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DEMARRAGE DE MOTEURS SYNCHRONES.
----------Les moteurs synchrones ont une tendance à se répandre de plus en plus pour l'actionnement d'engins nécessitant des puissances mécaniques élevées à cause de leur propriété de permettre l'amélioration du facteur de puissance des installations surtout lorsqu'ils sont sur- exités -------------------------------------------------- ----------Ils ont par contre l'inconvénient de présenter des difficultés de démarrage surtout s'ils doivent action- ner des engins requérant le démarrage sous une fraction appréciable de la charge normale ou possédant une masse d'inertie oonsidérable.--------------------------------- ----------La solution généralement adoptée jusqu'à présent est celle qui consiste à munir les pièces polaires d'une cage d'amortissement à laquelle on fait jouer le rôle de cage d'écureuil au
démarrage; en appliquant à l'induit du moteur une tension polyphasée convenable obtenue par l'in- termédiaire d'un autotransformateur de démarrage, il se produit un couple de démarrage et le moteur accélère pro-
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gressivement pour autant que le couple résistant ne soit pas trop considérable. Le moteur atteint ainsi une vitesse très voisine du synchronisme, le glissement étant faible, surtout à charge réduite.
En établissant alors l'excita- tion des inducteurs, on constate que le moteur s'accroche généralement si le couple résistant n'est pas trop fort et si le moment d'inertie du rotor n'est pas trop consi- dérable --------------------------------------------------- -----------Ce système présente de nombreux inconvénients:
Il lance brusquement à l'enolanohement un courant très intense dans l'enroulement du stator : 150% du courant normal ne produisent qu'un couple égal à 16 % environ du couple normal ; faut 250 % pour obtenir un couple de
30% environ et 350 pour obtenir un couple de 50 % en- viron.
L'application brusque de ce courant provoque des efforts mécaniques dans les têtes de bobine qui doivent être particulièrement solidement fixées et leur répéti- tion peut néanmoins à la longue provoquer des accidents occasionnés par exemple par la rupture des tubas isolants des encoches sous l'effet de ces efforts ----------------- -----------Pendant le démarrage, le flux alternatif cir- cule à travers le circuit inducteur avec une fréquence égale à celle du réseau d'alimentation au moment de l'en- clanchement et induit dans ce circuit une tension qui peut atteindre une valeur considérable, dangereuse pour l'enroulement inducteur.
L'isolement de celui-ci doit être particulièrement proportionné pour résister à cette ten- sion, qui peut être très élevée si l'on emploie des pôles feuilletés avec amortisseurs résistants, disposition qui s'impose si l'on désire obtenir un couple de démarrage élevé. On peut réduire cette tension en mettant l'enrou- lement inducteur en court-circuit pendant le démarrage, ou en le sectionnant, ou encore en disposant dans le ro- tor des résistances non inductives qui conurcircuitent les électros.
Ces dispositifs ont comme inconvénient
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d'entrainer ou bien une réduction du couple de démar- rage, ou bien des complications assez grandes, ou bien même encore une réduction du rendement.--------------- -----------Si l'adoption de pôles feuilletés avec amor- tisseur résistant permet d'obtenir un couple de démarra- ge plus important, elle offre par contre l'inconvénient de maintenir un glissement élevé avant la synchronisation. ce qui rend l'accrochage laborieux et même impossible si la masse d'inertie est grande.
D'autre part, un amortis- seur trop résistant réduit la régulation des moteurs syn- chrones devant fonctionner en parallèle entre eux et avec les alternateurs de la centrale.---------¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯-¯¯ ------------On a enfin constaté que les rotors à pôles séparés avaient des tendances à s'accrocher à des vites- ses sous multiples de la vitesse normale:
moitié, quart, etc ------------Les considérations rappelées ci-dessus mon- trent que les conditions.requises pour le démarrage d'une part, et la synchronisation et la régulation d'autre part sont en opposition et que l'application de moteurs syn- chrones pour l'actionnement de certains engins exigeant un couple de démarrage trop élevé,
ou dont la régulation demande une masse d'inertie trop considérable doit être rejetée ------------------------------------------------- ------------La présente disposition permet d'éviter en tout ou en partie ces inconvénients en alimentant pour le démarrage les moteurs synchrones sous une tension et une fréquence qui ne constituent qu'une fraction de la tension et de la fréquence normale du réseau d'alimen- tation.La tension de démarrage sous fréquence réduite peut être appliquée brusquement ou progressivement à l'enroulement statorique du moteur.---------------------- ------------Le moteur synchrone et sa cage d'amortisse- ment peuvent aisément être proportionnés de façon à pou- voir développer un couple qui peut atteindre et même
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dépasser le couple normal,
pour une tension et une fré- quence convenablement choisies ----------- -------------- -----------Le moteur atteint ainsi un nombre de tours correspondant au fonctionnement asynchrone à la fréquence choisie ------------------------------------------------ -----------Les frottements au départ étant ainsi surmon- tés, le couple moteur est réduit à celui nécessaire pour vaincre les frottements en marche et donner aux masses en mouvement l'accélération voulue.
Ce couple est nota- blement inférieur au couple nécessaire au départ et ne dépasse pas, dans la majorité des cas le couple que peut développer un moteur synchrone avec cage d'amortissement, alimenté sous une tension suffisamment réduite pour évi- ter un à coup de courant excessif ----------------------- -----------On peut dés lors séparer le moteur de la sour- ce à fréquence réduite et le brancher à la façon normale- ment usitée sur le réseau par l'intermédiaire d'un auto- transformateur de démarrage.---------------------------- -----------Considérant le développement que prend l'ap- plication des moteurs synchrones, à la suite duquel les exploitations importantes peuvent comporter plusieurs unités de ce type,
la disposition nouvelle prévoit l'uti- lisation d'un groupe moteur-alternateur à faible fréquen- ce qui peut être utilisé suceessivement pour le démarrage de chacun des moteurs synchrones. Le moteur synchrone à démarrer est branché tout d'abord sur cet alternateur à faible fréquence. Le démarrage peut s'effectuer soit en le raccordant à cet alternateur lorsque le groupe est ar- rêté, et dans ce cas le moteur synchrone démarrera pro- gressivement en même temps que le groupe, ou bien en le branchant sur le groupe, lorsque celui-ci est déjà en pleine vitesse.-¯---¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯-¯¯¯¯¯¯¯-¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯-¯ -----------Les manoeuvres pour la mise en vitesse du moteur sont ensuite réalisées comme il a été exposé ci- dessus