Installation de distribution électrique à courants polyphasés. La présente invention se rapporte à une installation de distribution électrique à cou rants polyphasés, dans laquelle se manifestent des composantes polyphasées, désirée et non- désirée et qui renferme un appareil destiné à fonctionner seulement avec la composante de courant désirée.
Suivant l'invention, l'installation comporte une machine dynamoélectrique auxiliaire à enroulements primaire et secondaire, qui fonc tionnerait à des vitesses différentes (la dif férence pouvant être soit une différence de sens, soit une différence de grandeur) sous la commande des deux composantes de cou rant et dont l'enroulement primaire comprend des bobines de phase reliées en série entre des bornes auxquelles se manifestent les deux composantes et l'appareil destiné à fonction ner seulement avec la composante désirée, tandis que l'enroulement secondaire de cette machine est amené à tourner par rapport à son enroulement primaire à une vitesse au moins à peu près synchrone correspondant à la composante de courant non-désirée, grâce à quoi ladite machine offre une impédance relativement faible à la composante de cou rant désirée.
Les fig. 1 et 2 du dessin schématique annexé représentent, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
L'installation représentée à la fig 1. com porte un convertisseur de phase rotatif 1 ayant un stator polyphasé 2 et un rotor à enroulement en cage d'écureuil, la machine 1 étant, comme construction, similaire à un moteur à induction polyphasé ordinaire.
Une source de courant formée par un transformateur 4 fournit du courant alternatif monophasé au convertisseur de phase 1 et du courant polyphasé est fourni conjointement directement par la source 4 et indirectement par le convertisseur de phase 1 'à une ligne de distribution polyphasée, telle que celle alimentant un moteur de traction électrique 5 du type à induction.
Inversement, pendant la période de ré cupération ou de régénération électrique, la machine 5 fonctionnera comme générateur polyphasé asynchrone; l'énergie électrique produite sera transmise au transformateur 4 directement et par l'intermédiaire du conver tisseur 1.
Ainsi que cela est bien connu, les chutes ohmique et inductive dans le convertisseur 1 produisent un effet de distorsion sur les forces électromotrices polyphasées dérivées de cette machine dans des conditions de charge, de façon à donner lieu à un déséquilibrage de l'installation.
Cet effet de déséquilibrage est en majeure partie éliminé, dans la forme d'exécution re présentée, par l'emploi d'une machine dynamo- électrique auxiliaire 6, similaire à un moteur à induction polyphasé ordinaire, comme le convertisseur de phase rotatif et comportant un enroulement primaire à bobines de phase 7, 8 et 9 et un enroulement secondaire 10, celui-ci étant représenté comme étant monté sur le rotor, bien que le rotor puisse indif féremment comporter soit l'enroulement secon daire, soit l'enroulement primaire.
Les bobines de phase 7, 8 et 9 de l'enroulement primaire de la machine 6 sont conductivement séparées d'entre elles à l'intérieur de la machine et sont intercalées respectivement en série dans les conducteurs de distribution entre le con vertisseur 1 et le moteur 5 et les connexions électriques sont telles que la séquence de phase dans la machine 6 s'établisse dans le sens opposé à celui de la séquence de phase dans le convertisseur 1, tandis que le rotor de la machine 6 est entraîné dans la direc tion de rotation du rotor 3 par l'arbre 11, qui relie les deux rotors.
Le nombre de pôles dans la machine 6 est le même que celui dans le convertisseur 1, ces deux machines étant directement reliées par l'arbre 11, grâce à quoi la fréquence correspondant au fonctionnement synchrone de la machine 6 est la même que celle en gendrée dans la machine 1.
Tandis que la machine auxiliaire 6 est représentée comme étant pourvue du même nombre de pôles que la machine principale 1, ce qui permet d'obtenir le résultat dont il sera question plus loin, des harmoniques d'ordre supérieur à l'harmonique fondamental peuvent être éliminés de la machine com- mandée en donnant à la machine auxiliaire 6 le nombre requis de pôles et en actionnant cette machine à une vitesse sensiblement synchrone avec le courant de l'harmonique fondamental.
Le fonctionnement de l'installation décrite est le suivant: En supposant que la machine 1 ait été mise en marche et fournisse de l'énergie au moteur 5, l'énergie dans les conducteurs de distribution sera de la fréquence de la source 4; mais les courants dans ces conducteurs ten dront à s'y déséquilibrer par suite des chutes dans la machine 1.
Le courant polyphasé déséquilibré peut être décomposé en deux composantes poly phasées équilibrées, l'une correspondant ait sens de rotation du moteur en avant, qui est la composante désirée, et l'autre au sens de rotatiôn en arrière, qui est la composante non-désirée, ces deux composantes étant de la même fréquence que la source 4. La com posante non-désirée, dont la séquence de phase .tend à entraîner le rotor de la machine dans le sens de rotation du rotor 3 oblige la machine 6 à fonctionner à peu prés en synchronisme par rapport à cette composante.
De cette façon, la machine 6 aura pour effet d'opposer son impédance synchrone à la com posante tendant à faire tourner le moteur en arrière, alors qu'elle aura peu d'effet par rapport à la composante de sens de rotation en avant. Par ces moyens, la composante polyphasé de sens de rotation en arrière sera pratiquement supprimée et la force électro motrice résultante fournie au moteur 5 sera équilibrée.
La machine 6 est représentée comme étant couplée rigidement avec la machine 1 de manière à assurer le fonctionnement en tous temps de la machine 6, quand bien même les courants de charge qui la traver sent sont tellement faibles en valeur qu'ils y empêchent le développement d'un torque de commande suffisant; mais si les courants de charge sont de valeur telle qu'ils main tiennent le torque désiré, l'arbre 11 peut être supprimé et la machine 6 peut marcher libre- ment, fonctionnant comme une machine asyn chrone et développant sensiblement sa pleine impédance synchrone, la vitesse de la machine différant de la vitesse synchrone seulement par le relativement faible glissement occa sionné par la friction mécanique, le frotte ment dans l'air et les pertes électriques.
Comme il a été indiqué plus haut, on comprend que l'élimination désirée d'harmo niques indésirables peut être accomplie en faisant marcher la machine auxiliaire 6 à la vitesse synchrone du courant harmonique qu'il est désiré d'éliminer de l'installation.
En se référant maintenant à la fig. 2, les éléments principaux de cette installation sont les mêmes que ceux de la première forme d'exécution, sauf que le convertisseur 1 est du type synchrone, cet effet étant produit par l'adjonction d'un enroulement excitateur à courant continu 12 sur le membre secon daire 3 du convertisseur. La machine auxi liaire 6 servant à l'équilibrage de l'installa tion est aussi du type synchrone et est reliée directement par l'arbre 11 au convertisseur 1, mais pourrait aussi fonctionner comme mo teur synchrone.
Dans ce dernier cas, il con viendra de prévoir des moyens pour déplacer circonférentiellement les axes polaires de la machine auxiliaire 6, ces moyens étant indi qués conventionnellement dans le dessin par des poignées 13 représentées comme étant appliquées aux pôles de champ de la ma chine 6 pour permettre de déplacer ces der niers dans le sens circonférentiel. Le fonc tionnement synchrone de la machine 6 permet le développement de la pleine impédance synchrone de celle-ci, assurant ainsi un effet d'équilibrage maximum pour une machine donnée.
Il a été proposé jusqu'à présent d'équi librer les forces électromotrices d'une instal lation polyphasée déséquilibrée en reliant une machine auxiliaire en dérivation sur l'instal lation, cette machine opposant une impédance sensiblement nulle à la composante de phase de sens de rotation en arrière, court-circuitant ainsi cette composante de phase indésirée et déterminant par suite l'équilibrage des forces électromotrices résultantes de l'installation. Dans les formes d'exécution représentées, cependant, la machine auxiliaire est reliée en série pour imposer une impédance syn chrone élevée à la composante de phase in- désirée.
Etant donné qu'une installation mono phasée peut être considérée comme une instal lation polyphasée complètement déséquilibrée, c'est-à-dire telle que la composante non-dé sirée ait la même amplitude que la com posante désirée, la machine 6 peut être em ployée dans cette application pour préserver l'équilibrage d'une installation polyphasée dont une charge monophasée est empruntée. En d'autres termes, avec une charge mono phasée à deux composantes polyphasées équi librées égales et de sens de rotation contraires, il est seulement nécessaire d'empêcher l'une des composantes de charge de l'installation monophasée d'être imposée à la source poly phasée équilibrée afin d'y maintenir un équi librage.
Par conséquent, la machine 6 peut être reliée en série entre la charge mono phasée (complétée par des conducteurs d'équi librage) et la partie polyphasée de l'installa tion et être amenée à tourner à une vitesse telle que la composante de charge indésirée soit étouffée. C'est ce qui aurait lieu; par exemple, lorsque la machine 5 (fig. 1) fonc tionne en régénération, si l'installation ne comprenait pas de convertisseur et si la bo bine 7 était, par exemple, reliée directement art point médian de l'enroulement secondaire du transformateur 4.