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PERFECTIONNEMENTS AUX REGULATEURS DE VITESSE.POUR MOTEURS ASYNCHRONES.
Il est connu qu'il est nécessaire pour régler la vitesse d'un mo- teur asynchrone de faire varier soit la fréquence de la tension du moteur, soit le nombre de pelés du moteur, soit le glissemento La possibilité de chan- gement de fréquence nécessite soit des moyens pour faire varier la fréquence de la ligne, soit un équipement auxiliaire coûteux. La possibilité de faire varier le nombre de pelés requiert une machine spécialement bobinée qui ne permet pas un réglage continu, Pour cette raison, aucune de ces méthodes n'est appliquée au réglage de vitesse des moteurs asynchrones normaux, mais le mode le plus répandu est celui suivant lequel on provoque une variation du glisse- ment.
La méthode utilisée le plus fréquemment dans le but mentionné en dernier lieu est de connecter une'résistance réglable à des bagues collectri- ces du moteuro Cette méthode entraîne cependant l'inconvénient que la vites- se du moteur sera fonction, dans une grande mesure, du couple moteur et cette dépendance est plus prononcée aux faibles vitesses.
En plus d'une résistance connectée au secondaire,il a aussi été proposé de connecter des résistances réglables au côté primaire du moteur a- fin de régler la tension fournie au moteur. Cette disposition ne permet ce- pendant qu'un réglage dans un domaine de vitesse très réduit et elle présente les mêmes inconvénients que ceux mentionnés ci-dessus, en ce qui concerne la dépendance entre la vitesse et le couple moteur.
La présente invention permet toutefois de remédier audit incon- vénient et rend possible l'obtention d'un réglage de vitesse continu dans un domaine étendu. L'invention est basée sur l'observation que des transduc- teurs, connectés au côté primaire du moteur, rendront possible un mode de réglage approprié de la tension primaire du moteur. Grâce à cette disposi- tion, les pertes actives de l'équipement de commande seront très petites par
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le fait que le transduct @ est une impédance inductive. Au contraire, les pertes seront très considérables si des résistances sont utilisées d'une manière correspondante afin de régler le glissement.
La propriété caractéristique de l'invention est que le trans- ducteur est excité par des ampères-tours obtenus par la différence entre deux courants, l'un des deux étant dérivé de la tension primaire ou secon- daire du moteur et l'autre du courant primaire ou secondaire du moteur.
Avec un dispositif suivant l'invention il est possible de com- mander automatiquement un moteur courant, de sorte qu'on peut régler le mo- teur à différentes vitesses, indépendamment du couple de la charge. Le mo- teur ne doit pas être modifié et ne doit même pas être équipé d'une généra- trice tachymétrique ou d'organes fonction de la fréquence, et ses propriétés de réglage ne varieront pas avec le caractère de la charge.
L'invention sera décrite plus en détail ci-dessous avec référen- ce aux dessins ci-annexés.
La figure 1 montre un graphique donnant le couple moteur en fonc- tion du glissement.
La figure 2 représente schématiquement une forme de réalisation suivant l'invention.
La figure 3 représente schématiquement une autre forme de réali- sation suivant l'invention.
A la figure 1, le couple est désigné par M et le glissement par , et, comme d'habitude, s = 0 représente la vitesse synchrone du moteur et s = 1 un rotor bloqué. Au graphique, a et b sont des courbes pour différen- tes résistances dans le circuit rotorique, dépendant de la grandeur de la résistance connectée aux bagues collectrices. La résistance, suivant la cour- be a, est, dans ce cas, plus grande que la résistance suivant la courbe bo al et a2 sont des courbes pour la même résistance rotorique que a, mais pour une tension plus basse au moteur.
Les courbes en pointillé c et d sont des courbes de couple moteur, à différentes vitesses prédéterminées, pour le système constitué par le moteur et l'équipement de commandée
Dans la forme de réalisation suivant la figure 2, une extrémité des enroulements à courant alternatif d'un transducteur triphasé 1 est con- nectée à une ligne à courant alternatif 2. L'autre extrémité desdits enrou- lements est connectée au stator du moteur asynchrone 3, chaque phase en sé- rie avec l'enroulement primaire d'un transformateur d'intensité 4. Une résis- tance réglable triphasée 5 est connectée aux bagues collectrices du moteur.
Les enroulements secondaires du transformateur d'intensité 4 sont connectés en trois phases à un pont redresseur 6 en une connexion bilatérale hexapha- sée, d'où du courant continu est fourni à un enroulement d'excitation 7 du transducteur 1, en parallèle avec une résistance réglable 8, au moyen de la- quelle le courant d'excitation peut être ajusté. Du côté primaire du moteur, un redresseur 9 est connecté entre deux phases. Du côté courant continu de ce dernier pont, un second enroulement d'excitation 11 du transducteur 1 est alimenté en série avec une résistance réglable 10. Cet enroulement 11 est disposé de telle façon que son champ magnétique agit en sens opposé à celui de l'enroulement 7.
A la figure 3 est représenté un mode de réalisation quelque peu modifiée Le moteur 3 est connecté à une ligne de courant alternatif 2, en série avec les autres enroulements à courant alternatif d'un transducteur triphasé 1. Le côté rotor du moteur est connecté à un redresseur bilatéral hexaphasé 6, d'où du courant continu est fourni, en série avec une résis- tance réglable 12 et en parallèle avec une autre résistance réglable 8, à un enroulement d'excitation 7 du transducteur 1. Un second enroulement d'ex- citation 11, agissant en sens opposé, est connecté, par une résistance 10 et un redresseur 9, à deux phases de la tension primaire du moteur, de la. même façon que décrit en relation avec la figure 2.
Il est possible de sup- primer l'une des résistances 7 et 10, représentées aux figures 2 et 3, sans
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que les propriétés du dispositif soient changées. Il est également possible de connecter les transformateurs de courant 4 à moins de trois phases ou d'a- mener les ponts redresseurs 6 et 9 à un nombre de phases plus faible ou plus élevéo
Pour la compréhension du mode de fonctionnement du dispositif, il y a lieu de considérer que l'impédance du moteur asynchrone est entière- ment déterminée par le glissement s pour une certaine résistance' secondaire.
Il est d'autre part nécessaire de présumer que chacun des ampères-tours, déterminés par le courant des enroulements 7 et 11, agissant en sens opposé, du transducteur, est aussi grand que possible, afin que le transducteur agis- se avec la plus grande sensibilité possible. Le mode de fonctionnement du dispositif, suivant la figure 2, sera décrit en relation avec la figure 1 pour un accroissement présumé M du couple moteur suivant ce graphique. Le moteur est alors présumé fonctionner avec une résistance rotorique constante, déterminée par la courbe 2, avec la tension, du côté primaire du moteur, correspondant à cette courbe. Au début, cette tension sera supposée maintenue constante. Si le moment est accru de la quantité ¯ M, s est modifié suivant la courbe a2, dans un sens tel que la vitesse du moteur tombera.
Cependant, si s croît, l'impédance du moteur décroîtra, ce qui ressort clairement de l'expression de l'impédance, qui contient un terme inversement proportionnel à s. Par conséquent, le courant moteur augmentera d'une certaine quantités
De même, pour cette raison, le courant fourni par le transformateur d'inten- sité 4, par l'intermédiaire du redresseur 6, augmentera et il en sera de më- me pour le courant de l'enroulement 7 du transducteur. Cet accroissement du courant d'excitation provoquera, cependant, une diminution de la chute de tension dans le transducteur,de sorte qu'une tension plus élevée restera pour le moteur. La tension au redresseur 9 augmentera alors également, ce qui aura pour résultat qu'un courant accru traversera l'autre enroulement 11 du transducteur.
Le transducteur sera cependant en équilibre quand son nom- bre total d'ampères-tours sera nul et fonctionnera alors sur la partie de la courbe qui présente la pente la plus grande. Il est maintenant possible d'abandonner la présomption que la tension est maintenue constante suivant la courbe a2. En réalité, le réglage est effectué-bien continûment, de sor- te qu'à une certaine augmentation du courant du moteur correspond une aug- mentation adaptée de la tension du moteur. Grâce à l'influence du transduc- teur, la tension a ainsi été accrue, de sorte qu'elle correspond à la cour- be a1. A cette tension, le rapport entre la tension et le courant du moteur est encore constant, c'est-à-dire que l'impédance du moteur est la même qu'a- vant la modification du couple et, par conséquent, la vitesse est également constante.
Une courbe e est obtenue, de laquelle il apparait clairement que la vitesse devient indépendante d'une modification appréciable du couple.
En réglant l'une quelconque des résistances 5, 8 ou 10, une autre vitesse peut être amenée, correspondant, par exemple, à la courbe d de la figure 1.
Le dispositif suivant la figure 3 présente un mode de fonction- nement essentiellement analogue à celui décrit ci-dessus. Les ampères-tours de comparaison des enroulements d'excitation du transducteur sont dérivés, dans ce cas, de la tension primaire du moteur pour l'enroulement 11 et du courant secondaire du moteur pour l'enroulement 7. Cette forme est appro- priée à des petits moteurs, cependant que la forme suivant la figure 2 peut aussi être utilisée pour des moteurs à puissance plus élevée.
Suivant les modes de réalisation représentés aux dessins, la différence entre les courants, constituant les ampères-tours d'excitation du transducteur, a été obtenue au moyen de deux enroulements du transduc- teur agissant en sens opposé. On ne sort cependant pas du cadre de la pré- sente invention en obtenant cette différence de courant à l'extérieur du transducteur et en l'amenant ensuite à un seul enroulement d'excitation de celui-ci.