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PERFEG"L'IQîI''17T AUX EQUI:PEJ1.'JENTS DE DEMABBAGE Ai5ï4'i.'IEDE DES 28IEVn ELECTRIQUES CONTROLES PAR LA FORCE ELECTROMOTRICE ENGENDREE PAR l'INDUIT.
On utilise fréquenment pour le démarrage automatique des moteurs électriques, notamment des moteurs de faible puissance, des équipements dont les contacteurs ou appareils équivalents sont contrôlés par la force électromotrice engendrée dans l'induit du moteur.
Dans les réalisations connues de ces équipements, il arrive souvent que, s'il se produit une chute de tension sur le réseau au moment où la tension aux bornes de l'induit du moteur atteint la valeur qui doit provoquer le fonctionne- ment d'un contacteur, ce fonctionnement n'est pas franc; si cet incident se répète les contacts de l'appareil se brûlent rapidement. D'autre part, dans ces équipements, il est difficile de réaliser un démarrage à deux crans Intermédiaires (et à fortiori à plus de deux crans intermédiaires), parce que la tension pour laquelle le contacteur du deuxième cran devrait fonctionner, serait de valeur très voisine de la tension nominale du réseau et que les variations possibles de la tension réelle de celui-ci pourraient apporter des perturbations faussant complètement le réglage de ce contacteur.
La présente invention a pour objet un perfectionnement qui évite ces incon- .
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-vénients et qui permet ainsi d'établir des équipements de démarrage automatique, à un ou plusieurs crans intermédiaires, dont les contacteurs (ou appareils équivalents) qui réalisent les manoeuvres de démarrage, fonctionnent dans les meilleures conditions de durée *et de régularité.
Ce perfectionnement est essentiellement caractérisé, en ce que les contacteurs (ou appareils équivalents) comportent, en outre de leur bobine de commande contrôlée par la force électromotrice engendrée dans l'induit du moteur, une bobine à action antagoniste qui est mise hors d'action, ou dont l'action est inversée lorsque le contacteur fonctionne.
Les figures ci-jointes représentent, à titre d'exemples non limitatifs, divers schémas d'équipements conformes à l'invention. Les dispositions particulières de réalisation que comportent ces équipements devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions Équivalentes pourront être aussi bieh utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
La Fig.l se rapporte à un équipement de démarrage, à un seul cran intermédiaire, d'un moteur à courant continu dont l'induit est désigné par 1, l'enroule- ment d'excitation par 2 et l'enroulements des pôles de commutation par 3 ; moteur est supposé à excitation shunt, mais il pourrait être aussi bien à excitation série ou compound, La résistance de démarrage est désignée par 4,5 désignant le contacteur qui la court-circuite automatiquement lorsque la force électromotsice engendrée dans l'induit du moteur, ou force contre-électromotrice, c'est-à-dire la vi- tesse du moteur, a atteint une certaine valeur; 6 et 7 désignent les interrupteurs ou contacteurs de mise en route du moteur.
Conformément à l'invention, le contacteur 5 comporte non seulement une bobine de commande 8, alimentée aux bornes de l'induit 1, mais en outre une bobine à action antagoniste 9, celle-ci étant ici disposée en série dans la connexion entre la résistance 4 et l'induit 1.
La Fig.2 représente l'allure des caractéristiques de fonctionnement du contacteur, la vitesse du moteur (ou sa force contre-électromotrice) étant portée en ordonnées. La courbe I est celle des ampères-tours de la bobine 8, l'ordonnée PH correspondant à la vitesse normale du moteur. La courbe II est celle des ampèrestours antagonistes de la bobine 9, les ampères-tours mesurés par OA devant, bien entendu, le contacteur n'étant pas polarisé, être inférieurs à ceux qui sont nécessaires pour provoquer le fonctionnement, qui serait alors intempestif, de ce contacteur* La courbe III correspond aux ampères-tours totaux agissant sur le con- tacteur, le segment MF mesurant les ampères-tours qui provoquent le fonctionnement et par conséquent le court-circuitage de la résistance 4.
Au moment où le contacteur se ferme, le courant s'inverse dans la bobine 9 et, par conséquent,, non seulement les ampères-tours antagonistes à ceux de la bobine de commands,8 disparaissent, mais ils sont remplacés par quelques ampèrestours additionnels à ceux de 8, les bobines 8 et 9 se trouvant montées en série par rapport à la tension aux bornes de 1. Les ampères-tours totaux qui agissent sur le contacteur 5 sont donc brusquement augmentés à sa fermeture (de la valeur correspondant à FG) et cette fermeture est donc franche et stable.
Les ampères-tours additionnels fournis par 9 à la fermeture du contacteur, ne peuvent d'ailleurs être qu'assez faibles, du fait que la bobine 9 ne peut comporter, pour son alimentation série, qu'un petit nombre de spires; il en résulte que le fonctionnement ne serait pas très différent si la bobine 9 était intercalée dans le circuit de l'autre côté de la résistancei4, auquel cas le renforcement des ampères-tours du contacteur, à la fermeture, proviendrait uniquement de la disparition des ampères-tours de la bobine 9, court-circuitée en même temps que la résistance 4.
On voit que la courbe III est plus inclinée sur l'horizontale que la courbe II. Grâce à l'application de l'invention, la variation des ampères-tours qui proToquent la fermeture du contacteur, à mesure que le moteur accélère, est donc rendue plus rapide. Ce résultat est particulièrement intéressant, en ce qu'il facilite la réalisation d'équipements de démarrage à plusieurs crans intermédiaires, en évitant les risques de fonctionnement à contretemps que comportent les équipements connus.
La Fig,3 se rapporte ainsi à un exemple d'équipement à deux crans intermédiaires, dérivé de celui de la Fig. 1. Les deux sections de la résistance de démarrage sont respectivement désignées par 10 et 11 et les contacteurs correspondants
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par 12 et 13, 14 et 15 désignent respectivement leurs bobines de commande et 16 et 17 leurs bobines antagonistes.
Dans la Fig.2, supposée s'appliquer au contacteur 13, II bis représente l'allure des ampères-tours de la bobine 17 après que le contacteur 12, qui fonctionne le premier, a été fermé; IIIbis représente les ampères-tours totaux qui en résultent pour le second contacteur, 13, Comme on le voit, la courbe IIIbis est encore plus inclinée que la courbe III, sur l'horizontale, ce qui donne à la fermeture du second contacteur (pour la râleur N de la vitesse) une sensibilité et une précision beaucoup plus grandes que dans les équipements connus*-' L'invention permet donc de réaliser des équipements de démarrage à deux ou plusieurs crans in fonctionnant, avec pleine sécurité, dans des conditions régulières, malgré les variations possibles dans la valeur de la tension du réseau.
La Fig. 4 (pour simplifier, le moteur à courant continu n'a été représenté que par son induit 1) se rapporte à un équipement de démarrage à un seul cran dans lequel le contacteur 5 comporte, non pas, comme dans le cas de la Fig.l, deux bobines séparées, l'une shunt et l'autre série, mais une seule bobine à fil fin divisée en deux parties, l'une 18 toujours branchée, comme la bobine 8, aux bornes de l'induit 1, l'autre, 19, alimentée en dérivation sur une portion de la résistance de démarrage 4, à travers un contact auxiliaire ou interlock 20, qui est fermé normalement et dont l'ouverture est provoquée par la fermeture du contacteur.
Avant cette fermeture, c'est-à-dire avant l'ouverture du contact 20, les portions de bobine 18 et 19 sont parcourues par des courants dirigés suivant les flèches en trait plein; la bobine 19 est ainsi parcourue par un courant proportionnel à la chute de tension dans la résistance 4, c'est-à-dire au'.courant absorbé par le moteur, et les choses sont disposées de manière que les ampères-tours de 18 et de 19 soient en opposition.
A la fermeture de 5, le contact-auxiliaire 20 s'ouvre et les ampères-tours de 19 s'inversent (flèche en trait interrompu), les deux bobines 18 et 19 se trouvant montées, en série entre elles, aux bornes de 1. On -coït que les ampères-tours de 19 sont ici mieux utilisés que ceux de la bobine 9 de la Fig. 1, du fait que l'effet d'inversion du courant dans la bobine 19 est beaucoup plus important, cette bobine pouvant avoir un nombre.de spires beaucoup plus grand que la bobine série 9.
L'exemple de la Fig.5 (dans les Fig. 5,6 et 7, le moteur n'a été représenté, par mesure de simplification, que par son induit 1) se rapporte à une variante de celui de la Fig.3 (démarrage avec deux crans intermédiaires), dans laquelle les bobines, respectivement 21 et 22, qui fournissent les ampères-tours antagonistes des contacteurs 12 et 13, (avant enclenchement de ces contacteurs) sont montées comme dans la Fig.4. Les bobines qui fournissent les ampères-tours principaux de ces contacteurs sont désignées par 23 et 24 et les contacts auxiliaires ou interlocks qui contrôlent respectivement les bobines 21 et 22, sont désignés par 25 et 26.
La disposition de la Fig.6 est une variante de celle de la Fig.4, dans laquelle le contacteur 12, qui se ferme au premier cran intermédiaire, est un con- tacteur ordinaire, ne comportant qu'une seule bobine d'excitation, 27, dérivée aux bornes de 1. Quand au contacteur 13, qui se ferme pour le deuxième cran intermédiaire, ses deux bobines d'excitation conformes à l'invention, 28 (shunt) et 29 (série), ne sont alimentées qu'à la fermeture du premier contacteur 12, la bobine 29 directement et la bobine 28 indirectement par le contact auxiliaire ou interlock 30, qui se ferme en même temps que 12.
Une telle disposition procure une sécurité complémentaire dans l'ordre correct de fermeture des deux contacteurs et, en outre, une possibilité d'amplifier l'effet de la bobine 29,
En effet, dans l'exemple de la Fig.3, le nombre des spires que l'on peut donner à la bobine 17, est limité par la condition que les ampères-tours OA (Fig.2) nu dépassent pas la valeur NE'* pour laquelle le contacteur 13 se ferme ; sans cela, les contacteurs étant supposés non polarisés, le oontacteur 13 fonctionnerait intempestivement, à la mise en route du moteur.
Au contraire, dans la disposition de la Fig.6, la bobine 29 ne reçoit du courant que lorsque la bobine shunt 28 comporte elle-même les ampères-tours, MG, déjà plus grands que MF, et on pourra donc donner à la bobine 29 un nombre de spires très important, puisqu'il suffira que les ampères-tours correspondants MA' n
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ne dépassent pas MG d'une Taleur supérieure à NP' (ampères-tours totaux pour lesquels le contacteur 13 se ferme).
La Fig.7 représente une variante de la Fig.6 dans laquelle le rhéostat de démarrage, au lieu d'être constitué par deux sections montées entre elles en série, comporte deux sections, 31 et 32, montées en parallèle. Les contacteurs correspon dants, 12 et 13, sont l'un ,12, du type ordinaire et l'autre, 13, du type à deux excitations antagonistes. Ils fonctionnent comme les contacteurs analogues de la disposition de la Fig.6.