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Dispositif pour la production d'une chute non uniforme du nombre de tours d'une machine à induction.au moyen d'une machine à commutateur montée en cascade. '
Dans les systèmes de transmission de force motrice comme les installations de transport,les trains de laminoir, etc, dans lesquels le poids de masses en rotation est utilisé pour la compensation du travail,il est à désirer que la caractéristique du nombre de tours du moteur à induction tombe lentement au début de la charge puis rapidement à partir d'une charge déter minée ;
,de façon que les masses d'inertie soient mises à contri- bution seulement à partir de cet instant dans un sure renforcé( pour la fourniture d'un travail. On essaie de satisfaire à cette exigence par le fait qu'on augmente artificiellement 'd'une manière cossue le glissement d'un moteur asynchrone,à partir d'une certaine charge,:au moyen d'une résistance intercalée dans le circuit de son rotor.
Dans ces dispositions qui se comportent de la façon caractérisée par la courbe d à la fige 1,on doit accepter une transformation d'énergie peu économique)savoir le
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développement de chaleur dans les résistance;;;en @utre, en cas de chocs intenses se produisant brusquement dans la charge, il est impossible par suite de l'inertie du régulateur de mettre la résistance en circuit avec une rapidité telle que le coude que présente la ligne d se produise pour une charge désirée déterminée.En réalité,les masses d'inertie ne peuvent par conséquent pas écarter, du réseau les chocs de surcharge violents et brusques,c'est à dire se succédant rapidement.
Pour éviter la perte de résistance dans le démarreur du moteur asynchrone,on a eu l'idée de monter une machine collecteur en cascade avec le moteur antérieur et d'employer pour le réglage de l'excitation de la machine postérieure un régulateur mécanique. les inconvénients de ce dernier pour l'action en temps utile des masses d'inertie sont écartés par le fait qu'à la place du régulateur,on renforce lorsque la charge s'accroit l'excitation de la machine postérieure à commutateur au moyen d'un enroulement en série,c'est à dire qu'on donne à la machine plus ou moins le caractère d'un moteur à enroulement en série,dans lequel toutefois le nombre de tours tombe au début rapidement,puis lentement avec l'ac- croissement de la charge,
par suite de lasaturation se produi- sant pour la machine à collecteur. La façon de se comporter d'une,semblable cascade est caractérisée par la courbe c à la fig. 1.L'énergie des masses d'inertie est alors déjà consommée pour de petites pointes de la charge tandis qu'elle ne devrait être exigée que pour les grands chocs. Dans les conditions d'exploitation envisagées,l'allure d'une caractéristique s'étendant approximativement comme la courbe d de la fig. 1 est cependant désirable.
Suivant la présente invention,on obtient une caractéris- tique s'étendant approximativement comme d par le fait que dans le stator de la machine postérieure on dispose deux enroulements d'excitation dont l'un est alimenté avec un courant d'excitation constant'et l'autre/est parcouru par
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le courant variable du rotor du moteur antérieur.
Le sens d'en roulement de ces deux enroulements et les dimensions déterminées: parleur sollicitation électrique sont en outre choisis de telle' façon.suivant la présente invention,que les bobinas fonctionnent essentiellement en opposition et se compensent dans leur action pour une charge réglable à volonté,par exemple la pleine charge ou la surcharge. la façon de se comporter de la machine 'et induction avec la machine postérieure montée en cascade est représentée aux figo 1 et 3 par la courbe a, Les deux.figures permettent de reconnaître la dépendance du nombre de'tours n, mesuré en pour cents du nombre de tours synchrone, par rapport @ la charge N, la fig.2 montre un exemple de réalisation du montage.
On a désigné par, m un moteur asynchrone alimenté par le réseau et à la partie secondaire duquel on a raccordé a.u moyen de bagues la machine à commutateur h. Outre 1?enroulement de pôle de com mutation et l'enroulement de compensation non représentés à la ' fig. 2,on a logé encore dans le stator de la machine à collée- ; teur h deux enroulements d'excitation f et g,parmi lesquels g est alimenté d'une manière connue par un courant à peu près constant fourni par un transformateur de fréquence w et f est parcouru par le courant du otor de la machine antérieure,cou- rant qui varie avec la charge.
Par Inaction de l'excitation de f somle,il se produirait une diminution du nombre de tours de la machine à induction et par Inaction de l'enroulement g seul) une augmentation du nombre de tours. Sous l'influence de f,la façon de se comporter de la cascade est caractérisée par la j ligne e à la fig.3 et sous l'influence de g par la courbe p de' la figé 3. Le fonctionnement simultané en opposition des enrou- lements f et g donne une courbe placée parallèlement à e à la distance de p à e.
Su point s qui dans le cas supposé conrrespond à une surcharge de 25 %,les actions des deux enroulements se compensent, Par suite de la satuation,l'allu e de la courbe est recourbée suivant la présente invention dans le sens de
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r-r' et m-m'. L'enroulement de compensation encore logé dans la partie fixe de la machine postérieure à commutateur h,outre les enroulements représentés à la fig. 2,peut également être réuni en une seule bobine avec 1,enroulement d'excitation du courant principal. Le transformateur de fréquence w est alimen- té à partir du réseau par l'intermédiaire d'un transformateur t à rapport de transformation fixe ou réglable.
La nouvelle disposition avec les dimensions choisies en conséquence de l'enroulement et la valeur voulue de la tension du transformateur de fréquence w produit tout d'abord une varia- tion de la saturation du fer de la machine postérieure h de telle manière que dans le voisinage du nombre de tours de marche à vide de la cascade,la force contre-électromotrice induite de la machine à collecteur et par conséquent aussi la vitesse de la machine à induction reste approximativement constantes lorsque la charge augmente, comme on peut le voir diaprés la courbe a à la fig. 1.
Si,pour une charge plus élevée,celle-ci se modifie d'une quantité acceptée au préalable la variation qui en résulte dans l'excitation de la machine postérieure à commutateur pro- duit,par suite de la saturation décroissante,une variation nota- blement plus grande de sa force contre-électromotrice et par con- séquent aussi du glissement du moteur antérieur. Dans la courbe a de la f ig. 1,la chute rapide du nombre de tours commence envi- ron pour les trois quarts de la charge.
A cet instant l'énergie potentielle emmagasinée dans les masses d'inertie est transformée en énergie cinétique et est utilisée pour couvrir la charge dans une plus grande mesure que précédemment .Cette disposition préser. te encore un avantage en ce sens qu'en cas de surcharge on passe de la zône du nombre de tours hypersynchrone de marche à vide au fonctionnement hyposynchrone,comme cela est connu dans des dispc sitifs et des montages en cascade analogues .La machine posté- rieure est par conséquent notablement plus petite que lorsque la même variation du nombre de tours se produit seulement dans la zône hyposynehrone. Par suite du petit nombre de périodes de
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glissement,les mesures nécessaires pour la commutation sans pertur bation peuvent être prises plus facilement et à moins de frais.
Par un réglage approprié de la phase du transformateur de fréquen- ce w par exemple par le déplacement des balai s,on peut augmenter amener le facteur de puissance du motewrantérieur m à n'importe quelle valeur, par exemple la valeur 1, La commande de la machine postérieure à commutateur peut se faire naturellement par n'imporl te quel moteur approprié s ou bien en cas de nombres de toursap- propriés,elle peut être couplée directement au moteur antérieur, il est en outre possible également dans cette nouvelle disposi- tion de faire actionner le transformateur de fréquence d'une ma- nière connue par un moteur asynchrone monté spécialement qui est raccordé au réseau,
tandis que le transformateur de fréquence est alimenté au moyen de ses bagues par une machine synchrone accouplée rigidement à l'arbre du moteur antérieur.