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DISPOSITIF PERFECTIONNE DE PROTECTION CONTRE LES SURCHARGES, POUR LES
APPAREILS ELECTRIQUES POLYPHASES.
La présente invention concerne les appareils électriques alimentés en courant électrique alternatif polyphasé et, en particulier, les moteurs à courant alternatif triphasée soumis à une protection thermique.
On a imaginé de nombreux dispositifs de protection contre les surcharges et on a utilisé, pour la protection thermique des moteurs à courant alternatif monophasée autant de circuits munis de ces appareilso
Cependant, dans le cas de moteurs à courant triphasé, il est avantageux de protéger, par un dispositif thermique, chacune des phases du moteur,indépendamment des autres.
De manière plus précise, quand les trois enroulements du moteur sont connectés en étoile, il est en outre avantageux que le dispositif de protection contre les surcharges ne soit pas seulement sensible à un excès de température dans chacune des phases, indépendamment des autres., mais encore qu'il coupe les trois circuits en leur point commune De plus, il est fréquemment considéré comme utile, dans le cas des moteurs couplés en étoile, de mettre le neutre à la terre, et il est par conséquent avantageux de protéger la connexion à la terre par un dispositif thermique, de manière à réaliser une protection complète du moteur, lorsqu'un ou plusieurs fils de la ligne sont coupéso Conformément à 1?invention, dans un appareil triphasé, tel qu'un moteur,
ayant ses trois enroulements reliés aux trois fils d'un réseau triphase, on prévoit un interrupteur thermique dont les contacts sont disposés de manière à connecter les enroulements en étoile et à couper cette connexion à une température prédéterminée. Cet interrupteur p ossède une connexion de mise à la terre et des éléments chauffants auxiliaires connectés en série dans chacun des enroulements, leur point commun étant relié à la connexion de mise à la terre par l'intermédiaire d'un quatrième élément, ces éléments chauffants agissant thermiquement sur l'interrupteur.
Ce damier comporter par exemple,
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un disque bimétallique à action brusque, muni de trois contacts mobiles solidaires du disque et reliés électriquement entre eux, la connexion à lar terre étant faite par le disqueo
L'invention sera d'ailleurs bien comprise si l'on se reporte à la description qui suit et au dessin qui 1-'accompagne à titre d'exemple non limitatif et dans lequel - la figure 1 est un schéma représentant, conformément à l'inventions un moteur triphasé protégé par voie thermique; - la figure 2 est une coupe d9une variante de réalisation de 19 invention, - la figure 3 est une vue, en plan, de la variante de la figure 2. capot enlevé; - la figure 4 est une coupe fragmentaire de la variante de la figure 2, selon ligne 4-4 de la figure 2;
- la figure 5 est une coupe fragmentaire de la variante de la figure 2, montrant les contacts ouverts; - la figure 6 est une coupe d'une seconde variante d'un interrupteur de protection par voie thermique, conforme à 1?invention; - la figure 7 est une vue en plan de la variante de la figure 6, le capot en partie arraché;
- la figure 8 est une vue fragmentaire de la partie inférieure de la variante de la figure 2, selon ligne 8-8 de cette figure o - la figure 9 est une coupe fragmentaire selon ligne 9-9 de la figure 80 - la figure 10 est une vue schématique, partie en perspective, montrant les connexions d'un interrupteur protecteur contre les surcharges et agissant par voie thermique, appliquée à un moteur triphasé, conformément à l'inventiono
En se reportant à la figure 1. on voit un moteur triphasé à in- duction 1 et ses enroulements 2, 39 4 qui sont logés dans un stator (non représenté), le rotor en cage d'écureuil étant schématisé en 5.
Trois conducteurs 6, 7, 8 relient les enroulements aux fils de ligne 9, 10, Il d'un réseau triphasée par l'intermédiaire d'un interrupteur approprié 120
Pour protéger ce moteur par voie thermiques on utilise un interrupteur 13 conforme à l'invention.
Cet interrupteur comporte un disque bimétallique 14 à action brusque, muni de contacts 15, 16. 17.Ces contacts mobiles sont électriquement reliés par le disque 14 et coopèrent avec des contacts fixes 18, 19, 20 respectivement connectés aux extrémités des enroulements 2, 3.4. Le disque est mis à la terre par un conducteur 24. On voit donc que le disque connecte les enroulements en étoile, cette connexion étant coupée lorsque l'interrupteur ouvre les contactso
Pour protéger chaque enroulements indépendamment des autres, on connecte des éléments chauffants auxiliaires, tels que des résistances 25, 26, 27 en série avec les enroulements 2,3,4 respectivemento Ces résistances agissent thermique sur le disque 14.
Comme indiqué ci-dessus. un élément chauffant dans la connexion à la terre, est avantageux pour des appareils neutres, mis à la terre, pour jouir d'une protection complète, lorsque l'un des lignes 9, 10, 11 est coupée. On met donc., en série dans la connexion 24, un élément chauffant 28 qui agit thermiquement aussi sur le disque 14.
On voit immédiatement qu'en faisant varier la résistance du disque bimétallique 14 et qu'un choisissant un rapport élevé entre la résistance du disque et celle des éléments chauffants, on peut obtenir un déclenchement très rapide du disqueo Cette propriété est fréquemment avantageuse dans certaines applocations, ¯par exemple dans l'aviation, pour des moteurs à 400
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Hertz, car l'enroulement du rotor ne supporte que quelques secondes le cou- rant qui le traverse quand le moteur est calé.
Un tel dispositif de protection, qui recevrait toute la chaleur, par 1?intermédiaire des éléments chauffants, ne conviendrait pas dans de tel- les applications, car son temps de déclenchement serait trop long, lors d'un calage du rotoro En conséquence, le disque métallique est disposé dans le cir- cuit en étoile, de manière que le courant le traverse et y produise lui-même de la chaleuro
On voit facilement que la protection de chaque phase est assurée, indépendamment de celle des autres phases, et que la protection de la connexion de mise à la terre du neutre est aussi assurée, au cas où une ou plu- sieurs lignes d9alimentation viendraient à être coupéeso La protection contre les surcharges est assurée par les éléments chauffants 25, 26,27 et le disque 140
On a représenté, figure 1, un disque bimétallique 14 à action brus- que,
mais on pourrait utiliser tout autre élément bimétallique sensible à la chaleur pour actionner les contacts mobileso En outre, les enroulements 2, 3,
4 sont représentés comme étant connectés aux contacts fixes 15, 16, 17, les contacts mobiles étant interconnectés par le disque 14, mais les contacts mo- biles pourraient être isolés du disque ou de tout autre élément sensible à la chaleur,les enroulements étant connectés à ces contacts mobiles et les contacts fixes étant interconnectés pour constituer la connexion en étoile.
Il est bien évident également que le dispositif de protection con- tre les surcharges,conforme à l'invention, pourrait être utilisé avec tout autre appareil électrique ayant des enroulements triphasés en étoile, alternateurs, transformateurs., etcoo
On va décrire maintenant quelques variantes de réalisation, dans lesquelles Isolément thermosensible se séplace depuis une position stable, pour laquelle les contacts sont fermée, vers une autre position stable, pour laquelle les contacts sont ouverts,pour une température prédéterminée. L'élément chauffant de la connexion de mise à la terre'peut agir sur l'élément thermosensible, de l'autre côté que les autres éléments chauffants.
En se reportant aux figures 2, 3, 4, 5, 8 & 9, on voit que l'interrupteur perfectionné de l'invention comporte un corps 101, en matière isolante appropriée, telle qu'une matière plastique mouléeo Ce corps possède une cavité 102, sensiblement cylindrique, dans laquelle sont logées les principales pièces.
Cette cavité est fermée par un capot 103 fixé, par exemple, par des vis 104 se vissant dans des trous taraudés 105 prévus dans des bossages 106 du corps 1010
L'élément principal est constitué par un disque bimétallique 1079à action rapide, couvrant presque toute la cavité 1020 Ce disque est espacé du fond 108 de cette cavité et est maintenu par un support approprié 109 qui se prolonge à travers le fond 110 du corps 1010 Un écrou 111 se visse sur le filetage 109 et permet de régler la caractéristique de fonctionnement du disque 1070
Plusieurs contacts mobiles, 113, également espacés, sont montés sur les surfaces internes du disque, dans la cavité 1020 Les contacts mobiles 113 coopèrent avec des contacts fixes 114, dans cette même cavité,
les contacts 114 étant espacés du fond de ladite cavité et comportant des prolongements 115 fixés au fond 110 du corps 1010 Des oreilles 116 du disque 107 se logent dans des cavités 117 des parois de la cavité 102, les contacts fixes 114 ayant également leur prolongements 115 disposés dans ces mêmes cavités 117.
Plusieurs bornes, également espacées, possèdent des parties internes 118 logées dans la cavité 102 et s9appuyant contre le fond 108,ainsi que des parties externes 119, pour les connexions extérieures; les extrémités 120 des bornes sont fixées au fond 110 du corps 1010
Pour actionner le disque 107 vers ses deux positions stables,
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pour lesquelles les contacts 113 & 114 sont ouverts, ou fermés, respectivement, on prévoit des éléments chauffants qui sont intercalés en série entre les contacts fixes 114 et les bornes 118.
Chacun de ces éléments chauffants à résistance comporte une première partie 121 fixée en-dessous d'un contact fixe 114, par exemple par soudure, et une seconde partie 122 fixée à la borne 118 diamétralement opposée, la partie intermédiaire 123, entre 121 & 122, entourant partiellement le support 109, comme on le voit bien figure 4. Les éléments chauffants interconnectent ainsi les contacts fixes 114 et les bornes 119. Comme ces éléments sont logés dans la cavité 102, ils agissent thermiquement surle disque 107 et, lorsqu'ils sont suffisamment chauds, ils le font déformer brusquement selon sa position de la figure 5, pour ouvrir les contacts 113-114.
Pour protéger la connexion de mise à la terre, une autre résistance 124 est prévue, avec une extrémité 125 connectée à un ressort 126.
Celui-ci, qui est fixé au corps 1 par une monture 127, possède une partie 128 sollicitée contre le dessus du support 109, qui maintient le disque 107.
L'extrémité 125 de la résisance 124 est ainsi connectée au disque 107, tandis que son extrémité 129 est connectée à une autre borne extérieure 1300 Celle-ci est fixée au corps 101, en dehors de la cavité 102, et comporte une partie extérieure 131 pour y connecter la connexion de mise à la terreo
En se reportant maintenais figure 10, on voit que les bornes extérieures 119 sont connectées aux enroulements 132 du moteur 133, reliés eux-mêmes au lignes 134 du réseau, par un interrupteur 1400 La borne 131 est mise à la terre.
On voit que les résistances en série avec les enroulements se trouvent d'un côté du disque et que la résistance 124 de la connexion de mise à la terre se trouve de l'autre côté, dans un plan parallèle à celui du disque.
La protection général contre les surcharges.est assurée uniformément par les éléments chauffants 123 et le disque bimétallique 107, celui-ci peut être remplacé par toute autre forme d'élément bimétallique ou sensible à la chaleuro On obtient, en outre, un interrupteur de faible encombrement et à action rapideo
Si l'on se reporte figures 6 & 7, dans lesquelles les mêmes éléments désignés par les mêmes références, on voit que les résistances chauffantes ont la forme de bobines, dont les extrémités supérieures 135 sont fixées de manière appropriée aux surfaces inférieures des contacts fixe 114, et dont les extrémités inférieures 136 sont connectées aux surfaces supérieures des bornes 118.
Ces résistances sont connectées ainsi, entre un contact 114 et une borne 118 voisines, de manière que leur axe soit sensiblement perpendiculaire à celui du disque 1070 La résistance 124 dans le neutre est disposée du côté du disque 107, opposé à celui des résistances chauffantes connectées aux enroulements 132 dans un plan parallèle à celui du disqueo
En se reportant figure 8, qui montre une vue fragmentaire du fond de l'interrupteur des figures 2 ou 6, on voit des rainures moulées 137 formant partie intégrante du fond 110 du corps 101 et séparant les bornes 119 qui se prolongent à 1?extrémité dudit fonde Cette figure 8 montre également l'écartement uniforme des parties 115 des contacts fixes 114 et leur dispo- sition dans des cavités 138 du corps 1.
La figure 9 montre la manière dont les bornes sont maintenues, ainsi que les contacts fixes, dans le corps 1. On voit que la partie intermédiaire 120, entre la borne extérieure 119 et la partie interne 118, possède deux prolongements 139 qui en font partie intégrante et assurent la fixation de la borneo
Le prolongement 115 des contacts fixes 114, la partie intermédiaire entre la borne 131 et sa connexion avec la résistance 124 et, enfin,
la monture 127 du ressort 126 sont conformés de manière analogueo
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On voit que ces deux variantes permettent de réaliser un dispositif de protection contre les surcharges? conformes aux diverses caractéristiques mentionnées dans la descriptiono
Bien quon nait représenté et décrit que deux variantes de réalisation de l'invention, il est bien entendu que 1-'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières données simplement a titre d'exemple et sans aucune caractère restrictif et que, par conséquent, toutes les variantes utilisant les mêmes moyens techniques et ayant même objet que les dispositions indiquées ci-dessus, rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.