<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
SYSTEME de REGL.4..GE de la VITeSS3 des MOT'4-,UFiS ASYTCfiROT 8.-
EMI1.2
Le brevet principal a pour objet im systuoo de réglage de la vi- tessee et du facteur de puissance des moteurs &zi;nchroe=es, au moyen d'une ma- chine à collecteur montée en cascade et excitée par un chazyear de f1''';q''.:'.01;.(;e construit de telle faqn que son enroulement rotorique fournisse la composante de tension équilibrant la chute ohmique dans les eiroulemantr 0' GX:l,,;itation, tandis que des enroulements placés sur le stator fournissent la composante de tension équilibrant la chute inductive dans les mornes a,'ll"o1.:10'11ç:,t::; 1.'c::úita.tion.
<Desc/Clms Page number 2>
La présenteaddition pour objet :
EMI2.1
1*) Un mode dtc;li.azaatic:a spécial du changeur de fréquence au moyen d'un alternatet1r entraîna par ime machine s;Y!1choren branchée sur le réseau.
Deux types d' applicatiLa de ce modo d'alimentation font respectivement l'objet dos figures 1 et 2.
2 ) 'Un mode d'arnplificati#.1 d.u courant d'excitation fourni par la changeur de fréquence, au moyen. d'une génératrice à collecteur teurnm?t à une vitesse se11351::.J.#nart proportionnelle au glissement du moteur as.:chrere principal, mods 1 f cn exposé on : s réfernnt à la figure 3 3 ) L'application de l'invention en vue de faire varier automatiqvement la vi- tosse d'un. mateur asynchrone en fonction de la charge.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, domé à
EMI2.2
titre à.'exgT}IJ1o, fars. bien comprendra la nature et les a.vs.tes de l'inventic!l1-
La Fig.1 est le schéma des connexions d'un système do réglage de la vitesse d'un moteur asynchrone, conforme à l'invention.
EMI2.3
Ia F.ir,-2 est un schéma analogue, relatif à une variante da réali- dation.
La Fig.3 est relative à une autre variante.
Dans le système représenté Fig.l, A désigne le moteur asynchrune dont on veut régler la vitesse, et qui est monte ou relié en cascade avec la
EMI2.4
machine à collecteur B; cette machine B comporte un enroulement de canpensation connecte en série avec l'induit et un enroulement d'excitation E; l'enroulement de compensation n'a pas été représenté sur le dessin schématique, non plus que les enroulements de commutation qui sont généralement prévus sur ce genre de ma- chines.
La machine à collecteur B est entraînée par un moteur synchrone 0 branché sur le même réseau d'alimentation R que le moteur asynchrone Sur le même arbre se trouve monté un alternateur D à induit tournant et ayant la même nombre de pôles que la moteur C.
Cet alternateur comporte sur son stator deux enroulements inducteurs Gl et G2 qui sent disposés en quadrature et sont alimen- tés par une source à courant continu H, respectivement par l'intermédiaire des
EMI2.5
rhostats pot eutic.métrig.11es Il ot I2'
Ces rhéostats peuvent être actionnés séparément,.mais, après un réglage préalable, leurs manettes peuvent être généralement liées l'une à l'au-
EMI2.6
tre; ils permettent de faire varier, en grandeur et en phase, le champ de rival- ternateur D. Grâce à ce dispositif, -on obtient, aux bagues d, qui constituent les bornes d'induit de l'alternateur D, une tension, à la fréquence du réseau
<Desc/Clms Page number 3>
d'alimentation du moteur A, dont on peut régler à volonté la gramdeur et la phase.
Cette tension est appliquée aux bagues collectrices d'un chan- geur de fréquence F monté sur l'arbre du moteur asynchrone 2. et ayant le môme nombre de pôles. Le stator de ce changeur de fréquence comporte un enroulement polyphasé K. Cet enroulement K est monté en série avec les 'balais L qui repo- sent sur le commutateur du changeur de fréquence, et le calage des balzis est effectué de telle manière que l'enroulement du stator soit en quadrature avec l'enroulement du rotor auquel 'il ost connecté. Les circuits ainsi constitues servent à l'alimentation des enroulements d'excitation E de la machine à col- lecteur B.
Le flux du changeur de fréquence est proportionnel à la tension appliquée aux bagues f. La tension recueillie du coté commutateur par les ba- lais L conserve la même valeur que la tension appliquée eux bogues 1, mais elle a la fréquence de glissement du moteur asynchrone. La force électromotrice pre- nant naissance dans les enroulements K a la semé fréquence et est proportionnel- le au produit du flux par cette fréquence de glissement*
La tension appliquée aux enroulements d'excitation E a ainsi 2 composantes :
l'une, provenant du rotor du changeur de fréquence, fournit la chute ohmique du courent d'excitation, l'autre provenant du stator K, fournit la chute inductive de ce même courant d'excitation*
Le courant d'excitation, et par suite le flux de la machine à col- lecteur B, dépend donc, en grandeur et en phase, de l'excitation en courant com- tinu de l'alternateur D. On peut donc régler ainsi, au moyen des rhéostats Il et 12, la vitesse et le facteur de puissance du moteur asynchrone A.
Il convient d'observer que la phase de la force électromotrice de l'alternateur D est aussi fonction de l'angle de décalage du moteur synchrone C, c et est donc. susceptible de varier en même temps que la charge de la machine à collecteur B, liée elle-même à la charge du moteur asynchrone A; mais on a cons- taté que cette variation du décalage se produit dans un sens favorable.
Si l'on désire éliminer l'influence de cettevariation, on peut séparer la machine à collecteur B du groupe dos machines 0 et D, en l'accouplant à une eutre machine synchrone ou/asynchrone liée au réseau. C'est ce qui est re- présenté sur la Fig.2, où la machine à collecteur B est accouplée à une machine
<Desc/Clms Page number 4>
asynchrone M branchée sur le réseau R.
EMI4.1
2.rs l'équipement de la Fig.2, on a représenté schéma.tiquement un transformateur d' Î11tcnité T, à grand courant magnétisant, dont le primaire tl est introduit dans le circuit d'alimentation du moteur asynchrone principal A, et dont le secondaire t2 est introduit dans le circuit d'alimentation du changeur
EMI4.2
de fréquence Fe Ce transformateur, dont on peut régler l'mtrefer et faire va- rier la nombre de spires, est destiné à produire un ccm oundase du moteur asyn- chrone A, sa. vue d'améliorer le facteur de puissance et, au besoin, de faire va- rier la vitesse en fonction de la charge.
Pour faciliter l'ajustement de la phase de là force électromotrice servant à l'excitation dela machine à collecteur B, il est utile de prévoir un décalage du stator K du changeur de fréquence %, en même temps que le décalage
EMI4.3
des balais. Il est également aventegeuX de prévoir, relativement au groupe des deux machines C et D, soit un décalage de l'accouplement, C'est-à-dire des rotors entre eux, soit un décalage de l'un des stators; la réglage de l'excitation en sera simplifié. On constate alors qu'il est généralement possible de régler, une fois pour toutes, le résistance de l'un des circuits d'excitation G1 ou G2, la résistance de l'autre circuit restant soûle variable pour assurer le'réglage de la vitesse.
Sur la figure 2, on a prévu, dans le circuit d'excitation de la machine à collecteur, des résistances r qui, théoriquement, ne sont pas indiepen- sables, mais qui, pratiquement, facilitent le réglage et donnait plus de stabili- té au. système.
On conçoit que la source de courant continu peut 'être constituée par une excitatrice montée sur le même arbre que les machines C .et D.
Le changeur de fréquence peut être prévu pvec deux enroulements
EMI4.4
distincts sur le rotor: l'un constituant le circuit primaire et abouti-ssant aux bagues f, l'autre relié au ùomnutateur et analogue à un enroulement de machine à courent continu, mais il peut égale-ment être prévu avec un seul enroulement com- m m2 induit de comnutatriee, ou avec les deux enroulements combinés. Le stator du changeur de fréquence peut d'ailleurs être muni 6,' encoches de commutation, comme les changeurs do fréquence faisant l'objet du brevet belge No 52?*en du 19 Juin 1925.
<Desc/Clms Page number 5>
Au lieu d'accoupler directement le changeur de fréquence F avec la moteur d'induction principal A, il peut 'être avantageux de l'accsupler au moteur A par l'intermédiaire d'engrenages afin de pouvoir réduira son ncmbre de pôles en augmentant sa vitesse et lui donner un dimensionnement plus favorable-
L'utilisation de l'alternateur D et du changeur de fréquence F est d'autant meilleure que le glissement est plus élève puisque leur dimensionne- ment dépend presque uniquement du flux de la machine à collecteur ?. et qu'il est sensiblement indépendant du glissement.
Lorsque le glissement est assez faible, et dans le ces de puissances relativement élevées, il peut êtro avantageux d'employer un dispositif amplifica- tour du courant d'excitation, afin de pouvoir réduire l'importance soit do l'al- ternateur D et du changeur de fréquence F, soit du ou des changeurs de fréquence dans le cas du brevet principal.
Un dispositif de ce genre est représenté schématquement sur la figure 3. A représente toujours le moteur asynchrone principal, B la machine à collecteur de réglage, E son enroulement d'excitation, F le changeur de fréquence avec son enroulement d'excitation K, D l'alternateur alimentant lechangeur de fréquence avec ses 2 enroulements d'excitation G1 et G2. Pour simplifier la fi- gure, on n'a pas représenté le mode d'alimentation de ces enroulements qui est le même que celui de la Figure 1.
N représente une excitatrice à collecteur qui possède sur son. stator un enroulement d'excitation o et un enroulement de compensation qui n'a pas. été représenté. Cet enroulement peut d'ailleurs dans certains cas 'être combiné avec l'enroulement d'excitation puisqu'ils sont parcourus l'un et l'autre par le même courant.
L'excitatrice N est entraînée par un moteur synchrone ou asynchrone P alimenté aux bagues du moteur asynchrone principal.
L'excitation est organisée de la manière suivante :
Le circuit d'excitation proprement dit part du commutateur du chan- geur de fréquence F et comprend successivenent l'enroulement statorique K du changeur de fréquence, l'enroulement d'excitation E de la machine à collecteur @, l'enroulement d'excitation o de 1'excitatrice N et le circuit principal de cette excitatrice.constitué par l'enroulement do-compensât ion et le rotor.
La tension correspondantà la chute ohmique totale du circuit d'ex-
<Desc/Clms Page number 6>
citation est intégralement et dirctement fournie'par l'enroulement rotorique du changeur de fréquence F.
La tension correspondant à la chute inductive du circuit d'excita- tion global est fournie en partie par l'enroulement statorique K et en partie par le rotor da l'excitatrice à collecteur N. L'enroulement statorique K qui a été conserve sur la Fig.3 et dont le principal intérêt est de donner plus de stabilité au système, n'est pas théoriquement indispensable et très souvent
EMI6.1
pourra être supprimé. Dans ce cas, qui rentrejaoncore dans le principe de l'in- vention, lâenroulement X étant remplacé par l'enroulement rotorique de l'exci- tatrice N, le ou les changeurs de fréquence reprennent la.forme bien connue du changeur de fréquence) sans enroulement statorique.
Les balais de l'excitatrice sont naturellement calés de telle ma- nière que la force électromotrice produite dans le rotor soit entièrement dé-
EMI6.2
battes. La puissance du moteur d'antraînemant P sera ainsi très faible et son nombre de pôles sera choisi aussi .petit que possible*
L'excitatrice à collecteur N peut être avantageusement munie de pôles de commutation avec enroulements parcourus par le courant principal ou une dérivation de cecourant*
Les dispositifs faisant l'objet de la présente addition, en permet- tant d' obtenir la variation de vitesse d'une façon continue, se prêtent parti-
EMI6.3
c1..llirÇ.1TIent bien aux cas où les moteurs dont on veut régler la vitesse, sont munis de volants destinés diminuer les à-coups de la puissance prise au ré- seau :
un relais wattmétrique ou simplement un relais d'intensité, ou encore un
EMI6.4
motour-coupla, placés sur le circuit d'alimentation général, agissent sur les crosnes de commande, par l'intermédiaire d'un servo-moteur, ou bien directement, de façon à diminuer la vitesse du moteur asynchrone A lorsque la puissance absor-
EMI6.5
Ma a1:t rspesu dépasse une certaine limite: 1a diminution de vitesse permet ainsi 31' ;=1-r.t de restituer, sur ?' arbre du moteur, une partie d.o l'énorg'ie cinétique '1"'i1 r,vnit emmagasinée l'end=t les périodes de faible charge, la même relais ;it , lorsque 1 charma diminua, pour augmenter la vitesse du moteur asynchrone jmn::'â la limite ohoëie pour 1G maroho à 2ide, et qui correspond des but0dZ .1;J1'..IVV...1D.f:t l' rrê1;
das crC31:GS (je cma::¯9.
TIe::15 le c::-.:: de la Fie.2 du brevet principal, le sarvo-motaur agit le décalage des shaigeurs de fréquence C et Ct, tandis que, dais la cas
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
des Fio. I, 2 et 3 de la présenta addition, il 3Bit sur les manettes des héos. tata 1.
Il est bien entendu que les dispositions ot les $fplicat103 qui