<Desc/Clms Page number 1>
Quand des générateurs asynchrones sont reliés à un réseau qui ne fournit pas la puissance réactive nécessaire pour l'ai- @ mantation, des dispositifs additionnels sont requis pour pro- duire la puissance réactive nécessaire pour l'aimantation. Ce- ci est en particulier le cas quand les générateurs asynchrones sont utilisés comme groupe de secours avec une machine d'entrai- nement.
On a déjà proposé des dispositifs d'excitation pour généra- teurs asynchrones dans lesquels aux bornes du générateur asyn- chrone sont raccordés en triangle des condensateurs d'excitation connectés en parallèle avec des bobines de self à fer saturé.
Les condensateurs d'excitation fournissent l'excitation fon- damentale pour le générateur asynchrone tandis que les bobines de selfà fer saturé maintiennent la tension d'utilisation pratique- ment constante, indépendamment de la grandeur de la charge réel- le et de la composante inductive de la charge des utilisateurs raccordas.
Les bobines de self à fer saturé sont par conséquent munies de noyaux, en fer qui sont construits de telle façon et qui se composent d'une matière telle que leurs caractéristiques d'ai-
<Desc/Clms Page number 2>
mantation présentent une courbure presque à angle droit. A la char- ge et à la tension nominales, elles travaillent en dessous de leur zône de saturation c'est-à-dire dans la partie approximativement verticale de leur caractéristique d'aimantation un peu en dessous du coude de saturation.
Cette circonstance nécessite pour chaque tension nominale des utilisateurs et des générateurs des bobines de self à fer saturé et des condensateurs d'excitation spécialement dimensionnés ce qui oblige à tenir en magasin un important assor- timent de types de générateurs de diverses tensions et les éléments de circuit correspondants pour le dispositif d'excitation.
Si la tension nominale de 1'utilisateur diffère de celle du générateur asynchrone, une possibilité de les adapter consiste à connecter les utilisateurs au moyen de transformateurs.de rapport de de transformation adéquat. Hais si/cette façon on diminue forte- ment le nombre de types de générateurs asynchrones et d'éléments de circuit nécessaires pour les différentes tensions, il faut cependant un transformateur supplémentaire.
Le nouveau dispositif limine les inconvénients mentionnés ci- dessus car il donne la possibilité de se tirer d'affaire avec seu-¯ lement un type de générateur et un dispositif d'excitation supplé- mentaire pour les différentes tensions d'utilisation. Son principe consiste,pour adarter la tension du générateur et pour maintenir la tension nominale, à raccorder les utilisateurs par l'intermédiaire d'un transformateur dont le rapport de transformation est réglable, et dont le noyau de fer est composé d'une matière qui a une carac- téristique d'aimantation presque à angle droit, donc avec une haute perméabilité initiale et une perméabilité de saturation voisine de un.
En vue d'une explication complémentaire, considérons le dessin qui montre :
Fig. 1 Le circuit d'un générateur asynchrone triphasé en char- ge, avec un dispositif d'excitation consistant en condensateurs d'ex- citation et transformateurs.
Fig. 2 La caractéristique d'aimantation du transformateur.
<Desc/Clms Page number 3>
Fig 3 Le circuit d'un générateur asynchrone chargé sur une avec phase/un dispositif d'excitation consistant en condensateurs d'excitation et un autotransformateur.
Dans la fig.l, le générateur asynchrone est raccordé par les conducteurs principaux R,S et T à l'enroulement primaire tripha- sé3,4 et 5 du transformateur 2. Les différents enroulements des phases sont connectés entre eux en triangle. En parallèle avec ces enroulements se trouvent les condensateurs d'excitation 6,' 7 et 8.
L'enroulement secondaire 9, 10 et 11 correspondant au pri- maire est de même connecté en triangle.Aux bornes de sortie de l'enroulement secondaire 9,10 et il est connectée l'utilisation 12.
Des crises sur l'enroulement secondaire 9,10 et 11 permettent d'adap- ter le générateur asynchrone à la tension nominale de chaque. groupe d'utilisateurs.
La fig.2 représente la caractéristique d'aimentation du maté- riau utilisé pour le noyau du transformateur.En ordonnée est por- en tée l'induction B et/abcisse le champ magnétisant H.Comme on le voit' la caractéristique magnétique possède une. pente très forte à peu prés verticale jusque peu après avoir atteint l'induction 'nominale Bn tandis que,pour des valeurs de l'induction B plus grande que l'induction nominale Bn, la caractéristique entre dans sa zone de saturation et n'a .ainsi qu'une très faible pente.
Le fonctionnement du nouveau dispositif d'excitation est le suivant :
Si à un générateur asynchrone est raccordé un utilisateur qui ab- sorbe à peu près la puissance nominale du généra tour asynchrone,le transformateurs travaille en dessous du coude de saturation de sa caractéristique donc sur la partie à très forte pente.
La self-in- duction de l'enroulement primaire du transformateur 2 estpar consé-'
EMI3.1
quent très r;r2,nde.Ce;)end<1nt, quand la tension du générateur asyn-- chrone augmente,par exemple par suite d'une réduction de la charge
EMI3.2
ou du déclenchement d'util.is- tours le flux magnétique dons le noyau de fer du transformateur devient plus grand.Le transformateur travaille à présent dans la partie à pcu prèsvorticale de la carac'
EMI3.3
téristique nngn<tiq11.0 d'où diminution do la selfl-indactiop de
<Desc/Clms Page number 4>
l'enroulement primaire.
Les condensateurs d'excitation fournissent alors au générateur asyncl:rone une partie de la puissance réactive magnétisante et au transformateur une partie de leur puissance réactive de capacité, partie qui devient plus grande à cause de la diminution de la self induction. En conséquence, la tension du générateur asynchrone reste à peu près constante car la partie de la puissance réactive magnétisante,qu'une élévation de la tension lors d'une réduction de la charge aurait produite est à présent absorbée par l'enroule- ment primaire du transformateur.
La fig. 3 montre l'emploi d'un autotransformateur pour le dis- positif d'excitation d'un générateur asynchrone qui n'a qu'une charge monophasée. Le dispositif d'excitation 14 est raccordé aux bornes R, S; T et 0 des conducteurs principaux du générateur asyn- chrone 13. L'utilisateur 15 est relié à la sortie du dispositif d'excitation 14.
Le dispositif d'excitation est constitué par le montage en sé- rie -entre les conducteurs principaux R et S- d'un condensateur 16 et d'une bobine de self-induction 17. En parallèle sur ce circuit série est raccordé l'autotransformateur 18 dont la sortie est .re- liée à l'utilisateur 15. L'autotransformateur 18 renferme un noyau de fer dont la caractéristique magnétique est approximativement à angle droit.
Le noyau de fer possède donc une forte perméabilité initiale et une perméabilité de'saturation dont la valeur est d'environ un.
A chacun des conducteurs principaux.S et T est relier un conden- sateur 19 et 20. Les deux autres bornes de connexion des conden- sateurs 19 et 20 sont relises au conducteur neutre du générateur asynchrone.
Le mode de fonctionnement du dispositif d'excitation dans le cas d'une charge monophasée peut être supposé connu.A couse de sa caractéristique d'aimantation à angle droit,l'autotransformateurlf
<Desc/Clms Page number 5>
absorbe d'une part la puissance magnétisante excédentaire four- nie dans des cas détermines de charge par le condensateur 16 et d'autre part adapte la tension de sortie du générateur asynchrone à celle des utilisateurs.
Pour le transformateur 18 on peut prévoir différents cir- cuits. L'exécution en autotransformateur est spécialement favo- rable car ainsi la consommation du transformateur est particuliè- rement faible. De plus il est possible par ce transformateur d'a- dapter les condensateurs d'excitation - de la même façon que les utilisateurs - à :La. tension du générateur asynchrone.
Par un dimensionrement approprié du transformateur une con- sommation de courant uniforme entre la marche vide et la plei- ne charge est possible. -
EMI5.1
RV1?I;DICs'^I OP; .
1.- Générateur asynchrone aux-bornes de sortie duquel sont
EMI5.2
conrectés en parallèle des condensateurs d'excit.a tion .caractéri- sé en ce que les utilisateurs - pour l'adaptation à la tension du générateur et pour le maintien de la tension nominale - sont raccordas par l'intermédiaire d'un transformateur à rapport de transformation réglable dont le noyau de fer possède une carac- téristique d'aimantation presque à angle droit,donc présente une perméabilité initiale élevée et une perméabilité de saturation voisine de un.