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Il Appareillage électrique automatique à intercaler sur les lignes d'alimentation des moteurs et économisant le courant
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absorbetau cours ào lour xonotiennstaent. Il
On sait qu'il y a décalage en retard entre la tension etl'intensité de courantdans un même circuitélectrique chaque fois que sont introduits dans le circuitdes bobinagesinduc- teurs, des enroulements avec noyaux en fer, en un mot toutes les fois que le circuitprésente de la réactance magnétique.
, En pareil cas la puissance est donnée par la formule : watts = volts x ampères x cos dans le cas d'un circuit monophasé; watts = 1,73 x volts x ampères x cos#, dans le cas d'un circuit triphasé; formule dans laquelle cos# est un nombre toujours inférieur à 1, appeléfacteur de puissance, d'autantplus petitque le décalage est plus grand. Il s'ensuit que, pour obtenir une puissance déterminée dans un circuit inducteur (et,par suite,
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avec décalage entre la tension et l'intensité de courant), il est nécessaire d'absorber une intensité de courant plus élevée que celle qu'il faudrait si le circuit ne possédait pas de self-induction (tension et intensité de courant en phase).
Par exemple, pour obtenir une puissance de 30 Kw, avec un circuitmonophaséayant cos# = 0,6 et sous une t,ension de 500 volts, il faudra:
30 x 1000 = 100 ampères 500 x 0,6 tandis que si le circuit ne possédait pas de self-induction (cos # = 1) il suffirait d'une intensité de:
30 x 1000
500 = 60 ampères
On exprime également ce fait en disant que le circuit nécessite un courant magnétique;
c'est-à-dire qu'on imagine le courant total comme la résultante de deux composantes = une composante active (qui produit la puissance), en phase avec la tension, et une composante magnétisante décalée en retard de 90 par rapport à la tension. l'appel supplémentaire de courant total qui se produi t ainsi circule, pour ai nsi dire, sans nécessité dans les conduc- teurs et dans les machines, provoquant des pertes et un échauf- fement inutiles, etoblige à prévoir 'Plus largement les unes et les autres. Il est, par suite, évident, que l'on a le plus grand intérêt, ou point de vue économie de courantetde matériaux, à maintenir le f acteur de puissance le plus élevé possible (c'est-à-dire le plus voisin possible de l'unité).
Or, parmi les machines qui nécessitent un courant magné- tisant, se trouve précisément le moteur à champ tournant: ceci apparaît évident quand on pense qu'il est constitué par des spiresde fil enroulées'sur desnoyaux de fer etque, de plus, on doit pourvoir non seulement à la magnétisation du fer mais s aussi à celle de l'intervalle d'air existant entre stator et rotor
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puisque l'entrefer ne peut être supprimé. Cependant, comme le courant magnétisant est à peu près constant quand la charge varie, il en résultera que le facteur de puissance, très bas à vide, s'améliorera notablement quand la charge augmentera (il y a alors augmentation de puissance et, pour cela, augmen- tation de courant actif).
Hais, malheureusement, pour de multi- ples raisons, les moteurs fonotionnent très rarement à pleine charge et, par suite, le facteur de puissance d'une installation de moteurs électriques atteint difficilement une valeur satis- faisante.'
L'attention des techniciens s'est, par suite, portée sur l'étude des perfectionnements constructifs propres à améliorer le facteur de puissance des moteurs asynchrones en les compensant automatiquement; ces perfectionnements ont pour principe l'uti- lisation des courants à basse fréquence, qui sont engendrés dans le rotor par le glissement, pour fournir le courant magnétisant nécessaire au moteur et, mieux encore, pour compenser le décalage de phase de la composante magnétisante en prélevant ces courante à basse fréquence avec un déphasage convenable.
On a également cherché à résoudre le problème - variation du flux de façon à suivre les variations de charge en proportion- nant le courant magnétisant au courant actif - (voir moteur asynchrone Pedrezzo) en modifiante suivant la charge, le nombre de spires de chaque enroulement par l'insertion ou la mise hors cir- cuit d'enroulements auxiliaires.
Mais le moteur Pedrazzo est toujours un moteur dont on modifie l'enroulement du stator et doit, comme tel, être construit tout spécialement. le problème à résoudre était, au contraire, celui d'augmenter le facteur de puissance de centaines de milliers de moteurs électriques existants dans le commerce.
La présente irivention a pour but d'obvier aux incon- vénients précités en replaçant tous les appareils existant encore
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dans le commerce et a pour objet un appareillage électrique au força tique à intercaler sur la ligne d'alimentation en vue d'obtenir une économie de courant dans les moteurs électriques montés en triangle et étoile-triangle au cours de leur fonctionnement.
Plus précisément, l'appareillage a pour fonction d'obtenir le passade automatique du coasse en étoile au couplage en triangle) etvice versa, suivant la charge absorbée, c'est-à-dire que, quand le moteur travaille entre la marche à vide et la demi-charge, on aura le couplage en étoile, et qu'on aura le couplage en triangle ouand il travaille entre la demie etla pleine charge, etvice versa, obtenant ainsi l'augmentation du facteur de puissance.
L'unique figure reproduite sur le dessin joint, montre, à titre d'exemple schématique, le circuit électrique de l'appareillage conçu suivant l'invention
D'après la présente invention, l'appareillage est essentiellement constitué par un télérupteur automatique 1, inséré sur la ligne d'alimentation, relié aux enroulements du stator du moteur 2 et aux contacts d'un interrupteur automatique 4. Celui-ci est constitué par trois cylindres 5 disposés verti- calement, équidistants et traversés par un axe 6 dont il± sont solidaires; cet axe se termina à une extrémité par un ressort de rappel réglable 7 et à l'autre extrémité sur l'armature mobile d'un électro-ai mant 8.
L'électro-aimant 8 est relié, par le conducteur 9, à la ligne d'alimentation et, par le conducteur 10, au dispositif élastique .il d'un solénoïde 12 (dont le fonctionne- \lent sera décrit par la suite) inséré dans le circuit d'alimenta- tion principal 13, Deux couples thermo-électriques 14 sont insérés en série sur le circuitélectrique.
Le fonctionnementalieu de la manière suivante: Etant posé que la figure reproduite dans le dessin joint représente le circuit monté .en étoile, quand on enverra le courant le moteur fonctionnera avec le montage en étoile, comme
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l'i ndique le ci rouitreproduitsur le dessin, tant qu'il travaillera entre la marche à vide et la demi-charge. Au-delà de la demi-charge, il y a une augmentation d'intensité de courant qui provoque le déplaça Ment axial du noyau mobile du solénoïde 12, fermant le circuit électrique de l'électro-aimant 8 avec déplacement consécutif de l'interrupteur 4 qui passe du montage en étoile au montage en triangle.
Quand l'intensité de courant descend au-dessous de 50 % l'action du solénoïde 12 cesse, coupant le circuitélectrique de l'électro-aimant 8; aussitôt le ressort 7 ramène en arrière la tige 6 ainsi que les cylindres 5. de façon à rétablir de nouveau le couplage en étoile.
Afin d'éviter des vibrations perturbatrices sur le noyau du solénoïde 12. on a prévu un balancier 15. Le noyau du solénoYde 12 est attiré contre un dispositif constitué par un écrou fixe à vis réglable 17 traversée suivant son axe par un noyau mobile 18 relié au circuit d'alimentation. Ce noyau mobile 18 est poussé par l'action du noyau du soléno'ide 12 jusqu'à sa rencontre avec le ou les contacts élastiques 19.
Ces contacts 19 sont directement reliés au conducteur 10 afin d'éviter le passage du courant à travers le ressort 11 et la perte d'élasticité par échauffement qui en résulterait pour celui-ci. Entre le noyau 18 et le contact 19 est inséré un condensateur fixe 20 ayant pour but de, réduire au minium les extra courants de rupture. le réglage de la vis 17 permet de tarer l'appareilla- ge pour les diverses puissances des moteurs électriques.
Les couples thermo-électriques 14, insérés en série sur le circuitélectrique ont pour fonction propre d'interrompre le courant sur le télérupteur de ligne 1 si des accidents ou des avaries se produisaient sur le circuit ou sur le moteur électrique. Jes couples thermo-électriques sont insérés sur le circuit en étoile afin d'interrompre également le courant- en cas
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d'accident survenant sur le circuit de l'électro-aimant 8.
Il estévident que le solénoïde 12 en circuit, etle solénoïde 12' monte en parallèle etaccouplé au premier pour- ront être avantageusement remplaces par un seul thermostat avec couple thermo-électrique relié à un galvanomètre. le circuit électrique n'étant pas modifié, les organes mécanieues pourront différer de ce qui a été décrit et illustré sans nuire pour autant au principe de l'invention.