BE346588A - - Google Patents

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BE346588A
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/24Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field due to variation of make-to-break ratio of intermittently-operating contacts, e.g. using Tirrill regulator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



  PERFECTIONNNtîENTS AUX REGULA.T11'URS IiECTRIUES.- la présente invention a pour objet des perfectionnements aux régulateurs électriques, et particulièrement aux régulateurs vibrants, et elle est spécialement applicable au réglage des équipements synchrones pour lignas de transmission d'é-nergie. 



   Dans ces dernières années, on a beaucoup étudié le problème   d'augmenter   la capacité de transmission d'énergie des réseaux électriques, et particulièrement des réseaux à haute tension et à grande distance. D'une maniè- re générale, le problème n'est pas limité aux transmissions à grande distance, 

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 mais il a pris une importance particulière à ce sujet, dans les dernières an- nées, car il n'y a pas longtemps que l'on a commencé à transmettre, sur les ré- seaux importants, des quantités d'énergie approchant de leurs limites de capa- cité de transmission. 



   Pour faciliter la compréhension des principes utilisés et du rôle du régulateur dans un réseau de distribution dont on désire améliorer la stabilité de fonc-tionnement et augmenter les capacités limites de transmis- sion, il est utile de considérer brièvement quelques uns des facteurs qui dé- terminent la puissance limite des machines synchrones et des réseaux de distri- bution comprenant un équipement synchrone. la puissance limite d'une ligne ou d'un réseau, désignée par diverses expressions : "puissance maximum", "limite de stabilité", 'puissance ou charge de déclenchement ou de décrochage", etc..., varie en fonction des conditions de fonctionnement et de l'état du système ou du réseau. 



   La phénomène de décrochage d'un moteur synchrone alimenté par des barres omnibus de grande capacité, est connu des techniciens. Si une charge est appliquée à l'arbre d'un moteur synchrone ayant une excitation de valeur fixe, il   existe'un   point auquel il n'est plus possible d'aumgmenter la puissance fournie au moteur, même si la tension des barres omnibus demeure constante. la valeur de la puissance électrique qui peut être fournie au moteur, dépend de son impédance intérieure et de son excitation à l'instant où la charge est ap- pliquée. Si l'excitation   demeure   constante, à sa valeur de marche à vide, le décrochage se produit pour une charge beaucoup plus faible que si l'excitation est augmentée. 



   De manière analogue, si une génératrice synchrone est utilisée pour fournir de l'énergie à un moteur synchrone de mêmes dimensions et caracté- ristiques, et qui est reliée aux mêmes barres omnibus, et si l'excitation de chaque machine correspond à la tension normale de marche à vide, dans ce cas, lorsque l'arbre du moteur synchrone est chargé, les deux machines se décrochent   à   une valeur de la charge, qui est approximativement la moitié de celle que cha- cune d'elles pourrait supporter si elle était reliée à une barre omnibus ayant la même tension, mais une capacité infinie. Cela est dû au fait que les impédan- ces de la génératrice et du moteur sont montées en série, et que l'impédance efficace est le double de celle d'une machine unique. 



    @   

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Si le moteur est chargé progressivement, il se déphase par rap- port à la génératrice, et il se décroche pour un angle déterminé de déphasage. 



   Si une ligne de transmission relie les deux machines, la chute d'impédance est augmentée et, en conséquence, le déphasage entre la génératrice et le moteur synchrone, pour une même charge, est aussi augmenté. 



   Les chutes   dl impédaiie-e   de la génératrice, du moteur, et de la ligne, s'ajoutent pour produire l'écart total entre les tensions intérieures ou nominales de la génératrice et du moteur. Cette limite de puissance augmente, lorsque les excitations des inducteurs augnentent, et diminue lorsque les impé- dances entre les tensions nominales augmentent.   On   voit ainsi que l'excitation des machines synchrones joue un rôle important dans le problème des limites de puissance. 



   La puissance limite d'un réseau ou d'un système dépend aussi des conditions de fonctionnement, qui sont désignées techniquement par ''état stable" et "état de transition". Dans les conditions d'êtat stable, toutes les forc-es existant dans le réseau entier, sont en état d'équilibre. Le passage de puissance est partout constant, et l'excitation des machinesest juste celle qui est fournie par les inducteurs. 



   Au contraire, dans les conditions d'état transitoire résultant d'un accroissement de la charge, le courant inducteur est augmenté en raison du courant induit dans l'inducteur par la variation de charge. Il est ainsi évident que, si la charge est appliquée avec une rapidité suffisante pour induire un courant dans les inducteurs, l'excitation totale est supérieure à celle qui est fournie par les excitatrices, et la puissance limite est ainsi accrue . Si les excitations des machines synchrones ont une valeur fixe déterminée, et si les machines sont progressivement chargées, on peut atteindre une puissance dêtermi- née à laquelle les machines son décrochées ou perdent le synchronisme, ainsi qu'il a été expliqué ci-dessus. 



   Pour les excitations déterminées, la tension de borne, lorsque le réseau ou le système perd le synchronisme, possède une valeur déterminée. 



  Lorsque ces excitations ont une valeur telle que la tension de borne, au décro- chage, ait une valeur égale à la valeur normale déterminée, cette puissance limite est égale à la limite maximum la plus élevée correspondant à l'état sta- ble. Une plus grande excitation donne une puissance maximum plus grande, mais 

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 elle se produit à une tension qui est supérieure à la tension normale. Par ana- logie, une excitation plus faible donnerait une limite de puissance plus faible à une tension de horne inférieure à la valeur normale. 



   Lorsque la valeur de la puissance transmise à la tension normale se rapproche de la limite maximum correspondant à l'état stable, la marge entre les valeurs opératives et la valeur maximum de puissance, pour une tension de borne plus faible, décroît jusqu'à une valeur au-delà de laquelle le système ou le réseau devient instable et perd le synchronisme. Ainsi, lorsqu'un système ou un réseau quelconque fonctionne près de la limite maximum dernière correspondant à l'état stable, le courant inducteur doit être rapidement accru, lorsque la charge augmente, pour maintenir la tension de borne à sa valeur normale; et lors- que la charge du système s'approche de plus en plus de la limite maximum dernière de l'état stable, l'accroissement d'exc--itation doit suivre de plus en plus près l'accroissement de la charge.

   S'il n'en était pas ainsi, en cas d'un accroisse- ment de charge, le système passerait immédiatement à un état d'instabilité, et les machines synchrones perdraient le synchronisme. 



   On sait qu'il est bien entendu impossible d'appliquer instanta- nément une charge accrue sur un réseau. Si la charge est appliqué-e sur l'arbre   d'un   moteur synchrone, la puissance électrique du moteur ne peut pas augmenter jusqu'à ce que le moteur se déphase, se qui nécessite une baisse temporaire de vitesse.

   Cela signifie que la demande accrue initiale est partiellement alimen- tée par la force-vive des organes rotatifs, et l'alimentation en énergie élec- trique est augmentée de manière plus progressive, en diminuant ainsi le choc ou   l'à-coup   appliqué au système ou au réseau,   Mais   il convient de noter que des conditions transitoires suivant un changement quelconque de charge, entraînent des oscillations du système et des fluctuations de puissance résultant de l'inertie des organes ou des appareils ro- tatifs. la. période d'oscillations du système ou du réseau usuel est de l'ordre d'une seconde, ce qui signifie que la première fluctuation de puissance se pro- duirait probablement au cours d'une demi-seconde;

   dans cette oscillation, l'ac- croissement   insèrent   de courant inducteur nésultant d'une variation de charge, effectue un accroissement momentané de courant inducteur, et avec le type usuel de régulateur vibrant et un système d'excitation convenablement agencé, la ten- sion pour maintenir ce courant, peut être obtenue assez rapidement pour maintenir 

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 l'excitation nécessaire et empêcher le système de perdre le synchronisme.   Nais   cette condition de fonctionnement suppose, au préalable, un système qui fonction- ne au-dessous de la limite maximum correspondant à l'état stable. 



   Jusqu'ici, on n'a pas établi de régulateurs de tension, ni de systèmes de réglage permettant le fonctionnement d'un système de transmission d'une manière appréciable au-delà de la limite maximum correspondant à l'état stable, car la valeur ultime de l'excitation nécessitée pour un accroissement quelconque de charge, ne pourrait pas être atteinte dans un intervalle de temps suffisamment court pour empêcher le système de perdre le synchronisme.

   En outre, les régulateurs de type connu tendent à augmenter l'excitation à un instant sui- vant celui auquel l'oscillation du système ou du réseau a commencé, et cela peut favoriser ou introduire des "pompages" additifs, et augmenter la tendance du système à perdre le synchronisme, ceci posé, la présente invention porte essentiellement sur un régulateur perfectionné pour contrôler ou régler une caractéristique électrique, par exemple la tension d'une dynamo ou d'une autre machine électrique, ou d'un circuit à régler, ce régulateur étant efficace pour ramener la dite caractéris- tique à une valeur normale déterminée, pendant un intervalle de temps plus court qu'avec les régulateurs construits jusqu'ici, et sans introduire d'instabilité dans le fonctionnement du régulateur ou du circuit à régler,

   
L'invention porte aussi sur un régulateur perfectionné et sur un système de réglage pour un équipement synchrone de réseau de transmission, qui présente l'avantage d'avoir une stabilité de fonctionnement accrue, dans toutes les conditions opératives, et d'accroître la capacité de transmission d' énergie des réseaux de transmission au-delà de la valeur maximum correspondant à l'état stable ou permanent. 



   En vue d'augmenter la stabilité de fonctionnement des réseaux de transmission comprenant un équipement synchrone, dans toutes les conditions opûratives, et de rendre possible un fonctionnement stable ou permanent au voi- sinage, et particulièrement au-delà de la limite correspondant à l'état stable ou permanent, on a trouvé qu'un régulateur automatique du type vibrant doit compren- dre des contacts primaires, un ou les deux contacts formant partie d'un   sstème   mécanique ayant une fréquence naturelle d'oscillations élevée par comparaison à la fréquence d'oscillations naturelle du réseau qu'il s'agit de régler, et que la position relative de ces contacts primaires doit être une fonction déteminée 

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 et continue de la caractéristique électrique qu'il s'agit de régler. 



   Cette dernière condition signifie que, pour une valeur particu- lière quelconque de la caractéristique réglée, les contacts ont une position relative déterminée, et que pour une autre valeur particulière de la caractéris- tique réglée, les contacts ont une autre position relative déterminée, et que cette position est prise de manière à peu près simultanée avec la variation de la caractéristique réglée. Or, les régulateurs de type connu ne satisfont pas à ces diverses conditions. 



   Dans les régulateurs comportant une   oooine   de potentiel, pour actionner des contacts ou des plots roulants ou   glissants,   etc.. ou bien dans les régulateurs voltmètriques à contacts, la position des contacts ou de leurs élements de contrôle mobiles, eut varier comme une fonction déterminée et con- tinue de la caractristuque réglée, mais les contacts ou les éléments mobiles ne forment pas partie d'un système mécanique ayant une fréquence naturelle d'oscil- lations élevée. 



   En outre, pour surmonter le frottement de repos, la déviations de la caractéristique électrique par rapport à la normale, doit être plus gran- de que ce qui est nécessaire pour maintenir le mouvement du mécanisme opératif, dt lorsqu'il est mis en train, le mécanisme dépasse sa propre position. Cet in-   convénient   a été supprimé , tout au moins dans une certaine mesure, en ne per- mettant jamais au mécanisme de contrôle de venir au repos, en le disposant dans un équilibre instable, comme un "système   flottant'T.   



   Divers régulateurs automatiques, par exemple les régulateurs du typa   Tirrill,   et d'autres régulateurs vibrants de type analogue, fonction- nent conformément à ce principe, mais la position relative des contacts du le- vier ou du système flottant, n'est pas une fonction déterminée et continue de la caractéristique réglée, car le levier flottant, et en conséquence les con- tacts actionnés par c-e levier, peuvent prendre une position quelconque entre les limites de fonctionnement relatives à une valeur de tension déterminée. 



   En outre,, tous les régulateurs employant un système flottant sont nécessairement amortie pour empêcher un dépassement de course du contact flottant qui, sinon, continuerait à se déplacer jusqu'à ce que la tension soit ramenée à la valeur normale, et l'équilibre rétabli. cela ne permetpas au ré- gulateur, ou au système de réglage, d'être rapidement influencé et d'exécuter 

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 rapidement le réglage nécessaire, dans le type de réseau de distribution con- sidéré . 



   Il convient d'observer que les contacts primaires du régulateur ne doivent pas nécessairement vibrer à une fréquence élevée, mais que la masse mécanique du système de contacts, dont ils forment partie, doit être, par rap- port à la force de rappel, en relation telle que la période naturelle d'oscil- lations dudit système de c-cntacts soit élevée. 



   La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la nature et les avantages de l'inven- tion. 



   La Fig.l est le schéma des connexions d'un régulateur et d'un système de réglage, conforme à la présente invention. 



   Les   Fig.2   et 3 sont des vues de détail relatives à des varian- tes du régulateur. la Fig.4 est un diagramme explicatif représentant les caracté- ristiques de traction pour l'une des pièces mobiles actionnant les contacts du dispositif représenté Fig.l. 



   Le schéma de la Fig.l comprend une machine électrique synchrone qui est un alternateur triphasé, dans l'exemple envisagé, cet alternateur étant relié à un réseau de distribution 2. L'alternateur 1 est muni d'un inducteur 3, qui est alimenté en courant d'excitation par une source à courant continu constituée par une dynamo 4 formant excitatrice.

   L'excitatrice est munie d'un inducteur 5, qui est de préférence du type shunt, comne représenté, mais l'ex- citatrice peut, bien entendu, être excitée aussi par toute autre'source conve- nable de courant continu, En série avec l'inducteur 5 est disposée une résis- tanc-e 6 qui est agencée pour être périodiquement   shunté-e   par le fonctionne- menent des contacts coopérants d'un régulateur automatique 7, 
L'excitatrice 4 et le système d'excitation peuvent être de pré- férence choisis ou établis avec une faible constante de temps, de façon que le régulateur fonctionne de manière plus efficace.

   Dans l'exemple envisagé, le régulateur 7 est un régulateur du type Tirrill, mais l'invention peut s'appli- quer aussi à d'autres systèmes de ré-gulateurs, et   notamnent   à des régulateurs dans lesquels le réglage est exécuté par l'intermédiaire de contacts copenants ayant un mouvement vibratoire relativement rapide et capables de prendre des 

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 des positions relatives variables, pour faire varier l'excitation efficace moyenne d'une machine électrique, en vue de maintenir une caractéristique électrique de la dynamo, à une valeur déterminée, dans les diverses conditions opératives.

   le régulateur 7 comprend deux organes   principaux   ,A la gauche, il comprend un dispositif électromagnétique comportant des solénoïdes 8,9 et 
10, pour actionner des plongeurs 11, 12 et 12', respectivement, qui sont re- liés mécaniquement ensemble et qui sont reliés aussi à un levier pivoté 13 portant un contact 14. A droite, le régulateur comprend un autre dispositif électromagnétique comportant un solénoïde 15, pour actionner un plongeur 16 qui est relié à un levier pivoté 17 portant un contact 18. Le plongeur 16 est équilibré par des moyens convenables, par exemple un contre-poids 19, et son mouvement est amorti au moyen d'un dash-pot 20. 



   Le solénoide 8 est relié, au moyen de conducteurs 21 et 22, au circuit d'excitation, de manière que le courant le traversant soit constam- ment proportionnel à la tension de l'excitatrice 4. Le solénoïde 9 est relié au moyen d'un transformateur de potentiel 23 et de conducteurs 24 et 25, de façon à être influencé par la tension de l'alternateur 1; et le solénoide la est relié au réseau par l'intermédiaire d'un transformateur d'intensité 24, de façon à être influencé par le courant fourni ou débité par l'alternateur 1. 



   Le solénolde 9 agit de manière à assister le solénoïde 8, et le solénoïde 10 agit de façon à être en opposition à la traction des solénoïdes 8 et 9, pour actionner les plongeurs 11 et 12, et par'suite le levier 13. la traction de ces solénoïdes sur l'extrémité gauche du levier 13, est contrariée ou opposée par un ressort unique 26, sur l'extrémité droite de ce levier ;

   mais en pratique, il y a généralement plusieurs ressorts montés côte à côte ou en parallèle, qui sont agencés de façon que leur couple total varie   approximati-   vement d'une manière conforme à la loi de variation de la force électromagné- tique d'attraction. pour que l'invention soit mieux comprise, il convient   mainte-   nant d'examiner avec quelques détails le fonctionnement du régulateur du type vibrant, comprenant d'une part un système simple à courant continu comportant un solénoïde 8 et son plongeur coopérant 11, et un levier opératif 13, et 

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 d'autre part un système à courant alternatif comprenant un solénoïde 15, son plongeur associé 16, et le levier opératif 17. Le levier pivoté'17 porte le plongeur 16 dont le mouvement est amorti de façon à rendre le régulateur sta- ble.

   Le solénoïde 15, qui est relié à la.source de tension qu'il s'agit de ré- gler, exerce une traction ascendante sur le plongeur 16, tandis que le contre- poids 19 est réglé ou ajusté de manière que le système de levier soit exacte- ment équilibré, lorsque la tension appliquée au solénoïde 15 possède la valeur que l'on désire maintenir constante. Pour cette valeur   déteBminée   de la tension le levier 17 est parfaitement équilibré dans toutes les positions. 



   Le levier pivoté 13 est soumis à une traction descendante, sur son extrémité gauche, par la traction de solénoïde 8, et cette traction est contrariée ou opposée par le ressort 26. Les contacts   14   et 18, qui sont ac- tionnés par les leviers pivotés 13 et 17, respectivement, sont agencés de façon à court-circuiter ou insérer la résistance 6 dans le circuit d'excita- tion de l'excitatrice. Pour simplifier le dessin, ces contacts sont représen- tés comme agissant directement sur la résistance 6, mais en pratique, on uti- liserait de préférence un relais intermédiaire de type connu et contrôlé par ces contacts primaires. 



   Il convient maintenant d'examiner la suite ou la séquence des opérations se produisant pour une position fixe du levier 17. Si la tension de l'excitatrice est primitivement nulle, la traction de la bobine 8 est nulle, et le ressort 26 n'étant pas contrarié ni équilibré, ferme les contacts 24 et 18   court-circuitant   la résistance 6, dans le circuit d'excitation de l'exci- tatrice. Cela a pour effet d'augmenter pragressivement la traction de la bo- bine 8 par la tension de l'excitatrice. Après quelque temps, la tension de l'excitatrice devient suffisamment grande pour rendre la traction de la bobi- ne 8 supérieure à la traction de ressort 26, et les contacts sont alors ou- verts.

   Cela a pour effet d'insérer la résistance 6 dans le circuit d'exci- tation de l'inducteur, et la tension d'excitatrice commence à diminuer, 
Lorsqu'elle est tombée à une valeur déterminée, la tension de la bobine 8 est de nouveau inférieure à celle du ressort 26, et les contacts se ferment de nouveau. Ils demeurent fermés jusqu'à ce que la traction de la bo- bine 8 soit de nouveau supérieure à la traction du ressort 26. ainsi, pour une position fixe du levier 17, la tension de l'excitatrice varie périodiquement 

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 entre deux valeurs, et une certaine valeur moyenne est obtenue. 



   Sur la Fig. 4, la courbe supérieure représente la forme de la tension d'excitatrice, qui est tracée en prenant les tensions comme ordonnées et les temps ou les durées comme abscisses. La ligne pointillée traversant la courbe de tension variable d'excitatrice, représente la tension moyenne d'exci- tatrice, pour une condition de charge déterminée. 



   La tension moyenne de l'excitatrice ainsi obtenue a pour effet d'établir et de maintenir une certaine tension aux bornes de l'alternateur. 



   Si cette tension possède la valeur convenable pour équilibrer le levier 17, il demeure dans la position prise, et le fonctionnement continue de la manière pré- célement décrite. Si pour la position prise par le levier 17, la tension moyen- ne d'excitatrice n'est pas suffisamment grande pour produire une tension de l'al- ternateur suffisante pour effectuer un équilibrage, l'extrémité gauche s'élève   graduellement   jusqu'à une nouvelle position, et la durée nécessaire pour attein- dre la nouvelle position est contrôlée par le dash-pot 20. 



   Lorsque le levier 17 se déplace ainsi, le ressort 26 doit être allongé   davantage,   avant que les contacts 14 et 18 puissent s'ouvrir,et cela nécessite une traction plus grande par le solénoïde 8, et par conséquent une tension d'excitatrice moyenne, nécessaire pour une ouverture et une fermeture périodique des contacts, devient ainsi plus grande, lorsque   l'extrémité   gauche du levier 17 s'élève. Lorsque cette tension moyenne d'excitatrice augmente, la tension d'alternateur et la traction du solénoïde 25 augmentent. 



   Lorsque la tension d'excitatrice est augmentée de manière telle que la tension normale est obtenue sur l'alternateur, le levier 17 est équilibré et demeure dans cette position. Pour que le régulateur puisse être stable, le   dash-pot   doit exercer un amortissement considérable. Si cet amortissement est trop faible, le levier 17 suit les variations de la tension d'alternateur plus vite qu'elles ne peuvent être corrigées par le système d'excitation, et il se produit alors des oscillations de tension maintenues ou entretenues. 



   L'amortissement nécessaire pour rendre le régulateur stable, rend aun action lente et hésitante et il s'écoule une durée considérable après une variation de tension, avant qge le levier 17 ne prenne sa position finale et corrige la tension. Ainsi, pendant quelques instants après un   changement   dans la tension de l'alterntteur, la position du leviez 17 est à peu près cons- 

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 tante, et la tension d'excitatrice est aussi à peu près constante, et elle prend sa valeur correcte seulement de manière graduelle. 



   Pour rendre le régulateur plus rapidement sensible ou influencé par les variations de l'alternateur, sans introduire d'instabilité, le système de réglage représenté   Fig.l,   qui comprend un plongeur additionnel la et un solé- noide agissant sur le levier 13, donne d'excellents résultats en pratique. Le solénoïde 9, qui est connecté de façon à être influencé par la tension de l'al- ternateur, est agencé pour tirer vers le bas sur l'extrémité gauche du levier 13. 



  Comme précédemment, le levier 17 est à peu près stable dans chaque position, à chaque Instant. la traction totale sur le levier 13 doit avoir une valeur déter- minée pour ouvrir les contacts, et une autre valeur déterminée pour fermer les contacts. 



   Cette traction totale comprend deux parties, savoir, celle qui est due au courant alternatif passant dans la bobine 9, et celle qui est due au courant continu passant dans la bobine 8. Ia composante de traction produi- te par la bobine 8 est due à la tension de l'excitatrice. la traction du solé-   noïde   8 varie approximativement comme le carré de la tension de l'excitatrice qui augmente et diminue de manière exponentielle; la courbe caractéristique de traction présente la même forme générale, et il est avantageux que la courbe de tension représente aussi la caractéristique de traction du solénoïde 8. Par suite, la traction totale exercé-e sur l'extrémité gauche du levier 13, pour une condition de charge déterminée, peut être représentée par la somme des trac- tions des solénoïdes 8 et 9. 



   Si le levier 17 occupe une position telle que, avec une tension d'alternateur normale déterminée, la traction totale sur le levier 13, nécessai- re pour ouvrir et fermer les contacts périodiquement, nécessite une tension moyenne d'excitation, qui est juste assez grande pour maintenir la tension nor- male de l'alternateur, le régulateur est en équilibre, et le levier 17 demeure dans cette position. 



   S'il se produit alors une diminution de la tension de l'alter- nateur, le levier 17 ne change pas de position de manière appréciable, pendant les premiers moments qui suivent, mais la traction de la bobine 9 diminue ins- tantanément, et la traction totale du levier 13 n'est plus suffisante pour ou- vrir les'contacts, il se produit un arrêt du mouvement vibratoire normal, et 

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 la tension de l'excitatrice comnence immédiatement à augmenter   jusqutà   une valeur moyenne accrue, telle que la traction totale est de nouveau égale à ce qu'elle était avant la diminution de la tension de l'alternateur. Ainsi, la tension de l'excitatrice est augmentée jusqu'à une nouvelle valeur moyenne dans une vibration des contacts. 



   Le système peut être encore modifié par l'adjonction d'un plon- geur 12' avec un solénoïde 10 qui est connecté de façon à être influencé par le courant de charge de l'alternateur, et agencé pour agir en opposition par rapport aux solénoïdes 8 et 9. Un accroissement de charge permet un effet de compoundage rapide, car l'accroisement de courant a pour effet de diminuer la traction combinée due aux solénoïdes 8 et 9 conjointement avec la diminution de traction entraînée par la diminution de la tension de l'alternateur.

   la Fig.2 représente une autre variante de l'invention et montre de quelle façon le principe utilisé pour la réalisation du régulateur et du sys- tème de réglage perfectionnés, peut être mis en ouvre en modifiant les caracté- ristiques du courant alternatif ou du "système à levier   flottant".   Pour des mo- tifs de simplicité, on a représenté seulement une partie du système de la Fig.l, mais il est .facile de comprendre de quelle manière sont connectés les   solénordes   car on a utilisé des numéros de références identiques pour les conducteurs re- liés aux bornes des solénoïdes et pour les organes correspondants du régulateur. 



   Dans cette variante, le levier 13 et les éléments associés avec ce levier, peuvent être les mêmes que dans le type usuel de régulateur Tirrill, comme Gela est représenté sur la Fig.l; les plongeurs 12 et 12', et les soléno- ides de commande 9 et 10 étant supprimés. Le système de levier de commande 17 est toutefois modifié en ce sens que le contrepoids 19 est disposé à l'extrémité droite, au lieu de l'extrémité gauche du levier, tandis que le mécanisme de commande ou de manoeuvre est disposé sur la gauche. Ce mécanisme de manoeuvre comprend deux plongeurs 27 et   8,   qui sont reliés ensemble au moyen d'un ressort 29. La pièce supérieure de cette combinaison est reliée au levier 17, tandis que la pièce inférieure est munie d'un dash-pot 20.

   Le solénoïde de commande est la bobine 15, qui est connectée par des conducteurs 24 et 25, de façon à être influencée par la tension de l'alternateur. 



   Le fonctionnement du levier 13 et des organes coopérants avec ce levier, est le même que celui qui a été précédemment décrit au sujet de la 

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 EMI13.1 
 ,m sv - ' construction usuelle du régulateur système irri,our une tension normale déterminée, le solénoïde 15 attire les plongeurs 27 et   8   ensemble contre l'effort exercé par le ressort antagoniste 29, et le mouvement du dispositif combiné, au-delà de cette valeur, est amorti de la manière usuelle par le dash- pot 20. 



   En supposant maintenant que la tension de l'alternateur diminue et devient inférieure à la valeur déterminée qui maintient le ressort 29 à l'état comprimé, le plongeur 28 ne peut pas se déplacer Instantanément, mais le plongeur   27   est immédiatement repoussé par le ressort, pour fermer les contacts L'excitation de l'alternateur est ainsi augmentée jusqu'à une nouvelle valeur moyenne, dans une   vioration   des contacts, comme c ela est réalisé alec le dis- positif représenté Fig.l. la Fig. 3 représente une autre variante qui peut être appliquée au système usuel de régulateur Tirrill, ou à un régulateur vibrant, avec un contact fixe sur un ressort plat.

   Dans ce cas, le système de levier et les bobines de commande principales sont disposées et arrangées de la même façon que dans le   sstème   de la Fig.1, mais le plongeur 12 et le solénoïde qui le commande, sont supprimas. Dans le casde la   Fig.3,   le contact 18 est monté sur un ressort plat 30, qui est fixé convenablement à l'extrémité gauche du levier 17. Une console convenable 31 est ainsi placée à la même extrémité du levier 17, de manière à supporter un noyau 32 et son solénoïde 33 dans une position   opérative,   pour fléchir le ressort plat 30 et son contact 18, et l'éloigner du contact 14 d'une distance déterminée, lorsque ce solenoide 33 est excité d'une valeur déterminée. 



   Le solénoïde 33 est connecté de façon à être influencé par la tension de l'alternateur et, comme on le voit sur le dessin, il est monté en parallèle aveo le solénoïde de commande principale 15, qui peut être relié , au moyen des conducteurs 24 et 25, aux barres principales de l'alternateur, comme représenté aussi sur la Fig.l.

   Ce système de levier est équilibré comme dans les autres variantes, et si le noyau 32 et le solénoïde 33 ont des poids trop grands pour équilibrer le plongeur 16, un réglage convenable peut être facilement exécuté en utilisant les contre-poids nécessaires. normales est Le fonctionnement du dispositif, pour des conditions de tensions essentiellement le même que dans le cas des   précédentes   varian- 

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 tes : le contacts 16 est   rafale   dans une position détenminée, pour une tension de l'alternateur normale déterminée.

   Le levier 17 prend diverses position, pour une variation de la tension normale déterminée, tandis que le levier 13 fait vibrer le contact 14, de manière à maintenir la tension convenable pour l'excitatrice, propre à maintenir la tension de l'alternateur à la valeur dé- terminée à l'avance. 



   En supposant maintenant que la tension de l'alternateur diminue et devient inférieure à la valeur déterminée à l'avance, le plongeur 16, et en conséquence le levier 17, sont sensiblement fixes en position pendant un petit intervalle de temps. Mais la traction du solénoïde 32 est immédiatement diminuée, le contact 18 est immédiatement accroché à une nouvelle position et ferme les contacts 14 et 18 indépendamment de la position prise par le levier 17. L'exci- tation de l'alternateur est ainsi accrue et amenée à la nouvelle valeur moyenne, dans une vibration des contacts. 



   Il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus, à titre d'exemple, ne sont nullement limitatives, et qu'on peut s'en   écarter;.   sans pour cela sortir du cadre de l'invention.



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 EMI1.1
 



  PERFECTIONNtîENTS TO REGULA.T11'URS IiECTRIUES.- the present invention relates to improvements to electric regulators, and particularly to vibrating regulators, and it is especially applicable to the regulation of synchronous equipment for energy transmission lines.



   In recent years, much has been done to study the problem of increasing the power transmission capacity of electrical networks, and particularly high voltage and long distance networks. In general, the problem is not limited to long distance transmissions,

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 but it has taken on a particular importance on this subject in recent years, because it is not long since we began to transmit, on important networks, quantities of energy approaching their transmission capacity limits.



   To facilitate the understanding of the principles used and of the role of the regulator in a distribution network whose operating stability is desired to improve and to increase the transmission limit capacities, it is useful to briefly consider some of the factors that de- complete the power limit of synchronous machines and distribution networks including synchronous equipment. the limit power of a line or of a network, designated by various expressions: "maximum power", "stability limit", "tripping or stalling power or load", etc., varies according to the conditions system or network status.



   The phenomenon of stalling of a synchronous motor supplied by high capacity bus bars is known to technicians. If a load is applied to the shaft of a synchronous motor having a fixed value excitation, there is a point at which it is no longer possible to increase the power supplied to the motor, even if the voltage of the bus bars remains. constant. the value of the electric power which can be supplied to the motor depends on its internal impedance and its excitation at the instant when the load is applied. If the excitation remains constant, at its no-load value, stall occurs at a much lower load than if the excitation is increased.



   Similarly, if a synchronous generator is used to supply power to a synchronous motor of the same dimensions and characteristics, and which is connected to the same bus bars, and if the excitation of each machine corresponds to the normal voltage idling, in this case, when the synchronous motor shaft is loaded, the two machines stall at a value of the load, which is approximately half of that which each of them could withstand if it were connected to a bus bar with the same voltage, but infinite capacity. This is because the generator and motor impedances are connected in series, and the effective impedance is twice that of a single machine.



    @

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If the motor is loaded progressively, it shifts with respect to the generator, and it stalls for a determined phase shift angle.



   If a transmission line connects the two machines, the drop in impedance is increased and, consequently, the phase shift between the generator and the synchronous motor, for the same load, is also increased.



   Generator, motor, and line impedance drops add up to produce the total difference between the internal or rated voltages of the generator and motor. This power limit increases when the excitations of the inductors increase, and decreases when the impedances between the nominal voltages increase. It is thus seen that the excitation of synchronous machines plays an important role in the problem of power limits.



   The power limit of a network or system also depends on the operating conditions, which are technically referred to as “steady state” and “transition state.” Under steady state conditions, all existing forces in the whole network, are in a state of equilibrium.The passage of power is everywhere constant, and the excitation of the machines is just that which is provided by the inductors.



   On the contrary, under the transient state conditions resulting from an increase in load, the inductor current is increased due to the current induced in the inductor by the load variation. It is thus evident that, if the load is applied with sufficient rapidity to induce a current in the inductors, the total excitation is greater than that provided by the exciters, and the limiting power is thus increased. If the excitations of the synchronous machines have a fixed fixed value, and if the machines are progressively loaded, a fixed power can be reached at which the machines are disconnected or lose synchronism, as has been explained above.



   For determined excitations, the terminal voltage, when the network or the system loses synchronism, has a determined value.



  When these excitations have a value such that the terminal voltage, on pick-up, has a value equal to the determined normal value, this limiting power is equal to the highest maximum limit corresponding to the stable state. Greater excitation gives greater maximum power, but

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 it occurs at a voltage which is higher than the normal voltage. By analogy, weaker excitation would result in a lower power limit at a lower than normal horne voltage.



   When the value of the power transmitted at the normal voltage approaches the maximum limit corresponding to the steady state, the margin between the operating values and the maximum power value, for a lower terminal voltage, decreases to a value beyond which the system or the network becomes unstable and loses synchronism. Thus, when any system or network is operating near the last maximum limit corresponding to the steady state, the field current must be rapidly increased, as the load increases, to maintain the terminal voltage at its normal value; and as the load of the system approaches more and more the last maximum limit of the steady state, the increase of excitation must follow more and more closely the increase of the load.

   If this were not the case, in the event of an increase in load, the system would immediately go into a state of instability, and the synchronous machines would lose synchronism.



   We know that it is of course impossible to instantly apply an increased load on a network. If load is applied to the shaft of a synchronous motor, the electric power to the motor cannot increase until the motor is out of phase, which requires a temporary drop in speed.

   This means that the initial increased demand is partially supplied by the force of the rotating members, and the supply of electric power is increased more gradually, thus decreasing the shock or jerk applied to the machine. system or network, But it should be noted that transient conditions following any change in load, cause oscillations of the system and power fluctuations resulting from the inertia of the rotating parts or devices. the. period of oscillations of the usual system or network is of the order of one second, which means that the first power fluctuation would probably occur within half a second;

   in this oscillation, the increase in inducing current resulting from a variation in load, effecting a momentary increase in inducing current, and with the usual type of vibrating regulator and a suitably arranged excitation system, the voltage to maintain this current, can be obtained quickly enough to maintain

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 the necessary excitation and prevent the system from losing synchronism. However, this operating condition presupposes, as a preliminary, a system which operates below the maximum limit corresponding to the stable state.



   Until now, no voltage regulators have been established, nor adjustment systems allowing the operation of a transmission system in an appreciable manner beyond the maximum limit corresponding to the steady state, because the ultimate value of the excitation required for any increase in load, could not be reached in a sufficiently short time interval to prevent the system from losing synchronism.

   Furthermore, regulators of the known type tend to increase the excitation at a time following that at which the oscillation of the system or the network has started, and this can promote or introduce additive "pumping", and increase the tendency of the system or network. system to lose synchronism, this being said, the present invention relates essentially to an improved regulator for controlling or adjusting an electrical characteristic, for example the voltage of a dynamo or of another electrical machine, or of a circuit to be regulated, this regulator being effective to bring the said characteristic back to a determined normal value, for a shorter time interval than with regulators constructed hitherto, and without introducing instability in the operation of the regulator or of the circuit to be regulated ,

   
Also disclosed is an improved regulator and tuning system for synchronous transmission network equipment, which has the advantage of having increased operating stability, under all operating conditions, and increasing capacity. transmission network energy transmission beyond the maximum value corresponding to the stable or permanent state.



   In order to increase the operating stability of transmission networks comprising synchronous equipment, under all operating conditions, and to make possible stable or permanent operation in the vicinity, and particularly beyond the limit corresponding to the stable or permanent state, it has been found that an automatic regulator of the vibrating type must comprise primary contacts, one or both contacts forming part of a mechanical system having a high natural frequency of oscillations compared to the frequency d. '' natural oscillations of the network that must be regulated, and that the relative position of these primary contacts must be a determined function

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 and continues the electrical characteristic to be adjusted.



   This last condition means that, for any particular value of the set characteristic, the contacts have a determined relative position, and that for another particular value of the set characteristic, the contacts have another determined relative position, and that this position is taken approximately simultaneously with the variation of the set characteristic. However, regulators of known type do not meet these various conditions.



   In regulators comprising an oooine of potential, to actuate contacts or rolling or sliding blocks, etc., or in voltmetric regulators with contacts, the position of the contacts or of their mobile control elements, could vary as a determined function and continues of the set characteristic, but the contacts or moving parts do not form part of a mechanical system having a high natural oscillation frequency.



   In addition, to overcome the resting friction, the deviation of the electrical characteristic from the normal, must be greater than what is necessary to maintain the movement of the operative mechanism, dt when it is started, the mechanism goes beyond its own position. This drawback has been removed, at least to some extent, by never allowing the control mechanism to come to rest, by disposing it in an unstable equilibrium, like a "floating system".



   Various automatic regulators, for example the regulators of the typa Tirrill, and other vibrating regulators of a similar type, function according to this principle, but the relative position of the contacts of the lever or of the floating system is not a factor. determined and continuous function of the set characteristic, since the floating lever, and consequently the contacts actuated by this lever, can take any position between the operating limits relative to a determined voltage value.



   In addition, all regulators employing a floating system are necessarily damped to prevent overstroke of the floating contact which would otherwise continue to move until the voltage is brought back to the normal value, and equilibrium is restored. . this does not allow the regulator, or the control system, to be quickly influenced and to execute

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 the necessary adjustment quickly, in the type of distribution network considered.



   It should be noted that the primary contacts of the regulator do not necessarily have to vibrate at a high frequency, but that the mechanical mass of the contact system, of which they form part, must be, in relation to the restoring force, in relation such that the natural period of oscillations of said c-cntact system is high.



   The description which follows, with reference to the accompanying drawing, given by way of example, will make the nature and the advantages of the invention clearly understood.



   Fig.l is the circuit diagram of a regulator and a control system, according to the present invention.



   Figs. 2 and 3 are detail views relating to variations of the regulator. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the traction characteristics for one of the moving parts actuating the contacts of the device shown in FIG.



   The diagram of Fig.l comprises a synchronous electric machine which is a three-phase alternator, in the example considered, this alternator being connected to a distribution network 2. The alternator 1 is provided with an inductor 3, which is powered in excitation current by a direct current source constituted by a dynamo 4 forming an exciter.

   The exciter is provided with an inductor 5, which is preferably of the shunt type, as shown, but the exciter can, of course, also be excited by any other suitable source of direct current. with the inductor 5 is arranged a resistor 6 which is arranged to be periodically shunted by the operation of the cooperating contacts of an automatic regulator 7,
The exciter 4 and the excitation system may preferably be selected or set up with a low time constant, so that the regulator operates more efficiently.

   In the example considered, the regulator 7 is a regulator of the Tirrill type, but the invention can also be applied to other regulator systems, and in particular to regulators in which the regulation is performed by the regulator. '' intermediary of mating contacts having a relatively fast vibratory movement and capable of taking

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 variable relative positions, to vary the average effective excitation of an electric machine, with a view to maintaining an electrical characteristic of the dynamo, at a determined value, under the various operating conditions.

   the regulator 7 comprises two main organs, On the left, it comprises an electromagnetic device comprising solenoids 8,9 and
10, to actuate plungers 11, 12 and 12 ', respectively, which are mechanically linked together and which are also connected to a pivoted lever 13 carrying a contact 14. On the right, the regulator comprises another electromagnetic device comprising a solenoid 15, to actuate a plunger 16 which is connected to a pivoted lever 17 carrying a contact 18. The plunger 16 is balanced by suitable means, for example a counterweight 19, and its movement is damped by means of a dash- pot 20.



   The solenoid 8 is connected, by means of conductors 21 and 22, to the excitation circuit, so that the current flowing through it is constantly proportional to the voltage of the exciter 4. The solenoid 9 is connected by means of a potential transformer 23 and conductors 24 and 25, so as to be influenced by the voltage of the alternator 1; and the solenoid 1a is connected to the network by means of a current transformer 24, so as to be influenced by the current supplied or charged by the alternator 1.



   The solenoid 9 acts to assist the solenoid 8, and the solenoid 10 acts to be in opposition to the traction of the solenoids 8 and 9, to actuate the plungers 11 and 12, and subsequently the lever 13. the traction of these solenoids on the left end of the lever 13, is thwarted or opposed by a single spring 26, on the right end of this lever;

   but in practice there are usually several springs mounted side by side or in parallel, which are arranged so that their total torque varies approximately in a manner conforming to the law of variation of the electromagnetic force of attraction. . in order for the invention to be better understood, it is now necessary to examine in some detail the operation of the vibrating type regulator, comprising on the one hand a simple direct current system comprising a solenoid 8 and its cooperating plunger 11, and an operating lever 13, and

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 on the other hand, an alternating current system comprising a solenoid 15, its associated plunger 16, and the operating lever 17. The pivoted lever 17 carries the plunger 16, the movement of which is damped so as to make the regulator stable.

   The solenoid 15, which is connected to the voltage source to be adjusted, exerts an upward pull on the plunger 16, while the counterweight 19 is adjusted or adjusted so that the system of lever is exactly balanced, when the voltage applied to solenoid 15 has the desired value to be kept constant. For this determined value of the tension, the lever 17 is perfectly balanced in all the positions.



   The pivoted lever 13 is subjected to a downward pull, on its left end, by the pull of solenoid 8, and this pull is opposed or opposed by the spring 26. The contacts 14 and 18, which are actuated by the pivoted levers 13 and 17, respectively, are arranged to short-circuit or insert the resistor 6 in the excitation circuit of the exciter. To simplify the drawing, these contacts are shown as acting directly on resistor 6, but in practice one would preferably use an intermediate relay of known type and controlled by these primary contacts.



   It is now necessary to examine the continuation or the sequence of the operations occurring for a fixed position of the lever 17. If the tension of the exciter is initially zero, the traction of the coil 8 is null, and the spring 26 not being. not upset or balanced, closes contacts 24 and 18 bypassing resistor 6, in the excitation circuit of the exciter. This has the effect of pragressively increasing the traction of coil 8 by the tension of the exciter. After some time, the exciter tension becomes large enough to make the pull of coil 8 greater than the pull of spring 26, and the contacts are then opened.

   This has the effect of inserting resistor 6 into the exciter circuit of the inductor, and the exciter voltage begins to decrease,
When it has fallen to a determined value, the voltage of coil 8 is again lower than that of spring 26, and the contacts close again. They remain closed until the traction of coil 8 is again greater than the traction of spring 26. Thus, for a fixed position of lever 17, the tension of the exciter varies periodically.

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 between two values, and a certain average value is obtained.



   In Fig. 4, the upper curve represents the shape of the exciter voltage, which is plotted by taking the voltages as the ordinate and the times or durations as the abscissa. The dotted line crossing the variable exciter voltage curve represents the average exciter voltage, for a determined load condition.



   The mean voltage of the exciter thus obtained has the effect of establishing and maintaining a certain voltage at the terminals of the alternator.



   If this voltage has the proper value to balance lever 17, it remains in the engaged position, and operation continues in the manner previously described. If, for the position taken by lever 17, the average exciter voltage is not large enough to produce sufficient alternator voltage to effect balancing, the left end gradually rises to to a new position, and the time required to reach the new position is controlled by dash-pot 20.



   When the lever 17 moves in this way, the spring 26 must be extended further, before the contacts 14 and 18 can open, and this requires a greater pull by the solenoid 8, and therefore an average exciter voltage, necessary for periodic opening and closing of the contacts, thus becomes larger, when the left end of the lever 17 rises. As this average exciter voltage increases, the alternator voltage and the pull of the solenoid 25 increase.



   When the exciter voltage is increased such that normal voltage is obtained on the alternator, the lever 17 is balanced and remains in this position. In order for the regulator to be stable, the dash-pot must exert considerable damping. If this damping is too low, the lever 17 follows the variations in the alternator voltage faster than they can be corrected by the excitation system, and then sustained or sustained voltage oscillations occur.



   The damping necessary to make the regulator stable, makes aun action slow and hesitant, and a considerable time elapses after a variation in tension, before the lever 17 takes its final position and corrects the tension. Thus, for a few moments after a change in the alternator voltage, the position of lever 17 is roughly constant.

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 aunt, and the exciter voltage is also roughly constant, and it takes its correct value only gradually.



   To make the regulator more quickly sensitive to or influenced by variations in the alternator, without introducing instability, the adjustment system shown in Fig.l, which comprises an additional plunger 1a and a solenoid acting on the lever 13, gives excellent results in practice. The solenoid 9, which is connected so as to be influenced by the voltage of the alternator, is arranged to pull down on the left end of the lever 13.



  As before, the lever 17 is more or less stable in each position, at each Instant. the total traction on lever 13 must have a determined value to open the contacts, and another determined value to close the contacts.



   This total traction comprises two parts, namely, that which is due to the alternating current flowing in the coil 9, and that which is due to the direct current passing through the coil 8. The traction component produced by the coil 8 is due to the tension of the exciter. the traction of the solenoid 8 varies approximately as the square of the voltage of the exciter which increases and decreases exponentially; the traction characteristic curve has the same general shape, and it is advantageous that the voltage curve also represents the traction characteristic of the solenoid 8. Consequently, the total traction exerted on the left end of the lever 13, for a determined load condition, can be represented by the sum of the pulls of solenoids 8 and 9.



   If the lever 17 occupies a position such that, with a determined normal alternator voltage, the total pull on the lever 13, required to open and close the contacts periodically, requires an average excitation voltage, which is just enough. large to maintain the normal voltage of the alternator, the regulator is in equilibrium, and the lever 17 remains in this position.



   If there is then a decrease in the tension of the alternator, the lever 17 does not change position appreciably during the first moments which follow, but the traction of the coil 9 decreases instantly, and the total traction of lever 13 is no longer sufficient to open the contacts, the normal vibratory movement stops, and

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 the exciter voltage immediately begins to increase to an increased average value, such that the total traction is again equal to what it was before the decrease in alternator voltage. Thus, the exciter voltage is increased to a new average value in a vibration of the contacts.



   The system can be further modified by the addition of a plunger 12 'with a solenoid 10 which is connected so as to be influenced by the charging current of the alternator, and arranged to act in opposition to the solenoids. 8 and 9. An increase in load allows a rapid compounding effect, because the increase in current has the effect of decreasing the combined traction due to solenoids 8 and 9 together with the decrease in traction caused by the decrease in the voltage of the l. 'alternator.

   FIG. 2 represents another variant of the invention and shows how the principle used for the realization of the improved regulator and control system can be implemented by modifying the characteristics of the alternating current or of the "floating lever system". For the sake of simplicity only part of the system of Fig. 1 has been shown, but it is easy to understand how the solenords are connected because identical reference numbers have been used for the re-conductors. linked to the solenoid terminals and for the corresponding regulator components.



   In this variant, the lever 13 and the elements associated with this lever, may be the same as in the usual type of Tirrill regulator, as Gela is shown in Fig.l; the plungers 12 and 12 ', and the control solenoids 9 and 10 being omitted. The control lever system 17 is however modified in that the counterweight 19 is disposed at the right end, instead of the left end of the lever, while the control or maneuver mechanism is disposed on the left. This operating mechanism comprises two plungers 27 and 8, which are connected together by means of a spring 29. The upper part of this combination is connected to the lever 17, while the lower part is provided with a dash-pot 20.

   The control solenoid is coil 15, which is connected by conductors 24 and 25, so as to be influenced by the voltage of the alternator.



   The operation of the lever 13 and of the members cooperating with this lever is the same as that which was previously described with regard to the

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 , m sv - 'usual construction of the irri system regulator, for a determined normal tension, the solenoid 15 attracts the plungers 27 and 8 together against the force exerted by the counter spring 29, and the movement of the combined device, beyond this value is amortized in the usual way by dashpot 20.



   Now assuming that the alternator voltage decreases and becomes less than the determined value which maintains the spring 29 in the compressed state, the plunger 28 cannot move instantly, but the plunger 27 is immediately pushed back by the spring, to close the contacts The excitation of the alternator is thus increased to a new average value, in a change in the contacts, as is done with the device shown in Fig.l. Fig. 3 shows another variant which can be applied to the usual Tirrill regulator system, or to a vibrating regulator, with a fixed contact on a flat spring.

   In this case, the lever system and the main control coils are arranged and arranged in the same way as in the sstème of Fig.1, but the plunger 12 and the solenoid which controls it are omitted. In the case of Fig.3, the contact 18 is mounted on a flat spring 30, which is suitably fixed to the left end of the lever 17. A suitable bracket 31 is thus placed at the same end of the lever 17, so as to supporting a core 32 and its solenoid 33 in an operative position, to bend the flat spring 30 and its contact 18, and move it away from the contact 14 by a determined distance, when this solenoid 33 is energized by a determined value.



   The solenoid 33 is connected so as to be influenced by the voltage of the alternator and, as seen in the drawing, it is connected in parallel with the main control solenoid 15, which can be connected, by means of the conductors 24. and 25, to the main bars of the alternator, as also shown in Fig.l.

   This lever system is balanced as in the other variations, and if the core 32 and solenoid 33 have too great weights to balance the plunger 16, proper adjustment can be easily made using the necessary counterweights. The operation of the device, for voltage conditions is essentially the same as in the case of the previous variations.

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 tes: the contacts 16 are burst in a determined position, for a determined normal alternator voltage.

   The lever 17 takes various positions, for a variation of the determined normal voltage, while the lever 13 vibrates the contact 14, so as to maintain the voltage suitable for the exciter, suitable for maintaining the voltage of the alternator at the value determined in advance.



   Assuming now that the voltage of the alternator decreases and becomes lower than the value determined in advance, the plunger 16, and consequently the lever 17, are substantially fixed in position for a small interval of time. But the traction of the solenoid 32 is immediately reduced, the contact 18 is immediately hooked to a new position and closes the contacts 14 and 18 independently of the position taken by the lever 17. The excitation of the alternator is thus increased and brought to the new average value, in a vibration of the contacts.



   It is understood that the arrangements and the applications which have been indicated above, by way of example, are in no way limiting, and that one can deviate from them. without departing from the scope of the invention.


    

Claims (1)

RESUME.- ------------------------ Perfectionnements aux régulateurs électriques, particulièrement aux régulateurs Tirrill et aux autres régulateurs vibrants, et plus particuliè- rement applicables au réglage das équipements synchrones pour lignes de trans- mission d'énergie; ces régulateurs étant destinés à commander et régler une caractéristique électrique, par exemple la tension d'une génératrice ou d'une autre machine électrique, ou d'un circuit, en vue de ramener cette caractéris- tique à une valeur normale déterminée, plus rapidement qu'avec les régulateurs de type connu; ABSTRACT.- ------------------------ Improvements to electric regulators, particularly Tirrill regulators and other vibrating regulators, and more particularly applicable to the regulation of synchronous equipment for power transmission lines; these regulators being intended to control and adjust an electrical characteristic, for example the voltage of a generator or of another electric machine, or of a circuit, with a view to bringing this characteristic back to a determined normal value, more rapidly with regulators of known type; les dits régulateurs perfectionnés présentant aussi l'avantage d'augmenter la stabilité de fonctionnement, dans toutes les conditions opéra- tives, et celui d'augmenter la capacité de transmission d'énergie des réseaux, au-delà de la valeur maximum correspondant à l'état stable ou permanent: les dits perfectionnements portant essentiellement sur les points suivants, qui peuvent être pris, soit isolément, soit en combinaison,: <Desc/Clms Page number 15> 1 ) Les contacts du régulateur vibrant forment partie d'un sys- tème mécanique ayant une fréquence naturelle d'oscillation élevée par rapport à la fréquence naturelle de réseau ou d¯u système qu'il s'agit de régler. said improved regulators also have the advantage of increasing operating stability, under all operating conditions, and that of increasing the power transmission capacity of networks, beyond the maximum value corresponding to l 'stable or permanent state: the said improvements relating essentially to the following points, which may be taken, either singly or in combination: <Desc / Clms Page number 15> 1) The contacts of the vibrating regulator form part of a mechanical system having a high natural frequency of oscillation compared to the natural frequency of the network or of the system to be regulated. Des moyens sont prévus pour varier, soit la position d'un des dits contacts, soit la position relative des contacts coopérants, d'une façon suivant presque instantanément toute variation de la caractéristique réglée, depuis une valeur déterminée, et de manière que la position relative de ces con- tacts soit une fonction définie et continue de la caractéristique réglée. Means are provided for varying either the position of one of said contacts, or the relative position of the cooperating contacts, in a manner that almost instantly follows any variation of the set characteristic, from a determined value, and so that the position relative of these contacts is a defined and continuous function of the set characteristic. 3 ) Au noyau de l'électro à courant continu est relié le noyau d'un éleo tro dont l'enroulement est alimenté proportionnellement à la tension alternative du ré seau, et qui agit dans le même sens que le premier électro. 3) To the core of the direct current electro is connected the core of an electro tro, the winding of which is supplied in proportion to the AC voltage of the network, and which acts in the same direction as the first electro. 4 ) A res deux noyaux est relié un autre noyau faisant partie d'un électro dont l'enroulement est alimenté proportionnellement à l'intensité. du courant alternatif du réseau, et qui agit en sens inverse des deux premiers électros. 4) A res two cores is connected another core forming part of an electro whose winding is supplied in proportion to the intensity. of the alternating current of the network, and which acts in the opposite direction of the first two appliances. 5 ) Le noyau de l'électro habituel à courant alternatif est divisé en deux parties reliées entre elles par un ressort, et dont une seule est reliée au dash-pot usuel, de sorte que l'autre partie n'est pas temporisée. 5) The core of the usual alternating current electro is divided into two parts connected to each other by a spring, and only one of which is connected to the usual dash-pot, so that the other part is not timed. 6 ) Le contact mobile correspondant à l'électro à courant alter- natif ,est disposé à l'extrémité d'un petit ressort plat, qui constitue l'arma- ture mobile d'un petit électro supplémentaire alimenté aussi par la tension du courant alternatif, 15 Feuillets. 6) The moving contact corresponding to the alternating current electro is placed at the end of a small flat spring, which constitutes the movable armature of a small additional electro supplied also by the voltage of the current. alternative, 15 Leaflets.
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