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PERFECTIONNEMENTS AUX GROUPES DEMARREURS} .NOTAMMENT'POUR MOTEURS 'THERMIQUES.
Le démarrage électrique des turboréacteurs, en particulier., est assuré par un moteur électrique qui est lié mécaniquement., au moment du dé- marrage et par une démultiplication convenable, au rotor de la turboma- chine. se moteur électrique est alimenté par une batterie ou une source électrique- à tension constante par l'intermédiaire d'un jeu de contacteurs et de résistances, de façon à limiter l'appel de courant à la valeur con- venable. Le nombre de crans de démarrage est généralement limité à deux ou trois seulement, pour avoir un équipement qui ne soit ni trop lourd ni trop compliqué.
Le passage des crans de démarrage a pour effet de produire des pointes d'intensité dans le circuit du moteur de lancement, qui peuvent atteindre ou dépasser trois fois l'intensité finale et-il n'est donc pas possible d'augmenter la tension pour avoir une puissance finale pliséle- vée, sous peine d'atteindre, au début du démarrage,des intensités inad- missibles. Ces pointes d'intensité d'ailleurs en plus de l'échauffement qu'elles provoquent, présentent l'inconvénient de rendre difficile la com-. mutation du moteur de lancement et de fatiguer la batterie ou le groupe de lancement.
La puissance absorbée par le moteur à lancer, et plus particu- lièrement dans le cas d'une turbomachine,croit très vite avec la vitesse de rotation du moteur à lancer; pour avoir, en conséquence, un démarrage rapide, il est nécessaire que la puissance atteinte par le moteur de lan- cement soit aussi élevée que possible et ce résultat ne peut être atteint que par augmentation de la tension en fin de démarrage.
Pour conserver les systèmes à rhéostat de démarrage utilisés à l'heure actuelle, il faudrait multiplier considérablement le nombre des crans de démarrage, comme en trac- tion électrique par exemple, mais on arriverait à un équipement dont la com- plication et le poids seraient inadmissibles et dont le rendement très bas conduirait à une mauvaise utilisation des batteries ou des groupes de lan-
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cement.
Pour remédier à cet inconvénient, la présente invention a pour objet un procédé d'alimentation d'un démarreur de moteur thermique, procédé selon lequel le démarreur est alimenté en courant électrique à intensité constante et à tension croissante à partir d'un minimum pendant le démarrage
Dans une forme d'exécution d'un dispositif faisant application du procédé ci-dessus défini, le groupe de lancement comporte un moteur thermique de lancement lié mécaniquement à une génératrice de lancement dont l'inducteur est alimenté en parallèle par l'induit avec interposition d'un régulateur à empilage de disque de charbon, l'organe électromagnétique assurant la compression ou la décompression de cette pile ayant son circuit commandé par des pilotes à contact vibrant.
Cette génératrice à intensité constante et à tension croissante à partir d'un minimum est de préférence associée avec un disjoncteur à mi- nuterie qui coupe l'alimentation en courant électrique du démarreur au bout d'un temps donné.
La description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnée à titre d'exemple non limitatif, va bien faire comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure unique montre schématiquement les différents organes d'un groupe démarreur à intensité constante et à tension variable, ainsi que leur liaison.
L'installation comporte un moteur thermique de lancement 1 relié mécaniquement à une génératrice de lancement 2. L'induit de cette dernière est monté en série sur un bobinage 3 de compoundage. L'inducteur 4 de la génératrice 2 est relié directement à l'un de ses pôles et est relié à l'autre avec interposition de l'empilage de rondelles ou de disques de charbon 5. La compression ou la décompression de cet empilage 5 est as- surée par l'armature 6 d'un électro-aimant dont le bobinage 7 est bran- ché en parallèle sur la génératrice précitée, avec interposition d'une résistance 8 de calibrage à prises multiples.
La résistance de calibrage 8 comporte deux prises d'alimenta- tion de pilotes à vibreur de tension et d'intensité. La prise 9 est reliée à un fil 10 sur lequel est interposée une lame de contact 11. Entre la prise 9 et la lame 11 est branché en parallèle l'équipage vibrant 12 du régulateur pilote 13 de tension de base. Au delà de la lamé 11, le fil 10 aboutit à l'équipage vibrant 14 du régulateur pilote 15 d'intensité.
Le contact fixe 16 du régulateur 13 est relié à l'extrémité d' un bobinage 13 d'entretien des oscillations dont l'autre extrémité est reliée à un fil 17. Le contact fixe 15a du pilote d'intensité 15 est relié à un bobinage 15b d'entretien des oscillations, lui-même relié à un fil 18 à son autre extrémité. Le fil 17 et le fil 18 se raccordent à un tronc commun, 19, relié au fil 20 de sortie de la génératrice 2.
La prise 21 de la résistance de calibrage 8 est reliée par un fil 22 à l'équipage mobile vibrant 23 d'un régulateur pilote 24 de tension finale. Le contact fixe 24 .La de ce régulateur est relié à l'une des extré- mités du bobinage 24b d'entretien des oscillations dont l'autre extrémité est reliée par un fil 25 au tronc commun 19.
Le régulateur 13 comporte un bobinage compensateur 13b qui est relié à l'une de ses extrémités au fil 20 avec interposition d'un rhé- ostat 26 de calibrage de tension de base. L'autre extrémité du bobinage 13b est reliée au contact fixe 27 d'un relais de coupure 28 dont la lame mobile 29 est reliée par un fil 30 au second fil 31 de sortie de la géné- ratrice 2. Le bobinage 28a du relais 23 est monté en série sur le fil 31.
Le régulateur pilote d'intensité 15 est pourvu d'une bobine de compensation 15c également branchée en série sur le fil 31.
Le régu.lateur pilote 24 de tension finale est pourvu d'une bo-
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bine de compensation 24c reliée d'une part au fil 20 avec interposition d'un rhéostat 32 de calibrage de la tension finale, l'autre extrémité du bobinage 24c étant reliée par un fil 33 au fil 34 qui réunit le bobinage 28a et le bobinage 15c
Le fil 35 de sortie du bobinage 15c comporte un sectionneur 36 à commande manuelle dont la sortie constituée par un fil 37 aboutit au contact fixe 38a d'un contacteur 38 principal de démarrage. En aval de ce contacteur principal 38 est branché le shunt 39 d'un ampèremètre de contrôle 40 et un fil 41 d'alimentation du démarreur 42 de type série du moteur thermique à lancer, ce démarreur étant relié par un second fil 43 au fil 20.
Le bobinage 38b du contacteur principal 38 est relié par un fil 44 au contact fixe 45 d'un bouton à poussoir de démarrage dont l'autre contact fixe 46 est relié par un fil 47 au fil 37. Le bobinage 38b peut par ailleurs être alimenté par l'armature mobile 49a d'un relais d'entre- tien 49 dont les contacts fixes 50 et 51 sont montés en parallèle sur les contacts 45 et 46. Le bobinage 49b du relais d'entretien 49 est relié au contact 51, d'une part, et à un fil 52 d'autre part,ce fil étant relié, avec interposition d'un contact 53 déclenché à l'ouverture par une minu- terie réglable 54, au fil de sortie 55 qui relie le bobinage 38b au fil 20.
L'action de la minuterie et du relais d'entretien peut être éliminée par un commutateur 56 dont la lame mobile peut brancher le fil 44 et le contact 45 soit sur le contact 51, soit sur un pont intermédiaire 57 dans lequel est interposé un interrupteur à commande manuelle 58. Sur le contact 51 est de plus branché un bobinage 59 de déclenchement de la minuterie dont l'autre extrémité est reliée au fil 55' Un voltmètre de contrôle 60 est branché entre le fil 37 et le fil 55.
Le fonctionnement de l'appareillage ainsi décrit.est alors le - suivant :
Le moteur 1 de lancement étant en marche, la génératrice de lancement 2 tourne. Le conducteur 36 étant fermée le contacteur 56 isolant le pont 57, si l'on appuie sur le bouton de démarrage reliant les contacts 45 et 46, le courant de la génératrice 2, sous la tension de base,excite le bobinage 49b du contact de maintien, le bobinage 59 de déclenchement de minuterie et le bobinage 3812 du relais 38 contacteur principal de démar- rage.
Le régulateur pilote 13 de tension de base entretient les condi- tions de production d'un courant électrique à tension plus basse que la tension finale,ce qui. permet, d'une part, l'amorçage instantané des're- lais de manoeuvre, tout en limitant d'autre part à une valeur acceptable l'intensité de l'appel de courant par le démarreur 42 mis en circuit dès la fermeture du relais 38.
Aussitôt que le contacteur 38 se ferme, l'appel de courant fait ouvrir le relais 28 et presque instantanément le régulateur pilote 13 est éliminé et le régulateur pilote d'intensité 15 entre seul en action
Ce relais pilote 15 court-circuite à la fréquence convenable la portion de résistance de calibrage 8 comprise entre le fil 20 et la prise 9, si bien que le courant dans l'électro-aimant 7 règle la compression de la pile de charbon 5, alimentant l'inducteur 4 de la génératrice de façon telle que l'intensité livrée au démarreur 42 soit maintenue constante.
Le démarreur 42 étant à caractéristique série, le dispositif est auto-régulateur; en effet, au fur et à mesure que la vitesse du démar- reur 42 peut augmenter, la force contre-électromotrice de l'induit de ce démarreur peut croître également, de sorte que la tension peut augmenter précisément en fonction de l'accélération plus ou moins rapide du démar- reur 42 relié au moteur thermique à lancer non représenté. Au cours de l'accélération, la croissance de la force contre-électromotrice du démar- reur 42 aurait tendance à faire baisser l'intensité, mais le régulateur 15 agit sur la pile 5 pour maintenir cette dernière constante.
Si l'intensité est maintenue constante, la tension est limitée
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dans sa croissance à la valeur maximum pour laquelle l'installation du dé- marreur a été prévue par le calibrage du.rhéostat 32. Lorsque cette ten- sion atteint ladite valeur, le régulateur de tension finale 24 entre en action et limite la possibilité de compression de la pile de charbon 5 grâce aux court-circuits périodiques à la fréquence convenable de la sec- tion de la résistance 8 comprise entre la prise 21 et le fil 20. A partir du moment où la tension finale est atteinte, le démarrage peut se poursui- vre à intensité décroissante.
Dans la pratique, la minuterie 54 ouvre le contact 53 et inter- rompt le courant du bobinage de maintien 49 si bien que le contacteur prin- cipal 38 s'ouvre.
Dans la pratique également, un tel groupe de démarrage peut être branché sur toutes les démarreurs existants. Il suffit pour déter- miner l'intensité constante à adopter que le bilan thermique des pertes dans le démarreur soit le même que lorsqu'il est alimenté à tension constante. Comme les pertes sont dues pour leur plus grande partie aux pertes Joule dans les bobinages du démarreur, il suffit d'intégrer la cour- be déduite de la courbe représentative de la variation de l'intensité en fonction du temps pendant un démarrage normal à tension constante, pour ti-ou- ver l'intensité constante qui donne dans le même temps total les mêmes pertes Joule.
Dans le cas pratique d'un démarreur de turbo-réacteur d'aviation actuel, cette intensité constante est d'environ 740 ampères en limitant la tension finale à 28 volts qui est la tension normalisée actuelle.
La puissance finale obtenue est de 20,7 kilowatts, soit près du double de celle qui peut être atteinte dans un démarrage à tension constante. Cette augmentation de puissance n'est pas obtenue au dépens du démarreur dont l'échauffement reste le même, voire même moindre. Le fonctionnement du dé- marreur est facilité par l'absence des fortes pointes d'intensité. Les dégradations du collecteur du démarreur et des équipages mobiles de liaison sont supprimées, étant donné que la puissance croît de façon régulière.
En outre, le démarreur fonctionne moins longtemps puisque la vitesse aug- mentant plus rapidement, l'allumage du réacteur est obtenu plus vite.
Dans la réalité, on pourrait encore augmenter les contraintes thermiques du démarreur et pouvoir adopter une intensité constante plus élevée que cel- le qui a été ci-dessus déterminée et réduire encore en conséquence le temps de démarrage.
Le groupe de démarrage comprend avantageusement un moteur ther- mique à explosions accouplé élastiquement à une génératrice à ventilation forcée, l'ensemble étant monté sur un châssis qui comporte également un tableau de contrôle de réglage, un réservoir à carburant et une batterie auxiliaire de démarrage pour le moteur de lancement.
Il est à remarquer que ce groupe peut être utilisé de façon variée, selon que le moteur à lancer accélère vite ou lentement dans des conditions différentes de température ou d'altitude. L'auto-régulation par le démarreur lui-même conjugué au pilote d'intensité et de tension aboutira toujours aux mêmes résultats.
Il est à .remarquer également quele groupe peut être utilisé à tension constante pour l'alimentation de circuits de bord d'aéronefs et stationnement (éclairage, conditionnement de l'air des cabines, alimentation des émetteurs ou récepteurs radiotélégraphiques ou radiotéléphoniques, inter-communications à bord, signalisation, ou autres auxiliaires) par ouverture des interrupteurs 11 et lla qui éliminent le fonctionnement des pilotes de tension de base'et d'intensité constante 13 et 15, laissant seule subsister l'action du pilote de tension finale 24.
Cette action, réglée par le rhéostat 32, permet de faire fonctionner le groupe moteur 1, génératrice 2, pour obtenir une fourniture de courant à une tension constante indépendante du débit. De plus, par inversion de la position de la lame 56 l'action de la minuterie 54 est éliminée, la fermeture du contacteur principal 38 pouvant alors'être effectuée soit par le bouton poussoir fermant les contacts 45, 46, cas auquel le contacteur principal reste fermé seulement pendant le temps de maintien dudit bouton poussoir, soit par l'interrupteur 58 de commande directe du contacteur, cas
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auquel le contacteur peut être maintenu fermé en permanence.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de la présente invention, on pourra apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites.
EMI5.1
R E S V 1"1 S
La présente invention comprend notamment :
1 ) Un procédé d'alimentation en courant électrique d'un démar- reur d'un moteur thermique à l'aide d'une génératrice de lancement entrai- née par un moteur de lancement,procédé selon lequel on règle la fourniture du courant produit par cette génératrice à une intensité constante,tout en réglant la tension du courant fourni au-dessus d'un minimum déterminé à l'avance, au moment de l'établissement du circuit d'alimentation dudit démarreur.
2 ) Des modes de mise en'oeuvre d'un procédé tel que spécifié sous 1 ,comportant notamment les particularités suivantes applicables sé- parément ou en combinaison : a) au moment de l'établissement du circuit. d'alimentation du démarreur, on substitue le réglage de maintien de l'intensité constante au réglage de maintien de la tension de base minimum; b) le démarreur étant de caractéristique série, il présente une force contre-électromotrice croissant avec son accélération et on limite la tension du courant fourni à une valeur maximum.
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