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"MISE EN IV"IiUlib Au'i'0àm'i'I<guN vE aCri.IutS ASYIdUi-liUU>;S
Il a été proposé pour obtenir le démarrage automa- tique des motears d'indaction sans appel de coarant exagéré, d'insérer dans chaque phase da secondaire une self de faible .résistance en parallèle avec une pare résistance ohmique.
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Gomme la résistance et la Jactance restent, constaimient en circuit, il en résulte que pendant la rns,rcne, 1 surcharge, le
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l'acteur de puissance et le rendement sont notablement réduits, ce qui a conduit à abandonner cette disposition.
La présente invention a pour bur de réaliser la mise en marche automatique de machines asynchrones sans di- minu@@ la surcharge et sans influencer pratiquement le fac- tell!' de puissance et le rendement en marche normale.
Elle s'applique aux machines d'induction dans les- quelles le secondaire est fermé sur un collecteur, aux balaie duquel est maintenue tzne tension auxiliaire sensiblement cons- tante. Ces machines comportent deux formes de réalisation principales : la forme d'une machine unique autocompensée, établie conformé- ment au brevet français b69.08I du 26 Juillet 1923 au nom de la Société dite " Sachsenwerk Licht und Kraft A.G." pour "Machine électrique asynchrone compensée" et la forme d'un groupe compensé par changeur de fréquence en cascade,qui est très anciennement connue.
L'invention consiste dans l'application à ces machi- nes du système de démarrage décrit ci-dessus pour les moteurs. asynchrones en combinaison avec un choix particulier de la ten- sion auxiliaire sur le collecteur.
Cette tension est choisie en grandeur et en phase de telle façon que la machine ou le groupe fonctionne à vide en moteur légèrement au-dessus du synchronisme, et en génératrice au-dessous du synchronisme pour que le couple maximum corres- ponde sensiblement dans chaque cas à la vitesse-de synchronis- me.
La fig. I des dessins ci-annexés représente schéma- tiquement un système de mise en marche automatique des machines asynchrones, objet de l'invention.
R est le rotor.
S est le stator.
D est le démarreur constituéd'une self a en parallèle
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avec une résistance insérées dans chaque phase du secon- dai re .
On conçoit qae la self et la résistance en parallèle n'aient alors pratiquement aucune influence sur les caracté- risti.ques en charge car le courant passe en totalité dans la bobine de self.
Pendant le démarrage en moteur, il est possible d'ob- tenir avec an appel de courant réduit la valear et l'allure du couple désirées en choisissant convenablement les valears de la résistance et de la self.
On établira les machines de telle façon que le facteur de puissance en charge soit voisin de l'anité avec le système de démarrage en circuit.
Il sera possible.dans certains cas de combiner la résistance et la self en un seul appareil en réalisant le circuit magnétique de la self en métal massif.
Ce système de mise en marche pourra être appliqué notamment:
1 - aux moteurs
Le motear fonctionnera à vide a une vitesse legère- ment hypersynchrone. En cas de manque de Lension au réseau, le motear sera automatiquement prêt pour un noaveau démarra- ge.
2 - aux génératrices asyncnrones.
La génératrice travaillera a vide une vitesse lé- gèrement hyposynchrone.
On conçoit l'intérêt, du système objet de la pré- sente invention pour la mise en route des centrales hydrau- liques automatiques ; il suffitde coupler le pir@aire sur le réseau et d'ouvrir la vanne d'admission de la turbine.Auto- matiuqement, la génératrice débitera sur le réseau., sans à- coup, dès que la vitesse passera par le pseudo-synchronisme.
Dans ce cas,le système de demarrage-résitance et self en parallèle-pourra ètre réduit à une simple booine de self.
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3 - à la marche en récupération des moteurs au-dessous du synchronisme.
Un procédé proposé pour la descente des charges consiste à faire tourner le moteur d'induction au-dessus du synchronisme de manière à récupérer sur le réseau, mais ce système à l'inconvénient de nécessiter un appareil-
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lage co,apliquë .
La dif'ficulLé est la suivante : au démarrage, le couple du moteur asynchrone s'ajoute au couple dû à la charge. La résistance insérée dans le secondaire a pour but principal de limiter l'appel de courant au démarrage.
Il faut diminuer cette résistance au fur et à mesure de la
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mise en vitesse de telle façon qa'elle soit en court-cinn ' cuit quand la rnuchine arrive au synchronisme. Si la manoeu- vre D'est pas faite correctement, il y a risque d'emballe- ment. Le degré de sécurité est donc fonction de la sensi-
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Le déitrreur-résistance et self en parallèle- applique au inoteur aaLocompensé ou au groupe moteur-chan- geur de fréquence pe rrile-c de faire la descente des charges par récupération au-dessozs du synchronisme sans appareil- lage rneosta-ciqtl8 et avec une sécurité accrue, On règle .la 111ë:.Cnille as -,elle façon que sa vitesse à vide soit inférieure de qaelqaes ioars au synchronisme et que son couple 1.>ximLt1u en génératrice corresponde à la vitesse de synchronisme.
En réglant la self et la résistance on obviendra au démarrage le couple désiré, Au fur et à mesure de le.mise en vitesse, l'intensité du courant âans ; la résistance diminuera. pour stannuler sensiblement au mo- ment où la génératrice travaillera au. couple maximum. @
Il est possible qu'un réglage soit nécessaire pou.r la montée.Dans ce cas, la résistance de démarrage petit être utilisée en totalité ou. en partie pour la descente en parallèle avec la self.
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Il suffit que le levier de '.1èinOellV re connecte la self en faisant l'inversion du champ tournant primaire et en décalant convenablement les balais.
Le système, objet de la présente invention, a, en ou- tre, l'avantage d'assurer un couple maximum éleve pour la
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montée et pour la descente, supérieur à celui qa'aaraii an moteur asynchrone ordinaire semblable de même paissance. En moteur, la machine travaille avec un calage des balais sur le
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collecteur correspondant à une vitesse -, vide hypersyncrirone, eten génératrice avec un calage correspondant à une vitesse à vide hyposynchrone.
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Ce systè.ne élimine le risque de non fouctionnelient du dispositif Iflécaniqae de mise en coLirt-circa4LG en.!, secondaire co.[wand.,j par la vitesse ou. paol' 10. l'Lequei?ae. Il assure un cou- ple uBXin111'f1 élevé en génératrice et recule donc la limite de dé(.1:'!1ocrsge .
On peut éviter'le décalage des balais sur le aollec- teur en inversant les entrées et les sorties de l'enroulement
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secondaire de la mcriine asyncnrone.un voit, en effet" en considérant le schéMa. de lafig. reia-5ir à une ,i<1cnirie à deux pôles que, poorrpasser de la marche à cos ID ;>;; I à vitesse à vide hypersynchrone en moteur à la marche à cos = I à vitesse , à vide hyposynchrone en génératrice en sens inverse 1.1 faut décaler les balais de Ivo> élec-criques sur le collecteur, ce qui peut être l'éa Usé par simple inversion des 'entrées et des sorties de l'enruuleruent secondaire ua de 1'enrou.leient et da démarreur en série.
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On peut aussi combiner en une seule fl1èl.chine le moteur compensé et le dén]arretir -résistanc e e self en parallèle- eL réaliser une machine compensée à aémarrage é;a.oo1-ia iiqae dont le couple peut; abueindre tjj7,-j lois le couple normal avec an courant égal à l,o fois le COlll'd.n1., norrwl. i,e ,:1,C(;0ù.L' ae puis- sance est voisin ae Il unité à toutes charges et le couple
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maximum esT: ae l 01X':8 de ï,6 x'ois le couple nori%K1. Le glissement en charge n'est pas supérieur à celui d'au 11l()T,;:r noiiùal de même puissance.
Le l:1lo'teu.r asynchrone à double cage, système Volt- cherot, peut être établi pour démarrer autoiitatiqueinent pour toute valeur du. couple comprise entre 0,5 et 1,5 fois le couple normal, mais il est difficile d'obtenir de bonnes @ conditions de surcharge, de t'acteur de puissance et de rendement si l'on veut avoir un appel de courant modéré au démarrage.On remédie à cet inconvénient en combinant en une seule macine le moteur compensé et le moteur à double ' cage.
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Dans lu fOri:16 ti'exécation lu. plus générale des en- rOu.leiÁBllts représentée 1'ig;; des dessins :
Le rotor R porte deux enroulements p et F ; P est un enroulement tripnasé ordinaire relié à trois bagues B connectées au réseau d'alimentation L; F est un enroulement fermé comme un enroulement ae Machine courant continu.
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à pas entier ou réduir, relié au collecteur C.
Le stator S porte deux enroulements disposés dans
1 deux encocnes superposées reliées ou non par une fente.
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Les uouiores u'encocnes des deux enroalenients peuvent d'ail- lears être diï'1'érente, Ces deux enroulements, enroulement de uétIbrl'8.ge 3T .L'E'ulS'Gt21'l placé ;ores de l'entrefer et en- ruuleruent ase uruviil T noyé dans le fer sont connectés en pa ra 1 èle .
L'enseniole est relié d'un côté au collecteur C par les calais b 1; b b 3 e forme point neutre de l'autre côté.
Les deux extrémi tés pourraient aussi 6tre connectéee au collecteur 0; on réaliserait alors un enroulement à trois pnases séparées.
Dans le mode de réalisation particulier représen-
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té i'ig.4,les enroulements secondaires sont îndé.penàantg , l'enroulement de travail '2 est seul relié au collecteur C,
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l'enroulement de démarrage etairc l'e.L'I"6 en coart-cii>c ai l et réalisé sous l'orme il m.1.roc:.l!,hGQt 3ra (1:0e d'écureuil..
Dans l'exemple de r6:tLisaLion des enroule".811ts staiorigues représenté tige b les deux encocheb soii reliées par un isthme f très étroit. bans la variante iiionlrée !1g..ô, les deux enco- ches sont très rapprochées et complètement indépendantes.
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Dans la variante représentée i'iga7,les deux enroulements sont logés dans la même encoche;l'enroale- mentde travail li- en cuivre est placé dans le fond et l'en- roulement de dé,,3arrage Li est situé près de l'entrefer.
'Ce dernier enroulement D1 est réalisé sous forme de cage d'écureuil et il est séparé par un isolant de l'enroulement T.
Les barres en métal magnétique peuvent ne pas être isolées des tôles.
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AU dêrrarrage'le moteur se comporte à peu près comme s'il n'y avait que l'enroulement intérieur résistant
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DI; le mor,6ur démarre donc avec le couple désiré.La réac- tance de l'enroulement 'r est très grande et l'intensif du courant qui le parcourt est négligea oie.
En vitesse,le moteur se comporte à peu près comme si l'enroulement T existait seul ; celui-ci étant peu ré-
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si,stant, le glissement, est l'aible.Aux vitesses intermédiai- res, les deux enroulements ! et D1 participent à la production du couple.
Le couple résultant en fonction de la vitesse a l'allure indiquée par la courbe de la fig.8.
La supériorité de la machine établie conformément à l'invention sur le moteur à double cage ordinaire pro- vient de la présence du collecteur qui permet: à couple égal.au démarrage de limiter l'intensité absorbee à une valeur bien tout en gardant un facteur de puissance voisin de l'unité ainsi qu'un couple maximum et
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un rendement, convenables.
Les balais peuvent être décalés sur le collec- teur pour réaliser les conditions imposées,
Le calcul de ces moteurs est analogue à celui des moteurs à double cage ordinaires.Le diagramme de l'in- tensité à tension constante aux bornes â l'allume indiquée par la courbe de la fig.9.
Cette machine peut être utilisée :
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le- en motel1.l:'.-
Le courant de court-circuit étant de l'ordre de 1,5 fois le courant normal, aucun accident n'est à redou-
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ter.La vitesse à vide est légère!#nt hypersynchrone. en génératrice.- Ainsi employée, la machine présente un grand inté-
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rât pour 1'équipement aes centrales hydrauliques autorrati- ques,La inanoeuvre est identique à celle décrite en regard des fig. I et .L'enroll1eillent résistant de démarrage D 1 Peut être supprimé ; le stator ne porte alors que l'en- r-JLÜe.ll'3ut de travail -c noyé profondément dans le fer. La vi- tesse à vide est légèrement hyposynchrone.
3 - en marche en récupération au-dessous du. syn- chronisme suivant la manoeuvre décrite en regard des fig.I et, 2.
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4g- en compensatear à démarrage automatique,' pour un calage des balais convenaole. L'intensité absorbée au démarrage peut Être réduite à une valeur inférieure à l'intensité normale, le couple nécessaire au démarrage étant peu important.