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PERFECTIONNEMENT AUX GROUPES ELECTROGENES DE , SECOURS AUTOMATIQUES, ACTIONNES PAR MOTEUR THERMIQUE.
On connaît déjà des groupes électrogènes automa- tiques fonctionnant comme groupes de secours lors d'une panne de secteur et comportant un volant animé d'un mouve- ment de rotation continu. Ce volant est calé sur l'arbre d'unegénératrice électrique tournant constamment soit du fait qu'elle est alimentée par le secteur, soit du fait qu'elle est directement accouplée à un moteur synchrone alimenté par cette même source.
Le groupe comprend, d'autre part, un moteur thermique qu'un embrayage à commande électrique accouple avec la génératrice en cas de panne de secteur.
Lorsque cette panne se produit, l'énergie accu- mulée dans.le volant aert d'une part à l'alimentation du réseau d'utilisation pendant le temps très court nécessaire
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à la mise en route du moteur thermique et d'autre part au lancement du moteur thermique. Lors du retour du courant du secteur, la. liaison assurée par l'embrayage cesse : le moteur thermique s'arrête, tandis que l'ensemble formé par le moteur d'entraînement, la génératrice de secours et le volant demeure en rotation,
L'entraînement permanent de la gépétarice et du volant provoque une dépense de courant qu'il est intéres- sant de chercher à réduire.
De plus la vitesse de régime du volant au moment de la panne est au plus égale à la vitesse correspondant à la fréquence du réseau,de distribution, dans le cas du courant alternatif. Elle est toujours inférieure à celle- ci à la fin de la période de démarrage du moteur thermi- que.
La présente invention a pour objet un. perfection- nement aux dispositifs de cette nature permettant d'obte- nir :
1 ) une réduction de dépense de courant électri- que ;
2 ) un rétablissement exact et rapide de la fré- quence dès la fin de la période de démarrage du moteur thermique.
A cet effet le volant au lieu d'être calé sur 1'arbre de la génératrice tourne librement sur l'une des extrémités de cet arbre ou sur l'une des extrémités de l'arbre du moteur thermique. Ce volant est entraîné conti- puellement par un moteur électrique avec liaison mécanique ou électromagnétique, directe ou indirecte (poulies et courroie par exemple).
Un embrayage commandé électriquement permet, lors d'une panne de courant, d'accoupler ce volant avec le moteur thermique, auquel la génératrice est reliée soit
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directement, soit par l'intermédiaire d'un accouplement centrifuge, le volant étant dans ce,dernier cas monté obligatoirement sur l'une des extrémités de l'arbre du moteur. Cette dernière solution offre l'avantage que le volant assure d'abord automatiquement le lancement du mo- teur seul, l'entraînement de la génératrice de secours ne se produisant qu'ultérieurement et seulement lorsque la vitesse du moteur thermique a déjà atteint une certaine valeur ; cet accouplement centrifuge pourrait être, lui-mê- me, remplacé par un embrayage à contrôle électrique ou mécanique.
On voit que, grâce à cette disposition, en temps ordinaire, c'est-à-dire en période de distribution norma- le par le secteur, toutes les machines sont à l'arrêt : seuls le volant et son moteur d'entraînement sont en rotation, le régime de vitesse du volant pouvant être librement choisi. En cas de panne du courant du secteur, l'embrayage à commande électrique solidarise avec le bout d'arbre sur lequel il tournait librement le volant qui assure ainsi le lancement du groupe.
Il va de soi que, ainsi que cela est de prati- que courante'en parail cas, toutes les manoeuvres de fonc- tionnement automatique seront contrôlées par des contac- teurs électriques, pouvant comporter des relais de tempo- risation, aussi bien lors de la mise en route que lors de l'arrêt des machines.
Bien que l'invention ait été spécialement conçue pour la mise en route des groupes électrogènes de secours automatiques, elle est néanmoins susceptible d'être éten- due à d'autres domaines d'application. Le moteur thermi- que peut en effet servir de moteur à lancement et arrêt automatiques, par volant accumulateur d'énergie, pour entraîner une transmission,' une pompe, un compresseur ou
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toute autre machine conduite qui est substituée à la gé- nératrice de l'installation précédemment décrite. L'en- semble constitue alors un matériel à intervention automa- tique.
Un mode d'exécution de l'invention est repré- senté schématiquement, à titre d'exemple, aux dessins an- nexés.
En fig, 1, 1 représente la génératrice électri- que et 2 le moteur thermique. Ces deux machines sont reliées entre elles d'une manière permanente par le man- chon d'accouplement 3.
Sur le bout d'arbre 4 tourne librement le volant 5. Un embrayage commandé électriquement, par exemple un embrayage magnétique dont les enroulements sont représen- tés en 6, comporte un élément 7 solidaire du volant 5 et un élément 8 solida.ire du bout d'arbre 4.
Un moteur électrique auxiliaire 9 assure, au moyen des poulies 10 et 11 et de la courroie 12, l'en- traînement du volant.
Dans la variante représentée en fig. 2, la géné- ratrice 1 est reliée au moteur 2 par un accouplement cen- trifuge. A cet effet le bout d'arbre 4 autour duquel tour- ne librement le volant 5 porte à son extrémité deux masses 13 montées aux extrémités d'un ressort 14 et pouvant venir s'appliquer contre la face interne d'un tambour 15 soli- daire de l'arbre 16 de la génératrice.
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IMPROVEMENT FOR GENERATING SETS, AUTOMATIC EMERGENCY, ACTUATED BY THERMAL MOTOR.
Automatic generator sets are already known which operate as back-up groups in the event of a power failure and comprising a flywheel driven by a continuous rotational movement. This flywheel is wedged on the shaft of an electric generator rotating constantly either because it is powered by the sector, or because it is directly coupled to a synchronous motor powered by this same source.
The group includes, on the other hand, a heat engine that an electrically controlled clutch couples with the generator in the event of a power failure.
When this failure occurs, the energy accumulated in the flywheel aert on the one hand to supply the user network for the very short time required.
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when the heat engine is started and on the other hand when the heat engine is started. When the mains power returns, the. connection provided by the clutch ceases: the heat engine stops, while the assembly formed by the drive motor, the emergency generator and the flywheel remains in rotation,
The permanent drive of the gepetarice and the flywheel causes current expenditure which it is interesting to seek to reduce.
In addition, the operating speed of the flywheel at the time of failure is at most equal to the speed corresponding to the frequency of the distribution network, in the case of alternating current. It is always lower than this at the end of the heat engine starting period.
The present invention relates to a. improvement of devices of this nature making it possible to obtain:
1) a reduction in the expenditure of electric current;
2) an exact and rapid reestablishment of the frequency from the end of the heat engine starting period.
For this purpose, the flywheel instead of being wedged on the shaft of the generator turns freely on one of the ends of this shaft or on one of the ends of the shaft of the heat engine. This flywheel is continuously driven by an electric motor with mechanical or electromagnetic connection, direct or indirect (pulleys and belt for example).
An electrically controlled clutch makes it possible, during a power failure, to couple this flywheel with the heat engine, to which the generator is connected either
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directly, or by means of a centrifugal coupling, the flywheel being in this latter case necessarily mounted on one end of the motor shaft. This latter solution offers the advantage that the flywheel first automatically starts the engine on its own, the drive of the back-up generator only taking place later and only when the speed of the heat engine has already reached a certain level. value ; this centrifugal coupling could itself be replaced by an electrically or mechanically controlled clutch.
It can be seen that, thanks to this arrangement, in ordinary time, that is to say in period of normal distribution by the sector, all the machines are stopped: only the flywheel and its drive motor are in rotation, the speed of the flywheel can be freely selected. In the event of a mains power failure, the electrically controlled clutch is secured to the end of the shaft on which the flywheel rotates freely, thus ensuring the launch of the group.
It goes without saying that, as is common practice in other cases, all the automatic operating maneuvers will be controlled by electrical contactors, which may include time delay relays, both when switching on. start-up only when the machines are stopped.
Although the invention has been specially designed for starting automatic standby generators, it is nevertheless capable of being extended to other fields of application. The heat engine can in fact serve as an engine with automatic starting and stopping, by means of an energy accumulating flywheel, to drive a transmission, a pump, a compressor or
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any other driven machine which is substituted for the generator of the installation described above. The assembly then constitutes an automatic intervention device.
An embodiment of the invention is shown schematically, by way of example, in the accompanying drawings.
In fig, 1, 1 represents the electric generator and 2 the heat engine. These two machines are permanently connected to each other by the coupling sleeve 3.
The flywheel 5 turns freely on the shaft end 4. An electrically controlled clutch, for example a magnetic clutch whose windings are shown at 6, comprises an element 7 integral with the flywheel 5 and an element 8 integral with the end. shaft 4.
An auxiliary electric motor 9 provides, by means of the pulleys 10 and 11 and the belt 12, the driving of the flywheel.
In the variant shown in FIG. 2, the generator 1 is connected to the motor 2 by a centrifugal coupling. For this purpose, the shaft end 4 around which the flywheel 5 rotates freely carries at its end two masses 13 mounted at the ends of a spring 14 and which can be applied against the internal face of a solid drum 15. daire of the shaft 16 of the generator.