce système de réglage est le suivant :
Lorsque les deux génératrices sont reliées au circuit et que la tension du circuit est normale la charge est répartie entre les deux gé- nératrices de la manière désirée,. le débit de chacune d'elles est normal, et les dispositifs de réglage de la tension et de la charge occupent les posi- tions représentées. Les circuits d'élévation et d'abaissement des deux mo- teurssont ouverts.
Si la tension du circuit 1 s'abaisse, le voltmètre 6 ferme ses contacts 9 et 9', et le circuit d'élévation du moteur 10 est fermé,, en vue d'augmenter la tension de la génératrice a. Ce circuit passe par ligne 1, contacts 9 et 9' du voltmètre, contacts 11 du relais 12, contacts auxiliaires 30 du disjoncteur 4, inducteur 10R, induit du moteur 10, et la terre,
Un circuit pour le contacteur 13 se ferme aussi, par la ligne 1 à travers les contacts 9 et 9' du voltmètre.
le contacteur 15, à son tour, ferme le circuit d'élévation du moteur 14, pour augmenter la tension de la génératrice Si ce circuit passe par ligue 1, contacts 31 du contacteur 13, contacts 15 du relais 1$,.contacts auxiliaires 32 du disjoncteur 5, inducteur 14R, induit du moteur 14, et la terre Les deux moteurs 10 et 14 fonctionnent ainsi simultanément, lorsque la tension du circuit s'est abaissée, pour aug- menter les excitations de leurs génératrices respectives, en vue de ramener la tension du circuit 1 à sa valeur normale,
Inversement, si la tension du circuit 1 est trop élevée, le voltmètre 6 ferme ses contacts 9 et 17 et ferme le circuit d'abaissement du moteur 10, pour diminuer la tension de la génératrice 2.
Ce circuit passe par :ligne le contacts 9 et 17 du voltmètre 6, contacts auxiliaires 33 du disjoncteur 4, inducteur 101, induit du moteur 10, et la terre,
Un circuit se ferme aussi pour le contacteur 18, par la ligne 1 et les contacts 9 et 17 du voltmètre 6% Le contacteur 18, à son tour, ferme le circuit d'abaissement du moteur 14, en vue de diminuer la tension de la génératrice @. ce circuit passe par : 8 ligne 1, contacts 34 du contacteur 18, @
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contacta auxiliaires 35 du disjoncteur 5, inducteur 141, induit du moteur 14, et la terre.
Les deux moteurs 10 et 14 fonctionnent ainsi simultanément, lors- que la tension du circuit est trop élevée, en vue de diminuer l'excitation de leurs génératrices respectives et de ramener la tension du circuit à sa va- leur normale.
II convient d'observer que chaque rhéostat est contrôlé de la même manière par le voltmètre 6, lorsque la génératrice correspondante est la seule qui fournisse du courant au circuit 1,
Lorsque les deux génératrices fournissent du courant au circuit 1, et que chacune d'elle débite la proportion convenable du débit total, le re- lais 19 occupe la position représentée, Si le débit de la génératrice 2 de- vient trop grand par rapport à celui de l'autre, le relais 19 ferme ses con- tacts 23 et 23' et ferme le circuit d'élévation du moteur 14, si la tension du circuit est à sa valeur normale* ce circuit passe par ligue 1, contacts auxiliaires 36 du disjoncteur 4, qui sont fermés lorsque le disjoncteur est fermée contacts 28 du contacteur 13, qui sont fermés lorsque le contacteur est désexcité, contacts 29 du contacteur 18,
qui sont fermés lorsque le con- tacteur est désexcité, contacts 23 et 23' du relais 19, contacts 15 du re- lais 16, contacts auxiliaires 32 du disjoncteur 5, qui sont fermés lorsque le disjoncteur est fermé, inducteur 14R, induit du moteur 14, et la terre. la fermeture de ce circuit d'élévation a pour effet d'augmenter l'excitation de la génératrice 3. au moyen du moteur 14, en vue d'augmenter son débit et de diminuer celui de l'autre génératrice
Inversement, si le débit de la génératrice 8 est trop faible par rapport à celui de d'autre, le relais 19 ferme ses contacts 23 et 24 et com- plète ainsi un circuit d'abaissement pour le moteur 14, pourvu que la tension du circuit soit à sa valeur normale.
Ce circuit d'abaissement passe par : li- gne 1, contacts auxiliaires 36 du disjoncteur 4, contacts 28 du contacteur 13 contacts 29 du contacteur 18, contacts 23 et 24 du relais 19, contacts auxi- liaires 35 du disjoncteur 5, inducteur 14L, induit du moteur 14, et la terre.
Par suite de la fermeture de ce circuit, le moteur actionne le rhéostat 8, et le débit de la génératrice 5 est diminue, tandis que celui de l'autre est augrnenté.
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Il est intéressant d'observer que les circuits indiqués ci-dessus comprennent les contacts contrôlés par les disjoncteurs 4 et 5 et les con- tacteurs 13 et 18, de sorte que le relais 19 ne peut contrôler le rhéostat 8 - que lorsque les deux génératrices sont reliées au circuit 1 et que la tension du circuit est à sa valeur normale,
Parmi les avantages que présente le système perfectionné objet de l'invention, il convient de signale? que, si la charge est répartie convena- blement entre les génératrices, lorsqu" il se produit une variation de la ten- sion du circuit, le voltmètre à contacts effectue une variation analogue dans l'excitation des deux machines, de sorte que, lorsque la tension du circuit est ramenée à sa valeur normale,
les deux génératrices fournissent encore à
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peu près les proportions convenables de la charge totale,. some précédemment* En conséquence, l'importance du réglage nécessaire pour répartir la charge entre les génératrices, après une variation de tension, est notablement ré- duite par comparaison aux systèmes antérieurs.
Si, à un instant quelconque, le débit de la génératrice 3 dépasse
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une valeur déterminée, le relais 12 d'une part ouvre ses contacts 11. de sorte que le circuit d'élévation du moteur 10 ne peut pas 6tre fermé, et dl autre part ferme ses contacts 3811 de façon à fermer le circuit d'abaissement du moteur 10, de sorte que l'éditât ion de la génératrice 2 est diminuée, jusqu'à ce que le relais 12 ouvre ses contacts 38. ce relais la fonctionne ainsi pour maintenir le débit constante tant qu'une surcharge est appliquée au circuit 1.
Le relais 16 est agencé pour fonctionner de manière analogue,, en vue de contrôler le débit de la génératrice 3, lorsqu'uns surcharge est ap-
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pliquée au circuit 1. lorsque les contacts 39e du relais 16t sont fermés, le circuit d'abaissement du motels? l est f#!t"mé. en vue de diminuer l'excitation de la génératrice bzz les Figt8 et 3 sont des schémas des connexions de deux autres sys- tèmes de réglage conformes à 1* lavent ion, et particulièrement applicables aux génératrices hypercompoundt Sur la Fige 2, les génératrices 101 et 102 à courant continu, du typa hypercompound, sont reliées au réseau à courant contenu I05 par des inter-' n
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rupteurs ou disjoncteurs convenables 104 et 105.
Ces appareils peuvent être d'un type convenable quelconque et peuvent être commandés, soit à la main, soit automatiquement*
Chaque génératrice est atonie de trois enroulements inducteurs; .
107 et 108 désignent les inducteurs série,, 109 et 110 les enroulements de com mutation, et 111 et 112 les inducteurs shunt des génératrices 101 et 102, res- pectivement.
113 désigne un relais ou dispositif d'interruptfon convenable qui, lorsqu'il est fermé* complète'une connexion d'équilibrage entre les deux inducteurs série, de façon que des courants approximativement égaux circulent dans les deux inducteurs série, Suivant une réalisation, cette connexion n' est fermée qu'après que les deux génératrices ont été reliées en parallèle; dans ce cas, le circuit de la bobine de fermeture du relais 113 comprend des contacts auxiliaires sur les interrupteurs 104 et 105, de manière que ce re- lais ne peut être fermé que lorsque les deux interrupteurs sont fermés.
Suivant une autre réalisation, il parait préférable de fermer la connexion d'équilibrage avant que les deux génératrices ne soient reliées en parallèle; dans ce cas, le a contacts auxiliaires des Interrupteurs 104 et
105 sont supprimés et l'ouverture et la fermeture du circuit de la bobine du relais 113, à l'instant convenable, sont alors commandées par d'autres moyens -soit à la main, soit automatiquement,
Pour équilibrer les charges des deux génératrices, des organes limiteurs convenables (par exemple des résistances 115 et 116) sont insérés, respectivement, dans les circuits des inducteurs 111 et 112, et un relais po- larisé 117 est prévu pour commander ou contrôler le court-circuitage de cha- aune de ces résistances, suivant les valeurs relatives des débits des deux génératrices.
le relais polarisé 117 comprend essentiellement une armature 118 montée à pivot entre deux enroulements 119 et 120, qui sont enroulés diffé- rentiellement l'un par rapport à l'autre, et qui sont reliés respectivement de façon à être excités en fonction des débits des génératrices 101 et 102.
A cataeffet, les enroulements 119 et 120 sont montés en parallèle avec les enroulements de commutation 109 et 110, respectivement, r
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L'armature 118 est Bontés à pivot entre les saillies polaires d'un
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organe magnétique fixe 121, de manière à occuper diverses positions dépendant du sens et de la valeur de la force magnéto-motrice résultante produite par
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les courants traversant les enroulements 119 et 129, l'armature est rappelée vers la position représentée, de telle façon qu'aucune des résistances n'est court-aircuitée lorsque les ampères-tours des enroulements 119 et 120 sont à peu près égaux entre eux*
Lorsque les ampères-atours de l'enroulement 119 dépassent ceux de
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l'enroulement Izo, d'une quantité déterminée.
le sens et la valeur du* flux passant dans l'armature 118 sont tels que celle-ci se déplace vers la droite et ferme les contacts lR2e ce qui a pour effet de court-eircui ter la résis- tance 116* Inversement, lorsque les ampères-tours de l'enroulement 119 sont inférieurs à ceux de l'enroulement 120., clgune quantité déterminée, le sens et la valeur du flux passant l'armature lie ont pdur effet de la déplacer
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vers la gauche et de fermer les contacts 1 en court-circuitant ainsi la résistance 115. Les enroulements 119 et 120 sont agencés de manière que leurs ampères-tours soient à peu près égaux entre eux, lorsque la chargeest répar- tie de la manière désirée entre les deux machines,.
L'organe magnétique 121 peut être constitué, soit par un aimant permanent, soit de préférence par un électro comportant un enroulement d'ex-
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itation 125 dont le circuit est reliés une source de courant continu de polarité déterminée, par- exemple le réseau 103,6 Des rhéostats de' réglage 128 et 129 peuvent être prévus dans les elrouîte des inducteurs shunt 111 et 112. respectivement, de manière à pouvoir régler la'tension des génératrices. Ces rhéostats peuvent être contrôlés ,soit à la main, soit automatiquement, de façon connue.
Le fonctionnement de ce système de réglage est le suivant Lorsqu'une seule génératrice est en cours de fonctionnement, le relais Ils est ouvert; par conséquent, l'enroulement 125 et l'enroulement d'intensité associé à la génératrice en fonctionnement,) sont les seuls enroulements du relais 117 qui soient excitée. Par exemple,, si c'est la génératrice 101 qui alimente le réseau, ce sont les enroulements 119 et 120 du relais 117, qui sont excités. L'excitation de l'enroulement 119 a pour effet d'agir sur le
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relais 117, qui ferme ses contacts 122 et court-circuite ainsi la résistance
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116 montée dans le circuit de l'inducteur 112 de la génératrice 102.
Etant donné que la génératrice 102 n'est pas reliée au réseau, le court-circuitage de la résistance 116 n'a aucun effet à cet instant, mais lorsqu'elle est mise en route, ce court-circuitage a pour effet d'accélérer la mise en tension de la machine.
Lorsqu'une seconde génératrice est reliée au réseau 103, et que les contacts auxiliaires 13Q et 131, sur les interrupteurs 104 et 105, fer- ment le circuit de la bobine de fermeture du relais 113, le relais 117 agit alors pour contrôler la répartition de la charge entre les deux génératrices.
Si le débit de la génératrice 101 est trop élevé,, le relais 117 ferme ses contacts 122, en augmentant ainsi l'excitation de la génératrice lois* Cet accroissement de l'excitation de la génératrice 102 augmente son débit et a ainsi pour effet de diminuer le débit de la génératrice 101. Lorsque le débit de la génératrice 104 a été augmenté suffisamment, de manière à attein- dre la répartition désirée, le relais 117 rouvre se contacts 12a, qui de- musent alors ouverts jusqu'à rupture d'équilibre.
Si le débit de la génératrice 102 est trop grand par rapport au débit de l'autre, le relais 117 ferme ses contacts 123, pour augmenter l'ex- citation de la génératrice 102, Jusqu'à, rétablissement de l'équilibre, et, à ce moment, le relais 117 rouvre ses contacts 123.
Des essais ont permis de constater que, grâce à ce système per- fectionné, il est possible de monter en parallèle deux génératrices du type envisagé, et qui ont des caractéristiques volt-ampère sensiblement différen- tes, et de maintenir la répartition de charge désirée entre les deux machines, pour toutes les charges*
Dans la variante de la Fig.3, les deux bobines 119 et 120 du relais 117 sont montées en série, dans la connexion d'équilibrage Grâce à cette connexion, le sens et la valeur du flux dans l'armature 118 varient en fonction des débits relatifs des deuxmachines, de la même manière que dans le cas précédent,
Lorsque le débit de la génératrice 101 est supérieur à la valeur normale, la chute de tension, dans l'inducteur série 107, est plus grande que celle relative à l'inducteur 108.
Par suite, un courant traverse la con- nexion d'équilibrage, et les bobines 119 et 120, de l'inducteur 107 à l'in- @
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ducteur 108. Le sens de ce courant agit alors sur'le relais 117 qui ferme ses contacts Le 2, en augmentant ainsi le débit de la génératrice 102, de façon à rétablir la répartition désirée entre les deux machines,
Inversement, lorsque le débit de la génératrice 102 est supérieur à la valeur normale, le courant passe en sens inverse dans la connexion d'é- quilibrage, et le relais 117 terme ses contacts 123, en augmentant ainsi le débit de la génératrice 101, de manière à rétablir la répartition désirée.