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Il est connu que la valeur admise pour l'angle de dé- .placement du rotor en charge joue un rôle prépondérant dans le choix de la puissance des machines dont un arbre électrique se compose. Pour des angles extrêmement petits (angle limite zéro), les machines doivent être surdimensionnées à un point tel que le rapport entre le couple à transmettre et la limite d'échauffement des machines ne puisse pas atteindre une valeur économiquement admissible. En outre, des considérations de construction relatives aux machines à marche en synchronisme par dispositif électrique exigent, pour les machines dont l'arbre électrique se compose, des dimensions d'encombrement limitées. On cherche donc à compen- ser l'angle de déplacement, par des moyens mécaniques ou électri- ques.
Les solutions mécaniques présentent l'inconvénient que le stator doit être monté comme un pendule, de façon à pouvoir faire tourner celui-ci autour de son axe en fonction de la valeur
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instantanée de l'angle de déplacement. A cause des inerties im- pliquées, la constante de temps de réglage prend de grandes va- leurs qui limitent un rattrapage de l'angle dans de fortes pro- portions. Les dispositifs électriques de compensation de l'angle de déplacement présentent, au contraire,1'avantage de permettre l'utilisation de machines normales qui offrent donc moins de chances de défectuosité.
La compensation électrique.de l'angle de déplace- ment est obtenue par application, aux deux stators de l'arbre électrique, de tensions décalées de la valeur de l'angle élec- trique de déplacement (compensation de l'angle de déplacement par composantes de tension tangentielles). Un montage électrique de ce genre présente des moyens de réglage très intéressants dans toute la gamme des charges jusqu'à la marche à vide du moteur de l'arbre électrique, mais cette solution fait appel à un nombre élevé d'éléments de commutation.
Suivant l'invention, le même but est atteint par des moyens plus simples, en se basant sur le fait que la rigidité à la torsion ou rigidité angulaire des arbres électriques dépend du carré de la tension appliquée. La rigidité angulaire e est donnée par le rapport entre l'accroissement du moment de torsion et la variation consécutive de l'angle de déplacement. La pré- sente invention est caractérisée en ce que l'angle de déplacement apparaissant entre la génératrice et le moteur de l'arbre élec- trique est maintenu à une valeur constante, par le fait que la rigidité angulaire de l'arbre électrique est adaptée, par varia- tion des tensions de stator, à la charge de l'arbre. Dans sa forme la plus simple, l'invention utilise à cet effet une self réglable. Les dessins annexés représentent une forme d'exécution de l'invention.
La génératrice et le moteur de l'arbre électrique sont reliés au réseau par une résistance réglable dont la valeur peut être influencée par des moyens électriques ou mécani- ques. Dans le cas d'une rotation opposée au champ tournant, on applique à la génératrice de l'arbre électrique un moment MdG
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et on prélève au moteur de l'arbre électrique un moment MdM.
Ce moment se compose d'un couple initial pratiquement constant MdV et d'un couple utile Md. L'invention prévoit d'utiliser comme couple initial pour l'arbre électrique, le couple à vide de la machine-outil accouplée.
Quand le moteur tourne à vide (Md=o), le couple initial MdV décale l'arbre électrique de l'angle de déplacement a qui, par diminution de la tension, est aussi élevé que l'angle de déplacement provoqué par la charge utile la plus élevée possible, quand la tension de service maximum st appliquée. Cette dernière tension est en général la tension du réseau.
L'arbre électrique répond aussi aux conditions simples suivantes :
EMI3.1
Les tensions nécessaires pour obtenir ce moment de torsion sur l'arbre électrique sont données approximativement par l'équation suivante :
EMI3.2
Pour amener la tension Umax à'la valeur U, l'impédance doit être telle qu'elle provoque la chute de tension (Umax U). Il est inadmissible du point de vue économique d'obtenir cette chute de tension à l'aide d'une résistance ohmique. Il faut donc faire appel à une impédance sous la forme de selfs ou d'un amplificateur magnétique, dont la valeur est réglée par le courant continu de commande, Si on utilise un amplificateur magnétique de ce genre avec contreréaction, la puissance de commande requise peut être extrêmement faible.
Un montage pratique est représenté à la figure 2. Un arbre électrique normal est connecté au réseau en série avec les enrou-
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lements principaux de l'amplificateur magnétique. Afin de pouvoir varier au maximum la valeur de la self, chaque enroulement principal, monté en autotransformateur, est mis en parallèle avec un condensateur. Ce condensateur sert en outre à donner à la courbe de courant de l'amplificateur magnétique une forme se rapprochant de la forme sinusoïdale. L'augmentation de la tension aux bornes du condensateur parallèle due au montage en auto-transformateur, permet de choisir la capacité la plus favorable pour la constante U2 d) C. Un courant continu est appliqué à l'enroulement de commande par les bornes J et K; ce courant continu influence nettement l'impédance de l'enroulement principal.
Le dispositif d'obtention, par impédance variable, d'un angle de déplacement constant peut être rendu automatique, par mesure constante de la valeur de l'angle de déplacement et réglage automatique de l'impédance de manière à maintenir cet angle à la valeur prescrite. Le réglage de l'impédance variable peut aussi être commandé, non pas par la valeur de l'angle de déplacement même, mais par une grandeur physique qui dépend seule et de façon non équivoque de'la valeur de cet angle.
REVENDICATIONS
1.- Arbre électrique avec compensation de l'angle de déplacement, caractérisé en ce que l'angle de déplacement apparaissant entre la génératrice et le moteur de l'arbre électrique est maintenu à une valeur constante déterminée, en adaptant la rigidité angulaire de l'arbre électrique à la charge lui appliquée par variation des tensions de stator à l'aide d'une résistance réglable.