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REVENDICATIONS
1. Dispositif de démarrage à moteur d'induction pour entraîner une charge à forte inertie, le moteur comprenant un rotor (12) tournant dans un stator (56), ledit rotor comprenant une couronne circulaire métallique continue (60) constituant l'enroulement du rotor, caractérisé en ce que le moteur comprend une chambre (62) fermée contenant un fluide de refroidissement et disposée radialement à l'intérieur de cette couronne en étant adjacente à celle-ci, ce fluide de refroidissement étant en communication thermique avec la couronne pour évacuer l'énergie thermique qui s'y développe, un arbre (14) disposé concentriquement à l'intérieur de ladite couronne, un support métallique (71, 79) fixé audit arbre (14) pour supporter à rotation ladite couronne (60) dans ledit stator (56), ledit support (71;
79) étant élastique pour permettre la dilatation radiale de la couronne sous l'influence des variations de température dans celle-ci.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (71) comprend plusieurs bras (72) s'étendant radialement, chacun de ces bras présentant une cavité à son extrémité s'étendant dans le sens de la longueur du rotor, et un organe élastique (77) disposé dans cette cavité, cet organe élastique comprenant un ressort agissant sur une pièce allongée ayant un prolongement s'engageant dans la couronne du rotor.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support comprend au moins une plaque (79) s'étendant radialement, cette plaque étant fixée rigidement à l'arbre du moteur, la surface circulaire intérieure du bac circonscrivant la surface circulaire extérieure de cette plaque, celle-ci étant reliée au rotor (12) par une pièce annulaire élastique (81), cette pièce ayant une section transversale en forme de U et ayant des parties (83) formant des lèvres disposée en opposition, une de ces lèvres étant fixée à la plaque et l'autre au rotor.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume du fluide de refroidissement est grand par rapport au volume de métal de la couronne du rotor.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'épaisseur radiale de la couronne est sensiblement égale à la profondeur maximale à laquelle des courants de Foucault induits en elle par le stator sont capables de pénétrer.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (70) pour évacuer le fluide de refroidissement vaporisé (67) dans la chambre (62), hors de celle-ci.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (90, 98) pour refaire le plein de fluide de refroidissement après perte par vaporisation à la suite du transfert de l'énergie thermique de cette couronne.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (92) pour assurer la circulation de ce fluide de refroidissement de la chambre (62), à travers un
échangeur de chaleur externe (90) puis retour à cette chambre.
9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens remplacer le fluide de refroidissement chauffé par du fluide de refroidissement à une température plus basse provenant d'un réservoir externe de ce fluide.
10. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit stator (56) comprend un enroulement polyphasé (A,
B, C) pour produire un champ magnétique tournant auquel la couronne (60) du rotor est couplée magnétiquement, et en ce que le dispositif comprend des moyens de commande (80) de l'impédance de cet enroulement du stator pendant la phase de démarrage pour diminuer les courants polyphasés circulant
dans cet enroulement du stator pendant la marche à faible vitesse, et les augmenter à mesure que le rotor du moteur d'indication se rapproche d'une vitesse de synchronisme prédéterminée.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande d'impédance comprennent une réactance polyphasée saturable (80) connectée électriquement en série avec l'enroulement polyphasé du stator, et des moyens de commutation (88) connectés électriquement à l'enroulement du stator et à la réactance pour court-circuiter progressivement cette réactance à mesure que la vitesse du rotor du moteur de démarrage s'accroît.
12. Procédé de fabrication du dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on emmanche à chaud le rotor (12) sur la plaque de support (79) pour diminuer la fatigue imposée par la dilatation thermique.
13. Utilisation du dispositif selon la revendication 1, pour démarrer un groupe moteur-générateur réversible, caractérisée en ce que le générateur (16) comprend un rotor (46) pourvu d'un arbre vertical (38) dont la partie supérieure (14) porte ledit rotor (12) du moteur d'induction.
L'invention a pour objet un dispositif de démarrage à moteur d'induction pour entraîner une charge à forte inertie.
On connaît plusieurs procédés permettant de démarrer des groupes moteur-générateur réversibles pour accumulation par compage. Un procédé couramment utilisé emploie un moteur de démarrage qui est monté directement sur l'arbre principal du groupe. Dans une telle disposition est utilisé un moteur à rotor bobiné largement dimensionné. Un tel moteur est assez coûteux et nécessite un rhéostat (usuellement un rhéostat à eau) pour dissiper l'énergie dégagée pendant le démarrage.
Cette énergie est au minimum égale à H.KVA de la grande machine démarrée; où H est la constante d'inertie en kW secondes par KVA d'énergie emmagasinée par rotation. Cette énergie est de plus accrue par la différence de la vitesse synchrone du moteur d'induction à rotor bobiné avec la vitesse nominale du grand moteur synchrone. Cette énergie est de plus accrue par le couple nécessaire pour surmonter les pertes de frottement et les pertes dans l'enroulement à la fois dans le générateur fonctionnant en moteur et dans la pompe, dans son rapport avec le couple qui est directement utilisé pour vaincre l'inertie et accélérer la machine.
Les ensembles rotor pour moteurs de démarrage, convenant à l'usage avec des générateurs hydroélectriques, sont physiquement de taille relativement importante et, bien qu'ils tournent à des vitesses relativement faibles, leur diamètre et leur poids élevés conduisent cependant pendant la marche à des forces centrifuges modérées à la périphérie du rotor. Les forces dues à la rotation, combinées aux effets du chauffage différentiel créé par la circulation d'importants courants induits pendant le démarrage, rendent impropres à cette application les ensembles ordinaires de rotor à cage d'écureuil, puisque les barres du rotor tendent à s'échauffer et à se dilater de façon inégale et ne peuvent supporter les importantes fatigues thermiques et mécaniques en résultant.
Les problèmes mécaniques et thermiques inhérents à ce type de construction se sont accrus de façon sévère et diverses dispositions de démarrage telles que le démarrage asynchrone à tension de secteur totale ou partielle ont été utilisées. Cependant, les effets pertubants d'un important appel de courant sur le réseau interconnecté et l'échauffement des enroulements amortisseurs sont quelquefois rencontrés lors de l'emploi du procédé de démarrage asynchrone à tension de secteur totale ou réduite, de sorte que des conceptions satisfaisantes de ce genre ne sont pas toujours possibles.
L'invention a pour objet un dispositif de démarrage à moteur d'induction qui permet d'éviter les inconvénients décrits ci-dessus.
Selon l'invention, le dispositif de démarrage à moteur d'in
duction pour entraîner une charge à forte inertie, le moteur comprenant un rotor tournant dans un stator, ledit rotor comprenant une couronne circulaire métallique continue, est caractérisé en ce que le moteur comprend une chambre fermée contenant un fluide de refroidissement et disposée radialement à l'intérieur de cette couronne en étant adjacente à celle-ci, ce fluide de refroidissement étant en communication thermique avec la couronne pour évacuer l'énergie thermique qui s'y développe, un arbre disposé concentriquement à l'intérieur de ladite couronne, un support métallique fixé audit arbre pour supporter à rotation ladite couronne dans ledit stator, ledit support étant élastique pour permettre la dilatation radiale de la couronne sous l'influence des variations de température dans celle-ci.
Selon une forme d'exécution, la couronne est constituée en acier à haute résistance. L'ensemble rotorfonctionne avec un entrefer qui est sensiblement plus large que la normale comparé à celui d'un moteur à rotor bobiné équivalent, ceci pour permettre la dilatation radiale de la couronne sous l'influence des modifications de température.
Dans une forme d'exécution, c'est l'eau qui est utilisée comme fluide de refroidissement afin d'absorber une importante quantité de chaleur. Avec une dimension radiale du bac à eau, égale à 3 à 4 fois l'épaisseur de la couronne, la plupart des démarrages n'élèvent par la température de l'eau jusqu'à son point d'ébullition. Si la couronne atteint une température supérieure à 100oC, I'eau absorbera de grandes quantités de chaleur en se transformant en vapeur, régularisant ainsi la température de surface de la couronne en contact avec elle.
Cette vapeur est envoyée vers le centre du rotor par suite de la force centrifuge s'exerçant sur l'eau. La vapeur réchauffe le rest de l'eau ou s'échappe à travers une ouverture de sortie vers un endroit souhaité, par un tuyau souple ou un tube et jusqu'à une zone de préférence extérieure à la machine, où elle ne puisse causer de dégâts. Avec ce dispositif, le volume de l'eau comparé au volume de la couronne peut être tenu dans des limites practicables et une grande quantité de chaleur peut être absorbée sans avoir recours à un rhéostat à eau coûteux mentionné ci-dessus.
Puisque cette sorte d'application présente normalement une courbe du couple de charge qui est proche de la proportionnalité au carré de la vitesse en raison des pertes dans le bobinage et dans la pompe, il est souhaitable de limiter le taux d'arrivée de chaleur au rotor pendant la marche à faible vitesse. Une faible profondeur de pénétration de flux dans le rotor est nécessaire pour réaliser cette limitation à faible vitesse. Ceci peut être obtenu en modifiant par commande l'impédance du bobinage du stator du moteur d'induction pendant la phase de démarrage, ce qui réduit les courants polyphasés parcourant l'enroulement du stator pendant la marche à faible vitesse et accroît ces courants à mesure que le rotor du moteur de démarrage approche d'une vitesse de synchronisme prédéterminée.
Le dégagement de chaleur dans la couronne du rotor est grandement minimisé et les fatiques dues à la périodicité thermique sont maintenues suffisamment au-dessous de la limite élastique de la matière constituant la couronne, pour assurer ainsi un démarrage satisfaisant pendant une période de temps raisonnablement courte. De plus, des moyens peuvent être prévus pour remplacer le fluide de refroidissement sur la base d'un remplacement lent ou sur la base d'une recirculation avec refroidissement au moyen d'un petit échangeur de chaleur extérieur et à taux qui n'est pas nécessairement suffisant pour s'adapter aux pertes totales pendant la période de démarrage, mais qui est suffisant pour évacuer la plus grande partie de la chaleur emmagasinée avant un nouveau démarrage.
Ainsi le moteur de démarrage peut assurer plusieurs démarrage par jour pendant de nombreuses années sans risque de détérioration par la chaleur.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention:
La fig. 1 est une coupe verticale simplifiée, avec quelques parties vues en élévation, d'un ensemble roue hydrauliquegénérateur à arbre vertical et d'un moteur de démarrage monté sur l'arbre en position de fonctionnement;
La fig. 2 est une vue en plan de l'ensemble rotor du moteur de démarrage représenté à la fig. 1;
la fig. 3 est une coupe verticale sensiblement suivant la ligne III-III de la fig. 2;
la fig. 4 est un schéma électrique de l'ensemble stator du moteur de démarrage de la fig. 1, auquel est connectée une réactance;
la fig. 5 est un schéma d'une disposition externe de refroidissement du rotor du moteur d'induction de démarrage de la fig. 1;
et
la fig. 6 représente une variante de réalisation d'une disposition de support élastique pour l'assemblage du rotor du moteur de démarrage de la fig. 1.
Les dessins représentent un moteur d'induction en position de fonctionnement sur l'arbre d'un groupe moteur-générateur hydroélectrique réversible pour accumulation par pompage.
La figure 1 représente un moteur d'induction de démarrage 10 qui présente un ensemble rotor 12 monté en position de fonctionnement sur un arbre 14 pour tourner concurrement avec le rotor à arbre vertical d'une grande roue hydraulique ou d'un important ensemble turbine hydraulique-générateur, qui comporte une fondation 18 et une chambre 20. Une roue de turbine hydraulique 22 à arbre vertical est montée dans la chambre 20, cette roue ayant des parties telles qu'un rotor 24, un arbre 26 et un capot de tête 28 qui sont amovibles verticalement par levage hors de la chambre 20. La fondation 18 présente une partie support de palier formant un épaulement 30, et une autre partie à épaulement 32 supportant un frein et un vérin, ces deux épaulements se situant à la partie supérieure de la chambre.
L'épaulement de palier 30 supporte une console 34 qui porte un assemblage de pivot et palier de guidage 36, lequel supporte de toute manière appropriée un arbre vertical 38 du générateur. Cet arbre 38 du générateur présente une partie supérieure 40 et une partie inférieure 42, s'étendant respectivement au-dessus et au dessous du pivot 36. La partie d'arbre inférieure 42, dirigée vers le bas, se termine par un accouplement 44 permettant de l'accoupler avec l'arbre 26 de la turbine hydraulique.
La partie supérieure 14 de l'arbre de l'ensemble générateur 16 porte un rotor 46 générateur qui est situé à une certaine distance au-dessus d'un volant 48 dont il est séparé, ainsi que de l'assemblage 50, support du croisillon de ce dernier. Le rotor 46 du générateur est entouré d'un stator 52, dont la périphérie est pourvue d'un dispositif de support approprié tel qu'un ensemble de structure de support 54 reposant sur la partie supérieure de la fondation 18, pour que le stator et le rotor puissent fonctionner indépendamment l'un par rapport à l'autre.
La partie supérieure 14 de l'arbre du générateur porte aussi l'ensemble rotor 12 du moteur de démarrage 10 lui permettant de tourner concurrement avec le rotor 46 de l'ensemble générateur 16. L'ensemble rotor 12 du moteur de démarrage est entouré d'un stator 56, dont la périphérie est pourvue d'un support approprié au moyen d'un prolongement vertical 55 de l'ensemble de structure de support 54.
Le rôle du moteur de démarrage 10 est d'amener le rotor 46 de l'ensemble générateur 16 jusqu'à la vitesse de synchronisme pendant le temps de démarrage, ceci soit dans la phase de pompage, soit dans celle de production de courant électrique.
A cet effet, le rotor de démarrage 12 est monté directement sur l'arbre 14 pour tourner concurrement avec le rotor 46 de l'ensemble générateur. Pendant le démarrage, d'importants courants de démarrage circulent dans le rotor 12 du moteur de démarrage et dégagent une importante quantité d'énergie thermique qui est en général proportionnelle à l'inertie de l'ensemble rotor et à son couple résistant. Cette quantité de chaleur doit être dissipée dans la masse de l'ensemble rotor ou être évacuée pour limiter le gradient de température et les fatigues mécaniques accompagnant ce dernier, à des valeurs compatibles avec un bon comportement de la machine.
A mesure que l'énergie thermique dissipée par unité de surface de la périphérie du rotor augmente, les ensembles rotor qui utilisent des structures conventionnelles comportant des barreaux de rotor ou des pièces polaires pleines deviennent sujets à des dilatations physiques dues aux températures différentielles présentes dans la structure de rotor, rendant en conséquence de telles dispositions classiques inacceptables. En conséquence, une structure améliorée de rotor souhaitable pour les applications impliquant des démarrages faisant intervenir des niveaux d'énergie élevés ou des durées de démarrage écourtées.
L'ensemble de rotor 12 est pourvu d'une couronne circulaire métallique continue 60 à laquelle est relié un bac clos 62 d'un fluide de refroidissement 64 tel que l'eau, de telle sorte que ce fluide soit en communication thermique avec la surface circulaire intérieure de la couronne 60 pour en absorber l'énergie thermique. Un fluide de refroidissement autre que l'eau peut être utilisé avec grand avantage. Le fluide de refroidissement 64 est en contact intime avec la surface de la paroi circulaire intérieure de la couronne 60 dans le but d'assurer le transfert de chaleur maximal. En raison du niveau élevé inusité de chaleur dégagée pendant la phase de démarrage, l'ensemble rotor 12 doit avoir une très importante capacité thermique; aussi, le volume du fluide de refroidissement 64 sera-t-il grand comparé au volume de métal représenté par la couronne 60.
Le stator 56 du moteur de démarrage 10 peut être similaire à celui de tout moteur à rotor bobiné classique ou d'un moteur à cage d'écureuil. Toutefois, le rotor 60 est une couronne cylindrique continue en acier de résistance appropriée et d'épaisseur et longueur appropriées, qui fonctionne avec un entrefer 66 généralement plus élevé que normalement dans un moteur à rotor bobiné classique ou à cage d'écureuil. La grande accumulation d'énergie (sous forme de chaleur) dans l'ensemble rotor 12 du moteur de démarrage 10 est supérieure à celle que la couronne 60, relativement mince, peut accumuler en particulier quand plusieurs démarrages sont demandés en un espace de temps relativement court (inférieur à 2 à 4 heures).
En conséquence, la chambre à eau 62 ou réservoir d'eau , est formée sur la surface intérieure de la couronne 60 du rotor de telle sorte que l'eau 64 de cette chambre soit en contact direct avec cette couronne 60 et absorbe l'énergie qui lui est transmise dès que cette dernière est plus chaude que l'eau. A mesure que la vitesse de rotation s'accroît, L'inertie de l'eau 64 lui confère une vitesse relative par rapport à la couronne 60 du rotor, aidant ainsi au transfert de chaleur. Quand la couronne 60 atteint une température dépassant 100oC, I'eau absorbe de grandes quantités de chaleur à mesure qu'elle se transforme en vapeur, régularisant ainsi la température de la surface intérieure de la couronne proche de l'eau.
A mesure que l'eau se vaporise, la vapeur 67 formée se déplace vers le centre de l'ensemble rotor 12, par suite de la force centrifuge exercée sur l'eau, et vers le sommet de la chambre à eau 62 et réchauffe l'eau restante, ou s'échappe par un évent 70 vers un endroit désiré, par un conduit 73 tel qu'un tuyau souple ou un tube vers une zone extérieure à la machine, où elle ne puisse causer de dégâts.
Il est connu que les rotors classiques ne peuvent fonctionner sous fortes charges pendant des périodes étendues, en raison du fait que les taux pratiques de dissipation de chaleur dans de telles structures pourraient causer des différences de température importante avec des fatigues en résultant dans le rotor, dépassant sa limite élastique. Toutes les fois que ces conditions se produisent, le rotor ne fonctionne de façon satisfaisante que pour un nombre limité de cycles ou démarrages avant que des chocs thermiques ou des fissures commencent à apparaître à la surface chauffée, puis progressent jusqu'au point de rupture destructive.
Cependant, avec une couronne mince d'épaisseur appropriée et en un acier à limite élastique modérée avec une température maintenue raisonnablement uniforme par un fluide de refroidissement et avec une distance appropriée de la couronne au stator, les fatiques peuvent être maintenues suffisamment au-dessous de la limite élastique de la matière de l'anneau, pour permettre plusieurs démarrages par jour et assurer une durée de service moyenne de 20 à 30 ans.
Se reportant maintenant aux figures 2 et 3, on voit que l'ensemble rotor 12 a un support à bras métallique 71 fixé entre l'arbre 14 et le bac de fluide de refroidissement 62 pour supporter la couronne 60 et le bac à eau 62 dans leur rotation à l'intérieur du stator 56. Ce support à bras 71, comme représenté, a la forme générale extérieure d'un croisillon avec plusieurs bras radiaux 72 qui sont renforcés par des pièces structurelles appropriées (renforts) 74. Le croisillon 71 a une partie usinée en moyeu 76 qui est judicieusement fixée à l'arbre 14 pour tourner avec lui. Le bac à eau cylindrique 62 est supporté par les extrémités extérieures des bras radiaux 72 et la couronne pleine 60 du rotor est fixée au bac à eau 62 par tour moyen approprié tel que soudage.
Comme exposé précédemment, les hautes températures, aussi bien que le grand diamètre et la grande masse du rotor de ce type se traduisent par des forces de rotation élevées s'exerçant sur la couronne 60 quand elle est en rotation et qu'elle est parcourue par un courant pendant la phase de démarrage. Pour compenser la dilatation radiale de l'ensemble rotor 12, cet ensemble cylindrique est relié à l'arbre 14 au moyen de bras radiaux 72 qui sont reliés à la paroi intérieure du bac à eau 62 au moyen d'ensembles de connexion 77 à clavettes fendues à ressort élastiques, placées dans des cavités à l'extrémité des bras. La valeur de la détente du ressort dans les ensembles de connexion 77 et la charge agissant sur la couronne 60 et le croisillon 71 peuvent être variées autant que nécessaire, procurant ainsi une souplesse considérable dans la conception.
Une variante de disposition de support élastique est représentée à la figure 6. Dans l'ensemble correspondant, la couronne interne du bac à eau 62 est ajustée autour d'une paire de plaques circulaires radiales 79 espacées axialement et est raccordée à ces dernières par une paire de ressorts annulaires 81, 85. Les plaques radiales 79 sont raccordées de façon appropriée à l'arbre 14 et sont entretoisées pour limiter le fléchissement axial. Le ressort annulaire 81, comme représenté, a de préférence une section transversale en forme d'un
U renversé, avec des parties opposées formant des lèvres 83 soudées ou raccordées de toute façon appropriée à la plaque radiale 79 et au bac 62. La couronne interne de ce bac à eau 62 est de préférence fixée aux plaques 79 par emmanchement à chaud pour modérer la fatigue imposée par la dilatation thermique.
Cet assemblage crée un diaphragme flexible qui est tangentiellement rigide afin d'assurer la transmission du couple moteur, mais qui est radialement élastique pour permettre une dilatation radiale uniforme de la couronne 60 à mesure que sa température s'accroît.
Le rendement du moteur d'induction 10 ayant une structure de rotor à couronne 60 ferromagnétique, creuse et continue, peut être caractérisé par le couple électromagnétique résultant des courants de Foucault d'un tel rotor lorsqu'il est soumis à un champ inducteur de la part du stator 56. On sait que ces courants de Foucault ont une répartition et une profondeur définie de pénétration telles qu'au delà l'intensité du champ induit devient négligeable. Il a été trouvé que les rotors ferromagnétiques creux avec une épaisseur radiale de paroi correspondant sensiblement à la profondeur de pénétration des courants de Foucault, se comparent favorablement en rendement avec un rotor plein de même matière et de même entrefer.
Ainsi, pour obtenir un rendement amélioré, l'épaisseur radiale de la couronne 60 peut être prise sensiblement égale à la profondeur maximale de pénétration des courants de Foucault induits dans cette couronne par le stator 56. Cependant, l'épaisseur appropriée de la couronne est aussi déterminée par les exigences de capacité thermique et de grandeur de flux. Si la couronne est trop forte, des effets thermiques différentiels peuvent amener sa rupture. Mais elle doit être cependant assez forte pour donner passage a un flux suffisant pour atteindre un couple de traction adéquat. Il a été déterminé qu'une épaisseur de la couronne (pour l'acier à haute résistance) de 38 à 76 mm satisfait à ces conditions pour les applications typiques d'accumulation par pompage.
Pour des charges à forte inertie, la puissance de sortie d'un moteur d'induction peut être caractérisée par une courbe du couple de charge qui est proche de la proportionalité au carré de la vitesse, en raison des pertes dans les bobinages et dans la pompe. Il est donc souhaitable de limiter le taux d'arrivée de chaleur dans le rotor 12, aux basses vitesses et pour une faible profondeur de pénétration de flux. Ceci peut être réalisé dans le cadre de la présente invention par l'introduction d'un dispositif de commande d'impédance dans le bobinage du stator 56 du moteur de démarrage 10, comme représenté à la figure 4.
Le bobinage du stator 56 comprend des enroulements de phase A, B, C qui reçoivent une alimentation d'une source triphasée par un contacteur approprié 87 et des lignes de distribution 101, 103 et 105. Le dispositif préférentiel de commande d'impédance comprend une réactance polyphasée saturable 80 qui est connectée électriquement en série avec les bobinages de même phase de l'enroulement polyphasé du stator 56 et avec le point neutre de celui-ci. La réactance saturable 80 comporte plusieurs éléments d'impédance 82, 84 et 86 qui peuvent être des réactances ou des résistances de réglage qui sont mises en circuit ou hors circuit au moyen d'interrupteurs-contacteurs 88 qui peuvent être sélectivement mis sous tension et combinés pour court-circuiter progressivement les éléments d'impédance à mesure que s'accroît la vitesse du rotor du moteur de démarrage.
En conséquence, de l'arrêt jusqu'à une vitesse convenable de 40 à 80% de la vitesse de synchronisme, l'impédance maximale de la réactance peut être insérée dans les jonctions au point neutre des enroulements du stator 56. Ensuite avec un léger glissement près de la vitesse de synchronisme, où le flux peut pénétrer plus profondément dans la couronne sans taux excessif de pertes, la réactance 80 peut être partiellement mise hors circuit en une ou plusieurs étapes pour produire des couples plus élevés afin de compenser les pertes du groupe moteur-générateur afin d'atteindre une vitesse de synchronisation appropriée.
La vitesse de synchronisme d'un tel moteur d'induction de démarrage est d'habitude assez proche de la vitesse nominale correspondante du groupe principal, et les taux d'accélération sont assez bas pour qu'une synchronisation manuelle ou automatique puisse être commodément effectuée.
Bien que la figure 4 montre la réactance 80 connectée entre bobinages et point neutre de l'enroulement du stator 56, cette réactance pourrait aussi être placée sur la ligne d'alimentation du secteur avec une disposition de commutation légèrement différente, de sorte qu'une même réactance puisse desservir plusieurs moteurs de démarrage dans une station à groupes multiples.
Comme autre moyen de limiter le taux de chauffement du rotor 12 pendant le démarrage, l'enroulement du stator 56 du moteur de démarrage 10 est muni de points de connexion appropriés du bobinage et d'un organe de commutation approprié de sorte qu'il puisse être connecté pour produire d'autre nombres de pôles et réduire ainsi sa vitesse de synchronisme et accroître aussi le couple de démarrage. Plusieurs textes de brevet et d'articles techniques expliquent cette méthode, entre autres, G. H. Rawcliffe, Variation de la vitesse d'un moteur d'induction par modulation d'amplitude de pôles , compterendus de l'institution d'Ingénieurs Electriciens, Vol. 105,
Partie A, no. 32, Décembre 1958, et G. H.
Rawcliff Moteurs d'induction à variation de vitesse - Autres développements de la modulation d'amplitude de pôles , compte-rendus de l'Institution d'ingénieurs Electriciens Vol 107, partie A, no. 36,
Décembre 1960. La commande de la vitesse par changement du nombre des pôles peut être pratiquée soit indépendamment soit en conjonction avec la commande d'impédance de la réactance pour limiter le taux d'échauffement de la couronne 60 du rotor pendant le démarrage.
Une autre amélioration dans le refroidissement de l'ensemble rotor 12 est représentée aux figures 3, 5, le fluide de refroidissement y étant remplacé par du fluide de refroidissement pompé depuis un réservoir externe ou un échangeur de chaleur 90. Le fluide de refroidissement 64 est introduit dans le bac 62 par un conduit 69 et est transférée de là par un conduit 73 vers l'échangeur de chaleur 90 au moyen d'un ensemble de pompage 92. De préférence, le fluide de refroidissement est introduit et évacué par une paire de tubes de réfrigération concentriques 94, 96 s'étendant dans l'alésage central de l'arbre 14 de manière classique. La circulation du fluide de refroidissement 64 à travers le bac 62 est illustrée par les flèches 98.
Le fluide de refroidissement est de préférence refroidi ou échangé à l'extérieur sur la base d'une recirculation ou d'un remplacement lent qui n'ont pas besoin d'être suffisants pour prendre en compte les pertes totales encourues pendant la période de démarrage, mais de préférence doivent être suffisants pour transférer la chaleur totale accumulée avant que l'on ne procède à un autre démarrage. La circulation du fluide de refroidissement dans le bac 62 peut être améliorée en disposant de façon appropriée, des ajutages de décharge (non représentés) dans le bac.
Par cette disposition, le temps de refroidissement de la couronne 60 peut être réduit substantiellement pour que de multiples démarrages puissent être exécutés dans un espace de temps relativement court sans risque d'endommager le rotor. Il est maintenant apparent que l'invention crée un ensemble rotor qui comporte une couronne pleine et continue et un bac à eau pour en transférer l'énergie thermique. Les problèmes de dilatation de barres dus aux différences de chauffage du rotor sont évités dans la construction de la couronne pleine et continue.
La capacité calorifique élevée du fluide de refroidissement disposée en vue du transfert de chaleur de la paroi intérieure de la couronne, assure que la température de cette couronne sera maintenue raisonnablement uniforme et que les fatigues seront maintenues suffisamment au-dessous de la limite élastique de la matière de la couronne pour des démarrages multiples sur une période de temps relativement courte.