BE350502A - - Google Patents

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BE350502A
BE350502A BE350502DA BE350502A BE 350502 A BE350502 A BE 350502A BE 350502D A BE350502D A BE 350502DA BE 350502 A BE350502 A BE 350502A
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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Machine asynchrone à machine postérieure à col-   lecteur.   
 EMI1.1 
 



   Dans les machines asynchrones combinées avec des machines postérieures à collecteur, en particulier dans celles qui servent à accoupler des réseaux à fréquence va- riable, il est souvent utile de pouvoir régler la charge des machines d'après une loi déterminée qui dépend des con- ditions locales. Une pareille loi est donnée par exemple par le fait de maintenir constante la charge des machines indépendamment 'des fluctuations des fréquences des deux ré- seaux, c'est-à-dire indépendamment du glissement de la machi- ne. Le réglage se fait généralement dans le circuit d'exci- tation de la machine postérieure à collecteur ou de son ex- citatrice.

   En pareil cas l'organe de réglage à un rôle dif- ficile à remplir; il doit non seulement établir la charge désirée pour la machine, il doit s'opposer en putre à 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 l'action perturbatrice du glissement de la machine, action qui se produit par une variation de la FEM secondaire et des tensions de dispersion. Les deux rôles que l'organe de réglage doit jouer suivent des lois différentes, de sorte que le réglage devient très compliqué. 



   La présente invention a pour but de montrer com- ment le rôle de l'organe de réglage peut être extrêmement simplifié. 



   Le courant primaire J1 d'une machine asynchrone au circuit secondaire de laquelle une tension Ph est impo- sée par une machine postérieure à collecteur, est donné par l'équation 
 EMI2.1 
 où : 
 EMI2.2 
 /5? est la tension primaire aux bornes, /M, la résistance apparente réciproque du flux principal, ' le glissement de la machine asynchrone tt le facteur de dispersion primaire de Heyland, q la résistance de l'enroulement primaire, f la résistance de l'enroulement secondaire, X1 la résistance borgne de dispersion de l'en- roulement primaire,'et X la résistance borgne de dispersion de l'en- roulement secondaire à la fréquence du réseau ; j est le facteur   #-1   exigé par le calcul complexe. 



   Les grandeurs secondaires sont toutes réduites au circuit primaire.   Diaprés   ces équations le courant pri- maire d'une machine asynchrone combinée avec une machine 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 postérieure à collecteur se compose de trois parties qui dépendent toutes du glissement de la machine. Si l'on dési- re faire varier la charge   (il)   de la machine en faisant va- rier la tension r2 de la machine postérieure, le glissement de la machine varie généralement et la variation de charge ne dépend pas seulement de la variation de la tension au col- lecteur de la machine postérieure, elle dépend encore pour beaucoup des dimensions (du glissement   #)   de la machine asynchrone elle-même. 



   Si l'on pouvait supprimer dans l'équation 1 tous les membres qui comportent   #,   le courant varierait suivant l'équation 
 EMI3.1 
 c'est-à-dire que le courant serait composé de deux parties, une partie invariable égale au courant d'aimantation à vide de la machine   @ ,   et une deuxième partie variant suivant la tension ph au collecteur. Comme le dénominateur de cette dernière partie ne comporte que la résistance de l'enroule- ment secondaire r2, la charge de la machine sera maintenant directement proportionnelle à la variation de la tension ph au collecteur. La machine se comporte vis-à-vis de l'organe do réglage comme une machine sans flux et sans dispersion, c'est-à-dire comme une simple résistance ohmique. 



   On montrera maintenant comment cet état du groupe peut être obtenu suivant l'invention. Pour le courant secon- daire de la machine asynchrone combinée avec la machine pos- térieure à collecteur, on a l'équation 
 EMI3.2 
   E   est la F E M induite par le champ principal dans l'enroulement secondaire. La fig. 1 montre un mode de réalisation de l'invention. 1 est la machine asynchrone, 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 2 la machine postérieure à collecteur, qui fournit la ten- sion ph et dont le collecteur est relié aux bagues de la machine asynchrone par l'intermédiaire de l'enroulement com- nensateur k.

   Dans la ligne qui relie le collecteur aux ba- gues de la machine asynchrone on monte un transformateur d'intensité 3 dont la tension secondaire est ajoutée par l'intermédiaire d'un changeur de fréquence 4 et d'un trans- formateur 5 à la tension du transformateur T qui repré- sente l'organe de réglage principal.

   La tension secondaire du transformateur d'intensité, auquel on donnera de préfé- rence un grand courant d'aimantation, est proportionnelle au courant secondaire J2 et au glissement   #.     Si,   par une disposition appropriée des enroulements, ou en faisant tour- ner les enroulements l'un par rapport à l'autre, on donne à cette tension secondaire une position de phase telle qu'elle soit perpendiculaire à l'intensité   J,   la tension au col- lecteur de la machine postérieure est égale à 
 EMI4.1 
 Si l'on introduit cette équation dans l'équation 3, on ob- tient pour l'intensité secondaire l'équation 
 EMI4.2 
 si l'on fait   #1=   x2 on a 
 EMI4.3 
 c'est-à-dire que le transformateur d'intensité 3 a suppri- mé l'action du glissement sur la dispersion secondaire.

   Si on remplace en conséquence cette action par 0, l'équation 1 prend la forme suivante : 
 EMI4.4 
 Le   glissement 6-   ne se trouve plus maintenant que dans deux 

 <Desc/Clms Page number 5> 

   termes,   Pour   1! éliminer   aussi de la machine, on monte sur   l'arbre   du groupe une machine asynchrone 6 et dans la li- gne d'arrivée au stator de la machine principale 1 un transformateur d'intensité 7.

   On ajoute la tension du se- condaire de ce transformateur, par un montage en série, à la tension du secondaire du transformateur 8 et on amène la somme des deux tensions au stator de la machine asynchrone   6.     0:-:   peut ensuite prendre sur le rotor de cette machine asynchrone une tension proportionnelle à 
 EMI5.1 
 -- ? o;cf'? If; u- e {ir L'angle peut être choisi entre 0 et 90  par un réglage convenable du transformateur 7.

   Si l'on monte le secondai-   re   de la machine asynchrone 6 en série avec le secondaire du transformateur d'intensité 3, la tension au collecteur de la machine postérieure est maintenant 
 EMI5.2 
 
 EMI5.3 
 On volt que le dernier terme annule, 3, Si l'on in-   troduit   les trois premiers termes dans l'équation 7 en faisant 
 EMI5.4 
 On obtient l'équation 2 indiquée ci-dessus, qui est préci- sément valable pour la machine idéale désirée sans glisse- ment. Il en résulte qu'au moyen de la machine asynchrone 6 et de deux transformateurs d'intensité 3 et 7 on peut as- surer à l'organe régulateur une liberté complète en ce qui concerne le débit de la machine. 



   Un seul transformateur d'intensité pourra suffi- re dans certains cas. En effet, pour le courant primaire de La machine asynchrone combinée avec la machine postérieu- re à collecteur, on peut aussi écrire; 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
 EMI6.1 
 Le glissement   #   ne figure plus que dans deux termes de cette équation, la F E M induite secondaire E et la dis-   persion   secondaire.

   Si l'on monte un enroulement auxiliaire H sur le secondaire de la machine principale 1, comme le montre la fig. 2, la F E M induite dans cet enroulement se- condaire et la F E M de l'enroulement principal du secon- daire sont proportionnelles au glissement et au champ prin- cipal de la machine,   c'est-à-dire   proportionnelles à   # # E2   Si l'or prend cette tension sur l'enroulement auxiliaire H et si.on la conduit, augmentée de la tension secondaire du transformateur d'intensité 3, qui est disposé de la même façon et construit de façon semblable au transformateur d'intensité 3 de la fig. 1, à l'organe de réglage princi- pal par 1'intermédiaire- du changeur de fréquence et du transformateur 5; on obtient de nouveau l'équation 2 pour le courant primaire.

   Les dispositifs de la fig. 2 et de la fig. 1 sont donc équivalents dans leur effet. 



   ,Dans les excitatrices accouplées mécaniquement à excitation du. roter et enroulement de compensation ou à ex- citation du stator, on constate souvent l'inconvénient que la tension aux bornes de ces machines varie' avec le glisse- ment. Dans les machines à collecteur du premier type, ceci provient de la   F E M   induite par le champ dans l'enroulement de compensation; dans les machines à collecteur du deuxième type, cela provient de la variation de la vitesse de la ma- chine principale. On montrera comment il est possible, au moyen des transformateurs d'intensité des fig. 1 et 2 qui, dans ces figures, avaient un autre but, de résoudre aussi le problème consistant à maintenir constante la tension aux bornes de la machine postérieure à collecteur.

   Si l'on 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 accorde le transformateur d'intensité 7 de la fig. 1 de façon qu'on ait 
 EMI7.1 
 on obtient pour le courant primaire l'équation 
 EMI7.2 
 dans laquelle on pourra introduire pour P2, en tenant compte .de la F E M induite de l'enroulement de compensation, F E M qui a été négligée jusqu'ici 
 EMI7.3 
 7, "", ! 1 - ) Le dénominateur de l'équation 14 contient maintenant le facteur (1 -   #),   qui s'annule dans le deuxième terme, qui est le terme principal, au numérateur et au dénominateur. 



  L'influence du facteur   (1 -    #)   sur le courant d'aimanta- 
 EMI7.4 
 tion tu joue ici un rôle négligeable, étant lui-même petit. par-rapport au deuxième terme. 



   On sait qu'il est possible, en donnant à 'l'excita- tion de la machine postérieure à collecteur une valeur pro- portionnelle à la tension de glissement, de supprimer la F E M induite par le champ principal dans le secondaire. On n'avait pas reconnu jusqu'ici que cette mesure ne suffit pas à elle seule pour obtenir un réglage simple et parfait. Si l'on n'élimine pas, par les moyens indiqués ici, les autres termes de l'équation 1 ou l'équation 10 qui contiennent   le -   glissement   #,   le courant primaire J1 diffère de 30 40   %,   la tension du transformateur T étant constante, du courant qu'on obtient lorsque tous les termes dépendent de   #   dans ces équations ont été supprimés. 



   Ce qui est nouveau dans l'invention consiste pré- cisément en ce qu'on élimine non seulement par une contre-      tension la tension de glissement induite par le 'champ      

 <Desc/Clms Page number 8> 

 principal, mais aussi les tensions induites par les champs de dispersion secondaires ou primaires.En outre, suivant l'invention, dans d'autres grandeurs de marche sur lesquel- les agit le glissement de la machine asynchrone et qui agis- sent à leur tour sur le courant primaire de la machine asyn- chrone,les effets du glissement peuvent aussi être compen- sés par des tensions auxiliaires, de façon à ne pas so transmettre au courant primaire.

   On peut maintenant suppri- mer l'effet nuisible de tous les ternes dépendant du glisse- ment, ce résultat étant obtenu automatiquement, comme le montrent les fig. 1 et 2, car toutes les tensions amenées à la machine principale 1 par l'intermédiaire du transforma- teur 5 augmentent et diminuent au même degré que les ter- mes contenant les valeurs correspondantes   (7¯*dans   les équa- tions 1 et 10. L'organe de réglage T n'a à fournir que de petites tensions, celles qui servent à vaincre la chute de tension ohmique du circuit secondaire de la machine principale. A chaque valeur constante de P2 correspond une valeur déterminée de J1, valeur qui est entièrement indépen- dante de la vitesse du groupe. Le courant de charge de la machine est entièrement indépendant de la vitesse de celle- ci. 



   Il est cependant utile parfois que le courant de charge de la machine varie avec la vitesse. On montrera main- tenant qu'il est également possible, au moyen des mêmes transformateurs d'intensité servant à supprimer l'action du glissement sur les tensions de dispersion, de résoudre ce problème de façon que le rôle de l'organe de réglage soit toujours, dans ce mode de réglage, aussi simple que dans le mode de réglage mentionné, à débit constant. 



   Si l'on accorde le transformateur d'intensité 7 de la fig. 1 de façon qu'on ait 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 
 EMI9.1 
 (11) on obtient pour le courant primaire l'équation, suivante 
 EMI9.2 
 Lorsque le transformateur d'intensité 3 est ainsi réglé, le courant de charge de la machine ne dépend plus du glisse- ment   0. Comme   on peut donner à la grandeur m des va- leurs positives ou négatives quelconques on peut ainsi faire en sorte que le courant J1 dépende de façon quelconque du glissement   #,   le réglage étant également effectué automa- tiquement par l'organe de réglage T.

Claims (1)

  1. - : REVENDICATIONS:- 1 Machine asynchrone à la machine postérieure à collecteur de laquelle on fait arriver des tensions d'exci- tation dont l'une a pour effet que la machine postérieure à collecteur introd.uit dans le circuit secondaire une tension augmentant proportionnellement au glissement et annulant la tension secondaire de la machine asynchrone, tandis que la deuxième tension d'excitation (tension de réglage) produit le courant de charge dans le circuit secondaire de la machi- ne asynchrone, machine caractérisée en ce qu'on fait arriver à la machine postérieure à collecteur d'autres tensions d'excitation annulant parmi les tensions suivantes :
    tension inductive de dispersion dans le circuit secondaire de la machine asynchrone, tension de dispersion dans le circuit primaire de cette machine, chute de tension ohmique dans le circuit primaire de la machine asynchrone,, au moins la pre- mière de ces tensions en ce qui concerne son action sur le réglage, de façon que le courant primaire de la machine asyn- chrone obéisse aux mêmes lois que la tension de réglage de composition arbitraire.
    2 Mode de montage suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on fait encore arriver à la machine postérieure à collecteur des tensions d'excitation compen- sant les écarts (dus à la construction de la machine posté- rieure à collecteur ou de sa commande) entre les tensions mentionnées dans la revendication 1 et amenées à la machi- ne postérieure à collecteur de la machine asynchrone et la valeur qu'elles devraient avoir.
    3 Mode de montage suivant la/revendication 2 , <Desc/Clms Page number 11> caractérisé en ce qu'on fait arriver à la machine postérieu- re à collecteur comportant un enroulement de compensation excité à la fréquence du réseau ou à une fréquence voisine, des tensions d'excitation qui annulent la tension d'induc- tion dans l'enroulement de compensation de la machine posté- rieure à collecteur relativement à leur effet sur le réglage.
    4 Mode de montage suivant la revendication 2 , caractérisé en ce qu'on fait arriver à la machine postérieu- re à collecteur accouplée mécaniquement avec la machine prin- cipale et dont le stator est excité à la fréquence de glis- sement, des tensions d'excitation annulant relativement à leur action sur le réglage les écarts produits par les varia- tions de vitesse de la machine postérieure à collecteur entre la tension aux bornes et la valeur qu'elle doit avoir.
    5 Mode de montage suivant la revendication 1 ou 2 , caractérisé par des transformateurs d'intensité mon- tés dans le circuit d'aimantation (sans réaction), dont les tensions secondaires sont amenées à l'enroulement d'excita- tion de la machine postérieure à collecteur.
    6 Mode de montage suivant la revendication 5 , caractérisé par un enroulement auxiliaire monté dans le se- condaire de la machine asynchrone et dont la tension est ame- née directement et par l'intermédiaire de transformateurs de tension ou de changeurs de fréquence à l'enroulement d'exci- tation de la machine postérieure à collecteur et sert à annu- ler la tension secondaire de la machine asynchrone.
    7 Mode de montage suivant la revendication 5 , caractérisé par une machine asynchrone auxiliaire tournant synchroniquement avec la machine principale, machine asyn- chrone dont la tension secondaire est amenée directement ou par l'intermédiaire de transformateurs de tension ou de chan- geurs de fréquence à l'enroulement d'excitation de la machine postérieure à collecteur et sert à annuler la/tension <Desc/Clms Page number 12> secondaire de la machine asynchrone, tandis qu'on moite dans le circuit primaire de la machine asynchrone, .circuit excité par une tension constante, l'enroulement secondaire d'un transformateur d'intensité monté dans le circuit pri- maire de la machine asynchrone principale et comportant de préférence un grand courant d'aimantation (sans réaction).
    8 Mode de montage suivant la revendication 5 , caractérisé en ce que la phase et la grandeur de la tension amenées du transformateur d'intensité à l'enroulement d'ex- citation de la machine postérieure à collecteur sont telles et réglées de façon telle que cette tension ne compense pas seulement l'action de la tension de dispersion secondaire ou des écarts produits dans la machine postérieure à collec- teur ertre la tension et la valeur qu'elle doit avoir, mais introduise aussi dans le circuit secondaire de la machine asynchrone une tension agissant sur la vitesse de cette ma- chi-ie.
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