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Synchroniseur automatique pour commander le couplage des alternateurs et des réseaux.
La présente invention concerne les appareils de synchro- nisation automatique utilisés pour assurer le couplage des alter- nateurs au réseau qu'ils doivent desservir, ainsi que le couplage des réseaux entre eux .
On sait que pour que ce couplage soit correct, il faut que les contacts du disjoncteur se ferment exactement au moment où il y a concordance de phase entre la tension du réseau et celle de l'alternateur à mettre en service. Les contacts du disjoncteur se fermant avec un certain retard par rapport au moment où l'im- pulsion de commande est donnée, cette dernière doit précéder la concordance des phases d'un temps égal à la constante de temps du disjoncteur. L'angle de déphasage entre les tensions, au moment de l'impulsion, aussi appelé T'angle d'avance!! est: 0( = g cet, expression où g désigne le glissement de l'alternateur par rapport au réseau, w la pulsation du réseau et t la constante de temps du disjoncteur à l'enclenchement.
Le rôle de l'appareil de synchronisation est de provo- quer automatiquement la. mise sous tension du relais commandant l'enclenchement du disjoncteur lorsque le déphasage des tensions est égal à l'angle d'avance, il doit en outre comporter un
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dispositif destiné à empêcher que 1'enclenchement puisse se produire lorsque le glissement dépasse une valeur donnée, par exemple 1%.
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Dans les synchroniseurs connus ^Ct>Llll nl-^,ilt le créa- tien d l'angle d'avance se fait soit par des dispositifs électriques soit par des dispositifs tachymétriques du type à courants de Foucault entraînés par synchronoscope. Outre leur complication, les dispositifs électriques donnent un angle
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Ô'eV811CO qui n'est Q1J'ap9ro:-:imeltiv.cmE::nt proportionnel a1J glis- saient. Les dispositifs tachymétriques Q co1Jra ts de Foucauld sont plus simples et ils assurent la proportionnalité entre
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1 glissement et l'angle d'avoncs. Par contre ils présentent l'inconv6ni0nt de freiner l'appareil moteur du syncilronoscope ce qui produit dans la mesure du déphasage une erreur angulaire qui augmente avec le glissement.
La présente invention a pour but de supprimer ces in- convénients etde créer un synchroniseur de construction simple et peu encombrante, assurent une proportionnalité rigoureuse
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entre l'angle d'avance et le glissement, tout pn n'étant p2S fffcté d'erreurs angulaires appréciables dans la mesure du déphasage.
Suivant l'invention ce résultat est obtenu en utili- sant d'une part 1''équipage mobile d'un synchronoscope pour indiquer l'angle de déphasage, d'autre pert une dynamo tachy-
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11létrique entraînée p2# lé, synchronoscope ¯>o1Jr commander 1''équi- page mobile d'un galvanomètre E: '. t indiquer par ce moyen l'angl- d'avance proportionnel au glissement, les deux équipages rnobi- les Étsnt munis d'élécients coopérant pour provoquer l'enclen- chement lorsque le déphasage est égal à l'angle d'avance.
Le couple résistant exercé sur l'arbre du synchronos- cope par la dynamo tachymérique est faible du fait que cette dernière tourne à vide. Il ne pourrait donc, comme c'est le
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cas pour les dispositifs tachymétriques à courants de Foucault, produire d'erreur angulaire appréciable dans la mesure du @ -
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déphasage. Pour provoquer l'enclenchement, on fait usage de niais commandes de préférence au moyen d'un; cellule photo- électrique. Il est aisé de combiner à ce dispositif de coiii- mande un dispositif de sécurité destiné à limiter son action afin d'éviter toute possibilité d'enclenchement aussi long- temps que le glissement est supérieur à une valeur imposée.
Sur le dessin annexé, Figs. 1 et 2 représentent sché- matiquement, à titre d'exemples, deux formes d'exécution de l'appareil suivant l'invention; Fig. 3 montre une variante du dispositif suivant la Fig. 2.
Les réseaux à coupler étant désignés par u v, w, et u', v', w', on a représenté en 1 un synchronoscope de construc- tion analogue à celle d'un moteur asynchrone triphasé à bagues, bipolaire ou tétrapolaire, dont le stator est alimenté par la tension d'un réseau et le rotor par celle de l'alternateur ou du réseau à coupler. Sur l'axe du rotor sont calés une roue dentée 2 et un bras 3, dont la position en chaque instant ma- térialise le déphasage.
La roue dentée 2 engrène avec un pignon 4 fixé sur l'arbre d'une dynamo tachymétrique 5 dont l'excitation est pro- duite soit par un aimant permanent, soit par un circuit indé- pendant. Aux bornes de cette dynamo est raccordé, par un cir- cuit 6, le cadre 7 formant l'équipage mobile d'un galvanomètre.
La constante de proportionnalité entre l'angle d'avance et le glissement est réglée en .tenant compte des caractéristiques du disjoncteur, soit en modifiant le flux de la dynamo 5, soit en réglant les résistances 8 du circuit 6, ce qui est plus commode.
Dans ces conditions (Fig. 1) l'angle d'avance est donné par l'élongation de l'aiguille 9 du galvanomètre. L'impulsion de commande déterminant la manoeuvre du disjoncteur 10 doit donc être lancée quand le bras 3 et l'aiguille 9 se trouvent dans un même plan.
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A cet effet le bras 3, replie son extrémité, forme un étrier 11 à la branche supérieure duquel est fixé un pro-
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jecteur 12 tandis que la branche inférieure de l'étripr porte une cellule photoélectrique 13.
Projecteuret cellule sont alimentés en courant continupartir d'un réseau X,Y. par
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1''intermédiaire" des bagues , 15. normalement le projecteur 12 éclaire la cellule 15 qui., par la bauge 16, alimente le circuit 17 du relais de cellule 18 commandant la fermeture du circuit 19 du relais de couplage
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20 qu5., au rc'pos, laisse ouvert le circuit 21 de la bobine de commande du disjoncteur de couplage 10. Le relais 18 étant normalement excitée son contact est ouvert comme représenté au dessin etle disjoncteur n'est pasactionné.
L'aiguille 9 du galvanomètre porte un petit écran 22
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quij quand l'nig1=ill< se trouve dans 1- plan de l'étrier 11., c' :ost-à-c1ir" quand 1 angle devance est égal ;:ou dcphasge in- tercepte le faisceau lumineux qui éclaire le. cellule photoélec- trique 15. Le courant c'tant ainsi coupé dans le circuit 17, le relais 18 dés2Tci t{ ferme le circuit 19 et e::ci t8 le relais 20 qui ferme à son tour le circuit 21 et provoque l' encl^ncll^rlcnt du disjoncteur de couplage 10.
Pour que cet enclenchement ne se produise pas intem-
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pestiv:.nlent, le relais 20 est temporisé 8. le fermeture. Sc trm- porisation et la grandeur di 1.'éc-icn 22 son i, 7É, ^r"lt1< c1: fecon ',1.1' 1''' i.-.l,;>is 20 n- foncbionne qu. lorsque le glissement ix dépasse pas le valeur donné': ¯, par nxenpie 1%. Si la durée d.'ob':cl1l"cis.'3"\11cnt d- la c:l1u1,: 15 est égal? ou supérieure su v = ; j de fonctionnement du relais 20 ce dernier ferme ses contacts et provoque l'encl¯nch=mrlt du disjoncteur 10. Par contre si 1,: glissement est trop grande le durée d'obscurcis- sCJent est inférieure au temps de fonc tiona'3:Glent du relais É'0, celui-ci ne ferme pas ses contacts et le couplage n'a pas lieu.
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La Fig. 2 montre une variante dans laquelle les cir- cuits sont agencés de manière à provoquer l'enclenchement du dis- joncteur a.u moment où la cellule photoélectrique est éclairée. Sur cette figure, le synchronoscope1 et les éléments portant les mêmes chiffres de référence que sur la Fig. 1 sont semblables et correspondent aux éléments désignés par ces chiffres sur la Fig.l.
Dans l'exemple de la Fig. 2, le bras 3 mis en rotation par le synchronoscope porte la cellule photoémisive 13 qui est ici du type dit "à couche d'arrêt". Le projecteur à lentille 12 muni d'un diaphregme à fente est monté à poste fixe; et le cadre 7 du galvanomètre alimenté par la dynamo tachymétrique 5 porte un miroir 23. La comparaison de l'angle de déphasage et de l'angle d'avance se fait en renvoyant sur la cellule 13 le faisceau lumi- neux émanant du projecteur à. lentille 12 et réfléchi par le mi- roir 23. Devant la cellule 13 est placé, porté par le bras 3 un écran 24 percé d'une fenêtre de largeur réglable. Le dispositif tachymétrique est réglé de manière que l'angle de déviation du faisceau lumineux soit égal à l'angle d'avance.
La cellule est reliée par l'intermédiaire des bagues 14, 15 au circuit 17 du re- lais de cellule 18 dont les contacts commandent la mise sous ten- sion du relais de couplage 20.
Le fonctionnement se comprend aisément. Normalement la cellule 13 n'est pas éclairée et le relais de cellule 18 est au repos. Au mome.nt où l'angle d'avance devient égal à l'angle de déphasage, la cellule est impressionnée. Il en résul- te un courant dans le relais 18 qui ferme ses contacts, provo- que la mise sous tension du relais 20 et l'enclenchement du dis- joncteur 10.
Le verrouillage du dispositif afin d'empêcher l'enclen- chement lorsque le glissement est supérieur à 1% ou toute autre soit valeur déterminée, s'obtient/en réglant la temporisation du relais 20, soit en faisant varier la largeur de la. fente de
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l'écran 24 porté par le bras 3.
Suivant une va.riants représentée à le Fig. 3, on réa- lise le verrouillage en utilisant.en plus des dispositifs in- diqués sur la Fig. 2, un écran réglable 25, 25' à poste fixe qui intercepte le rayon lumineux réfléchi par le miroir 23 vers la trajectoire circulaire de la cellule 13 lorsque l'angle d'avance est supérieur µ. celui qui correspond au glissement limite. Dans ce cas, le relais 20 est à fonctionnement instan- tané.
Il va de soi que les dispositifs représentés peuvent être modifiés et réalisés sous d'autres formes sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Synchroniseur automatique pour la commande du cou- plage de réseaux et d'alternateurs, caractérisé en ce qu'un synchronoscope bipolaire ou tétrapolaire dont l'équipage mobile se meut en fonction de l'angle de déphasage, entraîne une dy- namo tachymétrique qui alimente un galvanomètre dont l'équi- page mobile indique l'angle d'avance proportionnel eu glisse- mentles deux équipages mobiles étant munisd'éléments qui coopèrent pour provoquer l'enclenchement lorsque l'angle d'avance est égal au déphasage.