<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
" Iyl0Cü1 asynchrone 8. COl.1.rent triphasé avecmoteurasynchrone de démarrage ".
Le calcal des dimensions et le montage de l'enroulement secondaire des machines asynchrones à grande puissance, notamment des machines à phases ccm - pensées, présentent différentes difficultés.
<Desc/Clms Page number 2>
Si l'on bobine le rotor pour des tensions à l'arrêt de la valeur habituelle, l'intensité élevée du courant, né- cessite de grandes dimensions pour les bagues collectrices, ainsi qu'un grand nombre de balais collecteurs. La machine exci- tatrice se construit dans des conditions défavorables pour des intensités élevées du courant et, en particulier, le collecteur de cette dernière devient beaucoup troplong et 1' encombrement des balais devient très grand. De même, les câbles de conne- xion, les rhéostats de démarrage et les interrupteurs, prennent des dimensions extraordinairement grandes. De plus, avec les intensités élevées de courant, il y a une augmentation notable des pertes.
Si l'on cherche à tenir l'intensité du courant aussi faible que possible, pour éviter ces difficultés, on arrive à une tension secondaire relativement élevée. Pour de grandes puis- sances de machine, il se produit des tensions secondaires de valeur dangereuse et celles-ci sont encore une fois indési- rables eu égard à l'isolement de l'enroulement du rotor. Prin- cipalement dans l'enroulement cylindrique en tambour, habituel pour des considérations d'ordre mécanique, l'isolement de l'en- roulement est difficile pour les tensions élevées. De même l'i- solement du démarreur présente de grandes difficultés pour des tensions supérieures à 1800 volts.
La sécurité du fonctionnement s'en ressent dans une mesure très délicate.
L'invention part de l'idée, d'éviter tous ces incon- vénients, par l'usage d'un moteur de démarrage, qui est élec- triquement relié avec le moteur asynchrone. Il est vrais qu'il est connu d'employer des moteurs de démarrage dans les machines synchrones, mais ceux-ci avaient uniquement pour but de déchar- ger le réseau - qui le plus souvent est déjà fortement charge - @ des courants élevés des mises en marche et qui se produisent dans le démarrage au moyen d'un transformateur de mise en marche.
<Desc/Clms Page number 3>
L'usage d'un moteur de démarrage, dont la puissance normale n'est que d'environ 5 % de la puissance nominale de la machine synchrone, ne donne ainsi uniquement et seulement que la faible charge de réseau, requise pendant le démarrage de la machine à courant mort (blindstrom maschine) mais cet usage n'a au- cune influence sur les dimensions de cette dernière.
Lorsque, dans le cas de la présente invention, des machines asynchrones sont mises en marche au moyen d'un moteur de démarrage ,qui est mis en série avec la machine principale, il se produit des- effets tout à fait différents, qui amènent des avantages considérables pour la construction et le régime de la machine asynchrone'Dans le calcul des dimensions du rotor de la machine asynchrone, il n'est plus nécessaire de prendre en considération la valeur de la tension secondaire d'arrêt, parce que l'enroulement du secondaire peut constamment de trouver court-circuité ou être mis en circuit en passant par l'induit de la machine excitatrice et qu'il ne se produit pas de tension supérieure à celle de la machine excitatrice. On réalise ainsi pour l'enroulement du rotor un degré de sécurité de fonctionnement extraordinairement plus élevé.
Etant donné que la valeur de la tension du rotor peut être choisie à volonté, il est donc possible de diminuer notablement l'in- tensité du courant du rotor.Il en résulte, que les bagues col- lectrices, le collecteur de la machine excitatrice, l'interrupteur et les conducteurs de connexio n entre les bagues collectrices et la machine excitatrice,peuvent être rendus beaucoup plus faibles ce qui signifie une diminution notable e du coût de la construction et une diminution importante des pertes Le démarreur peut être construit pour une tension normale. La mise en marche elle-mê- me se fait de la façon la plus simple et uniquement par l'ac- tionnement du démarreur et court circuitage subséquent de l'en- roulement du stator du moteur de démarrage.
Par le montage en série, le moteur principal peut être automatiqiement branché sur le réseau et ce, sans qu'une synchronisation soit nécessaire. Grace à l'ensemble de la disposition,on réalise ainsi un grand progrès dans la construc-
<Desc/Clms Page number 4>
tion des moteurs générateurs asynchrones et des machines asynchrones à puissance morte (blind leistung maschine), de la plus grande puissance. Les difficultés de devoir exécuter le rotor, soit pour des intensités qu'il ne pourrait supporter, soit pour des tensions qu'il ne pourrait supporter davantage disparaissent ainsi d'un seul coup.
Le mode de montage qui est appliqué selon la présente invention, est représenté à titre d'exemple dans la Fig. 1. a est le moteur asynchrone à courant triphasé. Son enroulement primaire b est mis en série avec l'enroulement de stator d du moteur de dé@arrage c. L"enroulement secondaire du moteur asynchrone a peut être exécuté en cage d'écuneuil ou; comme on l'a représenté ici à titre d'exemple, il peut être consti- tué comme enroulement de phases et être relié à des bagues collectrices ¯µ¯ .
Lors du démarrage l'enroulement secondaire est alors court- circuité par l'interrupteur f. L'enroulement du rotor du mo- teur de démarrage est relié, en passant par des bagues collec- trices g; à une résistance du démarrage h. Le fonctionnement a lieu après avoir fermé l'interrupteur de roseau i, en court- circuitant la résistance de démarrage. Le démarrage se produit comme suit: La tension en se répartit sur l'enroulement primaire b du mo- teur principal et sur celui du moteur secondaire d. Etant donné que l'enroulement secondaire du moteur principal se trouve court-circuité, il se fait que la chute de tension à l'enroule- ment primaire correspond uniquement à la faible impédance de court-circuitage.
L'enroulement primaire d@du moteur de dé- marrage, dont le rotor se trouve d'abord en circuit par l'inter- médiaire de toute la résistance, reçoit conséquemment presque toute la tension du réseau. La répartition de la tension corres- pond à peu près au diagramme vectoriel Fig. 2a, dans lequel e est la tension du réseau en la tension à l'enroulement primaire du moteur de démarrage. Par la réduction de la résistance de démarrage h, le groupe se met peu à peu en marche. Au* voisinage du nombre de tours asynchrones du moteur principal, la réparti-
<Desc/Clms Page number 5>
tion de la tension varie peu à peu de façon telle, que la tension à l'enroulement primaire b s'élève, tandis que celle de l'enroulement primaire d diminue.
La répartition de la tension lors du synchronisme du moteur principal, peut se déduire des diagrammes circulaires et des courbes de magnétisation des deux moteurs. Elle est essentiellement dépendante de la caractéristique magnétique et correspond à peu près à la Fig. 2b.
Le moteur principal reçoit ainsi déjà une grande partie de la ten sion du réseau.
Par le court-circuitage de l'enroulement primaire du moteur de démarrage, celui-ci pourrait éventuellement être déjà rois hors circuit , mais à ce moment, le moteur de démar- rage reçoit à peu près encore les 2/3 de la tension du réseau, de sorte qu'il pourrait se produire un à-coup de mise en cir- cuit dont l'action nuisible doit autant que possible être évitée, pour le moteur principal et pour le réseau.
Etant donné ce- pendant, que l'ensemble du processus de démarrage ne peut être en principe être pris en considération que pour des machines asynchrones de grande puissance, et que celles-ci sont presque toujours équipées avec des excitatrices à courant triphasé, il suffit que le moteur principal soit convenablement excité avant la mise hors circuits du moteur de démarrage, pour créer une - répartition favorable de la tension et pour réduire à un mi- nimum là-coup de mise en circuit* Conséquemment, sile moteur principal possède l'excitation suffisante, le moteur de démar- rage peut être mis hors circuit sans production notable d'impul- sions de courant ce qui termine le processus du démarrage.
Un autre perfectionnement du procédé de démarrage est réalisé en particulier pour des machines asynchrones sans machine excitatrice, par ce que le moteur de démarrage est exécuté avec un nombre de pôles inférieurs à celui du moteur principal. De cette façon, on obtient également lors de la mise hors circuit du moteur de démarrage, une grande diminution de l'impulsion de courant qui se produit. Les conditions de démar- rage se présentent alors comme suit :
<Desc/Clms Page number 6>
Lorsque le moteur principal reçoit déjà une grande partie de la tension du réseau, la résistance de démarrage h est réduite jusqu'au point où le moteur de démarrage tend à entrainer le moteur principal en sursynchronisme.
Lorsque les dimensions sont correctement choisies, il se fait que ceci n'est pas possible, parce que le moteur principal setrouve déjà en partie sous la tension du réseau et qu'il peut d évelop- per un moment de torsion notablement supérieur. Il ne se produit qu'une élévation d'intensité du courant primaire qui, à son tour déplace la répartition de la tension au. profit du moteur principal.
Avec la tension diminuée, le moteur de démarrage arrive bientôt à la limite de renversement.La tension résiduelle de l'enrou- lement d, restante lors du court-circuitage complet de l'en- roulement du rotor du moteur dedémarrage, correspond à l'im- pédance de court circuitage du nombre de tours sous synchrone du moteur principaljour le moteur de démarrage.Le diagramme vec- toriel de la tension correspond alors à peu près à la Fig. 2c.
Etant donné que le moteur principal se trouve alors sous la tension presque complète du réseau, et que la tension rési- duelle ea est très faible, l'enroulement primaire d peut être court-circuité par l'interrupteur k sans impulsion de courant notable, ce qui .termine le processus du démarrage.
Au moyen du commutateur f, qui est de préférence pré- vu sans interruption, on peut alors encore le mettre en circuit une machine d'excitation 1 de n'importe quelle espèce. Si le caractère asynchrone du moteur principal doit être maintenu, on peut prévoir une machine excitatrice à courant triphasé, de n'importe quel système.
On peut toutefois également prévoir une synchronisation par une dynamo à courant continu, le moteur principal fonctionnant alors comme soi- disant moteur asynchrone synchronisé.La tension d'excitation peut être également produite dans la machine principale elle- même; comme c'est par ex. le cas dans le moteur asynchrone com- pensé suivant le brevet allemand n0442065, Finalement, il n'est non plus pas nécessaire de prévoir un commutateur f, spécial; l'enroulement produisant la
<Desc/Clms Page number 7>
tension de compensation peut également être directement mis en série d'avance aveclienroulement secondaire du moteur principal.
Dans des moteurs, qui travaillent avec un cos. environ égal à l'unité , ne nécessitant conséquemment qu'une excitation relativement faible, la combinaison ci-dessus décrite permet encore de réduire d'avantage le courant aux bagues collectrices ou courant d'excitation. La partie secondaire du moteur principal reçoit dans ce cas deux enroulements. L'un est un enroulement en cage d'écureuil ou enroulement en phase court- circuité.
Le second enroulement, qui peut se trouver dans les- mêmes rainures,'est exécuté comme enroulement de phases et est relié aux bagues collectrices. Par un décallage approprié du vecteur de la tension de compensation, on peut arriver à ce que la composante de magnétisation passe uniquement par les baguescollectrices,t andis que l'enroulement secondaire court- circuité conduit les composantes de travail du courant secon- daire. Dans les machines asynchrones, qui sont synchronisées par alimentation en courant continu, Il,enroulement court-circui- té produit une légère synchronisation et agit comme enroule- ment de freinage.
REVENDICATIONS .
1.- Moteur asynchrone à courant triphasé avec moteur asynchrone de démarrage ,caractérisé par ce que l'en- roulement du stator du moteur de démarrage est mis en série avec l'enroulement primaire du moteur principal.