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La présente invention procure un-moyen de compensation de 1' angle de déplacement d'arbres électriques permettant de réduire cet angle à une très faible valeur ou à une valeur nulle, dans les limites du fonctionnement en charge stable de l'instal- lation.
On entend par arbre électrique, un montage de machines électriques permettant, dans des limites de charge déterminées, la marche en synerronisme de deux ou de plusieurs .moteurs, sans ace -.piègent mécanique entre ceux-ci.
Durant le fonctionnement en orgge, un angle de déplacement ou de décalage déterminé s'é= tall entre la. génératrice et le moteur de l'arbre électrique, essaement entre l'extrémité motrice et l'extrémité en-
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traînée d'un arbre mécanique, pour de nombreux genres de transmissions, par exemple les' diverses transmissions de machines outils, on exige un angle de déplacement tellement réduit que, pour s'y conformer, les machines constituant l'arbre électrique doivent être fortement surdimenstionnées, ou bien on doit disposer de moyens spéciaux pour compenser l'angle de déplacement.
Il a déjà été proposé de compenser l'angle de déplacement à l'aide d'une rotation mécanique du stator dont l'importance est fonction de la charge. Cependant la lenteur de ce moyen et le volume des masses à déplacer rendent'ce moyen de compensation rarement applicable et inutilisable dans le cas de variations de charge rapides. L'utilisation en série des moteurs est rendue plus difficile par le montage rotatif du stator.
Un sait 'autre part Que., dans le'cas particulier d'un a.rbre électrique grâce auquel le secondaire de chaque moteur asynchrone est alimenté par l'intermédiaire d'un commutateur de fréquence, qu'en déplaçant les balais du commutateur de fréquence, il est.possible d'obtenir une marche synchrone des différents moteurs asynchrones avec un même angle de déplacement. Ce genre de compensation entraîne cependant des frais élevés et présente, en outre, le défaut que les masses à déplacer ne peuvent l'être qu'avec une lenteur exagérée.
L'étude de la répartition des courants dans l'arbre électrique par circuit équivalent montre qu'au point de vue de la répartition des courants il est indifférent que les rotors des deux machines de l'arbre électrique fassent un angle électrique entre eux ou que cet angle se présente entre les vecteurs des tensions primaires. La présente invention est¯basée sur cette constatation.
Il est prévu suivant 1-'invention de compenser l'angle de déplacement des arbres électriques en appliquant des composantes de ténsions additionnelles fonctions de la charge aux circuits primaires, ces composantes faisant un angle de préférence de 90 avec les vecteurs de la tension réseau prévue
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et étant appliquées de telle façon que la modification encourue par le rotor sous l'effet de la charge soit compensée par une rotation des tensions primaires, au point de réduire l'angle de déplacement à une valeur très faible ou nulle dans les limites du fonctionnement en charge stable de l'installation.
L'invention prévoit en outre de prendre les tensions additionnelles à un transformateur alimenté en courant primaire du réseau par l'inter médiaire de dispositifs de réglage, par exemple des transducteurs Les tensions' additionnelles sont rendues dépendantes de la charge en envoyant les courants de rotor présents durant la charge ou la différence vectorielle des courants primaires de la machine de l'arbre électrique par l'intermédiaire d'un transformateur et de redresseurs au transducteur, où ce courant joue le rôle de courant de commande.
Il est utile de prévoir la rotation des vecteurs des tensions primaires des deux machines, de l'arbre électrique.
L'invention se caractérise en ce que les enroulements secondaires du transformateur sont mis en opposition, une extrémité d'enrou-, lement étant reliée au moteur de l'arbre électrique, l'autre extrémité à la génératrice de l'arbre électrique, et la prise intermédiaire est choisie de façon que la différence vectorielle entre les ampères-tours des deux parties d'enroulement soit minimum pour une position de charge déterminée des machines de l'arbre électrique.- @
Une forme d'exécution de l'invention est décrite ciaprès avec référence aux figuras 1 à 3 des dessins annexés. La figure 1 représente le dispositif de montage pour la compensation de l'angle de déplacement d'un arbre électrique.
Le moteur de commande porte la référence Al, la charge porte la, référence B2 et W1 et W2 désignent les machines de l'arbre électrique. Les tensions additionnelles nécessaires à la compensation de l'angle de déplacement proviennent du transformateur auxiliaire monté
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@ en opposition, et dont le primaire est relié aux tensions de réseau déphasées de 90 . Il s'ensuit que, dans le secondaire du transformateur auxiliaire, des tensions apparaissent qui, à pleine charge, sont déphasées d'environ 90 . Le réglage des tensions additionnelles se fait à l'aide des résistances varia- bles du transducteur série qui font dépendre les tensions pri- maires du trans formateur auxiliaire de la charge.
La commande du transducteur dépend des courants de rotor présents durant la charge. Le'transformateur de courant connecté dans le circuit des rotors applique, au redresseur de commande alimenté en tri- phasé, une tension proportionnelle à l'angle de déplacement.
La tension continue de commande ainsi obtenue est appliquée aux enroulements de commande du transducteur triphasé. La valeur des résistances en courant.alternatif du transducteur varie en fonction de l'importance du courant continu de commande qui la traverse. Il va de soi qu'il est aussi possible d'utiliser des dispositifs de réglage électroniques. On peut obtenir ainsi des constantes de temps de réglage très réduites, mais ce procédé entraîne une fragilité mécanique plus grande et une durée de vie plus courte. Pour empêcher les auto-oscillations dans l'arbre électrique, on prévoit un dispositif d'amortissement sous forme d'un circuit RC entre les redresseurs de commande et le trans- ducteur.
Si le raccordement des enroulements primaires au réseau est tel que l'arbre électrique tourne en sens opposé du. champ tournant, il y a compensation de l'ange de déplacement si les tensions primaires sont décalées dans le sens opposé au champ @ tournant pour le. génératrice, dans le sens du champ tournant pour le moteur de l'arbre électrique. Les figures 2 et. 3 montrent le décalage des vecteurs de tension primaire. Les indications données sont valables dans le cas ou les enroulements primaires sont connectés en étoile.
Dans le cas de connexions en triangle,
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les mêmes renseignements sont valables si les vecteursde tenbion sont prévus pour un neutre artificiel. Quand les ten- sions aux bornes des machines de l'arbre électrique deviennent un peu plus grandes que les tensions triphasées du réseau, la rigid.itc à la torsion de l'arbre s'en trouve augmentée. Les vecteurs des tensions additionnelles ne doivent pas être calculés avec une exactitude telle que les tensions aux bornes soient égales aux tensions réseau.
Le montage représenté à la figure 1 ne convient que pour les cas où le sens de transmission est déterminé . Dans le cas d'a.rbres électriques à sens de transmission alternatif, il faut prévoir un dispositif connu supplémentaire qui inverse le sens des tensions additionnelles quand le sens de transmission s'inverse.
REVENDICATIONS
1. montage pour la compensation de l'angle de dépla- cement d'arbres électriques basé sur la rotation momentanée des tensions primaires de la'génératrice et du'moteur d'un arbre électrique, caractérisé en ce que des composantes de tension addi- tionnelles fonctions de la charge et faisant un angle de préfé- rence de 90 avec les vecteurs de la tension réseau prévue, sont appliquées aux circuits primaires de telle façon que la modification de la position relative des rotors provoquée par la charge soit compensée par une rotation des enroulements primaires des machines de l'arbre électrique.