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-Dispositif pour la. protection des moteurs à courant alternatif polyphasé avec rotor en court-circuit"
On sait que, dans les moteurs asynchrones à courant alternatif polyphasé avec rotor en court,- circuit (moteur à "cagee d'écureuil" et moteurs avec rotor bobine). l'intensité du courant est considéra- ble au moment du démarrage. ladite intensité pouvant atteindre (surtout lorsqu'il s'agit de moteurs tels que les moteurs à. cage d'écureuil qui sont dépourvus de démarreur et qui effectuent un départ sous pleine change) quatre à cinq fois la. valeur de l'intensité @
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qui correspond au régime de marche normale du moteur.
En ce qui concerne ces moteurs, on s'est trouve dans la nécessité d'utiliser des coupe- circuit dont les fusibles soient calibrés à une di- mension suffisante afin qu'ils ne sautent pas, lors de la mise en marche du moteur; dans ces conditions la protection qu'offrent les coupe-circuit devient nécessairement problématique lorsque se produisent des perturbations du secteur, par exemple lorsque l'un des trois conducteurs de la ligne triphasée vient à être coupé.
Dans ce cas, en effet, il y a suppression du champ tournant normal dans le moteur, celui-ci n'étant alimenté que par une phase au moyen des deux conducteurs restés sous tension. Le fonctionnement d'un tel moteur qui* dans certaines conditions;) peut continuer à tourner se rapproche alors sensi- blement de celui d'un simple transformateur statique monophasé dont le circuit secondaire (ici le rotor) serait en court-circuit; l'appel de courant sur la phase restée sous tension devient excessif et déter- mine infailliblement la mise hors d'usage du moteur..
Par contre, si on utilise des fusibles plus faibles° mais convenant néanmoins pour le fonctionnement normal du moteur en marche, on risque de voir sauter lesdits fusibles lors de chaque démarrage;, notamment si le moteur, démuni de démarreur, comme c'est le cas avec les moteurs à cage d'écureuil, part en charge.
La présente invention a pour objet un dispo- sitif Qui remédie aux: inconvénients spécifiés ci- dessus.. Ce dispositif comprend des fusibles cali- brés pour une intensité de courant correspondant à la
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marche normale du mateur qui est ainsi protégé effi- cacement, ces fusibles étant shuntés automatiquement au moment du démarrage du moteur.
A titre d'exemple on a- représenté sur le dessin annexé plusieurs schémas de réalisation du dispositif qui fait l'objet de la présente invention.
La fig. I représente le schéma. type du dis- positif!:'
Les fig. 2, 3, 4 et 5 sont des variantes perfectionnées du disposiftif.
Les fig; 6 et 7 représentent des détails.
Dans le'schéma, représenté sur la fig, 1, schéma-ou l'on a.supposé le cas d'un moteur triphasé en cage d'écureuil, monté en triangle!) on a désigné par I, II, III, les trois barres de courant du dispositif intercalé entre le réseau triphasé A et le moteur M. Sur chacune des barres sont intercalés des électro-aimants 1, 2 et 3 et des fusibles 4, 5 et 6 calibrés pour l'intensité correspondant au régime de marche normale du moteur M.
Chaque électro-aimant (1, 2 ét 3) commande un interrupteur automatique (7, 8 et 9), monté en shunt sur un des fusibles précité Si.
Le montage est tel que chaque'fusible monté sur une barre de courant puisse être shunté par un interrupteur automatique commandé par un électro- aimant intercalé dans une autre barre de courant.
Dans l'exemple illustré, l'interrupteur 7, commandé par 1'électro-aimant 1, est monté en shunt sur le fusible 6; l'interrupteur 8, commandé par l'électro-aimant 2, est monté en shunt sur le fusible
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4; l'interrupteur 9, commandé par 1'électro-aimant
3 est monté en shunt xtir le fusible 5.
La commande de ces interrupteurspeut être effectuée par exemple à l'aide d'un noyau plon- geur entrant en action pour une certaine intensité du courant.
Les électro-amants 1,2 et 3 actionnant les interrupteurs 7, 8 et 9 sont organisés de maniè- re que ces derniers restent ouverts pour une inten- sité correspondant à la consommation du moteur en marche normale et qu'il soient fermés pour une intensité de courant correspondant à celle passant dans les enroulements du moteur M lors de son démar- rage..
Le fonctionnement du dispositif a lieu de la. manière suivante:
Au moment où le courant est envoyé dans le moteur M, l'intensité du courant est de quatre à cinq fois l'intensité correspondant à la marche normale; les électro-aimants 1,2 et 3 ferment instantanément les inberrupteurs 7, 8 et 9 qui shuntent respectivement chacun des fusibles 6,4 et 5 qui n'ont ainsi pas eu le temps 'de sauter pendant cet appel passager de courant intenses
En même temps que le moteur M'atteint sa vitesse normale (vitesse correspondant à un "glis- sement" déterminé.) l'intensité, du courant diminue pour devenir normale et les interrupteurs 7,8 et 9 reviennent en position d'ouverture.
Les fusibles 4; 5 et 6 sont alors traversés, par un courant normal dont l'intensité, est insuffisante pour les faire sauter...
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S'il se produit une coupure accidentelle dans le conducteur connecté à la barre Ip il n'y a plus de champ tournant normal dans le moteur M qui, dans certaines conditions peut continuer à tourner- et qui fonctionne alors sensiblement, comme on l'a vu, à la. manière d'un transformateur statique mono- phasé (phase entre les conducteurs II et III sous tension) dont le secondaire (rotor) est en court- circuit franc:
Sous i'effet d'un appel très intense de courant (cas .du moteur bloqué sous une grande charge) les électro-aimants 2 et 3 ferment les inter- rupteurs 8 et 9 qui shuntent les fusibles 4 et 5; mais l'interrupteur 7 qui, en l'absence de courant dans l'électro-aimant 1, n'est pas actionné, ne shunte pas le fusible 6. Celui-ci fond sous l'effet de la.forte intensité et le moteur n'est plus sous tension.
Lorsque l'on rétablit le courant dans la barre 1,; la forte intensité dans les électro-aimants 1 et 2 provoque la fermeture des interrupteurs 7 et 8.
Le fusible 6. étant shunté. par l'interrupteur 7, le moteur démarre à nouveau, mais lorsque sa vitesse est redevenue normale, les trois interrupteurs 7, 8 et.
9 s'ouvrent. 1 ce moment, en raison de la coupure qui existe à la place du fusible fondu 6, coupure qui détruit le champ tournant normal, le moteur fonctionne de nouveau comme un transformateur sta- tique monophasé sous tension, cette fois sur les barres I et II. Par suite de la forte intensité dans les barres I et II, l'un des fusibles 4 ou 5 ne tarde pas à fondre et le moteur, qui n'est plus sous tension, s'arrête définitivement.
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Dans la variante schématisée sur la fig/2, chaque électro-aimant comporte deux enrou- lements montés chacun sur une barre de courant différent. Chaque fusible peut être shunté par un interrupteur automatique commandé à l'aide d'un électro-aimant dont l'un des deux enroulements est intercalés sur la barre comportant le fusible en question. Chaque interrupteur automatique est organisé de telle manière qu'il ne se ferme que sous l'action d'un courant d'intensité anormale circulant dans les deux enroulements de J'électro- aimant.
Dans l'exemple illustré, l'interrupteur
7 commandé par l'électro-aimant comportant les enroulements 10 et 11, est monté en shunt sur le fusible 4. L'interrupteur 8 comiandé par l'électro- aimant comportant les enroulements 12 et 13 est monté en shunt sur le fusible 5. L'interrupteur 9, commandé par l'électro**aimant comportent les enroulements 14 et 15 est monté én shunt sur le fusible 6.
Lé fonctionnement du dispositif a lieu de' la manière suivante:
A.- S'IL n'y a pas de courant dans la barre I au moment où l'on enclenche l'interrupteur tripolaire du moteur, les interrupteurs 7 et 9 res- tent ouverts. Seul l'interrupteur 8 s'enclenche et shunte le fusible 5. Le fusible 6 n'étant pas shunté fond instantanément et le moteur n'est pas sous tension.
Si le courant est rétabli dans le fil de phase connecté. à la barre de courant I, les interrupteurs 8 et 9 ne s'enclenchent pas, ce qui a pour résultat la fusion du fusible 5 et l'arrêt
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définitif du moteur,
B.- Si le moteur est en plein fonction- nement au moment où se produit l'interruption de'' courant dans la barre I, ledit moteur lancé et sous tension sur les barres II et III peut, dans certaines conditions continuer à tourner au ralentir
Ce fonctionnement a lieu avec une consommation de courant supérieure à la consommation en marche nor- male mais. insuffisante pour enclencher l'interrup- teur 8; l'interrupteur 9 reste également ouvert.
Il en résulte que l'un au moins des fusibles 5 et 6 fond et le moteur s'arrête'*
Lors du rétablissement du courant dans le conducteur connecté à la barre 1, l'appareil fonctionne de la même manière que dans le cas A.
Dans la variante illustrée sur la fig. 3 chaque fusible d'une barre de courant peut être shunté par un interrupteur automatique commandé à @ l'aide d'un électro-aimant comportant deux enroule- ments intercalés respectivement sur les deux autres barres de courant. Sur la fig. 3, le fusible 4 est shunté par l'interrupteur 8. Le fusible 5 est shunté par l'interrupteur 9 et le fusible 6 est shunté par l'interrupteur 7.
Le fonctionnement de cette variante est analogue au fonctionnement du dispositif schémati- sé- sur la fig. 1.
Dans la.variante représentée sur la f ig. 4 on a adjoint au dispositif protecteur représenté sur la fig. 1, trois organes de verrouillage 16, 17 et la- (en l'espèce des leviers pivotant en 19 et soumis, à L'action de ressorts de rappel 20)
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lesquels crânes de verrouillage sont destinés au blocage? en position d'ouverture, (voir fig. 7) des interrupteurs automatiques 7, 8 et 9 lors de la fusion de l'un des fusibles 4, 5 et 6 qui. en temps normal maintiennent armés les organes de verrouilla- ge précités (voir fig. 6),
Le fonctionnement du dispositif ainsi perfectionné est le suivantt
Au moment où le courant est envoyé dans le moteur 1;
l'intensité due au démarrage déter- mine la fermeture instantanée des interrupteurs
7, 8 et 9 shuntant respectivement les fusibles 6, 4 et 5. Lorsque le moteur M. a atteint son régime normal, l'intensité du courant passant par les bobines excitatrices 1,2 et 3 permet le retour, en position d'ouverture, des interrupteurs 7, 8 et 9:
S'il se produit une coupure accidentelle dans le fil de ligne connecté à la barre I, l'appel de courant dans les barres II et III (lorsque le moteur est bloqué sous une grande charge) déter- mine la fermeture des interrupteurs 9 et 8 shun- tant alors les fusibles 5 et 4 (celui-ci n'étant d'ailleurs pas traversé par le courant), mais l'interrupteur 7 qui, en l'absence de courant dans l'électro-aimant 1, n'est pas actionnée ne shunte pas le fusible 6.
Celui-ci fond sous l'effet de la forte intensité et le moteur n'est plus sous tension.
Lorsqu'on rétablit le courant dans la. barre 1, la.forte intensité dans les électro- aimants. 1 et 2 provoque la fermeture de l'inter-
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rupteur 8. mais ne peut dâterminer la fermeture - de l'interrupteur ? qui, tout en étant sollicité, par le plongeur de l'enroulement 1, est bloqué en. position d'ouverture. par le verrou 18 que ne retient plus le fusible 6 qui a sauter Le moteur n'est- donc sous tension que sur les barres I et II.
Etant donné que l'interrupteur 9 ne fonctionne pas' (par suita de la: rupture du fusible 6 et du verrouillage de l'interrupteur 7), le fusible 5, qui n'est pas shunté, ne tarde,pas à fondre. ce qui a. pour résultat d'isoler définitivement le moteur,; La. variante représentée sur la fig.5 repré- sente le dispositif illustré par la fig. 3, auquel on a adjoint des organes de verrouillagé analogues à ceux que comporte le dispositif illustré par la fig. 4.
Le fonctionnement de ce dernier dispositif a lieu,de la manière suivante:
S'il n'y a. pas de courant dans la barre I au moment où l'on enclenche l'interrupteur tri- polaire du: moteur, les interrupteurs 7 et 9 res- tent ouverts. seul l'interrupteur 8 s'enclenche et shunte le fusible 4 (qui n'est d'ailleurs pas traversé par le courant). Mais lesfusibles 5 et 6 n'étant pas shuntés (par suite du non fonctionne- ment des interrupteurs 7 et 9) l'un des deux fusi- blés ne tarde pas à fondre.
ce qui fait que le moteur n'est plus sous tension,
Si le courant est rétabli dans le fil de phase connecté à la barre 1, l'un des interrup- teurs automatiques 8 et 9 sera bloquée par suite
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de l'entrée en action de l'un des dispositifs de verrouillage 17 ou 18. Il se produira ainsi un appel de courant intense et l'un.des deux fusibles (4 et 5), non shuntés, fondra, ce qui déterminera l'arrêt définitif du moteur.
Le dispositif qui vient d'être décrit et que l'on a représenté sous plusieurs formes de réalisation différentes, dans son application à un moteur à courant alternatif triphasé, moteur du ty- pe dit "en cage d'écureuil", n'est donné qu'à titre d'exemple.
C'est ainsi due le verrouillage, en position d'ouverture, des interrupteurs automatiques peut être réalisé d'une manière quelconque à l'aide d'un dispositif entrant en action au moment de la fusion du fusible qui le maintient armé.
Un tel dispositif peut être appliqué à un moteur à courant polyphasé quelconque, avec rotor en court-circuit. notamment aux moteurs à rotor bobiné, afin de les protéger contre les arrêts de courant dans un fil d'un système poly- phasé et contre les remises brusques sous tension de ce fil. lorsque le rhéostat de démarrage est resté enclenché et que l'interrupteur du stator est resté fermé.
La. disposition et le type des différents éléments qui font partie du dispositif décrit peu- vent varier sans que soit changé l'esprit de l'inven- tion: