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, Commande électrique à réglage en charge par palier..
La prient* invention a pour objet une commande par moteur électrique dont la vitesse peut être réglée en charge par paliers, destinée essentiellement à des fonc-
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t1oan.ment. de ta1bl.dur'.. par exemple pour 404 PU* ou des appareil@ analogues# dont le moteur de commande est un moteur aaynehrene présentant une oaraot'rtlt1qul, du couple moteur en fonction de la vittsst, dont l'allure entre 10 point de démarrage (glissement # 1) à position réglable d'un façon progressive, et le point de marche'& vide idéal (gllsstment a a 0) pré.ent....enti 11.m.nt la forme d'un. ligne droite ou faiblement inourrée Dans les commandes d., a. par exemple les commande. du mouvement de rotation t de translation d'un* grue piro tante, il faut tout d'abord que la oommand.
pré- sent* un démarrage très progressif sinon la stabilité de la grue risque d'4tre compromise et là-coup violent pro- duit au démarrage risque de provoquer de fortes &00'1'1'&- tiens horizontales de la ohsrge suspendue à un cible de grand* longueur a l'extrémité de la flèche, accélération pouvant entraîner des mouvement. pendulaire. dangereux de cette charge.
En outre, il faut que la charge puisse ef- fectuer de faible% déplacement* par pivotement, mime lors- que le câble a une grau de longueur et que la flèche est im- portante, pour pouvoir être déposé* d'une façon âtre en un point détermine, sans que l'on ait à craindre de tels mou-
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vement pendulaire , fia outre, 01' m'ml conditions doivent tire rempli.. d'une façon .Or. lorsque la charge est suspen- due à une faible longueur de câble et que la flèche ont soins inclinée, avec un faible porte-a-faux. À cela, vient s'ajouter que la puissance motrice nécessaire pour obtenir le mouvement de rotation ou de translation peut varier dans
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de larges limites ID...rne. 1'.ormaJ..
par exemple dans le rapport de 1/2, sans que cela Wise* avoir une influence sur le fonctionnement du système de commande, tout en assu-
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rant évidemment le démarrage 4'un. façon sûre.
Compte tenu de Ces conditions que la commande doit remplir en raison des particularités du fonctionnement des grues, on utilise dans une large mesure des moteurs tri- phasés asynchrones équipés de rotors à bagues. Dans ces mo- tourne la caractéristique peut être modifiée en faisant va- rier les résistances intercalées dans le circuit du rotor de façon à obtenir un fonctionnement satisfaisant du systè- me de commande.
Dans les moteurs à bagues,il est possible en particulier de décaler, par undioix approprié des résis- tances, le couple de décrochage dont la vapeur ne peut pas être modifiée, pour le faire coïncider avec une valeur du glissement qui est supérieure à 1, de sorte que dans un gra- phique représentant les caractéristiques donnant le couple en fonction des vitesses en coordonnées rectangulaires, en portant les couples en ordonnées et les glissements en abs- cisses, les caractéristiques ou plus exactement les sec- tien. de caractéristiques, intéressantes pour le fonction- nement sont représentées en pratique par des droites qui pas.
sent par le point de glissement s= 0 de l'abscisse et qui découpent sur l'ordonnée pour le point correspondant au glissement s= 1, qui correspond au repos, des sections droites d'une grandeur correspondante. En outre, il est possible d'obtenir, en augmentant encore la résistance du rotor, de faire basculer cette caractéristique autour du point correspondant au glissement s = 0.
Pour l'emploi pratique, il suffit que le mo- teur de commande puisse être réglé par paliers et, en gé- néral, on peut se contenter de deux ou trois caractéristiques du couple en fonction des vitesses du type indiqué. Avec un moteur présentant de telles caractéristiques, il est
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possible de remplir sans difficulté les conditons indiquée ci-dtaeuo# étant donné que le conducteur a la possibilité d'adapter la oOJll':W1de aux conditions donnée* par le choix du palier, o'est-à-dirt par le choix de la caractéristique appropriée.
Cependant, l'emploi des moteurs triphasés a bagues tels que ceux que l'on utilise oouramment à l'heurt actuelle entraîne des inconvénient* qui résident d'une part dans le prix relativement élevé du moteur, et d'autre part
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dans le fait qu'il est sujet aux pennée dans Ion oondîtcmo d'emploi sévères auxquelles un tel moteur cet soumis. Ce qui est particulièrement gênent, ce sont les baguée ain- si que les balai. qui sont soumis à usure et qui demandent un contrôle constant. le@ résistance* qui doivent être
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coamuta-blee, selon les différentes caractéristiques choi- aient constituent également des démente relativement déli. cats qui âtmandeutbeauooup de place et qui doivent être protégés.
L'emploi d'un moteur à rotor en oourtairauit pour une commande de grue qui présenterait des avantages oonsidtirables n'était pas possible jusqu'à présent parce que par son principe même, la caractéristique de ces moteur* ne et prête pas à une telle commande et qu'il est Impossible d'obtenir différentes caractéristiques du type désiré, par exemple en changeant la résistance du rotor. L'expérience a
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montré que le% commandes équipées de tels moteurs on1i .:J" un démarrage brutal et de fortes accélérations initiales entraî- tant des mouvements pendulaires de la oharge, de sorte que ces moteurs n'ont va% pu s'imposer dans ce genre de commandée.
Le but de la présente invention est de créer un système de commande pour des grues ou des appareils ana-
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logues, dont le moto= de ocimande est constitué par un
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moteur rotor en court-circuit qui satisfait cependant les conditions indiquées plus haut.
A cet effet, la moteur asynchrone dans lequel on utilise, selon le système classi- que, un rotor à bagues, est équipé, selon la présente in- vention, d'un rotor en court-cirouit dont la résistance oh- ¯que . été rendue suffisamment élevée pour que la caracté- ristique du couple moteur en fonction de la vitesse du moteur présente constamment une pente négative, tout au moins dans . la. zone comprise entre le glissement s= 1 et le glissement s = 0, tandis que l'enroulement du stator du moteur peut être alimenté par une tension aux bornes que l'on peut modifier par paliers.
La oage du rotor réalisée avec des @ conducteurs dont la section a été réduite par rapport au @ modèle normal pour obtenir la résistance ohmique nécessaire peut être constituée par de l'aluminium non purifie,
Au moyen de oe nouveau système de oommande, on peut obtenir lea mômes caractéristiques du couple moteur en fonction de la vitesse dans la zone entre le glissement s = 0 et s = 1 que celles que l'on obtient avec un moteur à bagues par commutation des résistances Insérées dans le circuit du rotor.
A cet effet, il suffît de modifier la tonal= aux bornée de l'enroulement du stator du nouveau moteur à rotor en court-circuit, ce qui provoque un bascule- ment correspondant de la caractéristique autour du point correspondant au glissement a = 0.
On peut évidemment, au lieu de modifier la ten- sion aux bornes de l'enroulement du stator, modifier le nombre de spires efficaces de ces enroulements. Comme l'ont montré certains essaie , on obtient des résultats particuliè- rement satisfaisants pour l'exploitation si on subdivise chacune des phase* de l'enroulement du stator en deux groupes
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qui peuvent tiré branchée en trois paliere de la façon suivante
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zut) lee deux groupes d'une pliait branchés en $iris et toutes les phase$ en étoile;
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b) un groupe 4. chacune des phe4ree , brenahi en 1;r1anill, les sommets du triangle étant branchés eur le secteur par Ilin- term6 di.aire de l'autre groupe; c) les deux groupes d'une phaee bra,'ahit en série et les trois pha:,- branchée* en étoile.
Ers Militant Ce mode de branohement des enroulement du .t.1;O;', dans lequel la totalité des enroulements cet utilisée pour chaque palier, on obtient une charge thermique uniformément repartie, contrairement au mode de branchement qui utilise pour le démarrage une partie seulement des enroulement..
Ce nouveau système de commande permet d'obtenir
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les mimes caractéristique qu'avec une oomnum.4. utilisant m moteur triphasé à bagues el&ll.1que, maie en supprimant les inconvénient de ce moteur. Le nouveau type de moteur rotor en court-circuit présente tous les avantages des moteurs de ce genre.
Il est simple robuste, offre un mode de protec-
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tion plus éler4 et permet de réduire 144 train d'entretien du fait de la suppression des résistances. En outre, le nouveau système de commande est moins coûteux et plue léger que tous les systèmes de commande actuels.
liant donné que la commande doit être employée essentiellement avec des durées
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de fonctionnement relativement courtes comme 0,..11 toujours le car, par exemple, dans les commande* de grues l'évacua- tion de la chaleur dégagée par la cage du rotor ne présente pu de difficultés particulière En cas de besoin$ on peut utiliser de* refroidissement .plus intensifs combinés, le
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ou échéant, avec un isolement des enroulementa tt l'épreuve des hautes températures.
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On comprendra mieux la présente invention à la lacture d'une description du fonctionnement de la nouvelle commande selon l'invention donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif et en se réfèrent au dessin annexé qui représen- te à :
La Figure 1 1 un diagramme avec les caractéristiques du couple moteur en fonction de la vitesse d'un moteur tripha- sé à baguée du type classique, avec des résistances interca- Ides dans le circuit du rotor; la Figure 2 8 les caractéristiques du couple moteur en fonction de la vitesse pour un moteur selon la présente invention;
la figure 3 1 le. possibilités de branchement de l'enroulement du étaler du moteur donnant les caractéristi- ques indiquées sur la Fig.2.
Dans un moteur asynchrone triphasé à baguée, on peut transformer la caractéristique du couple moteur en fonction de la vitesse usuelle, qui est représentée par la courbe 1 à la Fig.1, en des caractéristiques du type de celle représentée par les courbes 2, 3 et 4 de cette même figure par simple insertion de résistances dans le circuit du rotor. La valeur du couple de décrochage Mk n'est pas modifiée, mais lorsqu'on augmente la résistance dans le circuit du rotor, le point 5 correspondant au couple de dé- oroohage se décale progressivement vers la gauche (Fig.1), comme l'indique la flèche 6, pour prendre successivement les positions 5', 5", etc...
Dans la zone du diagramme correspon- dant à l'intervalle entre le glissement S= 0 (marche à vide idéale) et s = 1 (arrêt), qui est la seule intéressante du point de vue pratique, les parties effectivement utilisées des caractéristiques 2 à 4 sont constituées pratiquement par
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des droites ou des courbes faiblement incurvées qui passent par le point.. 0 de 1' abscisse et qui découpent sur l'axe des ordonnées des segment$ de grandeur variable Correspondant au couple de démarrage.
En augmentant la résistance du rotor
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par rapport à la. valeur qui correspond par examp,a i la carao- téristique 2, en peut ainsi obtenir un basculement de la caractéristique autour du point s= 0 et transfo=or la partie intéressante de la caractéristique de la courbe 2 par exemple en une courbe désignée par 4.
Dans le nouveau moteur qui est un moteur à rotor en court-circuit, la résistance de la cage du rotor a été
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augment'. z un point tel qu'au lieu d' obtenir la earaot'r1.. tique normale d'un moteur asynchrone, telle qu'elle est repré- centre par la courbe 1 de la ?ig.1, on obtient une allure .1mila11'8 II, la courbe III de la Fig.2.
L'allure de cette caractéristique répond donc en gros à celle de la courbe 2
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de la Yig.l qui correspond à une certaine valeur de résistance du rotor du moteur à bagues. En modifiant la tension aux borne* de l'enroulement du stator du moteur à rotor en oourt. circuit, on peut transformer la caractéristique III en des
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caractéristiques analogues aux courbes II et 1 qui correspon- dent aux caractéristiques 3 et 4 du moteur à bagues.
Comme le montre une comparaison des ?ing. 1 et 2, la simple m041t1. cation de la tension aux bornes du moteur à rotor en court- circuit présentant normalement la caractéristique III, permet d'obtenir un faisceau de caractéristiques identique à celui
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obtenu dans un moteur à baguée par variation de la résistance dons le circuit du rotor.
De cette façon, le moteur à bagues d'une commande de grue sono la forme utilisée jusqu'à présent peut être remplace par un moteur a. rotor en court-circuit cane
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que l'on ait k subir les d.131onnn1.ntl de ce type de moteur*
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Evidemment, la variation de la tension aux bornes peut être remplace.comme il a été indiqua dans l'introduc- tion, par une modification du nombre de spires efficaces de l'enroulement selon un procédé connu en soi. Le nombre des paliers dépend naturellement du nombre de caractéristiques nécessaires pour obtenir un fonctionnement satisfaisant et auaai de divers cas particulière.
Une subdivision des enrou- lements du stator en deux groupes, comme Indiqué' plus haut, permettant une commutation en trois paliers comme celle qui est représentée à la Fig.3 donnant trois caractéristiques représentées d'une façon qualitativement exacte à la Fig.2 s'est avérée Intéressante pour le système de commande.
Dans de nombreux cas, on peut d'ailleurs se contenter de deux palier., c'est-à-dire utiliser seulement deux des possibili- tés représentées sur la Fig.3. les différentes parties des enroulements ou groupes d'enroulement peuvent être constituées de façon tien connue. Oient ainsi que dans des enroulements à quatre ou plusieurs pôles, on peut prévoir des prison in- termédiaires entre les groupes de bobines, l'importance des seotions découpées dans les enroulements résultant du nombre de paliers nécessaires ainsi que des conditions imposées pour le démarrage.
On peut évidemment aussi former deux parties d'enroulement équivalentes comme indiqué plus haut et, dans ce cas, il est avantageux d'utiliser deux conducteurs bobinés en parallèle.