<Desc/Clms Page number 1>
" Dispositif pour la compensation d'un circuit de courant alter- natif à fréquence variable ".
Si on intercala dans un circuit de courant continu, un moteur série tournant à vitesse constante . on sait que celui-ci agit de la même manière qu'une résistance ohmiuqe,c'est-à-dire qu'il cause une chute de tension proportionnelle au courantUne génératrice en série intercalée de la même manière agit comme une résistance ohmique négative. Les marnes conditions sont vala- bles pour un circuit de courant alternatif,, si la machine inter- calée est une machine à collecteur d'un type compensé pour la chute de tension inductive,par exemple une machine Schorbius à enroulement compensateur.
<Desc/Clms Page number 2>
Pour le courant alternatif. Inaction peut aussi être expri- mée de la façon suivante ::la machine intercalée fournit un vec- teur de tension avance /ou retardé/ de 1800 par rapport au vec- teur de courant et proportionnel au dernier. Il résulte ainsi que si l'on modifie la machine série de façon que son champ ma- gnétique soit retardé par rapport au courant, la tension de la machine obtient une composante avancée de 90. par rapport au courant et la machine agit donc comme un compensateur de phases dont la composante de tension compensatrice, comme il va être démontré, devient aussi proportionnelle au produit du courant et de la fréquence,, c'est-à-dire à la chute de tension induotive pour un circuit déterminé. Une machine arrangée de cette façon forme l'objet de la présente invention.
Un nombre de modes d'exécution et d'application de l'inven- tion sont illustrés 'dans les figures 1-8 du dessin annexé.
La figure 1 montre l'invention en général, appliquée sur un circuit polyphasé dont une phase seulement e st représentée, et dont le .point neutre est supposé être situé dans le rotor de la machine 1. Cette machine a dans le stator un enroulement compensateur 2 et un enroulement excitateur en série 3. En pa- rallèle avec le dernier il y a une résistance ohmique réglable 4.
Si on désigne la résistance ohmique et la réactonce de l'en- roulement 3 par r3 et r3 respectivement, la valeur de la résis- tance 4 par r4, les courants dans 3 et 4 par I3 et I4 respecti- vement, et leur total par Il-$ on obtient l'équation t
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
Si I3 est divisé en une composante cophasée avec II et une composante y-perpendiculaire, on obtient :
X3
EMI3.1
La tension produite par rotation dans la machine 1 est supposée 'être proportionnelle à I3/champ non saturé/ et peut être mise m - d I3, où le signe négatif imolique que la machine absorbe une composante de tension en phase avec le courant,c'est -à-dire qu'elle travaille comms moteur.
Cette tension déviant donc
EMI3.2
Le premier terme du membre droit représente ici une chute de tension en phase avec le courant et le deuxième temme une tension avancée de 90 par rapport au courantec'est-à-dire une tension compensatrice.Le dernier terme contient x3 dans le numérateur et
EMI3.3
grand par rapport à x3 on peut rendre la deuxième terme du dénominateur minime par rapport à l'unité, c'est-à-dire le dénomina- teur à peu près indépendant de x3, à savoir de la fréquence, La tension compensatricequi contient x3 dans le numérateur, devient dans ce cas directement proportionnelle à la fréquence et peut donc,
en choisissant des dimensions propres pour la machi- ne 1, compenser complètement une chute de tension inductive dans le circuit, proportionnelle à cette fréquence.
Si le coefficient de j 3 Il dans la dernière équation est
EMI3.4
est dimensionnée de façon que a x3, pour les basses valeurs de la
<Desc/Clms Page number 4>
fréquence, quand le dénominateur converge, vers 1, devienne éga- 1 à la réactance du circuit, le reste, non oompensé de la chute de tension inductive pour les fréquence,% supérieures, devient
EMI4.1
ce qui est une valeur environ normale, l'erreur de phase devient 1/27 au maximum.Par contre., sans la machine 1 elle deviendrait environ 1/3,
Au lieu de relier la résistance 4 directement en parallèle à l'enroulement 3, on peut la mettre en circuit par un transfor- mateur, par exemple au moyen d'un enroulement 5 sur le même noyau que l'enroulement 3,
comme indique la figure 2.
Figure 5 montre une application de la machine d'après la figure 1 comme compensateur de phase pour un moteur asynchrone ordinaire 6. Le compensateur, 1, qui est identique à la machine représentée dans la figure 1 et dont les détails portent les dé- signations correspondantes,. est reliéaux bagues de la machine principale et accouplé à une machine particulière 7, qui tra- vaille normalement comme génératrice, vu que la machine 1 tra- vaille comme moteur.
Dans la figure 4,la machine 1 sert aomme compensatrice de phase dans le circuit excitateur d'une grande machine à collec- teur et à excitation dans le stator /type Scherbius/, La derniè- re machine est désignée par 8 et son enroulement excitateur par 9. cet enroulement est du reste supposé *être relié à une source
<Desc/Clms Page number 5>
de courant dont la tension peut être constante ou variée à vo- lontéLe but de la machine 1, proprement dimensionnée, est de fair au courant excitateur exactement la Site tension en phase et grandeur, indépendant de la fréquenceo On peut aussi.
comme le montre figure 5, modifier la maohi- ne 1 de façon que, en retenant sa fonction fondamentale, elle serve aussi comme excitatrice pour une machine Scherbius 8,Dans ce but, elle est pourvue d'un enroulement excitateur particulier 10 agissant dans le même axe que l'enroulement 3. Si ces deux enroulements sont situés sur les mémes noyaux, ce qui est le plus commode au point de vue de construction;, il faut qu'une mesure soit prise pour compenser l'influence inductive du cir- cuit à travers l'enroulement 10 sur le circuit en dérivation à travers l'enroulement 3.
Dans ce but, les deux circuits peuvent être accouplés au dehors de la machine par un transformateur 11 agissant dans le sens contraire à l'influence inductive qui vient d'être mentionnée. Si les enroulements,, par exemple, sont bobinés sur des parties magnétiquement parallèles d'un noyau polaire fendu, un tel transformateur compensateur n'est généra- lement pas nécessaire.
Il peut aussi suffir d'intercaler dans le circuit dérivé à travers l'enroulement 3 une réactance proprement dimensionnée, c'est=à-=dire on peut omettre l'enroulement du transformateur 11 qui est en série avec l'enroulement 10. Dans certains cas, il peut même être désirable de bobiner le dit enroulement du trans- formateur de façon à renforcer l'accouplement inductif au moyen des enroulements dans la machinée Le dit enroulement de trans- formateur doit cependant, dans ce cas, 9 contenir un nombre essen- tiellement moindre d'ampère tours que l'autre enroulement du transformateur,
de façon que l'inductance du dernier enroulement règle toujours les conditions de courant dans son cirouito L'a- vantage d'une connexion du dernier genre, oomparée avec celle
<Desc/Clms Page number 6>
initialement decrite, est qu'elle diminue l'Inductance totale du circuit à travers l'enroulement 10. Dans tous les cas décrits, la transformateur 11 doit avoir une reluotance assez haute, à titre d'exemple, posséder un entrefer dans le noyau.
Si une machine 1 arrangée diaprés la figure 5 est directe" ment employée comme compensateur de phases pour une machine asynchrone, la connexion peut être faite d'après la figure 6.
L'enroulement 10 est ici alimenté par les bagues de la machine principale à travers une bobine d'inductance 12. Le courant dans l'enroulement devient donc à peu près constant, indépendant du glissement, car la tension et la réactance varient dans la même proportion. La machine 6 reçoit donc une tension compensatrice, qui résulte d'une composante à peu près constante et d'une autre proportionnelle au courant de charge, et en même temps une ten- sion contra-compoundante.
Figure 7 montre une connexion qui se prête bien au réglage de vitesse des moteur asynchrones. Aux bagues de la machine asynchrone 6, on a relié une machine Soherbius 8 ayant un en- roulement excitateur 9 qui est alimenté par une machine 1 arran- gée comme dans la figure 5. l'enroulement excitateur 10 de cet- te machine est à son tour alimenté par une petite génératrice 13 du type Schrage ayant des enroulements de rotor et de stator reliés en série, et dont les bagues sont reliées, d'une façon bien connu*, au réseau à travers un transformateur réglable 14 en série avec un transformateur de courant 15 qui l'accouple avec le circuit principal.
La dite génératrice livre donc à l'en- roulement 10 un courant proportionnel à la tension imprimée, et la machine 1 livre ensuite un courant y proportionnel à l'enrou- lement 9 ee la façon déjà décrite.
Figure 8 représente enfin une connexion pour charger une machine asynchrone 6 avec une puissance indépendante du glisse- ment ou du monis proportionnel au dernier. Aux bagues de la
<Desc/Clms Page number 7>
maohine asynchrone,on a relié'une machine Soherbius 8 excitée par une machine 1 analogue à collages figs,5- 7o A l'enroule- ment excitateur 10 de la dernière machine;
, on a cependant relié deux sources de tensi on en série. à savoir un convertisseur de fréquence 16, qui fournit une tension indépendante du glissement, et une machine asynchrone 17 qui fournit une tension essentiel- lement proportionnelle au glissemento La dernière machine est de) préférence reliée au réseau à travers un transformateur en série 18 dont l'enroulement primaire est intercalé dans les conducteurs d'entrée de la machine principaleet qui est dimensionné de fa- çon que la machine 17 fournisse au secondaire une tension pro- portionnelle à la tension de glissement de la machine principale toutes les chutes de tension inductives étant considérées.
Si la machine compensatrice 1 est dimensionnée pour la compensation des chutes de tension inductives dans les deux enroulements 9 et 10, la machine 8 fournit donc, non seulement sous l'influen- ce de la machine 17 une composante de tension qui équilibre la résultante de toutes les tensions de la machine principale pro- portionnelles au glissementmais aussi sous l'influence de la machine 16 une composante de tensi on qui couvre la chute ohmique dans le circuit qui est indépendant du glissement. En réglant la dernière composante au moyen de la machine 16,.on peut donc régler le courant secondaire de la machine 6 et ainsi sa charge.
On peut, naturellement 9 en réglant les tensions primaires des machines 16 et 17 entre elles, obtenir chaque forme intermédiai- re entre ce mode d'opération et celui d'une charge proportion- nelle au glissement qu'on peut désirer,
Les applications de l'invention représentées dans les fi- gures 6 -8 peuvent être modifiées en employant, au lieu d'une machine, compensatrice à enroulement excitateur indépendant d'a- près la figure 5, une machine d'après la figure 4 en série avec
<Desc/Clms Page number 8>
une machine excitatrice séparée. La forme représentée est ce- pendant en général à préférer en raison de son prix plus réduit.
REVENDICATIONS:-
EMI8.1
-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:- 1./ Dispositif servant à créer, dans un circuit éleottique à fréquence variable, une tension additionnelle contenant une composante opposée et proportionnelle à la chute de tension in- ucitve, caractérisé en ce qu'une machine ayant une excitation en série dans le stator et une résistance ohmique en parallèle à l'enroulement excitateur est intercalée dans le circuit.