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"Nouvel équipert4nt .1.çtr1qu. pour treuil do ch4vgep en p8rt1culitr . bord de navire*
La présente invention a pour objet un nouvel équipement électrique pour treuil de charge, en particulier à bord de navire, caractérisé par le fait qu'il comporte en combinaison :
un moteur asynchrone polyphasé, avec rotor en court-circuit constitué de préférence par une masse non feuilletée de métal ferreux refroidit par une circulation d'eau, pouvant être alimentée en eau de mer, ladite masse
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ferreuse étant construite de façon' constituer, vis-à-vis des courants de Foucault, une résistance ohmique relative- ment importante, afin que ledit moteur alimenté
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ni)r1flfAl#,.fit en courant polyphasé, ait app.ro:
r18aih'8II.t Ma couple moteur maximum fa. vite*** nulles une inductance régla* Met par exemple du type transducteur# inséré* dans la oana- lication reliant le iieutre audit moteur au neutre d'un réseau à tonolon constante régulé*} un rhéostrt ou autre 418P081- tif de réglas* approprié, permettant par exemple de taira V14rlor le <!nu!''tnt t 4 uiumtton du trmoductour pr4ott<) et un lavtor de of)%Mktl4q permettant 40 faire varier 1...ne do rotation du moteur synrhront pr'oit' et le couple 8n" fourni p!* juif ledit levier comandant auoo.a.1v¯eo Itert- clonchement d'un oert.1n nombre de phae*4 du réseau# avec possibilité d'inversion de certaines de ces phases# le diapo- ettit de réglage de ladite inductanoe, et l'eno1enohuei dot Autre# phao*4 du rdosau,
de façon à permettre une variation Importante et progravoîvt dudit couple moteurs On a déjà pi-4poud d'utiliser des fIO'.ur...1ft- chrono* à rotor en oou-o1rou1\, de fabrication relativement rudio4ntaire pour deú applications. de* treuils de charge* Toutefois, le* moteurs de ce type qui ont été proposés dans ce but, aomportaltnt un rotor bobiné 1mmerp dans une ma.., d'eau prévue z l'intérieur de leur stator et rolide à un circuit d'eau de retroidiseement passent à l'in- t'rieur du blindage dudit stator* Dans un nouveau mode de réalisation préféré d' 4 qui- poment suivant la présente invention, on ne prévoit une oir- culation d'eau qu'à l'intérieur de la masse ferreuse cons-
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tituant le rotor du moteur.
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Par ailleurs, le rdg1ag. de la vitesse du moteur asynchrone loue un couple réai6tan't constant était effectue
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en faisant varier la tension d'alimentation polyphasée dudit
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moteur asynchrone, soit au moyeu d'un* 1mp4dano. réglable
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01 et 02, permettant d'inverser le branchement des deux pha- ses R et S, et d'un contacteur unipolaire C3 décline au bran,- chement de la phase T, Les bobinas de ces trois contacteur@ sont alimentées en courant continu par un redresseur 2, ali- mente lui-même par un transformateur 3, dont le primaire est connecté en permanence, à l'une de ses extrémités, à la phase S, un interrupteur 4 permettant de connecter son autre extré- mité à la phase R.
L'interrupteur 4 est actionné par un contacteur C4, dont la bobine 5 est alimentée en courant alternatif entre les deux mêmes phases R et S que le primaire du transforma- teur 3.
Un poussoir 6 permet, au démarrage, de connecter la phase R du réseau sur la bobine 5 du contacteur C4, bo- bine qui est également connectée en permanconce à la phase 8 dudit réseau. Aptes avoir lâché le poussoir 6, l'interrup- teur 4 assure l'autoalimentation de la bobine 5 du contac- teur C4, par l'intermédiaire des contacts 7 d'un poussoir d'arrêt 8.
De cette façon, il suffit, pour obtenir une tension continue à la sortie du redresseur 2, d'appuyer sur le pous- soir 6, et la bobine 5 du oontaoteur 04 reste ensuite auto- alimentée jusqu'à ce qu'on appuie sur le poussoir d'arrêt 8.
Dans ces conditions, lorsque le treuil actionné par le moteur 1 n'est plue en servioe. il est possible de supprimer tout courant magnétisant dans le primaire du trans- formateur 3.
On a désigné respectivement par les nombres de référence 9, 10, 11, les bobines des contacteurs C1, 02 et 03. le pôls positif du redresseur 2 est relié en per-
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insérée dans san circuit d'alimentation, toit en faisant varier l'excitation d'un alternateur à grande réactance ser- vant à l'alimenter,de façon à permettre à son couple nazi mum de prendre une valeur supérieure, égale ou inférieure à celle du couple résistant qui lui est opposé*
Dans le cas du nouvel équipement suivantla pré- sent* invention, la tension des différentes phases d'alimen- tation du moteur asynchrone est utilisée en totalité, maie le moteur n'est souvent branché que aur un nombre réduit de phases,
et l'inductance réglable précitée permet lorsqu'elle a sa valeur maximum, de réduire considérablement la valeur du couple maximum développé par ledit moteur asynchrone lors- qu'il n'est pasalimenté sur toutou les phases du réseau, et d'augmenter ensuite ce couple progressivement jusqu'au moment ou il devient nécessaire d'alimenter ledit moteur normalement, de façon à pouvoir disposer de son couple maximum, les caractéristiques de la présente Invention seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation d'équipement triphasé conforts-* à la présente invention, donne à titre d'exemple non limi- tatif,
description établie en se référant au dessin annexé sur lequel la figure 1 est un schéma général montrant la commande de branchement de l'alimentation dumoteur asynchrone, qui permet de faire varier progressivement le couple dévelo- pé par ledit moteur; et la figure 2 est un diagramme destiné à montrer les variations de ce couple moteur.
On voit sur la figure 1, que les trois phases R, S,T du secteur, peuvent être reliées aux trois phases du moteur 1 par l'intermédiaire dos contacts de deux contacteurs biliaires
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manenoe a l'une des extrémités 9â 102 et 1 ! , de ces trois bobines*
Quant au pôle négatif, il cet connecté sur l'axe
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de rotation 12 d'un levier de commande 13# dont l'autre ex- trémité cet en contact, suivant sa position de réglage soit avea des plots morte 14, 15 et 9 ô, soit avec deux secteurs métalliques 17 et 18, soit avec des plot* 19, 20, 21, 22) z, 20g, 21 a., 22&, soit enfin avec deux eeotours métalliques plue courte 23 et 23a.
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Dans la position médiane, le levier 13 n'aasure aucune connexion entre le pôle négatif du redresseur 2 et les différente circuits pouvant être alimentée par ce redresseur
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Lornqu'on déplace le levier 13 vers la gauche jusqu'au plot 15, le pale négatif du redresseur 2 cet relié par l' intermédiaire du levier 13 et du secteur métallique 17 à l'extrémité 24 de la bobine 9 du oontaoteur C1,
Cette connexion se maintiendra dans toutes les autre* positions que le levier 13 prendra vers la gauche, tandis que dans les positions qu'il pourra prendre vers la droite par rapport au plot mort 14, o'eat l'extrémité 25 de la bobine 10
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du contacteur 02 qui et trouvera reliée au pela négatif du redresseur 2.
L'ensemble des deux contacteur. 01 et 02 constitue un inverseur le oontacteur 01 assurant le branohecent de la phase 1 du réseau sur la phase 26 du utour 1 et aelui de la phase in sur la phase 27 de os mateur, tandis que le eoctaoteur 02 assure le br6nwh* #nt de 14 phttf* 21 sur la phase 17 du moteur 1 et celui de la phase fez sur la phase 26 du moteur or qui détermine le sans de rotation du moteur 1. qui varie 8uJ..... vant qu'on déplace le levier 13 vers la gauche ou vers la droite par rapport au plot mort médian 14.
On peut, par exem-
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plot faire monter une charge en manoeuvrant le levier 13
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vr8 lu guuohe, ce qui aseur l'enclenchement du contact sur Cl, tandis que, pour faire descendre cette charge, on déplace le levier 1 vers la droite, de façon à assurer, par leinter- eediaire du secteur métallique 18s l'enJlenchement du contas- tour 02.
On voit que le pôle positif du redresseur 2 est
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relié 66alem.nt à l'une des extrémités 28 d'un enroulement de saturation 29 d'un transducteur 3C, dont les enroulements
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alternatif. 3 et 32 sont branchée entre le neutre N du ré- *eau et le neutre 33 du moteur.
L'enroulement de saturation 29 du transducteur 30 a non autre extrémité 34 reliée à un rhéostat 35, dont les
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différente prieea eont reliées respectivement au agotour 23 t et aux plots 19, 20, 21, reliée sux-mâmes respectivement au secteur 23 et aux plots zut 20a, 21a;.
On voit donc, qu'indépendamment de l'enclenchement des contacteurs C1 et 02, le levier 13 sort également à re- , lier le pôle négatif du redresseur 2 une prise variable du rhéostat 35, dès que le levier 13 a dépassé la position des deux plots morte 15 et 16, de façon à saturer de plus en plue le transducteur 30, lorsqu'on s'éloigne de,dit. plots morte
15 et 16.
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Dans les deux positions extrême* du levier 13# le pble négntif du rtdr..ueur 2 est 'ca1ement connecté par lie- tor#6dia1re des plots 22 et 22a, à l'extrémité '6 de la bobine 11 du contacteur 03, ce qui provoque l'enolenoheieent de ot contacteur. Le oontaoteur 03 amour* alors le branchement de
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la phase T sur la troisième phaow 37 du moteur 1.
Dans ces deux position* du levier 13, à le contas tour C3 se trouve enclenche, le moteur 1 se comporte comme un
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moteur asynchrone triphasé normal, tandis que dans toutes le$ autres positions, le moteur fonctionne comme un mauvais mo- teur biphasé et le couple moteur qu'il .et susceptible de développer, dépend du courant circulant dans le neutre, effet- à-dire dans les bobinée 31 et 32 du transducteur 30.
Toutefois, quelle que soit 1'importance de oe couple, le cons de rotation est déterminé par le sens de ma- noeuvre du levier 13, qui provoque, dans un cas 1'ancien-* chement du contaoteur c1 et dans l'autre, celui du oontaoteur C2.
Lorsque le levier 13 atteint l'un de* pôles 19 ou 19a, le courant de saturation qui circule dans l'enroulement 29 ds saturation du transducteur 30 est faible.
La valeur celtique du transducteur 30 eat donc d'abord relativement grande et l'intensité du courant cir- oulant dans le neutre, est, de ce fait, assez faible, le cou- ple du moteur augmentant en même temps que cette intensité, au fur et à mesure qu'on s'éloigne de la position médiane correspondant au plot mort 14, et qu'on sature de plus en plue le transducteur 30.
Lorsque le levier 13 atteint l'un dee secteurs 23 et 23a, la self eat saturée au maximum, et le courant dans le neutre devient également maximum, de méma que la valeur du couple développé par le moteur alimenté seulement par les deux phases R et S.
lorsque le levier 13 atteint enfin les Positions extrêmes correspondant aux plots 22 et 22a, la troisième phase T est branchée sur le moteur, du fait de l'enclenche- ment du contacteur C3,
Le courant dans le neutre tend alore à disparaître du fait de l'équilibrage entre les trois phase@, et comme lea
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secteurs 23 et 23a assurent la saturation maximum du trans- ducteur 30, la self de ce dernier ne s'oppose pas à cette variation d'intensité dans le neutre.
On obtient donc ainsi, par la manoeuvre du levier 13, la montée ou la descente de la charge,et l'on peut aug- menter de façon progressive le couple développé par ce moteur, ou le freinage obtenu à contre-courant.
Lorsqu'on veut freiner le moteur après l'avoir préalablement lancé dans un sens, on fait déclencher d'abord le contacteur 03 et l'on ramène rapidement le levier 13 vers sa position médiane pour diminuer le couple moteur. Puis on poursuit la manoeuvre du levier 13 de façon à faire enclen- cher par exemple le contacteur C2, si on avait lancé le moteur précédemment en faisant enclencher le oontaoteur c1.
Le freinage ainsi obtenu devient de plus en plus énergique, au fur et à mesure qu'on sature davantage la trans- duoteur 30, ce freinage étant encore accru si l'on atteint par exemple le plot 22a, où le contacteur 3 cet enclenche à nouveau.
Lorsqu'on a à soulever une charge, on commence par actionner le levier 13 vers la gauche jusqu'à la position du plot mort 15. Le contacteur 01 se trouve alors enclenché, mais aucun courant de saturation ne passe dans l'enroulement 29, et le moteur tend à démarrer avec un couple faible où il tend simplement le câble,
A mesure qu'on déplace le levier 13 vers la gauche, et qu'il atteint les plots 19, 20, 21 et le secteur 23, le courant de saturation du transducteur 30 augmente, en môme tempo que le courant dans le neutre. Le couple du moteur augmente de la même façon, et si la charge n'est pas trop lourde, elle commence à monter.
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Enfin, à la position extrême oh le levier 13 at- teint le plot 22,le oontacteur 3 se trouve lui-même enclen- ché et le moteur fonctionne alors comme un moteur asynchrone triphasé normal, le courant qui peut subsister momentanément dans le neutre n'intervenant plue dans le fonctionnement du moteur. la charge monte alors d'autant plus rapidement, que le couple du moteur est plus élevé, Lorsque la charge a été montée jusqu'à une hauteur suffisante on ramène rapi- dement le levier dans sa position médiane de couple nul,
Suivant que la charge est lourde ou qu'elle est légère, oette charge tend alors à redescendre ou à rester im- mobile.
Dans ce dernier cas, on pousse le levier 13 pro- gressivement vers la droite, jusqu'au moment ou la charge redescend.
Lorsque cette charge arrive au voisinage du sol, il faut freiner le treuil, et, pour cela, on ramené le levier vers la gauche, dans une position appropriée, compris* entre le plot 15 et le secteur 23.
On peut ainsi immobiliser la charge instantanément, mais si, par exemple, dans la position 23,le treuil tend à remonter sa charge, on repousse le levier un peu vers la droi- te, dans une position telle que la charge puisse descendre doucement jusqu'au sol et atteindre celui-ci sans heurt.
Comme on l'a indiqué précédemment, la conception du moteur 1 est en général un peu particuliers, puisqu'il comporte de préférence un rotor massif en un alliage ferreux relativement résistant, de façon que, lorsque le moteur est alimenté en triphasé, on obtienne approximativement au démar- rage, c'est-à-dire pour un glissement égal , 100 %, le couple maximum DE pouvant être développé par oe moteur, couple visi-
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blé sur la figure 2, et qui oorrespond sensiblement à un point de fonotionnemunt du moteur en coïncidence lwea la eammet du cercle représenté sur cette figure.
En effetdune le ou* d'un treuil, on ne recherche
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pas une grande vitesse, car les trajets à parcourir xont court*) mais il est Important de disposer par contre d'une grande accélération, ce quu l'on obtient au taayen d'un oouplt'lev4 au démarrage.
Il ne serait pas avantageux d'avoir un rotor de
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1 faible résistance oomme ceux des moteurs ordinaires de l'in- dustrie, car on pourrait obtenir, à l'arrêt, un point de fonnw- tionnement K, voisin du point Il qui correspondrait à un moteur ayant un rotor de résistance ohmique négligeable, et pour un tel point de fonctionnement, le couple KL au démar- rage serait voisin du couple IJ et serait inférieur au couple normal PH du moteur.
De plus, le couple maximum du moteur ne pourrait
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plus être atteint qul,,u bout d'un certain tempe, lorsque le moteur une fois démarré serait parvenu déjà à une vitesse notable, ce qui représenterait une perte de tempe et de ren- dament.
Il est préférable, après avoir tendu le câble et branché la troisième phase du réseau sur le moteur, de pouvoir disposer, dès le démarrage, d'un couple aussi élevé que pos-
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e1blt, de façon à pouvoir monter la charge dans le m1nj de tempe,
Au cours de la montée, le point de fonctionnement se déplace depuis le point D jusqu'au point P, qui correspond au fonctionnement du moteur à aa puissance nominale*
Par ailleurs, le moteur sera conçu pour que le point F, qui correspond à un glissement de 200 %, et qui est
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obtenu par freinage en contre-courant à pleine vitesse et en triphasé, par exemple dans la position 22,
se situe à un en- droit tel que le couple FG développe lors d'une descente de charge par le moteur non encore ralenti, reste supérieur au couple normal PH, de telle façon que, si la charge est très lourde et entraine le treuil, le moteur puisse fournir, à contre-courante un couple capable de l'immobiliser. On ob- tient ainsi une sécurité de manoeuvre plue grande,
Toutefois, il n'est pas nécessaire que le couple FG soit très supérieur à PH, car, à contre-courant,le treuil s'arrête rapidement, et on revient très rapidement au point
D, ou le coupe DE antagoniste est, de toute façon, très supé- rieur à PH.
Or, pour atteindre ce point D, où la vitesse du moteur redevient nulle, il n'est pas nécessaire de disposer d'un couple aussi important que lorsqu'on veut monter une charge rapidement, car les résistances passives du treuil s'ajoutent à l'effet du contre-courant.
Dans la pratique, il semble inutile en contre- courant, d'atteindre le plot 22, la marche sur deux phases par exemple dans la position voisine où le levier 13 est déjà en contact avec le secteur 23, et ou le transducteur 30 est satura au maximum, étant suffisante pour freiner le treuil assez rapidement.
En faisant varier le couple de freinage entre cette valeur maximum et une valeur voisine de zéro, que l'on obtient en supprimant toute saturation du transducteur 30, on peut, le toute façon, assurer la mise au sol de la charge sans le moin- Aire heurt.
Il y a lieu de noter que le transducteur 30 pour- rait être remplacé par une self à prises ou par uno self à
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noyau plongeurt ou encore dvontuellement par unI/! 1"J ,'J"r:,'" L
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composite comportant à la fois une inductance et un! résistance ohmique.
De la même façon, la rhéostat 35, destiné à faire varier le courant de saturation du transducteur 30 pourrait être remplacé par un dispositif télécommandé à résistance variable de n'importe quel type connu.
Il est bien entendu que l'on peut apporter encore au mode de réalisation décrit, d'autres changements, perfec- tionnements ou additions, ou remplacer certains dispositifs par des dispositifs équivalents, sane altérer pour cela l'économie générale de l'invention.