Dispositif pour la protection des moteurs à courant alternatif polyphasé avec rotor en court-circuit. Un sait que, dans les moteurs asynchro nes à courant alternatif polyphasé avec rotor en court-circuit (moteur à ,cage d'écureuil" et moteur avec rotor bobiné), l'intensité du courant, est considérable au moment du dé marrage, ladite intensité pouvant atteindre (surtout lorsqu'il s'agit de moteurs tels que les moteurs à cage d'écureuil qui sont dépour vus de démarreur et qui effectuent un dé part sous pleine charge) quatre à cinq fois la valeur de l'intensité qui correspond au ré gime de marche normale du moteur.
En ce qui concerne ces moteurs, on s'est trouvé dans la nécessité d'utiliser des coupe- circuit dont les fusibles soient calibrés à une dimension suffisante, afin qu'ils ne fondent pas, lors de la mise en marche du moteur; dans ces conditions, la protection qu'offrent les coupe-circuit devient nécessairement pro blématique lorsque se produisent des pertuba- tions du secteurs, par exemple lorsque l'un des trois conducteurs de la ligne triphasée vient à âtre coupé. Dans ce cas, en effet, il y a suppression du champ tournant normal dans le moteur, celui-ci n'étant alimenté que par une phase au moyen des deux conducteurs restés sous tension.
Le fonctionnement d'un tel moteur qui, dans certaines conditions, peut continuer à tourner se rapproche alors sensiblement de celui d'un simple transformateur statique monophasé dont le circuit secondaire (ici le rotor) serait en court-circuit: l'appel de cou rant sur la phase restée sous tension devient excessif et détermine infailliblement la mise hors d'usage du moteur. Par contre, si on utilise des fusibles plus faibles, mais conve nant néanmoins pour le fonctionnement nor mal du moteur en marche, on risque de voir fondre lesdits fusibles lors de chaque dé marrage, notamment si le moteur, démuni de démarreur, comme c'est le cas avec les moteurs à cage d'écureuil, part en charge.
La présente invention a pour objet un dispositif pour la protection des moteurs à courant alternatif polyphas-à avec rotor en court-circuit, intercalé entre le réseau et le moteur, qui remédie aux inconvénients spé cifiés ci-dessus. Ce dispositif est caractérisé en ce que chaque barre de courant comporte un fusible monté en série avec l'enroulement d'un électro-aimant qu'actionne un interrup teur automatique shuntant le fusible de l'une des autres barres de courant.
A titre d'exemple, on a représenté sché matiquement sur le dessin annexé plusieurs formes d'exécution du dispositif qui fait l'ob jet de la présente invention.
La fié. 1 représente le schéma type du dispositif; Les fié. 2, 3, 4 et 5 sont des variantes perfectionnées du dispositif; Les fig. 6 et 7 représentent des détails. Dans le schéma représenté sur la fié. 1, schéma, où l'on a supposé le cas d'un moteur triphasé, en cage d'écureuil, monté en trian gle, on a désigné par I, II, III, les trois bar res de courant du dispositif intercalé entre le réseau triphasé A et le moteur M. Sur cha cune des barres sont intercalés des électro- aimants 1, 2 et 3 et des fusibles 4, 5 et 6 calibrés pour l'intensité correspondant au régime de marche normale du moteur M.
Chaque électro-aimant (1, 2 et 3) com mande un interrupteur automatique (7, 8 et 9), monté en shunt sur un des fusibles pré cités.
Le montage est tel que chaque fusible monté sur une barre de courant puisse être shunté par un interrupteur automatique com mandé par un électro-aimant intercalé dans une autre barre de courant Dans l'exemple représenté, l'interrupteur 7, commandé par l'électro-aimant 1, est monté en shunt sur le fusible 6; l'interrupteur 8, commandé par l'électro-aimant 2, est monté en shunt sur le fusible 4; l'interrupteur 9, commandé par l'électro-aimant 3 est monté en shunt sur le fusible 5.
La commande de ces interrupteurs peut être effectuée par exemple à l'aide d'un noyau plongeur entrant en action pour une certaine intensité du courant. Les électro-aimants 1, 2 et 3 actionnant les interrupteurs 7, 8 et 9, sont organisés de manière que ces derniers restent ouverts pour une intensité correspondant à la con sommation du moteur en marche normale et qu'ils soient fermés pour une intensité de courant correspondant à celle passant dans les enroulements du moteurs M lors de son démarrage.
Le fonctionnement du dispositif a lieu de la manière suivante: Au moment où le courant est envoyé dans le moteur M, l'intensité du courant est de quatre à cinq fois l'intensité correspondant à la marche normale; les électro-aimants 1, 2 et 3 ferment instantanément les interrupteurs 7, 8 et 9 qui shuntent respectivement cha cun des fusibles 6, 4 et 5 qui n'ont ainsi pas eu le temps de fondre pendant cet appel pas sager de courant intense.
En même temps que le moteur M atteint sa vitesse normale (vitesse correspondant à un ,glissement" déterminé), l'intensité du courant diminue pour devenr normale et les interrupteurs 7, 8 et 9 reviennent en position d'ouverture. Les fusibles 4, 5 et 6 sont alors traversés par un courant normal dont l'in tensité est insuffisante pour les faire fondre.
S'il se produit une coupure accidentelle dans le conducteur connecté à la barre I, il n'y a plus de champ tournant normal dans le mo teur M qui, dans certaines conditions peut con tinuer à tourner et qui fonctionne alors sensi blement, comme on l'a vu, à la manière d'un transformateur statique monophasé (phase entre les conducteurs II et III sous tension) dont le secondaire (rotor) est en court-circuit franc.
Sous l'effet d'un appel très intense de courant (cas du moteur arrêté sous une grande charge), les électro-aimants 2 et 3 fer ment les interrupteurs 8 et 9 qui shuntent les fusibles 4 et 5, mais l'interrupteur 7 qui, en l'absence de courant dans l'électro-aimant 1, n'est pas actionné, ne shunte pas le fu sible 6. Ceui-ci fond sous l'effet de la forte intensité et le moteur n'est plus sous tension. Lorsque l'on rétablit le courant- dans. la barre I, la forte intensité dans les électro-aimants 1 et 2 provoque la fermeture des interrup teurs 7 et 8. Le fusible 6 étant shunté par l'interrupteur 7, le moteur démarre à nou veau, mais lorsque sa vitesse est redevenue normale, les trois interrupteurs 7, 8 et 9 s'ou vrent.
A ce moment, en raison de la coupure qui existe à la place du fusible fondu 6, cou pure qui détruit le champ tournant normal, le moteur fonctionne de nouveau comme un transformateur statique monophasé sous ten sion, cette fois sur les barres I et II. Par suite de la forte intensité dans les barres I et II, l'un des fusibles 4 ou 5 ne tarde pas à fondre et le moteur, qui n'est plus sous ten sion s'arrête définitivement.
Dans la variante schématisée sur la fig. 2, chaque électro-aimant comporte deux enroule- rnents montés chacun sur une barre de cou rant différent. Chaque fusible peut être shunté par un interrupteur automatique commandé à l'aide d'un électro-aimant dont l'un des deux enroulements est intercalé sur la barre comportant le fusible en question. Chaque interrupteur automatique est orga nisé de telle manière qu'il ne se ferme que sous l'action d'un courant d'intensité anor male circulant dans les deux enroulements de l'électro-aimant.
Dans l'exemple représenté, l'interrupteur 7 commandé par l'électro-aimant comportant les enroulements 10 et 11 est monté en shunt sur le fusible 4. L'interrupteur 8, commandé par l'électro-aimant comportant les enroule ments 12 et 13, est monté en shunt sur le fu sible 5. L'interrupteur 9, commandé par l'é- lectro-aimant comportant les enroulements 14 et 15 est monté en shunt sur le fusible 6.
Le fonctionnement du dispositif a lieu de la manière suivante: A. S'il n'y a pas de courant dans la barre 1 au moment où l'on enclenche l'interrupteur tripolaire du moteur, les interrupteurs 7 et 9 restent ouverts. Seul l'interrupteur 8 s'en clenche et shunte le fusible 5. Le fusible 6 n'étant pas shunté fond instantanément et le moteur n'est pas sous tension. Si le courant est rétabli dans le fil de phase connecté à la barre de courant I, les interrupteurs 8 et 9 ne s'enclenchent pas, ce qui a pour résultat la fusion du fusible 5 et l'arrêt définitif du moteur.
B. Si le moteur est en plein fonctionne ment au moment où se produit l'interruption de courant dans la barre I, ledit moteur lancé et sous tension sur les barres II et III peut, dans certaines conditions, continuer à tourner au ralenti. Ce fonctionnement, a lieu avec une consommation de courant supérieure à la con sommation en marche normale, mais insuf fisante pour enclencher l'interrupteur 8; l'in terrupteur 9 reste également ouvert. Il en résulte que l'un au moins des fusibles 5 et 6 fond et le moteur s'arrête.
Lors du rétablissement du courant dans le conducteur connecté de la barre I, l'appareil fonctionne de la même manière que dans le cas A.
Dans la variante illustrée sur la fig. 3, chaque fusible d'une barre de courant peut être shunté par un interrupteur automatique commandé à l'aide d'un électro-aimant com portant deux enroulements intercalés respec tivement sur les deux autres barres de cou rant. Sur la fig. 3, le fusible 4 est shunté par l'interrupteur 8. Le fusible 5 est shunté par l'interrupteur 9 et le fusible 6 est shunté par l'interrupteur 7.
Le fonctionnement de cette variante est analogue au fonctionnement du dispositif schématique sur la fig. 1.
Dans la variante représentée sur la fig. 4, on a adjoint au dispositif protecteur repré senté sur la fig. 1, trois organes de verrouil lage 16, 17 et 18 (en l'espèce des leviers pi votant en 19 et soumis à l'action de ressorts de rappel 20) lesquels organes de verrouil lage sont destinés à maintenir, en position d'ouverture (voir fig. 7) des interrupteurs atomatiques 7, 8 et 9 lors de la fusion de l'un des fusibles 4, 5 et 6 qui, en temps normal, maintiennent armés les organes de verrouil lage précités (voir fig. 6).
Le fonctionnement du dispositif est le sui vant: Au moment où le courant est envoyé dans le moteur M, l'intensité due au démarrage détermine la fermeture instantanée des in terrupteurs 7, 8 et 9 shuntant respectivement les fusibles 6, 4 et 5. Lorsque le moteur M a atteint son régime normal, l'intensité du courant passant par les bobines excitatrices 1, 2 et 3 permet le retour, en position d'ou verture, des interrupteur 7, 8 et 9.
S'il se produit une coupure accidentelle dans le fil de ligne connecté à la barre I, l'appel de courant dans les barres II et III (lorsque le moteur est arrêté sous une grande charge) détermine la fermeture des interrup teur 9 et 8 shuntant alors les fusibles 5 et 4 (celui-ci n'étant d'ailleurs pas traversé par le courant), mais l'interrupteur 7, qui, en l'absence de courant dans l'électro-aimant 1, n'est pas actionné, ne shunte pas le fusible 6. Celui-ci fond sous l'effet de la forte in tensité et le moteur n'est plus sous tension.
Lorsqu'on rétablit le courant dans la barre I, la forte intensité dans les électro-aimants 1 et 2 provoque la fermeture de l'interrup teur 8, mais ne peut déterminer la fermeture de l'interrupteur 7 qui, tout en étant sollicité par le plongeur de l'enroulement 1, est maintenu en po sition d'ouverture, par le verrou 18 que ne retient plus le fusible 6 qui a fondu. Le mo teur n'est donc sous tension que sur les bar res I et II. Etant donné que l'interrupteur 9 ne fonctionne pas (par suite de la rupture du fusible 6 et du verrouillage de l'interrup teur 7), le fusible 5, qui n'est pas shunté, ne tarde pas à fondre, ce qui a pour résultat d'isoler définitivement le moteur.
La variante représentée sur la fig. 5 re présente le dispositif illustré par la fig. 3, auquel on a adjoint des organes de verrouil lages analogues à ceux que comporte le dis positif illustré par la fig. 4.
Le fonctionnement de ce dernier disposi tif a lieu de la manière suivante: S'il n'y pas de courant dans la barre I au moment où l'on enclenche l'interrupteur tripolaire du moteur, les interrupteurs 7 et 9 restent ouverts, seul l'interrupteur 8 s'enclen che et shunte le fusible 4 (qui n'est d'ailleurs pas traversé par le courant). Mais les fusi bles 5 et 6 n'étant pas shuntés (par suite du non fonctionnement des interrupteurs 7 et 9) l'un des, deux fusibles ne tarde pas à fondre, ce qui fait que le moteur n'est plus sous ten sion. Si le courant est rétabli dans le fil de phase connecté à la barre I, l'un des inter rupteurs automatiques 8 et 9 sera maintenu en position d'ouverture par suite de l'entrée en action de l'un des dispositifs de verrouil lage 17 ou 18.
Il se produira ainsi un appel de courant intense et l'un des deux fusibles (4 et 5), non shuntés, fondra, ce qui détermi nera l'arrêt définitif du moteur.
Le dispositif qui vient d'être décrit et que l'on a représenté, sous plusieurs formes de réalisation différentes, dans son application à un moteur à courant alternatif triphasé, moteur,du type dit ,en cage d'écureuil", n'est donné qu'à titre d'exemple.
C'est ainsi que le verrouillage, en position d'ouverture, des interrupteurs auto matiques peut être réalisé d'une manière quelconque à l'aide d'un dispositif entrant en action au moment de la fusion du fusible qui le maintient armé.
Un tel dispositif peut être appliqué à un moteur à courant polyphasé quelconque, avec rotor en court-circuit, notamment aux mo teurs à rotor bobiné, afin de les protéger con tre les arrêts de courant dans un fil d'un sys tème polyphasé et contre les remises brus ques sous tension de ce fil, lorsque le rhéos tat de démarrage est resté enclenché et que l'interrupteur du stator est resté fermé.