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Il est connu que les alternateurs synchrones peuvent être couplés entre eux ou sur un réseau, en amenant leur vitesse au voisinage du synchro- nisme, puis en excitant leurs pôles inducteurs. Toutefois, ce mode de cou- plage n'est pas applicable, ou n'est que difficilement applicable, pour cer- tains groupes électrogènes, en raison des appels de courant provoqués par les variations de couple ou de vitesse de leurs moteurs, par exemple lors- que ceux-ci sont des moteurs a pistons.
La présente invention a pour objet un nouveau mode de couplage qui permet d'éviter les difficultés que l'on vient de rappeler. Ce nouveau mode de couplage est essentiellement caractérisé, en ce que l'alternateur, lorsqu'il a été amené par son moteur a une vitesse voisine du synchronisme, est débrayé de ce moteur et branché sur le réseau ou les autres alternateurs avec lesquels il doit être couplé, son enroulement inducteur ayant été mis en court-circuit et l'alternateur fonctionnant ainsi en moteurasynchrone à vide-, puis, son enroulement inducteur ayant été décourt-circuite et excité par la source a courant continu d'excitation, il fonctionne en moteur syn- chrone,
après quoi l'alternateur est réembrayé avec son moteur et le groupe électrogène se trouve définitivement couplé et apte a prendre sa part de la charge du réseau alimenté
L'embrayage a prévoir entre l'alternateur et son moteur peut être d'un type quelconque ; il sera généralement avantageux d'utiliser un embraya- ge électro-magnétique commandé a distance depuis le tableau de l'installation
Pour la mise en oeuvre de l'invention, on pourra d'ailleurs soit disposer spé- cialement un embrayage entre le moteur et l'alternateur du groupe électro- gène a coupler, soit utiliser un embrayage déjà existant, dans ce groupe, pour d'autres buts ;
par exemple s'il s'agit d'un groupe de secours a mise en route rapide par volant d'inertie, on pourra utiliser pour lecouplage conforme a l'invention l'embrayage qui permet de maintenir le volant (et éventuellement, l'alternateur) en rotation pendant les périodes d'attente où le moteur du groupe de secours est arrêté.
En se reportant a la figure schématique ci-jointe, on va décrire un exemple, donné a titre non limitatif , de mise en oeuvre de l'invention Les dispositions de réalisation qui seront décrites a propos de cet exemple devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront être aussi bien utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
On supposera qu'il s'agit de couple sur un réseau non figuré, un groupe électrogène composé d'un moteur thermique a pistions 1, par exempleun moteur Diesel et un alternateur 2 directement accouplé a son excitatrice 3 ; un embrayage électromagnétique 4 permet de débrayer l'alternateur 2 de son moteur 1 ou, au contraire, d'embrayer ces deux machines.
L'appareillage de commande et de réglage du groupe n'a pas été figuré ; il peut être réalisé suivant les dispositions connues de la technique courante de l'équipement des stations centrales.
Le couplage du groupe 1-2 sur le réseau qu'il doit alimenter, se fait, conformément a l'invention, comme suit :
Le moteur thermique 1 est mis en route et, l'accouplement électromagnétique 4 étant embrayé, amène l'alternateur 2, non excité a une vitesse voisine du synchronisme, généralement même un peu supérieure a cause du statisme du régulateur du moteur thermique.
A ce moment, par une commande, manuelle ou automatique, on provoque le débrayage de l'accouplement 4, la mise en court-circuit de l'enroulement inducteur de l'alternateur 2 et la fermeture de l'interrupteur de cet alternateur 2 sur les barres du réseau qu'il est destiné a alimenter l'alternateur fonctionne alors en moteur asynchrone. Après temporisation, le court-circuit de l'enroulement inducteur de l'alternateur est supprimé et cet enroulement est réuni a sa source d'excitation, par exemple suivant l'une des méthodes connues de couplage des compensateurs synchrones.
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L'alternateur 2 fonctionnant alors en moteur synchrone, on provoque l'embrayage -de 4 et le groupe peut prendre une partie de la charge demandée par l'utilisation.
La répartition des puissances fournies entre les diverses sources d'alimentation du réseau peut se faire, en ce qui concerne le groupe qui vient d'être couplé, en agissant sur la balance du régulateur du moteur thermique-1, soit manuellement , soit par un petit moteur électrique actionné par des relais de répartition de charge. Eventuellement, l'ordre de mise en route d'un groupe lors du dépassement d'une puissance fixée, peut être donné par un relais ou un contact de fin de course lié au fonctionnement des régulateurs des moteurs des groupes déja en service.
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It is known that synchronous alternators can be coupled to one another or to a network, by bringing their speed close to synchronism, then by exciting their inductor poles. However, this coupling mode is not applicable, or is only difficult to apply, for certain generating sets, because of the current inrushes caused by variations in torque or speed of their motors, for example. when these are piston engines.
The present invention relates to a new method of coupling which makes it possible to avoid the difficulties which have just been mentioned. This new mode of coupling is essentially characterized in that the alternator, when it has been brought by its engine to a speed close to synchronism, is disconnected from this engine and connected to the network or to the other alternators with which it must. be coupled, its inductor winding having been short-circuited and the alternator thus operating as a no-load asynchronous motor, then, its inductor winding having been short-circuited and excited by the direct current excitation source, it operates in synchronous motor,
after which the alternator is re-engaged with its engine and the generator set is definitively coupled and able to take its share of the load of the supplied network
The clutch to be provided between the alternator and its engine can be of any type; it will generally be advantageous to use an electromagnetic clutch controlled remotely from the installation panel.
For the implementation of the invention, it is moreover possible either to place a special clutch between the engine and the alternator of the generator set to be coupled, or to use an already existing clutch, in this group, for 'other purposes;
for example, if it is a question of an emergency unit with rapid start-up by a flywheel, for the coupling in accordance with the invention, the clutch can be used for maintaining the flywheel (and possibly, alternator) in rotation during the waiting periods when the engine of the emergency unit is stopped.
Referring to the attached diagrammatic figure, an example, given without limitation, of implementation of the invention will be described. The arrangements which will be described with regard to this example should be considered as forming part of the invention, it being understood that all equivalent arrangements can be used equally well without departing from the scope thereof.
It will be assumed that this is torque on a network (not shown), a generator set composed of a thermal piston engine 1, for example a diesel engine and an alternator 2 directly coupled to its exciter 3; an electromagnetic clutch 4 enables the alternator 2 to be disengaged from its engine 1 or, on the contrary, to engage these two machines.
The group control and adjustment equipment has not been shown; it can be carried out according to the known provisions of the current technique for equipping central stations.
The coupling of group 1-2 on the network that it is to supply is done, in accordance with the invention, as follows:
The heat engine 1 is started and, the electromagnetic coupling 4 being engaged, brings the alternator 2, not excited, to a speed close to synchronism, generally even a little higher because of the droop of the regulator of the heat engine.
At this time, by a manual or automatic control, the coupling 4 is disengaged, the field winding of the alternator 2 is short-circuited and the switch of this alternator 2 is closed on the bars of the network that it is intended to supply the alternator then operates as an asynchronous motor. After time delay, the short-circuit of the inductor winding of the alternator is eliminated and this winding is joined to its excitation source, for example according to one of the known methods of coupling synchronous compensators.
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The alternator 2 then functioning as a synchronous motor, the clutch -of 4 is caused and the group can take part of the load required by the use.
The distribution of the powers supplied between the various power supply sources of the network can be done, with regard to the group which has just been coupled, by acting on the balance of the regulator of the heat engine-1, either manually or by a small electric motor driven by load sharing relays. Optionally, the order to start a group when a fixed power is exceeded, can be given by a relay or a limit switch linked to the operation of the regulators of the motors of the groups already in service.