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"Commutateur-démarreur électrique et progressif pour courant continu et triphasé"
La présente invention se rapporte aux commutateurs et démar- reurs pour moteurs stationnaires ou autres et plus spécialement à un commutateur-démarreur électrique automatique et progressif pouvant être commandé,soit à la main,soit à distance,
L'objet de la présente invention sert à mettre en marche des moteurs électriques à courant continu ou à courant triphasé,
La commande de démarrage peut être effectuée comme dit plus haut,à la main ou à distance, et dans ce cas,le réseau du courant
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de démarrage peut être mis sous courant par bouton-càmmutateur, fletteur thermomêtre, thermostat, etc...
Le but principal de la présente invention est de créer un démar- -reur progressif qui supprime radicalement de'par sa construction même,les à-coups dans le secteur,provenant d'un démarrage subit,ain- -si que les.étincelles de contact et de rupture qui se produisent fréquemment dans les démarreurs connus à ce jour.
Pour faciliter la compréhention de la présente invention l'ob- jet de celle-ci est représenté à titre d'exemple et non limitatif dans les dessins ci-joints et décrite en trois parties qui cependant forment un ensemble indivisible.
Fig.l-est un schéma d'installation d'un démarreur pour courant continu et commandé à distance par bouton-commutateur et Fig.la- montre un godet de contact agrandi.
Fig.2- représente sur plus grande échelle le tube démarreur proprement dit pour courant continu.
Fig.3- est une vue prise d'en haut du tube démarreur approprié au courant triphasé' Fig.4- en est une coupe transversale suivant la ligne A-Ade Fig. 3
Fig.5- est une vue prise de face de l'interrupteur minima à trois bobines,une bobine par phase du stator,pour courant triphasé à commande à main et relié au tube démarreur progressif.
Fig.6- en est une vue de coté.
Fig.7-est une vue de face de la commande à main de l'interrupteur minima tripolaire sur le stator et la commande automatique du tube triphasé,avec la bobine de traction et minima sur le rotor.
Fig.8- est une vue de coté de l'interrupteur tripolaire commandé à main avec tube automatique triphasé et bobine de traction avec minima du rotor et dispositif de maintient de fermeture de l'interrupteur-
Fig.9- représente une vue de face de l'interrupxteur bipolaire, commande à distance,actionnant le tube pour démarreur à courant continu avec vue de face des plots et bobine de commande.
Fig.10- est une vue de face du démarreur continu progressif et mé- canque de grosse puissance avec sa bobine de commande.
Fig.II est une vue de ctté des dispositifs des contacts continu et triphasé. - Fig.12- représente le schéma de raccordement,
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En se référant à la fig.l A -désigne le tube démarreur progressif au- -tomatique pour moteur à courant continu.Il se compose d'un récipient 1 en verre ou toute autre matière équivalente,destine à recevoir une cer- -taine quantité de mercure ou autre liquide conducteur.Dans ce récipient vient plonger un tube en verre 2,ou en toute autre matière similaire et qui est fermé à son extrémité avant.Ce tube 2 porte à l'extérieur du ré- cipient A- un nombre approprié de godets 3a à 3g,également en verre ou analogue,dans lesquels sont noyés les électrodes 4a à 4g,
dont les extré- -mités supérieures font saillie au dessus de la masse isolante des god- -dets 3a à 3g dansle tube 2.-
Les godets ont une profondeur appropriée et quelle que soit leur position ou le degré d'inclinaison du tube démarreur au des interrup- teurs B et C,renferment une quantité de mercure telle,que les électro- des de 4a à 4g y sont complètement noyées.( fig.l )
En dessous du tube 2 un second tube calibré 5 en verre ou matière analogue isolante, sort du récipient 1 et met celui-ci en communication avec la partie avant du tube 2.-L'intérieur de ce système de tubes et du récipient est hermétiquement clos et contient soit un gaz inerte,soit un vide.
Le tube démarreur A est monté d'une manière appropriée sur un cavalier à pivot 6 situé de façon à ce que,il soit légèrement incliné vers l'arrière dans sa position normale de non fonctionnement.
Les interrupteurs B et C sont montés de préférence sur le même ca- valier et se trouvent dans le même axe que le tube démarreur A,de sorte qu'ils pivotent avec le tube démarreur A autour du pivot 6.-
Four pouvoir appliquer le tube démarreur A suivant la fig.l et qui est destiné à un courant continu,pour un réseau alimenté par courant triphasé,le tube déparreur est soumis à quelques changements d'ordre constructif tel qu'il est exposé en fig.3-
Le tube démarreur pour courant triphasé diffère du tube démarreur pour courant continu en ce qu'il possède 3 tubes 2' correspondants au tube 2.Chacun de ces tubes porte une série de godets, 3a' à 3;3a'' à
3a'' et 3a'" à 3a'''.
Analogue à la construction du tube démarreur pour courant continu;les électrodes du tube démarreur pour courant triphasé sont également noyées dans leurs godets.
Pour Décrire le fonctionnement du tube démarreur et la façon de 1' intercaler dans l'installation complète de démarrage,l'inventeur cite à
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titre d'exemple uniquement le tube démarreur pour courant continu.
Cependant,il est bien entendu que le tube démarreur pour courant triphasé fonctionne de façon analogue,tel qu'il résulte de la con- struction suivant la fig.3-
Dans l'installation représentée dans la fig.1,il est supposé que le démarrage doit être effectué à l'aide de boutons commutateurs ou interrupteurs.
En se référant à la fig.l,A désigne le tube démarreur proprement dit,B et C des interrupteurs,dont B est un interrupteur unipolaire une direction pour le négatif et 0 l'interrupteur unipolaire à deux directions pour le positif.- D est une bobine à deux enroulements 12 et 13;
E représente une résistance de démarrage- F est une résistance additionnelle de valeur appropriée- H est le moteur- G et G' sènt les plombs fusibles d'arrivée du courant- J et K sont les boutons respec- tivement de mise en marche et d'arrêt.-
Les interrupteurs B et a sont formée par des tubes en verre ou autre matière isolante,contenant chacun une certaine quantité de mer- cure ou autre liquide donducteur de courant.Les tubes sont fermés à leurs deux extrémités et portent le premier deux godets 7a et 7b et le second trois godets 8a,8b et Se*- Les électrodes 9a,9b et IOa et IOb et 10c sont noyées respectivement dans la masse isolante des godets 7a, 7b, 8a,
8b et 8c et font saillie à l'intérieur des tubes B et C.Le vide est pratiqué à l'intérieur des tubes B et C et le cas échéant,un gaz inerte peut y être introduit de fagon à supprimer complètement toute formation d'étincelles. Ces deux interrupteurs B et C sont portée par le même cavaler que le tube démarreur A et pivotent avec celui-ci autour du pivot 6.-
La bobine D aux deux enroulements 12 et 13 possède un corps cylindrique creux 11,qui porte les enroulements dont 12 forme la bo- bine de commande du démarreur et 13 la bobine minima.En série avec cet- te dernière bobine,se trouve la résistance ? de valeur appropriée.
Un corps cylindrique 14 en fer doux ou autre matière analogue,- mzni d'une butée 15 réglant à volonté l'étendue de la course du corps cylindrique 14 et guidé par les guides 16.occupe l'intérieur de la bo- bine D et est fixé de façon appropriée en 17 au tube démarreur A.-
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La résistance de démarrage E à lesextrémités de ces différents éléments 18a,18b ........18n reliées par conducteur souple respeo- -tivement aux électrodes 3b,3c........3n,en tenant compte de ce que toute la résistance du démarrage E est comprise entre les conducteurs souples aboutissant respectivement aux électrodes 3b- 3n .
L'électrode 3a diffère des électrodes 3b-3N par le fait qu'elle n'est pas reliée à un élément de la résistance E mais directement au fil conducteur négatif du réseau.Le fonctionnement s'effectue comme suit :
Dans la première phase on ferme le contact J;à cet instant le mercure du tube démarreur A se trouve à l'arrière du récipient 1;le mercure contenu dans B baigne uniquement l'électrode 9b et le mercure dans l'interrupteur c baigne les électrodes 8b-8o assurant de cette façon un contact entre ces deux dernières électrodes.Ce contact,comme d'ailleurs tous les contacts dans l'installation,à savoir dans A,B et C s'opère mercure sur mercure;
de sorte qu'aucune oxitation ne peut avoir lieu,les surfaces venant en contact se renouvelant à chaque contact ou interruption.Partant du pôle positif 19 du plomb fusible G' un air- cuit s'établit,passant par les électrodes 8b-8c, la bobine 12,1'interrup -teur J et le pôle négatif 20 du plomb fusible G, La mise en circuit de la bobine 12 a pour effet de faire agir celle-ci,c'est-à-dire,d' attirer dans le sens de la floche 21,le corps cylindrique 14,lequel relié au démarreur A en 17(,fait basculer ce dernier et en même temps ¯ les interrupteurs 13 et C dans le sens de la flèche 22.-
A ce moment commence la seconde phase par suite de la nouvelle position du démarreur A et des interrupteurs B et c:
En premier lieu le mercure de l'interrupteur coule vers l'avant, coupe le circuit précédemment décrit entre les électrodes leb et 10c et met de cette faon la bobine 12 et l'interrupteur J hors circuit.
Le mercure en C baigne maintenant les électrodes 10a et IOb,assurant de cette façon le contact entre ces deux derniers;en second lieu le mereure contenu dans l'interrupteur B coule vers l'avant et baigne dans sa nouvelle position les deux électrodes 9a et 9b, assurant ainsi un contact électrique entre ces doux électrodes.
L'établissement de ces deux contacts a pour effet de créer un nouveau circuit qui,partant du pôle positif 19 du plomb G' passe
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par les électrodes 10b,10a, la résistance E, la bobine 13 du minima, les électrodes 9a-9b de l'interrupteur B et aboutit au pôle négatif 20 du plomb G. Le circuit ainsi formé à pour effet d'exiter la bobine 13 et celle-ci agit de ce fait à titre d'électro-aimant et maintient le corps cylindrique 14,qui à cet instant n'est plus attiré par la bobine 12,eelle-ci étant hors circuit.Le corps cylindrique 14 dans la bobine 11 maintient ainsi le tube démarreur A et les interrupteurs B et C dans la position inclinée vers l'avant.
A ce moment un nouveau circuit est créé à savoir:pole positif 19 du plomb G', électrode 10b-10a de l'interrupteur C,moteur H,électrode 3a et 3b de la résistance du démarrage E,électrodes 9a et 9b du pôle négatif 20 du plomb fusible G.L'établissement de ce circuit a pour effet de mettre en marche le moteur H protégé de préférence par une résistance L.-
Pendant que les phénomènes décrits ci-devant ont lieu,le mer- cure contenu dans le récipient 1 du démarreur A,sollicité par l'in- clinaison de ce dernier,s'écoule plus ou moins lentement selon le calibre du tube 5 calibré par ce dernier ,et selon le degré d'incli- naison du démarreur,
pour rentrer à l'avant du tube 2.Le mercure vient dé abord baigner les godets 3a et 3b et en continuant de remplir le tube 2 baigne successivement les godets 3c-3n, mettant de cette façon en circuit les différentes résistances laa à 18n et assurant de la sorte un démarrage doux et progressif.-
Il résulte de ce qui précède,que,par suite de l'écoulement lent du mercure par le tube 5 convenablement calibré et par l'inclinaison plus ou moins grande du démarreur ,le démarrage peut être réglé à la vitesse voulue,qui.normalement est de 3 secondes et pouvant aller jusque 15 secondes.
La troisième phase,occasionnée par la fermeture de l'interrup- teur K crée un nouveau circuit à savoir:pêle positif 19 du plomb fusible G',électrodes 10b,10a, résistance F,interrupteur X, pôle négatif 20 du plomb fusible G.Ce circuit a pour effet de lancer le courant dans la résistance F, en série avec la bobine du minima 13,cette rée sistance fermant à l'arrêt le passage du courant dans la bobine du minima 13.Ceci a pour résultat de diminuer ou de supprimer l'excita- tion de la bobine du minima 13,qui,étant hors circuit, n'a plus la for- -ce nécessaire pour retenir le corps cylindrique 14.
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Celui-ci est ensuite sollicité par le poids du démarreur A et de ses annexes B et C et sort de la bobine 11,permettant de cette façon au démarreur A et aux interrupteurs B et C de tourner dans le sens de la floche 23 pour venir se reposer contre la butée 24.
Dans cette position,le mercure contenu dans le démarreur A s' écoule du tube 2 dans le réservoir 1 et le mercure contenu dans l'in- terrupteur B coule vers l'arrière et rompt le circuit entre les élec- trodes 9a et 9b,tandis que le mercure contenu dans l'interrupteur C se retire également vers l'arrire en rompant le circuit entre les électrodes 10a et IOb et en rétablissant le circuit entre les élec- trodes 10b et 10c.- Par ces différentes opérations, le moteur H est mis hors circuit ainsi que la bobine du minima 13, l'interrupteur K et la résistance F,
tandis que la bobine 12 et l'interrupteur de commande J sont mis sous courant de façon à pouvoir commander à nouveau la mise en marche du moteur H.-
Il est a remarquer que les dimensions des différentes parties du tube démarreur A doivent être télés,que le mercure contenu dans 1, ne puisse passer directement du réservoir 1 dans le tube 2,mais doit emprunter la voie du tube 5.-
La description ci-devant se réfère uniquement au tube démarreur pour courant continu ou triphasé commandé à distance,- cependant on prévoit également l'application de ce tube démar- reur pour un démarrage automatique progressif commandé à la main pour moteur à courant continu ou triphasé.-
Dans l'exemple représenté dans les fige.
5 et 6,l'inventeur supposela mise en marche d'un moteur à courant triphasé.En se réfé- rant à ces deux figures,l'appareil de commande à main se compose d' une part des bobines de minima D' qui,dans leur état d'excitation fonctionnent à titre d'électro-aimant et retiennent la barre 25' soli- daire du cadre métallique 25,Ce cadre métallique tourne sur l'axe 26.
La poignée 27 est fixée surcet axe de façon qu'elle peut commander le dit cadre 25.Les bobines de minima D' sont reliées directement aux bornes du courant du moteur.En dessous du cadre métallique 25 se trou- ve le cadre 28 muni des contacts 28' qui viennent s'engager dans les lamelles reliées aux bornes d'arrivée du courant.Le cadre 28 possède à son extrémité inférieure une butée 31 et d'autre part une tringle 29
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reliée en 30 à un cavalier qui porte le tube démarreur progressif tel qu'il est représenté dans la fig.5 pour courant triphasé.
Le fonctionnement de ce démarreur 4 commande à main est très ssimple.Si le courant du réseau est interrompu,lebabines D' sont hors circuit et de ee fait elles ne sont plus à même de retenir la barre 25'.En conséquence, le cadre 25 solidaire de cette barre 25' re- tombe sous l'influence de son propre poids et vient heurter contre la butée 31 solidaire du eadre 28.Ce choc est suffisamment fort pour eca@- sionner le déclenchement du cadre 28.Par ce choc brusque et subit on provoque une interruption spontannée du courant.Les contacts 28' n' agissent par par frottement,mais sont constitués par des pinces mu- nies de points de contact agissant simplement par pression.
La descente du cadre 28 provoque un pivotement du tube démar- reur par l'intermédiaire des tringles 29 et 30.Pour effectuer un nou- veau démarrage du moteur,on remonte le cadre 25 au moyen de la mani- velle 27 de sorte que le cadre 28 s'engage avec ses contacts 28' dans les pinces à points de contact.Par le tube démarreur relié tel qu'il est décrit plus haut au cadre 28,le démarrage lent et progressif du moteur est assuré.
On prévoit aussi l'application du tube démarreur pour la com- mande à main ou à distance pour moteur a courant continu ou triphasé.
Dans l'exemple suivant la fig.9 en voit la commande à distant -ce et en fig.12 on voit le schéma de raccordement.
En se référant à ces deux dernières figures,l'appareil de commande à distance se compose d'un interrupteur bipolaire portant les contacts 19 et 20 et un dispositif lA-1B et de la bobine de lance- ment 2 qui est munie d'un noyau 21 et dont l'interrupteur 1 vient re- posé par le dispositif 1A sur le noyau 21 de la bobine 2 qui recoit du courant par les contacts 18 et 19.En fermant le circuit 29 et 31 le noyau 21 est attiré vers le haut et vient se poser sur le disposi- tif lA,qui est maintenu à l'interrupteur 1 et de cette façon l'in- terrupteur vient fermer les contacts 19 et 28,20 et 27 et ouvre le circuit 18 et 19 et empêche.le courant de passer par la bobine 2 qui ne peut plus maintenir le noyau 21 levé qui retembe par son propre poids.
L'interrupteur 1 porte un deuxième dispositif 34.lequel est relié par une tringle 3 qui a son extrémité est attachée par un pivot
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