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Disposition applicable aux machines asynchrones.
La présente invention concerne une disposition pour l'excita- tion de la machine postérieure à commutateur de machines asynchro- nes,disposition par laquelle on obtient ce résultat qu'en cas de diminution de la tension du roseau,l'excitation de la machine postérieure à commutateur et par conséquent aussi l'excitation de la machine asynchrone restent ccnstantes comme dans les machines synchrones ou sont même renforcées. Un semblable mode de fonction- nement est désirable notamment dans les machines à débit déwatté ou les génératrices pour maintenir autant que possible la tension en cas de choc de charge ou d'un dérangement dans le réseau,par exemple d'un court-circuit.
Pour obtenir ce résultat,il a déjà été proposé d'exciter la machine postérieure à commutateur par la tension du réseau,directement ou par l'intermédiaire de trans- formateurs de tension ou de fréquence et l'on a prévu d'une
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part des inductivités appartenant au circuit d'excitation de la machine postérieure ou montées en parallèle sur celui-ci, se fer- mant magnétiquement sensiblement dans le fer,inductivités qui sont excitées avec une tension égale ou approximativement proportion- nelle à la tension du réseau et ont des valeurs telles qu'en cas de tension normale du réseau ou immédiatement lors du dépassement de celle-ci,il n'y a plus dans ces inductivités par suite de la saturation du fer,aucune proportionnalité entre le courant de magnétisation et la tension.
D'autre part on a prévu d'autres in- ductivités excitées par le courant de magnétisation de l'inducti- vité saturée dans le fer,inductivités dont la tension est inter- calée dans lecircuit de l'enroulement d'excitation de la machine postérieure à commutateur et agit en sens inverse de la tension amenée par le réseau.
Cette disposition peut être perfectionnée par la présente in- vention par le fait que la réaction d'induit de la machine principale qui est provoquée par le courant débatte débité par la machine dans le réseau et agit sur la machine pour la désexciter est compensée de sorte que la machine peut céder pour une même tension d'excitation notablement plus de courant déwatté que dans le montage proposé précédemment. on peut produire la compensation de la réaction d'induit par le fait qu'on utilise outre le trans- formateur d'excitation un transformateur compound qui est monté de telle façon que le courant primaire de la machine asynchrone produit dans celui-ci une tension opposée à ce courant qui est amenée au rotor par l'intermédiaire de la machine postérieure à commutateur.
un exemple de réalisation de l'invention est représenté sché- matiquement à la fig. 1,La machine asynchrone 1 est raccordée du côté du stator au réseau de courant triphasé 5 et elle est accou- plée mécaniquement à la machine postérieure à commutateur 2.
La machine à commutateur 2 est excitée du côté du rotor avec la fréquence du réseau. Dans le circuit d'excitation se trouve le transformateur compound 4 enchainé inductivement au circuit du stator ainsi que le transformateur d'excitation 3 qui,en cas
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de tension normaledu réseau, possède déjà une saturation du fer d de sorte que la réactance de dispersion est grande en comparaison de la réactance alternative. Le transformateur compound 4 est monté de telle façon que le courant primaire de la machine asynet chrone produit dans celui-ci une tension opposée à ce courant , tension qui est alors amenée par l'intermédiaire de la machine à commutateur 2, au rotor de la machine asnychrone.
On obtient ainsi qu'un courant circulant dans le circuit primaire de la machine asynchrone produit,par l'intermédiaire du transformateur compound et de la machine à commutateur un courant opposé dans le rotor,c'est à dire dans le circuit secondaire. le courant primaire est dcnc ainsi total.ment ou partiellement compensé de sorte que la réaction d'induit provoquée par le courant pri- maire est c mpensée de façon correspcndante. On a donc besoin au transformateur d'excitation d'une tension minime seulement pour pouvoir débiter en primaire un courant déwatté désiré.
Dans le cas limite, c'est à dire en cas de pleine compensation, il faut seulement la tensicn nécessaire pour produire la ccnsom- mation propre de la machine en courant magnétisant.
L'effet produit par le transformateur compound résulte des courbes représentées à la fig. 2 dans laquelle le courant déwatté est porté par-dessus la tension aux bornes de la machine. la courbe a montre l'@llure du courant déwatté lors du montage normal, la machine postérieure à commutateur étant excitée d'une manière usuel] par le réseau au moyen d'un transformateur d'exci tation. La courbe b montre l'allure du courant déwatté lors du montage suivant la fig. 1. On voit ici que la courbe b possède dans le voisinage de la tension normale une allure notablement plus favorable que la courbe a.
Lorsque la tension du réseau tombe,le débit de courant déwatté augmente tandis qu'il diminue lorsque la tension s'élève, le débit de courant déwatté corres- pond par conséquent à l'accroissement ou la diminution de la charge dans le réseau. En outre,le point de marche à vide pour lequel aucun courant déwatté n'est débité,occupa une position
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beaucoup plus favorable que pour la courbe a; la surtension en cas de disparition brusque de la charge est notablement plus minime que dans la courbe a.
La disposition décrite plus haut,suivant la fig. 1,fonctionne de façon extrêmement favorable aussi longtemps que la tension du réseau ne vrie pas dans de trop larges limites. S'il y a dans une installation de grandes variations à envisager ou'si l'on veut utiliser la machine pour débiter du courant déwatté même en cas de courts-circuits,cette disposition ne satisfait plus complète- ment à ces exigences. Comme le montre la courbe b,en cas de forte chutede la tension, le débit déwatté recule également et cela,dans la partie rectiligne de la caractéristique de la machine asynchro- ne,également de façon à peu près rectiligne, c'est a diredéjà partir de tensions relativement élevées.
Dans ces cas particuli- liers il est toutefois nécessaire de maintenir élevé le courant débatte jusqu'à des tensions minimes vers le bas ou de relever notablement au-dessus du courant normal. On peut obtenir ce résultat lorsqu'on modifie le montage de la fig. 1 par le fait qu'on remplace le transformateur d'excitation par un des montages de transformateur déjà connus,à l'aide desquels la proportionnali- té existant autrement entre la tension du réseau et la tension d'excitateur est forterlent troublée.
Un montage convenant pour ce but est représenté à titre d'exemple à la fig. 3. Sur cette figure on a disposé dans le circuit d'excitation de la machine excitatrice /3 2 un transfor- mateur d'excitation 13 qui possède lorsque la tension du réseau est normale,une forte saturation du fer. En série avec le trans- formateur d'excitation 13 est monté un autre transformateur 14 qui n'a aucune saturation du fer et dont l'enroulement primaire est parcouru par le courant de magnétisation et dont l'enroule- ment secondaire ett relié au moyen de l'enroulement secondaire du transformateur compound 4 aux bagues de la machine d'excitation 2.
Le fonctionnement au point de vue du transformateur compound 4
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aux baguca de la- araetrine--d-'exe3tation 2. Le fonctionnement ,atz o1E-t--de-vuc du tranofcrmlltcur compotmd 4,est le même qu'à la fig.
1. La tension résultante des deux transformateurs 4413 et 14 a l'allure incurvée représentée à lafig. 4 ob latension d'excita- teur E est portée au-dessus de la tension du réseau P. Par cette allure le débit de courant déwatté en cas de chute de la tension du réseau est augmenté encore davantage que dans la disposition @ suivant la fig. 1, comme le montre la courbe désignée par c à la fig. 2. Par suite de la caractéristique incurvée d'excitateur obte hue par les transformateurs 13 et 14,elle peut s'élever encore au-delà de la partie rectiligne de la caractéristique magnéti- que. On a la possibilité, avec cette disposition,de produire des débits de courant déwatté élevés, jusqu'à des tensions tout à fait minimes.
Par le choix approprie des conditions de saturation, etc,on peut obtenir également sans difficulté une allure du courent déwatté suivant la courbe d de la fig. 2, suivant laquelle en cas de diminution de la tension, on peut provoquer une augmentation très considérable du débit de courant déwatté. Cette caractéris- tique peut,par le choix approprié des conditions de saturation dans le transformateur compound, être influencée de telle manière que le courant déwatté maximum est limité.
L'invention est applicable de la même manière lors du fonc- tionnement indépendant des machines asynchrones sans machines synchrones marchant en parallèle,ainsi que dans le fonctionnement en parallèle avec desmachines synchrones. Un avantage particulier de l'invent'on consiste en ce que les tensions fournies par les transformateurs 13 et 14 et fortement déformées par suite de la saturation du fer sont relativement petites en comparaison de celle fournie par le transformateur 4 de sorte qu'on évite pra- tiquement une déformation de la tension d'excitateur résultcrte.
Par suite do la diminution de la tension d'excitateur produite suivant la présente inventicn,cn peut en outre employer pour les transformateurs 13 et 14}des transformateurs notablement plus petitsqu'actuellement,de sortequela disposition suivant la
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présente invention devient aussi particulièrement avantageuse ! Ce point de vue .
REVENDICATIONS.
1) Disposition 'applicable aux machines asynchrones dont la machine postérieure à commutateur est excitée par la tension du réseau,caractérisée en ce que la réaction d'induit provoquée par le courant primaire de la machineasynchrone est compensée.