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"DEMARREUR AUTOMATIQUE POUR MOTEURS POLYPHASES ASYNCHRONES A ROTORS BOBINES A BAGUES
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On sait que les moteurs asynchrones polyphasés à bagues ont le grand avantage d'un démarrage progressif tout en ne provoquant qu'un appel de courant de ligne minimum pour un couple de démarrage donné.
Ils ont, par contre, le gros inconvénient de nécee siter des manoeuvres supplémentaires à la mise sous tension du moteur. Les manoeuvres sont faites normalement par éli-
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minations successives de résistances; cette solution conduit au démarrage à main sur plusieurs plots, ou à l'emploi de démarreurs automatiques composés de plusieurs contaoteurs et relais.
D'autres dispositifs de démarrage sont basés sur l'effet centrifuge de masses entraînées par le rotor du moteur; cette solution a le gros défaut de ne s'appliquer qu'à des moteurs spécialement construits dans ce but.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de fournir un démarreur automatique qui puisse se brancher sans avoir à apporter la moindre modification d'ordre électrique ou mécanique au moteur lui-même et qui ait, par conséquent, le gros avantage de pouvoir s'appliquer à des moteurs déjà en service.
La présente invention a pour objet un démarreur automatique pour moteurs polyphasés asynchrones à rotors à bagues avec résistancesohmiques et inductives branchées parallèlement, par court-circuitage automatique du rotor, caractérisé en ce que la diminution du courant dens les résistances ohmiques an cours du démarrage cause la mise en courtcircuit du rotor par l'intermédiaire d'un relais électromagnétique.
Le dessin ci-annexé représente, à simple titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention:
La figure 1 est un schéma du dispositif complet de démarrage.
La figure 2 est une coupe longitudinale du relais utilisé.
L'installation comprend une self triphasée Si,Sa S3. En parallèle avec chacune des phases de cette self sont branchées des résistances r1'r2'r3. La self est reliée
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aux bagues b1'b2'b3 du rotor par trois conducteurs c1'c2 et c3. Le couplage représenté sur la:figure 1 est en étoile.
Un contacteur D établit le court-circuitage des bagues par la mise en contact de son armature mobile D3 avec les plots Da et D1. L'armature D3 et les plots D2 et D1 sont reliés au rotor par les conducteurs E1,E2 et E3.
L'armature mobile du contaoteur porte, en outre, un'contact supplémentaire D5, relié à une phase sur le bloc-bornes du stator. Lorsque le oontaoteur est fermé, le contact D5 appuie sur un contact fixe D4' relié à une des bornes de la bobine d'excitation M du oontacteur. L'autre extrémité de la bobine M est reliée par la connexion E4 soit au neutre, soit à une autre phase du bloc-bornes du stator. De D4 et D5 partent des connexions E6 et E7 qui aboutissent aux contacts A2 et A1 du relais A.
La bobine N d'excitation du relais A est branchée en série avec l'une des résistances de démarrage (r3 sur la figure 1). Le relais A ( 'figure 2) est constitué par un circuit magnétique comprenant un boîtier A3' un couvercle A4 et un noyau mobile A5. Le noyau est maintenu en position de repos ( dans sa position haute) par le ressort A. qui l'applique contre la butée A7. I1 porte, en outre, sur son prolongement, une gorge circulaire A8.
Sur le prolongement du noyau,et coulissant sur celui-ci, se trouve une chape A9 portant, d'une part, le contact A2 et servant, d'autre part, de logement à quelques billes A10.Ces billes sont pressées contre le noyau A5 par un ressort 11'
Un ressort A12 maintient au repos la chape A9 et ses organes appliqués contre le couvercle A4.
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Un support A13 sert de guide extérieur à la chape A9 et.porte, en outre, les bornes A14 et A15 reliées respectivement aux contacts A2 et A1.
Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit a lieu comme suit:
En position de repos, le dispositif de démarrage se trouve comme représenté figure 1, c'est-à-dire que la self-résistance est branchée aux bornes du rotor et les contacts du relais A et du contacteur D sont ouverts*
Pour démarrer le moteur on ferme, automatiquement ou à la main, l'interrupteur multipolaire de branchement du stator (non figuré) sur le réseau.
Cette manoeuvre a pour conséquence de créer un courant de circulation à travers la self-résistanoe: chemin C1 et parallèlement S1r1; C2 et parallèlement S2R2; C3 et parallèlement S3r3.
Au début du démarrage, le rotor étant encore immobile ou tournant très lentement, la fréquence du courant rotorique est égale ou voisine de la fréquence du secteur.
La self triphasée S1 Sa S3 offre, à ce moment là, une impédance telle que les résistances r1 ra r3 deviennent, de ce fait, déterminantes de la valeur du courant rotorique.
La bobine N du relais A se trouve excitée par une partie importante du courant rotorique; le noyau A5 est violemment aspiré, vainquant facilement la foroe du ressort A6 et la gorge A8 vient se présenter en face des billes A10 qui pénétrant dans celle-ci, forment un accouplement entre le noyau et la chape A9.
Sous l'effet du courant, le rotor s'est mis en rotation et, au fur et à mesure de son augmentation de vi-
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tesse, la fréquence du courant de circulation à travers les selfs résistances S, r, a diminué. De ce fait, les selfs S1,S2 et S3 laissent passer une part plus importante du courant rotorique total pendant que le courant diminue dans les résistances r1'r2 et r3 par suite de la diminution de la tension rotorique.
Le courant de la bobine N diminue donc pendant cette mise en vitesse et le ressort A6 arrive à vaincre progressivement les efforts conjugués du ressort A12 et de l'attraction magnétique du noyau. L'ensemble noyau- chape remonte donc progressivement, au fur et à mesure de la. diminution de courant, dans la bobine N et, par con- séquent, dans r1'r2 et r3 jusqu'à ce que le contact A2 de la chape touche le contact A1, fermant ainsi le circuit de la bobine M. Cette dernière se trouve alors alimentée par le chemin E5 E7'A1'A2'E6 E4' sous la tension des bornes du stator.
L'excitation de la bobine M a, pour conséquence la fermeture du oontaoteur D qui court-cirouite les bagues et met hors de cause les selfs-résistances; de plus, la prise de contact de D4 et D5 établit l'alimentation de la bobine M directement par le chemin E5 D5 D4 E4 et le relais se trouve donc, lui aussi, hors de cause.
La mise en contact de A2 avec A1 détermine donc la fin de la période de démarrage. A partir de ce moment, la bobine N se trouve complètement desexoitée, le ressort A6 devient alors assez puissant pour vaincre, en plus de la résistance du ressort A12'l'effort du ressort 'il poussant les billes A10 dans la gorge A8 du noyau A5 et pour desacooupler le noyau A5 de la chape A9
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Cette dernière, libérée, retombe sur le couvercle par Inaction du ressort A . Le contact A - A
12 1 2 se trouve rompu et le relais A reprend ainsi sa. position de repos.
Pour provoquer l'arrêt du moteur, il suffit d'ouvrir l'interrupteur de branchement la bobine M n'étant plus excitée, le contacteur D s'ouvre et l'ensemble reprend la position de repos, ou d'arrêt.
Ce dispositif de démarrage s'adapte à tous les moteurs polyphasés à bagues devant démarrer automatiquement aveo un appel de courant limité; sa construction simple et l'utilisation d'un seul contacteur sur un bloc self-résistance permettent d'obtenir un démarrage progressif.
On conçoit que des modifications de détails puissent être apportées à la réalisation de l'invention sans toucher à son principe de base: provoquer le court-circui tage du rotor sous l'action de la diminution du courant dans les résistances pendant la période de démarrage.
C'est ainsi que l'invention peut être appliquée au montage en triangle du bloc self-résistance ; cependant la demanderesse préfère la disposition en étoile, le réglage de la résistance sur chaque phase étant plus simple
Le relais peut aussi subir des modifications constructives appropriées dans le domaine des connaissances du spécialiste: par exemple l'accouplement noyau-chape peut être obtenu de la façon inverse à celle décrite, c'est-à-dire avec gorge sur la chape, billes et ressert de pression montés sur le noyau.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"AUTOMATIC STARTER FOR ASYNCHRONOUS POLYPHASE MOTORS WITH ROTOR SPOOLS WITH RING
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It is known that polyphase slip-ring asynchronous motors have the great advantage of a soft starting while causing only a minimum line current draw for a given starting torque.
They have, on the other hand, the big drawback of requiring additional maneuvers to switch on the motor. The maneuvers are carried out normally by eli-
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successive minations of resistance; this solution leads to manual starting on several pads, or to the use of automatic starters made up of several contactors and relays.
Other starting devices are based on the centrifugal effect of masses driven by the motor rotor; this solution has the big drawback of only being applied to engines specially built for this purpose.
The object of the invention is to remedy these drawbacks and to provide an automatic starter which can be connected without having to make any electrical or mechanical modification to the engine itself and which therefore has the great advantage of can be applied to engines already in service.
The present invention relates to an automatic starter for asynchronous polyphase motors with slip-ring rotors with ohmic and inductive resistors connected in parallel, by automatic short-circuiting of the rotor, characterized in that the decrease in the current in the ohmic resistors during starting causes the short-circuiting of the rotor via an electromagnetic relay.
The accompanying drawing represents, by way of example, one embodiment of the invention:
Figure 1 is a diagram of the complete starting device.
Figure 2 is a longitudinal section of the relay used.
The installation includes a three-phase choke Si, Sa S3. In parallel with each of the phases of this choke are connected resistors r1'r2'r3. The self is connected
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to the rings b1'b2'b3 of the rotor by three conductors c1'c2 and c3. The coupling shown in: Figure 1 is star.
A contactor D establishes the short-circuiting of the rings by placing its mobile armature D3 in contact with the pads Da and D1. The armature D3 and the pads D2 and D1 are connected to the rotor by the conductors E1, E2 and E3.
The mobile armature of the contactor carries, in addition, an additional contact D5, connected to a phase on the terminal block of the stator. When the oontaotor is closed, the contact D5 presses on a fixed contact D4 'connected to one of the terminals of the excitation coil M of the oontactor. The other end of coil M is connected by connection E4 either to neutral or to another phase of the stator terminal block. Connections E6 and E7 start from D4 and D5 which lead to contacts A2 and A1 of relay A.
The N excitation coil of relay A is connected in series with one of the starting resistors (r3 in figure 1). Relay A ('figure 2) is constituted by a magnetic circuit comprising a housing A3', a cover A4 and a movable core A5. The core is held in the rest position (in its high position) by the spring A. which applies it against the stop A7. It also carries a circular groove A8 on its extension.
On the extension of the core, and sliding on it, is a yoke A9 carrying, on the one hand, the contact A2 and serving, on the other hand, to accommodate a few balls A10. These balls are pressed against the core A5 by an 11 'spring
A spring A12 keeps the yoke A9 and its members applied against the cover A4 at rest.
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A support A13 serves as an external guide for the yoke A9 and also carries the terminals A14 and A15 connected respectively to the contacts A2 and A1.
The operation of the device which has just been described takes place as follows:
In rest position, the starting device is as shown in figure 1, i.e. the self-resistance is connected to the rotor terminals and the contacts of relay A and contactor D are open *
To start the motor, the multipolar stator connection switch (not shown) to the network is closed, automatically or manually.
The consequence of this maneuver is to create a circulating current through the self-resistanoe: path C1 and at the same time S1r1; C2 and at the same time S2R2; C3 and at the same time S3r3.
At the start of start-up, the rotor still being stationary or rotating very slowly, the frequency of the rotor current is equal to or close to the mains frequency.
The three-phase choke S1 Sa S3 offers, at this moment, an impedance such that the resistors r1 ra r3 become, therefore, determining the value of the rotor current.
Coil N of relay A is excited by a large part of the rotor current; the core A5 is violently sucked in, easily overcoming the force of the spring A6 and the groove A8 comes in front of the balls A10 which penetrating therein, form a coupling between the core and the yoke A9.
Under the effect of the current, the rotor started to rotate and, as it increased in speed,
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tess, the frequency of the current flowing through the self-resistors S, r, has decreased. As a result, the chokes S1, S2 and S3 let pass a larger part of the total rotor current while the current decreases in the resistors r1'r2 and r3 as a result of the decrease in the rotor voltage.
The current of the coil N therefore decreases during this speed-up and the spring A6 gradually manages to overcome the combined forces of the spring A12 and the magnetic attraction of the core. The core-yoke assembly therefore rises gradually, as and when. decrease in current, in coil N and, consequently, in r1'r2 and r3 until the contact A2 of the yoke touches the contact A1, thus closing the circuit of the coil M. The latter is located then supplied by path E5 E7'A1'A2'E6 E4 'under the voltage of the stator terminals.
The excitation of the coil M results in the closing of the oontaoteur D which bypasses the rings and eliminates the coils-resistances; moreover, the making of contact of D4 and D5 establishes the supply of the coil M directly by the path E5 D5 D4 E4 and the relay is thus, too, out of cause.
The placing of A2 in contact with A1 therefore determines the end of the start-up period. From this moment, the coil N is completely de-exploited, the spring A6 then becomes powerful enough to overcome, in addition to the resistance of the spring A12 'the spring force' pushing the balls A10 into the groove A8 of the core A5 and to decouple the A5 core from the A9 yoke
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The latter, released, falls back on the cover by Inaction of spring A. Contact A - A
12 1 2 is broken and relay A thus resumes its operation. rest position.
To stop the motor, it suffices to open the connection switch, the coil M being no longer energized, contactor D opens and the assembly returns to the rest or stop position.
This starting device is suitable for all polyphase slip ring motors which have to start automatically with a limited current draw; its simple construction and the use of a single contactor on a self-resistance block allow a gradual start to be obtained.
It will be appreciated that modifications of details can be made to the embodiment of the invention without affecting its basic principle: causing the rotor to short-circuit under the action of the decrease in the current in the resistors during the starting period. .
Thus the invention can be applied to the delta connection of the self-resistance block; however, the applicant prefers the star arrangement, the resistance adjustment on each phase being simpler
The relay can also undergo appropriate constructive modifications within the field of specialist knowledge: for example the core-yoke coupling can be obtained in the reverse way to that described, i.e. with groove on the yoke, balls and pressure spring mounted on the core.
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