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La présente invention concerne un montage pour la synchro- nisation d'un arbre électrique moteur pendant la marche.
On utilise des arbres électriques.pour faire tourner' exactement à la même vitesse deux ou plusieurs arbres de diverses machines semblables ou différentes, quand il est difficile d'accoupler mécaniquement les dits arbres. Avec les montages connus jusque ici, la synchronisation ne peut être obtenue généralement que lorsque les arbres à mettre en synchronisation sont reliés entre eux par l'arbre électrique depuis le moment de la mise en marche, quand la vitesse est nulle. On a aussi inventé un arbre électrique universel qui permet de raccorder le moteur de l'arbre électrique à la génératrice de l'arbre, quelle que soit la vitesse de rotation.
Les deux arbres reliés par l'arbre électrique peuvent aussi être
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mis .en -synchronisme pendant la rotation. L'installation nécessaire à cet effet est cependant très compliquée. La présente invention permet datteindre le même but avec des moyens techniques plus réduits. L'invention est caractérisée en ce que du courant continu est appliqué, par 1* intermédiaire d'une self-induction, à deux phases des excitations des stators de la génératrice et du moteur de l'arbre électrique, les stators des deux machines sont ensuite reliés au réseau triphasé et, à la fin de la période de mise en synchronisme, le courant continu d'excitation est supprimé avec un léger retard.
Quand le courant continu d'excitation est appliqué à deux phases des excitations des deux stators de la génératrice et du moteur de- l'arbre électrique, la génératrice de l'arbre électrique fonctionne en alternateur synchrone à excitation continue du stator et le moteur.de l'arbre,une fois arrivé au régime, fonctionne en moteur asynchrone synchronisé.
Le mode de fonctionnement est décrit ci-après avec référence au dessin annexé. Du courant continu est appliqué par l'intermédiaire des bornes G, K et de l'interrupteur fermé S4 De cette manière, la génératrice de l'arbre électrique est amenée à. fonctionner comme alternateur synchrone à excitation du stator et le mo, teur de l'arbre électrique est amené, en trois phases de démarrage (fermeture de S2 et S3), à fonctionner en moteur asynchrone alimenté par le rotor. Comme le courant continu d'excitation traverse aussi le stator du moteur de l'arbre électrique, ce dernier se met en synchronisme à la fin de la période de fonctionnement en moteur asynchrone synchronisé. De cette façon les deux machines tournent à la même vitesse.
Pour la mise en parallèle des deux stators, les vecteurs de tension de rotor occupent la même position, que l'arbre soit excité en courant triphasé ou en courant continu. Les conditions de passage sans heurts du courant continu au réseau alternatif à vide sont ainsi satisfaites. On ferme l'interrupteur S1 et an ouvre l'interrupteur S4 avec un léger retard. Le cycle de mise en synchronisme est ainsi terminé. La self-induction
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connectée dans le circuit d'excitation empêche la mise en courtcircuit des phases au moment de la commutation synchrone. Quand l'arbre est chargé, les vecteurs de tension du rotor occupent des positions différentes suivant que le stator est excité en courant continu ou en courant triphasé. Ceci est dû à la variation de la rigidité à la torsion du dispositif.
Aussi longtemps que le couple de fonctionnement en moteur asynchrone et le couple de marche en asynchrone synchronisé ne sont pas dépassés et si, d'autre part, 1-'angle de déplacement plus élevé provenant de l'excitation en courant continu (rigidité à la torsion plus faible) reste inférieur à l'angle de déplacement limite dans le cas d'excitation triphasée, les conditions de synchronisme sont également remplies.
La self-induction doit être calculée de façon que le redresseur d'excitation ne soit pas surchargé au moment de la commutation, afin que le courant de compensation soit limité malgré la diminution de la self due à la prémagnétisation par le courant continu. Au point de vue thermique, il suffit d'une installation très réduite, puisque la période de démarrage et de mise en synchronisme dure au maximum, cinq secondes, la self Ratant ensuite parcourue par aucun courant.
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The present invention relates to an assembly for the synchronization of an electric motor shaft during operation.
Electric shafts are used to rotate at exactly the same speed two or more shafts of various similar or different machines, when it is difficult to mechanically couple said shafts. With the arrangements known hitherto, synchronization can generally be obtained only when the shafts to be synchronized are connected to each other by the electric shaft from the moment of starting, when the speed is zero. A universal electric shaft has also been invented which makes it possible to connect the motor of the electric shaft to the generator of the shaft, whatever the speed of rotation.
The two shafts connected by the electric shaft can also be
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put. in -synchronism during rotation. The installation required for this is however very complicated. The present invention makes it possible to achieve the same aim with more reduced technical means. The invention is characterized in that direct current is applied, via a self-induction, to two phases of the excitations of the stators of the generator and of the motor of the electric shaft, the stators of the two machines are then connected to the three-phase network and, at the end of the synchronization period, the direct current of excitation is removed with a slight delay.
When the direct current of excitation is applied to two phases of the excitations of the two stators of the generator and of the electric shaft motor, the generator of the electric shaft operates as a synchronous alternator with continuous excitation of the stator and the motor. of the shaft, once at speed, operates as a synchronized asynchronous motor.
The mode of operation is described below with reference to the accompanying drawing. Direct current is applied through the terminals G, K and the closed switch S4 In this way, the generator of the electric shaft is brought to. operate as a synchronous alternator with stator excitation and the electric shaft motor is caused, in three starting phases (closing of S2 and S3), to operate as an asynchronous motor supplied by the rotor. As the direct current of excitation also passes through the stator of the motor of the electric shaft, the latter goes into synchronism at the end of the period of operation as a synchronized asynchronous motor. This way the two machines run at the same speed.
For paralleling the two stators, the rotor voltage vectors occupy the same position, whether the shaft is energized with three-phase current or with direct current. The conditions for a smooth transition from direct current to the no-load alternating network are thus satisfied. Switch S1 is closed and switch S4 is opened with a slight delay. The synchronization cycle is thus completed. Self-induction
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connected in the excitation circuit prevents short-circuiting of the phases at the time of synchronous switching. When the shaft is loaded, the voltage vectors of the rotor occupy different positions depending on whether the stator is excited in direct current or in three-phase current. This is due to the variation in the torsional rigidity of the device.
As long as the asynchronous motor operating torque and the synchronized asynchronous operating torque are not exceeded and if, on the other hand, the higher displacement angle resulting from the direct current excitation (rigidity at lower torsion) remains below the limit displacement angle in the case of three-phase excitation, the conditions of synchronism are also fulfilled.
The self-induction must be calculated in such a way that the excitation rectifier is not overloaded at the time of switching, so that the compensation current is limited despite the decrease in the self-inductance due to the premagnetization by the direct current. From a thermal point of view, a very small installation is sufficient, since the start-up and synchronization period lasts a maximum of five seconds, the Ratant choke then carrying no current.
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