Procédé d'excitation d'un moteur shunt monophasé à collecteur. IL est connu de faire fonctionner le mo teur série monophasé â collecteur en moteur shunt pour permettre son fonctionnement en récupération (voir Eclairage Electrique, 27 fé vrier 1904, page 333; et Revue Générale d'Electricité, 7 décembre 1918, page 877).
Le moteur shunt moderne est pratique ment constitué, comme le moteur série, par un stator ou inducteur comportant un enroule ment d'excitation et un enroulement de com pensation en quadrature, et par un rotor ou induit monté en série avec le susdit enroule ment de compensation. La connexion shunt est réalisée en alimentant l'enroulement d'exci tation d'une part, et l'enroulement de com pensation en série avec l'induit d'autre part, par des tensions proportionnelles de même phase. La récupération avec le moteur shunt a l'avantage de se faire à couple constant, mais elle a l'inconvénient de se faire avec un mauvais facteur de puissance.
La présente invention vise à supprimer ce dernier inconvénient. Elle est remarquable par le fait que l'alimentation du circuit d'excitation du moteur est réalisée par une tension proportionnelle en grandeur à la ten- sion appliquée sur l'induit même du moteur, mais qui en diffère notablement en phase de façon à obtenir un bon facteur de puissance dans le fonctionnement en récupération.
A titre d'exemple, on peut prendre soin à ce qu'on obtienne un retard de phase a voisin de 45 entre la phase de la tension . qui alimente le circuit ou enroulement d'exci tation du moteur et la phase de la tension principale qui alimente l'induit de celui-ci.
Ce retard de phase a peut être obtenu soit par un changeur de phase rotatif, du type moteur d'induction ordinaire ou du type mo teur Latour, soit par l'intercalation d'une capacité sur l'enroulement d'excitation com binée avec l'inversion de cet enroulement, soit enfin par tout autre moyen approprié.
En raison du déphasage ce le moteur shunt, tout en conservant la caractéristique reconnue d'avoir un couple de freinage indépendant de la vitesse, acquiert l'avantage d'avoir un bon . facteur de puissance et de ne pas donner lieu à un courant excessif sur le collecteur. Pour réduire ce dernier courant, on peut toujours d'ailleurs mettre une réactance extérieure en série avec l'induit.
Si l'on désigne par L le coefficient de self-induction de l'inducteur du moteur, par l le coefficient de self-induction de l'ensemble constitué par l'induit et l'enroulement de compensation, par À le coefficient de self- induction d'une inductance extérieure éven tuellement disposée en série avec l'induit, et si l'on désigne par VE la tension appliquée à l'inducteur et par Vit la tension appliquée à l'induit ou au rotor du moteur, les cou rants In et IR dans l'inducteur et dans l'in duit du moteur considéré au repos seront, respectivement, en prenant w comme pul sation des tensions
EMI0002.0002
Si l'on désigne par M le coefficient d'in duction mutuelle de rotation entre l'inducteur et l'induit, le couple du moteur sera,
en tenant compte du déphasage des deux courants:
EMI0002.0003
Or, ce couple ainsi déterminé en suppo sant le moteur au repos, va se maintenir quelle que soit la vitesse w1.
En effet, la rotation à la vitesse w1 dé veloppe simplement un courant
EMI0002.0004
qui est en quadrature avec le flux du mo teur et ne peut donner lieu à aucun couple additionnel. On doit considérer que la ten sion VR étant équilibrée par la circulation du courant dans l'induit au repos, l'induit se trouve fermé simplement sur la réactance d) w pour toute force électromotrice développée par la rotation.
Mais ce courant en quadrature rend ce pendant, en même temps qu'une puissance active '
EMI0002.0005
une puissance réactive
EMI0002.0006
Cette fourniture de puissance réactive est une des particularités de l'invention. Elle améliore le facteur de puissance et elle indirectement le courant sur le collecteur. cette combinaison, l'inductance de en série avec l'induit peut être beau coup moins importante, et annulée éventuelle ment si on a recours à une sous-compensation du moteur.
Le dessin ci-joint à titre d'exemple, un mode de réalisation du pro cédé suivant l'invention. Le moteur shunt 2, 3 est alimenté par le transformateur 1 à tra vers 'l'inductance S.
Pour obtenir le retard de phase a par le changeur de phase 7, on alimente le pri maire 5 de ce changeur de phase par une tension en phase avec la tension principale qui alimente l'induit 2 du moteur shunt; on recueille une tension en quadrature sur une phase secondaire 6 bobinée à et on monte cette tension en série et dans un sens con venable la tension primaire pour obtenir la tension d'alimentation de l'enroulement d'excitation 4 du moteur shunt.
Le démar- rage du changeur de 7, s'il est réalisé sous la forme d'un moteur peut être à cage d'écureuil, pourra se faire suivant les méthodes de démarrage des mo teurs monophasés. Si le changeur de phase est réalisé sous la forme d'un moteur Latour, il se fera également suivant les méthodes connues de démarrage de ces moteurs; en série ou en répulsion.
Dans le cas de la traction électrique, le changeur de phase pourrait d'ailleurs être réalisé en utilisant un des moteurs même de la locomotive ou de l'automotrice.
On peut combiner avec un déphasage de la tension d'excitation moindre que l'ac- tion d'un transformateur série dont le pri maire est traversé par le courant de l'induit du moteur et dont le secondaire est intercalé dans les circuits primaire ou secondaire du changeur de phase, de façon à introduire dans le circuit d'excitation une tension sup plémentaire proportionnelle en grandeur au courant de l'induit et modifiée ou non quant à la phase. Cette combinaison aurait pour but d'obtenir tout changement jugé utile dans la caractéristique du moteur.
Le primaire de ce transformateur éventuel pourrait également être traversé par le cou rant primaire du transformateur principal qui, dans une locomotive, alimente le moteur même.