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PERFECTIONNEMENTS AUX GROUPES DE SECOURS AUTOMATIQUES ACTIONNES PAR
MOTEURS THERMIQUES.
On sait que, d'une manière courante,les groupes de secours et notamment les groupes électrogènes à mise en route automatique comprennent d'une part, une génératrice de secours dont le rotor est pourvu d'un volant emmagasineur d'énergie et est entraîné en permanence par un moteur électrique auxiliaire, pouvant être la génératrice, alimenté par le courant secteur lequel alimente conjointement le réseau de distribution et d'autre part, un moteur thermique qu'un embrayage contrôlé électriquement, par exemple un embrayage magnétique, solidarise automatiquement avec le rotor de la génératrice de secours en cas de panne de secteur.
Au moment où la panne se produit, enclenchant l'embrayage, l'énergie emmagasinée dans le volant sert simultanément à l'alimentation du réseau de distribution et au lancement du moteur thermique.
Lors du retour du courant secteur, l'embrayage se débraie, le moteur thermique s'arrête, mais l'ensemble comprenant le rotor de la génératrice de secours, son volant et le moteur auxiliaire a nouveau alimenté par le secteur reste en rotation.
La présente invention a pour objet un perfectionnement des groupes de secours du type décrit ci-dessus en vue d'améliorer leurs conditions d'intervention.
Les principes du perfectionnement, sont basés sur les considérations suivantes: on sait que, dans les groupes de secours dont un ensemble d'éléments emmagasineurs d'énergie tourne en permanence, l'énergie emmagasinée ne peut être libérée que du fait d'une baisse de régime de leur vitesse de rotation.
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Cette obligation de baisse de vitesse présente des inconvénients quant à l'établissement rapide et exact dans le courant de secours, de caractéristiques électriques identiques à celles du courant secteur, par exemple de la fréquence, dans le cas d'un courant alternatif. L'invention est en effet indépendante de la nature du courant secteur, étant entendu que - la génératrice de secours et le moteur électrique auxiliaire sont d'un type approprié au secteur.
Or, dans un système rotatif emmagasineur d'énergie ayant un moment d'inertie donné, il y a intérêt, pour la libération d'énergie, à ce que la différence des carrés des vitesses angulaires initiales et finales des organes en rotation de ce système rotatif, soit la plus grande possible.
D'autre part, pour arriver au même résultat de faible variation des caractéristiques électriques entre le courant secteur et le courant de secours, il y a intérêt à éviter de demander au moteur thermique, lors de sa mise en intervention, l'énergie nécessaire pour-la remise en vitesse immédiate des éléments emmagasineurs d'énergie.
Sur la base des considérations ci-dessus, l'invention apporte, comme avantages par rapport aux dispositifs connus, pour une valeur déterminée du moment d'inertie des éléments tournants emmagasineurs d'énergie :
1 une réduction sensible de la variation de vitesse du rotor de la génératrice de secours,
2 un établissement plus rapide des caractéristiques électriques désirées pour le courant de secours après démarrage du moteur thermique.
A cet effet, l'invention prévoit d'une part, un emmagasinage total ou partiel d'énergie cinétique de réserve dans un volant calé sur l'arbre du moteur électrique auxiliaire entraînant en permanence le rotor de la génératrice de secours et d'autre part, l'emploi, pour ce moteur auxiliaire, d'une vitesse de régime nettement supérieure à celle correspondante de la génératrice de secours, la liaison mécanique entre ces deux machines électriques étant établie en conséquence.
Eventuellement, ce volant peut être calé sur un arbre entraîné par le moteur auxiliaire sans être l'arbre de celui-ci, de toute façon,la vitesse de cet arbre étant supérieure à celle de la génératrice.
Eventuellement aussi, un ou plusieurs volants peuvent être utilisés dans ces conditions sur des arbres entraînes par le moteur auxiliaire ou par l'alternateur fonctionnant en moteur.
Dans le cas de l'emmagasinage total de l'énergie cinétique de réserve, dans le volant calé sur l'arbre du moteur auxiliaire ou sur le ou les arbres entraînés, la liaison mécanique entre cet arbre et celui de la génératrice de secours doit être capable de supporter la puissance instantanée de la restitution d'énergie.
Pour cette raison, l'invention prévoit en outre de l'emmagasinage total d'énergie décrit ci-dessus, une autre solution consistant dans une répartition appropriée de l'emmagasinage d'énergie entre un volant calé sur l'arbre moteur auxiliaire ou le ou les arbres entraînés en régime tournant à grande vitesse et un.volant calé sur l'arbre de la génératrice de secours, laquelle peut aussi éventuellement servir de moteur.
Il est avantageux que la génératrice soit maintenue en période d'attente à une vitesse de régime supérieure à la fréquence du courant du secteur.
La surélévation de la vitesse de régime d'emmagasinage d'énergie et le ou les volants sont calculés de telle sorte, que la vitesse instantanée au moment de l'intervention du groupe de secours, ne descende pas au-dessous d'une certaine valeur correspondant à la limite inférieure des tolérances admises pour les caractéristiques électriques du courant de secours.
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L'invention sera aisément comprise en se reportant au dessin schématique joint dans lequel : la fig. 1 représente l'une des dispositions connues décrites au début, la fig. 2 représente la disposition nouvelle selon l'invention avec un emmagasinage total de l'énergie cinétique sur le moteur auxiliaire, la fig. 3 représente la disposition nouvelle selon l'invention avec répartition de l'emmagasinage de l'énergie cinétique sur la génératrice de secours et sur le moteur auxiliaire.
Dans ces trois figures, le moteur thermique, l'embrayage magnétique, la générale ce de secours et le moteur électrique auxiliaire, symboliquement représentés par des rectangles, sont respectivement référencés 1, 2, 3 et 4.
L'entraînement de la génératrice de secours 3 par le moteur auxiliaire 4 peut être d'un type quelconque approprié et, comme exemple, on a représenté le type par poulies et courroie, la poulie de la génératrice étant référencée 5 et celle du moteur auxiliaire étant référencée 6.
Dans les fig. 1 et 3, le volant calé sur l'arbre de la génératrice est référencé 7, et dans les fig. 2 et 3, le volant calé sur l'arbre du moteur auxiliaire est référencé 8.
En outre, des dispositions nouvelles ci-dessus, l'invention prévoit l'interposition, dans la liaison mécanique reliant le moteur auxiliaire et la génératrice, d'un système à roue libre dont le sens de prise est tel que le rotor de la génératrice de secours peut tourner éventuellement à une vitesse supérieure à la vitesse théorique résultant de la vitesse du moteur auxiliaireet de la liaison mécanique ci-dessus, abstraction faite du système à roue libre.
On pourrait d'ailleurs également envisager l'emploi d'un embrayage à contrôle électrique pour remplacer la roue libre.
Dans le cas d'une liaison par poulies et courroie, il est commode de placer le système, à roue libre ou à embrayage dans la poulie du moteur auxiliaire, mais le principe selon l'invention de l'une ou l'autre de ces adjonctions est indépendant du type de la liaison mécanique entre ces deux machines électriques et de l'emplacement dudit système.
Le fonctionnement d'une nouvelle disposition selon l'invention est alors le suivant : le courant secteur étant établi, le moteur auxiliaire entraîne la génératrice en permanence, par l'intermédiaire de leur liaison mécanique et du système à roue libre, lequel à ce'moment est en prise.
Lors d'une interruption du courant secteur, le moteur auxiliaire cesse d'être alimenté; l'embrayage à contrôle électrique 2 des fig. 1, 2 et 3 s'enclenche et l'énergie emmagasinée dans le ou les volants assure la continuation du mouvement de rotation du moteur auxiliaire et de la génératrice en même temps qu'il provoque le démarrage du moteur thermique.
Dès que ce moteur est en état de fournir une puissance motrice suffisante, il entraîne la génératrice et le volant éventuellement calé sur l'arbre de cette machine et peur prendre sa vitesse de régime sans avoir à entraîner le moteur auxiliaire et son volant. L'allègement résultant de puissance à fournir par le moteur thermique, depuis son démarrage jusqu'à sa mise en régime, permet l'établissement plus rapide des caractéristiques électriques désirées pour le courant de secours.
Quant au moteur auxiliaire, son alimentation est rapidement as- surée, avec une temporisation convenable, par branchement automatique sur le courant de secours.
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Lors du rétablissement du courant secteur, l'alimentation du moteur auxiliaire est à nouveau assurée par le secteur après débrayage représenté en 2 de la liaison avec le moteur thermique, et le cycle décrit ci-dessus peut recommencer.