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"PROCEDE POUR PERMETTRE A DES MOTEURS A COURANT ALTERNATIF COMMANDES PAR SOUPAPES DE TRAVAILLER EN RECUPERATION SUR LE RESEAU QUI LES ALIMENTE"
Lorsqu'il s'agit, pour un moteur, de travailler en récupération sur le réseau qui l'alimente, l'état de récupération de ce moteur se différencie de l'état normal de marche en ce que, dans le premier cas, la tension propre et le courant dans l'enroulement de travail du moteur sont dirigés dans le même sens tandis que, dans le dernier cas, la tension propre et le courant sont dirigés en sens contraires. Le pas sage de l'un à l'autre de ces deux états peut s'obtenir en in-
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versant le sens du courant ou encore en inversant le sens de la tension propre du moteur par rapport au courant, le sens de ce dernier demeurant le même.
En ce dernier cas il faudrait, le sens de la rotation restant le même, inverser la polarité du champ magnétique et, par conséquent, de l'enroulement d'excitation. Certes, cette inversion du champ magnétique est bien, dans le cas d'un moteur à collecteur, le moyen le plus simple de passer d'un état de fonctionnement à l'autre, car la puissanoe nécessaire à l'excitation étant faible, les appareils inverseurs affectés au courant d'excitation se présentent plus simplement. Dans le cas du moteur commandé par soupapes, l'inversion de la tension propre du moteur est l'unique possibilité de modifier l'état de marche, étant donné que le sens du courant. dans l'enroulement de travail est fixé par les soupapes et ne saurait être inversé.
Ainsi donc, dans le cas du moteur à courant alternatif commandé par soupapes, le passage du service normal au service en récupération pourrait également s'opé- rer en inversant la polarité du champ du moteur, comme il est connu d'opérer avec le moteur à collecteur. Mais ce procédé présente les inconvénients suivants : l'inversion de la polari" té-du champ du moteur implique l'inversion du sens du courant dans l'enroulement d'excitation, ce qui doit se faire au moyen d'inverseurs. En outre des inverseurs à prévoir dans le circuit d'excitation, il faut également disposer des interrupteurs dans le circuit principal, car il faut que l'enroulement de travail du moteur soit sans courant pendant que s'opère l'inver- sion de l'enroulement d'excitation.
L'objet de la présente invention est un procédé destiné à permettre à des moteurs à courant alternatif commandés par soupapes de travailler en récupération sur le réseau qui les alimente; ce procédé consiste en ce que, en vue de la
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récupération, le moteur tournant dans un sens de rotation don- né, le distributeur,par l'intermédiaire duquel les impulsions de tension positives sont appliquées aux grilles des diverses soupapes, est amené dans une position correspondant à l'autre sens de rotation, et qu'en même temps, un déphasage d'environ
90 par rapport à la tension du réseau et vers l'arrière est conféré à la tension alternative utilisée pour la polarisation des grilles.
L'application de ce procédé permet de faire pas- ser à la marche en récupération, par simple inversion de la commande, un moteur à courant alternatif commandé par soupapes sans qu'il y ait à manoeuvrer d'interrupteur, ni dans le circuit principal, ni dans le circuit d'excitation.
Ce procédé sera décrit de manière plus détaillée en s'aidant des exemples d'exécution suivant les Fig. 1 à 3.
La Fig. 1 représente le schéma de montage général d'un moteur à courant alternatif commandé par soupapes.
La Fig. 2 est un schéma de principe du circuit prin- cipal du moteur commandé par soupapes.
La Fig. 3 représente en fonction des temps l'allure de la tension du réseau et de la tension de commande.
A la Fig. 1, 1 désigne un transformateur monophasé, 2 le moteur 'commandé par soupapes et comportant l'enroulement de travail 2a et 2b disposé sur le stator. Les deux parties de l'enroulement constituent chacune un système polyphasé et elles travaillent successivement, chacune pendant une demi-période de la tension du réseau. 2c désigne l'enroulement de champ monté sur le rotor et qui est excité séparément à partir d'une source de courant continu par l'intermédiaire de deux bagues collectrices. 2± et 2e sont les distributeurs respectivement affectés aux deux systèmes de l'enroulement de travail 2a et 2b, et qui sont constitués chacun par un petit collecteur au-
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xiliaire de position réglable autour de son axe et un balai tournant à la vitesse du rotor.
La soupape à vapeur de mercure est indiquée en 3.4 est un interrupteur dit synchrone, c'est- à-dire un appareil de contact tournant en synchronisme avec la fréquence du réseau et par lequel la tension alternative utilisée pour la polarisation des grilles est amenée aux balais des distributeurs 2d et 2a. L'interrupteur synchrone est actionné par le moteur synchrone 5 dont l'enroulement rotorique est relié à la résistance 6. Cette dernière est alimentée à partir d'une source de courant continu par l'intermédiaire de deux balais dont la position est réglable. Lorsqu'on déplace ces balais, l'axe magnétique du champ tourne d'un certain angle sur le rotor, ce qui modifie la position des segments de contact de l'interrupteur synchrone 4 par rapport à la tension du réseau.
Ce déplacement se traduit par un déplacement du point d'allumage des anodes par rapport à la tension du réseau, comme le montre la Fig. 3, où 1 désigne la tension du réseau, 2 la tension de polarisation qui marche en phase avec la tension du réseau, la partie de courbe située au-dessus de l'axe des temps étant supposée positive relativement à la cathode de la soupape. 3 représente le segment de contact de l'interrupteur synchrone affecté à celui des systèmes de l'enroulement de travail qui,la machine fonctionnant comme moteur, travaille pendant la demi-onde positive de la tension du réseau. Le segment de contact 3 occupant la position indiquée à la Fig. 3, aucune fermeture de contact ne se produit pendant la demi-onde positive de la tension de polarisation.
Les grilles demeurent donc constamment négatives par rapport à la cathode de la soupape, c'est-à-dire que la soupape est bloquée. Si maintenant, dépla- çant l'axe magnétique du rotor du moteur 5, on décale dans le sens de l'avance le plateau à segments de l'interrupteur syn- chrone, la fermeture de contact se produit déjà'au cours de
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la demi-onde positive de la tension du réseau, de sorte que les anodes de la soupape peuvent s'allumer. Pour un décalage du segment de contact de 180 pleins dans le sens de l'avance,la, demionde positive de la tension du réseau se trouve utilisée toute entière ; le moteur se trouve alors en plein dans les conditions normales de travail. Les conditions de tension correspondantes qui règnent dans l'enroulement de travail sont représentées à la Fig. 2.
Les désignations de la Fig. 2 correspondent à celles de la Fig. 1. On suppose qu'à un instant donné, la tension du transformateur est dirigée suivant la flèche 10. La tension appliquée au moteur est indiquée dans l'enroulement de travail par les flèches 11. La tension induite dans l'enroulerment de travail par le champ 2c du moteur, c'est-à-dire la tension propre du moteur, est dirigée suivant les flèches 12. En marche normale comme moteur,il faut maintenant régler la commande de façon telle qu'à l'instant correspondant au dessin l'anode 3a soit rendue libre.
L'intensité dans la partie d'enroulement affectée à cette anode a alors la même direction que la tension 11 appliquée au moteur, et une direction opposée à celle de la tension propre 12 du moteur, c'est-à-dire que le moteur emprunte de l'énergie au réseau à courant alternatif. Le réglage de la commande pour que l'anode 3a entre en action au moment voulu s'opère au moyen des distributeurs 2d, 2e (Fig. 1), en donnant aux segments la position convenable par rapport à l'enroulement de travail 2a, 2b. Si, le moteur étant en pleine marche, on fait tourner les distributeurs de 180 , c'est-à-dire si on les place dans la position correspondant à la rotation du moteur en sens inverse, l'anode opposée à l'anode 3a (Fig. 2) se trouve allumée.
Dans la partie d'enroulement correspondante, la tension appliquée et la tension propre du moteur sont dirigées dans le même sens, savoir le sens;.' allant du point neutre à
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l'anode. En concordance avec la tension résultante et le réglage du point d'allumage par l'interrupteur synchrone, il passera, dans la partie d'enroulement correspondante et par l'intermédiaire de la cathode et du transformateur, un courant de court-circuit, lequel courant exercera un couple de freinage sur le rotor ; lemoteur se trouvera dès lors en marche frei- née. S'il s'agit de faire passer le moteur à la marche en récupération, il faut non seulement amener le distributeur à la position correspondant à la rotation du moteur en sens inverse, mais aussi et en même temps décaler la tension alternative de polarisation.
L'état de marche en génératrice du moteur est caractérisé en ce que le sens du courant dans l'enroulement de travail concorde avec le sens de la tension propre du moteur.
A l'instant considéré à la Fig. 2, la condition ci-dessus est satisfaite pour la partie d'enroulement de l'anode 3h. La tension propre 12 et la tension appliquée 11 sont dirigées en sens contraires. Si l'on rend l'anode 311 libre et si l'on rend l'excitation assez forte pour que la tension propre du moteur devienne supérieure à la tension appliquée, un courant circule dans le sens de la tension propre 12. Cela posé, pour obtenir la libération de l'anode 3d, c'est-à-dire la charge positive de la grille correspondante, il faut décaler la tension alternative de polarisation de 90 dans le sens du retard par rapport à la position de marche en moteur, afin que, au même instant où les anodes du système 2a sont allumées en marche comme moteur, l'on puisse, en marche en récupération, allumer les anodes du système 2h.
La tension de polarisation occupe alors la position indiquée en 4 à la Fig. 3. Comme on le voit d'après la Fig. 3, un allumage des anodes du système 2b ne peut se produire que dans l'intervalle AB car, à l'ins- tant B, la tension de polarisation 4 redevient négative.De cette
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manière on est garanti contre la possibilité de voi d'autres allumages se produire au point K, dit point de court-circuit.
Comme, en ce point, la tension 1 appliquée au moteur redevient plus petite que la tension propre 5 du moteur qui, pour la marche du moteur en récupération, est représentée à la Fig. 3 comme une tension continue, la tension critique existant au point K pour faire passer l'arc de l'anode en activité à la suivante est dirigée dans le mauvais sens ; dit, la nouvelle anode qui s'allume possède au point K, par rapport à l'anode en activité, une différence de tension en moins au lieu d'un excès de tension, de sorte que l'anode en activité n@ peut plus s'éteindre, ce qui revient à dire que le moteur est en court-circuit.
Il ressort en outre de la Fig. 3 qu'il n'est pas absolument nécessaire que le décalage de la tension de polarisation en vue de la marche en récupération soit exactement de 90 par rapport à la tension du réseau. Il faut veiller à ce que le point où la tension de polarisation passe par zéro soit compris entre les deux points L et K où la tension propre du moteur coupe la tension appliquée. L'intervalle de temps dans lequel le point d'allumage doit être reporté pour la marche en récupération se trouve compris entre les points A et L, où la tension propre du moteur est supérieure à la tension appli- qu.ée, mais où celle-ci est en train de croître.
S'il s'agit maintenant de pouvoir augmenter, lentement, la récupération à partir de la puissance zéro, il faut déplacer le segment de contact 3 de l'interrupteur synchrone jusqu'au point de marche à vide L, pour lequel la tension propre du moteur et la tension appliquée sont égales. Ce déplacement peut se réaliser sans difficulté en employant des résis- tances circulaires à curseur ou à plots, comme il est indiqué
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en 6 à la Fig..l.
Mais si, par suite de l'emploi d'autres résistances ou pour d'autres motifs, il n'était pas possible de déplacer les segments de contact de l'interrupteur synchrone de plus de 180 , on peut, en vue de la marche en récupération, monter sur l'interrupteur synchrone 4 (Fig. 1), sur la couronne munie du segment de contact, un second balai décalé, dans le sens de la rotation du rotor, de 90 électriques par rapport au balai affecté à la marche comme moteur. Dans ces conditions, la position zéro du segment de contact de l'interrupteur synchrone est la même pour la marche comme moteur et la marche en récupération. Un déplacement de l'interrupteur synchrone dans le sens de l'avance produit alors dans les deux cas de marche un accroissement de la puissance absorbée ou fournie par le moteur selon le cas.
Ainsi donc, le moteur à courant alternatif commandé par soupapes peut, par simple renversement de la commande, être amené en marche à récupération sans qu'on ait à manoeuvrer d'interrupteur dans le circuit principal ou dans le circuit d'excitation. De plus, aucun appareil supplémentaire n'est nécessaire pour la récupération, ce qui constitue un avantage considérable, notamment dans le cas de moteurs utilisés pour les besoins de la traction.