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NOUVEAU SYSTEME DE CONTROLE POUR DISTRIBUTION SERIE-
Cetteinvention concerne les circuits électriquers où la distri.. bution de l'énergie électrique se fait avec les appareils connectés en série entre eux. Ces appareils sont alors alimentés par une source à courant con- tinu fournissant un courant sensiblement constant quelle que soit la tension demandée par les appareils.
La distribution série convient particulièrement à la commande des appareils de levage et autres applications analogues à régime essentiellement variable.Il est important que l'appareillage électrique nécessaire pour le contrôle des moteurs suit aussi simple et robuste que possible et garantisse une sécurité aussi grande que possible; d'ailleurs cet appareillage est sou-
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vent exposé aux intempéries et à des trépidations continuelles. Dans la pra- tique actuelle on emploie pour ce contrôle des contacteurs et des relais ali- mantes par un réseau auxiliaire à tension constante ou bien on emploie un appareillage alimenté par le marne gros courant qui alimente les moteurs à in- tensité constante.
Dans le premier l'appareillage est extrêmement délicat, se dérègle très facilement et il est la cause la plus fréquente des perturba- tions du service. Dans le deuxième cas l'appareillage est très lourd car le courant qui alimente le moteur a une intensité de l'ordre de 600 ampères, et il entraîne une certaine dépense continuelle d'énergie électrique; mais cet appareillage en outre de la robustesse a l'avantage de la eésurité car il ne cesse d'être alimenté que quand le courant qui alimente les moteurs eux-mêmes s'annule, tandis que l'appareillage sous tension constante peut s'arrêter faute de tension primaire au réseau à tension constante tandis que le courant à intensité constante qui alimente les moteurs continue à parcourir ces mo- t eurs.
On a dit plus haut que la source à intensité constante fournit une tension variable, mais il faut que cette tension ne dépasse pas une cer- taine limite pour la sécurité du circuit à intensité constante et pour la sé- curité de la s ourca même. Il est alors utile que la valeur du courant qui alimente le circuit de distribution série, se rénuise automatiquement quand la tension dans ce circuit dépasse une certaine valeur. En plus il est sou- vent utile que le courant d'excitation des moteurs diminue en même temps que le courant dans la distribution série, et même qu'il diminue relativement plus rapidanant.
Le but de la présente invention est de satisfaire à toutes les conditions de bon fonctionnement indiquées plus haut sans tomber dans les in- convénients ni du contrôle sous tension constante ni dans ceux du contrôle par le courant même de la distribution série.
L'invention consiste essentiellement en l'adoption à côté du courant principal de distribution série, d'un circuit auxiliaire de distri- bution série, à une intensité bien plus faible, alimentant les inducteurs et l'appareillage des moteurs, les sources qui alimentent les deux circuits ayant leurs excitations convenablement interconnectées de manière que les courants qui alimentent les deux circuits de distribution diminuent simulta-
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nément suivant une loi voulue quand la tension fournie au circuit principal de distribution série atteint une certaine valeur maximum.
Les figures 1, 2,...,6 des deux tables jointes illustrent cette invention. La Fig.l représente le diagramme des courants dans les deux eir- cuits de distribution. La Figure 2 donne un schéma de connexions de l'instal- lation entière) Les figures 3, 4,5 et 6 donnent des variantes des intercon- nexions des excitations des deux sources de distribution série.
En figure 1, V en abscisses est la tension fournie du circuit principal de distribution série, en ordonnée I est le courant qui alimente la circuit principal, 1 la courant qui alimente le circuit auxiliaire. On a pail i bien plus petit que 1 et on l'aannulé avant Li en ligne pointillée on a porté la valeur de i multipliée par le rapport I/i correspondant à V=O afin de montrer que i tend vers 0 proportionnellement plus vite que I.
La figure n'a la prétention que d'indiquer l'allure générale de ces courants et cette allure peut être profondément modiflée dans certains cas (par exemple on peut demander que 1 reste exactement proportionnelle à I, ou qu'il s'annule plus tard) sans que le procédé objet de cette invention cause de permettre de la réaliser.
La figure 2 donne le schéma complet d'une installation. Les lignrs épaisses montrent le circuit principal et les lignes fines le circuit auxi- liaire. Le circuit principal est alimenté par une métaddne MD (transforma- trice ou génératrice) dont les balais et c sont supposés alimentés par une source.à tensiop constante, et dont les balais secondaires b et d sont insé- rés dans la boucle du circuit principal de distribution série. Dans cette mê- me boucla sont insérées trois métadynes motrices M1, M2 et M3. Le circuit auxiliaire de distribution série est alimenté par une dynamo KR type Kraemer ou à trois enroulements bien connue, cette dynamo fournit/une intensité cons- tante jusqu'à une tension déterminée et ensuite un courant rapidement descen- dant vers 0.
Elle comporte trois enroulements : un enroulement shunt A dont la résistance est régléede manière qu'il assure l'autoexcitation pour la vi- tesse, supposée constante, à laquelle la dynamo toumew un enroulement série C et un enroulement à excitation indépendante B alimenté,par exemple sous tension constante. A la place da ces trois enroulements la dynamo Kraemer peut en avoir d'autres équivalents déjà connus.
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Dans la boucle de distribution auxiliaire sont insérés d'une part les excitations G1, G2, G3 des métadynes motrices, et d'autre part tout l'ap- pareillage. Les métadynes motrices M1, M2 et M3 sont insérées dans la boucle de la distribution principale par deux balais diamétralement opposés et com- portent deux autres balais à égale distance des premiers, qui alimentant une excitation H, antagoniste à l'excitation G, L'excitation H crée toujours à elle toute seule un couple freinant.
Le courant 1 de la distribution principale traverse la métadyne motrice M quand le rupteur R (respectivement Rl, et R3 est ouvert, c'est- à-dire quand sa bobine est excitée. L'électro E (respectivement E1, E2 et E3) quand il est excité libère le frein. A droite de chaque métadyne motrice, on a représenté un contrôleur donnant la marche avant la marche arrière, et pour chaque sens trois crans avec des couples différents, ceci gràce à un shuntage plus ou moins grand de l'excitation G.
Quand après la marche de la métadyne motrice, on désire revenir au repos, la bobine du rupteur R est courtcircuitée sans avoir été préala- blement coupée, donc le rupteur R ne fermera le circuit qu'après un certain retard dans le temps, soit to. par contre l'excitation G est inmédiatement coupée, donc pendant le laps de temps to la métadyne se trouve sous l'action unique de l'excitation H, elle freine donc avec force en récupérant presque toute la force vive, et c'est seulement à la fin du laps de temps to que les freins El et E2 agissant.
L'arrêt est ainsi moins violent, et les sabots des freins sont moins usés. La bobine du frein El pourrait être court-circuitée par R1' ac- tionné parla marne bobine que Ri, mais cette disposition n'est pas indispen- sable, et c'est pour cela que les lignes 4 relatives sont en traits interrom- pus sur la figure.
Le retard de l'action du frein E2 est dû au court-circuitage de sa bobine sans aan interruption au préalable. Par contre on a représenté % agissant immédiatement, au cas où cela serait désirable, car sa bobine est interrompue aussitôt que le contrôleur revient au O. Le frein El a sa bobine parcourue par le courant I, tandis que les freins E2 et E3 sont parcourus par le courant i.
En série avec l'excitation H2 de la métadyne motrice M2 on a in- séré une résistance qui est court-circuitée au cran 0 du contrôleur afin de
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rendre le freinage d'arrêt encore plus énergique.
En série avec l'excitation H3 de la métadyne motrice M3, on a re- présenté deux résistances, à travers l'une l'enroulement H3 est alimenté par un des balais connectés sur la distribution principale, à travers l'autre à l'autre balai non connecté sur la distribution principale. Cette disposition conforme à un procédé connu, permet de modifier les caractéristiques électro- mécaniques de la métadyne motrice M3.
Enfin dans l'appareillage de la métadyne motrice M2 on a repré- senté une résistance qui relie d'une faqon permanente les deux conducteurs de la distribution auxiliaire avant leur entrée dans le contrôleur, afin d'é- viter qu'à cause d'un mauvais contact dans le contrôleur le circuit de la dis tribution auxiliaire ne s'interrompe.
L'indépendance de la caractéristique du courant I et i en fonction de V, est assurée dans le schéma de la figure 2 d'une part par l'alimentation par le courant i de l'enroulement W dans l'axe magnétique des balais secon- daires de la métadynes, enroulement que les employeurs de la métadyne appel- lent "variateur", et d'autre part par l'insertion dans le circuit auxiliaire de distribution série de la torse électromotrice totale que la métadyne four- nit au circuit principal de distribution série, comme on le voit en suivant les connexions réalisées sur la figure 2. houx faire décroître $simultanément les deux courants I et i ou l'un plus vite que l'autre 11 suffit d'ajuster les ampères-tours des enrou- lements inducteurs indiqués plus haut des deux sources d'énergie électriqua.
Quand la tension secondaire de la métadyne est très grande le schéma de la figure 2 a l'inconvénient de porter à un potentiel élevé tout l'appareillage. Afin d'éliminer cet inconvénient on peut employer ,comme l'indique la figure 3, une petite dynamo DY dont l'excitation est proportion- nelle à la tension développée par le secondaire de la métadyne, et dont l'in- duit est inséré dans la distribution auxiliaire à la place du secondaire même de la métadyne; ainsi la tension insérée dans le circuit de la distribution auxiliaire tout en restant proportionnelle à la tension secondaire de la mé- tadyne, est en valeur absolue aussi faible que l'on voudra.
On peut intervertir le rôle de la métadyne et de la dynamo Krae- mer comme l'indique la figure 4. On peut employer la dynamo Kraemer aussi
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bien pour l'alimentation du circuit principal que pour l'alimentation du circuit auxiliaire de distribution série comme d'indique la figure 5 Où KRP ' et KRA sont les deux dynamos Kraemer , la principale 'et l'auxiliaire respec- tivement.
Enfin on peut employer la métadyne au contraire pour l'alimen- tation du circuit primaire et pour l'alimentation du circuit secondaire comme l'indiqua la figure 6 aù MDP et MDA sont les deux métadynes. Les variateurs WP et WA des deux machines sont alors en série entre eux et alimentés par une même source DY par exemple qui donnera une tension en fonction de V ayant 1' allure voulue de I en fonction de V et cela par une disposition connue des enroulements excitateurs de DY et de son état de saturation.
On a jusqu'ici donné la description complète du schéma général qui permet : 1 ) l'élimination de tout appareil délicat pour la commande des moteurs sans exiger une dépense continuelle d'énergie autre que celle stric- tement nécessaire pour l'excitation partielle des moteurs, et l'excitation des électros de frein et d'un seul rupteur par moteur; 2a) l'obtention de la décroissance simultanée des courants dans les induits et les inducteurs des moteurs, et ceci même suivant une loi qu'on peut fixer à volonté en bonne partie.
On a donné plusieurs exemples de contrôle des moteurs et d'in- tereonnexion des deux sources qui alimentent l'une la boucle de la distri- bution principale, l'autre la boucle de la distribution auxiliaire, mais il va de soi que des modifications et des variantes peuvent être apportées sans prétendre éluder les dispositions essentielles objets de la présente inven- tion.