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L'invention se rapporte à un dispositif pour la pro- tection et la surveillance d'engins électriques d'exploita- tion spécialement des moteurs, générateurs et appareils analogues.
Les engins électriques, pour lesquels'on peut crain- dre des surcharges en service, sont en général équipés d' .interrupteurs de protection. Ceux-ci sont munis aussi bien d'éléments déclencheurs thermiques qui fonctionnent par surintensité pour assurer à l'engin une protection contre les surcharges de longue durée (déclenchement par surin- tensité différée thermiquement) que d'éléments à déclen- chement magnétique qui forttionnent instantanément lors des court-circuits et en règle générale pour 10 à 15 fois l' intensité supérieure de réglage du déclencheur thermique
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qui lui est associé (déclenchement instantané par surin- tensité).
Ces dispositifs de protection ont cependant l'incon- vénient de ne pas donner l'image exacte des conditions réelles d'échauffement de l'engin à surveiller quand il s'agit d'un service intermittent ou de courte durée comme par exemple dans le cas des moteurs. Ceci se manifeste surtout quand il n'y a pas concordance entre la constante de temps thermique du déclencheur bimétallique et celle. de l'engin à surveiller.
C'est pourqubi, pour la surveillance de l'échauffe- ment de ces engins, on a prévu, au lieu des éléments dé- clencheurs thermiques adjoints aux interrupteurs de pro- tection, des éléments appelés indicateurs (ou contrôleurs) @ d'échauffement. Ces éléments sont de petits interrupteurs le plus souvent munis d'un bimétal qui peuvent être incor- porés aux points les plus chauds de l'engin à surveiller.
Ces interrupteurs ferment ou ouvrent un circuit de comnan- de qui par un interrupteur déconnecte l'engin du réseau quand il se produit un échauffement inadmissible.
Ces indicateurs d'échauffement présentent cependant l'inconvénient d'avoir un certain retard lorsque la tempé- rature monte rapidement - par exemple lors de la montée en température d'un moteur sous tension maintenu à l'arrêt par un frein. Même quand il y a un bon contact thermique entre l'appareil et l'indicateur d'échauffement, ce retard peut être assez important pour mettre en danger l'isole- ment des enroulements.
Les inconvénients de la surveillance de l'engin, décrite plus haut, uniquement en fonction du courant par l'intermédiaire de l'interrupteur de protection du moteur et du système de surveillance en fonction de la tempéra- ture au moyen d'indicateurs d'échauffement incorporés dans l'engin sont - suiva.nt l'invention - évités par l'emploi
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de deux éléments agissant automatiquement indépendamment l'un de l'autre sur le même organe de protection ou de surveillance l'un de ces éléments répondant directement aux conditions thermiques de l'engin et le second surveillant indirectement par l'intermédiaire du courant dans les con- ducteurs d'alimenta.): ion les conditions thermiques dans l'engin.
De cette façon, l'indicateur d'échauffement incor- poré dans l'engin se charge de la protection quand la vi- tesse de montée de la température est relativement faible et le déclencheur bimétallique de l'interrupteur de pro- tection du moteur intercalé dans les conducteurs d'alimen- tation protège quand la montée en température est rapide pour autant que cette dernière conduise à une absorption de courant inadmissible.
Selon l'invention, la protection complète garantit d'une part l'engin eontre les surcharges thermiques dans les services intermittents et de courte durée par les in- dicateurs d'échauffement incorporés et d'autre part quand .la température monte rapidement - par exemple dans le cas du moteur calé par le frein - par les déclencheurs bimé- talliques intercalés dans"le circuit.
La figure 1 représente la courbe d'échauffement d'un - moteur prévu pour service intermittent. L'échauffement ( Ú ) est tracé en fonction du temps (t). La courbe 10 correspond au service intermittent normal. Tour le même courant, -mais pour des durées d'enclenchement plus longues,on obtient la courbe 11. L'échauffement admis.sible représenté par la droite 12 est alors dépassé. L'interrupteur de protection du moteur est inefficace car la constante de temps du dé- clencheur bimétallique est beaucoup plus petite que celle du moteur de telle sorte que pendant les intervalles de temps sans courant, le déclencheur bimétallique à largement le temps de se refroidir.
Suivant l'invention, c'est l'indica-
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:'Ul' l1' clL\ufi.'üJ;J.cnt incorporé dans le moteur qui se charge alors de la protection..
Tour le même courant et un fonctionnement continu
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du mo eeur, l'éch3uffemcnt résultant est représenté par la courbe 13. La courbe de refroidissement du. moteur est re- présentée en 13'. Le moteur est alors protégé par l'inter- rupteur de protection du moteur, c'est-à-dire que le dé- clenchement se fait d'après la caractéristique de déclen- chement de l'interrupteur de protection du moteur repré- sentàe sur la figure 2. En abscisse sont portées les va- leurs du courant nominal réglé et en ordonnée les temps de déclenchement.
La partie supérieure 14 de la courbe donne le fonctionnement du déclencheur thermique et la partie inférieure 15 le déclenchement magnétique. L'indi- cateur d'échauffement a égalementla possibilité de se charger de la protection.
A l'aide des caractéristiques d'échauffement d'un moteur et de son indicateur d'échauffement, représentées sur la figure 3, on peat voir que pour une montée rapide de la température(courbe 16) - par exemple pour un moteur calé sous tension - l'erreur due au retard thermique 17 et au retard temporel 18 est importante et que dans ce cas le moteur n'est donc pas protégé. Suivant l'invention, le déclencheur bimétallique de l'interrupteur de protec-
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tion du moteur se char je alors de la protec tion.
Par contre, l'erreur de retard est négligeable .quand la montée en température se fait 'lentement - courbe 19, par exemple quand le service est intermittent. La protection du moteur est alorsassurée dans ce caspar l'indicateur d'échauffèrent.
Les courbes en pointillé 20 et 20' montrent dans chaque cas la caractéristique de déclenchement des indica- teurs d'échauffement correspondants.
Un exemple d'exécution du dispositif réalisé suivant
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1''invention est décrit à l'aide du schéma.
L'engin électrique d'exploitation à protéger ou à
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,:1)., veill:;r 3.3-b représenté dans l'exemple de réalisas'ion de la figure 4 par un moteur 1. Un interrupteur 2 - par exemple un interrupteur de protection de moteur - est in-
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te7.'Calé dans les ooncluat-eurs d'alimentation RST; son or- ganne de déclenchement et de commande mécanique est figuré en 3. Lesdéclencheurs bimétalliques qui se trouvent dans la ligne, se chargent de surveillance du courant décrite plus haut. L'indicateur d'échauffement 6 incorporé dans les enroulements du moteur 1 se charge de la surveillance de la température.
Tandis que les déclencheurs bimétalli- 'lues 5 sont le plus souvent incorporés dans l'interrupteur et agissent mécaniquement sur l'organe de déclenchement 3 en fonction de la surintensité, lors d'une température excessive le déclencheur par échauffement 6 agit électri- par exemple, par l'intermédiaire du déclencheur par manque de tension 4. Au lieu de ce déclencheur par
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manque de tension, on peut égalem\:'nl" u tili;; er un déclen- cheur par passage de courant. Dans le premier cas, en cas de température excessive.le déclencheur par échauffement ouvre le circuit et il le ferme dans le. second cas.
Au lieu d'éléments bimétalliques, aussi bien dans les conducteurs d'alimentation que dans le moteur, on peut utiliser d'autres éléments connus. Les systèmes électro- magnétiques et magnéto-thermiques sont surtout indiqués pour se placer dans les conducteurs d'alimentation tandis que par exemple les couples thermoélectriques et les élé- ments dont la résistance est fonction de la température, sont utilisés de préférence pour être incorporés dans le moteur ou l'engin à protéger.