<Desc/Clms Page number 1>
EQUIPEMENT ELECTRIQUE DE SECOURS.,
L'invention concerne un équipement électrique de secours destiné lors d'une panne de secteur à assurer l'alimentation d'un dispositif consom- mateur normalement alimenté par le secteur. C'est le cas, en particulier, pour les stations de répétition des systèmes de communication électriques, etc.., qui comportent un groupe comportant 'une génératrice qui peut fournir ledit courant et qui, en régime normal, est alimenté par le secteur, l'é- nergie cinétique du groupe étant si grande que, dans le cas d'une panne de secteur, la fourniture de courant au circuit consommateur n'est pratiquement pas interrompue, de sorte que celui-ci reste en circuit jusqu'au moment où lemoteur électrique du groupe est commuté sur une source de courant de réser- ve pour l'entraînement de la génératrice.
Un tel dispositif est décr@@ dans le brevet allemand n 721. 4480 Dans ce dispositif, le groupe est constitué par un convertisseur dont la partie courant alternatif est branchée, en ré- gime normal, sur le secteur et fait alors office de moteur d'entraînement.
La partie moteur à courant continu est branchée, par l'intermédiaire d'un relais électro-magnétique normalement ouvert, sur la source de courant de réserve, par exemple, une batterie d'accumulateurs. Dans le cas d'une panne du secteur, le secteur est coupé de la génératrice et du circuit consomma- teur. Le groupe poursuit sa rotation pendant un certain temps sous l'effet de l'énergie cinétique accumulée et la génératrice à courant 'alternatif qui constituait le-circuit consommateur est mise hors circuit. Pendant cet in- tervalle, le relais est fermé automatiquement d'une façon très rapide, par exemple,en 100 à 200 mètres, de sorte que le moteur à courant continu et donc la génératrice sont entraînés par le courant dela batterie.
Le dispositif mentionné présente cepe@@nt un inconvénient: après le retour de la tension du secteur, alors que la génératrice doit.de nouveau être entraînée comme moteur par la tension du secteur, une synchro- nisation doit s'effectuer entre la tension secteur et la tension de la gé-
<Desc/Clms Page number 2>
nératrice ce qui nécessite l'emploi de moyens de synchronisation très compli- qués.
Suivant l'invention, on obvie audit inconvénient par le fait qu'en régime normal, le groupe est entraîné par un second moteur électrique et que la génératrice, tout comme le premier moteur mentionné sont toujours excités, donc aussi en régime normal, l'équipement comportant un commutateur à action rapide qui, lors d'une panne de secteur, déconnecte le circuit consommateur du secteur et le branche sur la génératrice.
Le second moteur électrique peut être de dimensions assez restrein- tes et de puissance assez faible, car, en régime normal, la génératrice fonc- tionne à vide. De ce fait,la consommation du second moteur électrique est beaucoup plus faible que la consommation de la génératrice dans le dispositif connu, faisant office de moteur, car cette génératrice a, en effet, une puis- sance assez grande (donc d'assez grandes pertes à vide) pour permettre l'ali- mentation du circuit consommateur dans le cas d'une panne du secteur.
La génératrice étant constamment excitée, on évite la perte de temps qui serait nécessaire pour engendrer ce champ. Ceci implique que l'on dispose toujours de la tension delà génératrice. L'interruption de l'alimenta- tion du circuit consommateur est donc limitée au temps de commutation du com- mutateur à action rapide, temps qui peut être très court par exemple de l'or- dre d'environ 10 à 20 ms. Pendant ce temps, l'alimentation du circuit consom- mateur peut s'effectuer à l'aide de moyens spéciaux, dans le cas de tension continue,par exemple à l'aide d'un condensateur chargé que comporte déjà le filtre d'uniformisation. Si le premier moteur mentionné est lui aussi tou- jours excité, l'entrée en fonctionnement de ce moteur de réserve est limitée au temps de connexion à la source de courant de réserve.
Le temps qui serait nécessaire pour créer un champ magnétique lors du branchement sur une source de courant d'excitation dépend de plusieurs facteurs tels que la grandeur de la tension, la puissance de la machine, le circuit magnétique, etc..; ce temps peut être assez long.
Comme, en principe, le temps nécessaire au branchement du moteur sur la source du courant de réserve peut être plus long que le temps néces- saire pour commuter le circuit consommateur sur la génératrice de secours, et cela parce que l'énergie cinétique du groupe en rotation le permet, le champ d'excitation du moteur pourrait être crée pendant ce temps. Toutefois, si le champ existe déjà cette disposition offre l'avantage d'économiser un relais de connexion. De plus, si l'induit du moteur est également connecté par l'intermédiaire d'un relais à action rapide, l'énergie cinétique peut être plus petite, ce qui permet d'économiser un volant séparé. La fourniture con- tinue d'énergie par la source de courant de réserve pour l'excitation à vide, est très faible et ne constitue donc pas un inconvénient.
En outre,les champs magnétiques qui existent toujours tant dans la génératrice que dans le mateur peuvent, dans de nombreux cas, être fournis par des aimants permanents, dans ce cas, en régime normal, la source de ré- serve ne débite pas de courant.
Suivant une autre particularité de l'équipement conforme à l'in- vention, dans lequel le premier moteur comporte un collecteur, on a prévu des yens automatiques pour libérer les balais du collecteur en régime nor- mal etles balais sont amenés sur le collecteur dès qu'une panne du secteur se produit.
On évite ainsi tout d'abord l'usure du collecteur et des balais en régime normal et d'autre part, la vitrification du collecteur qui se pro- duit lorsqu'on ne prélève pas de courant. Cette vitrification peut entraver le passage du courant.
Dans une forme de réalisation de l'invention, la génératrice comporte des bagues collectrices et est connectée au circuit consommateur par
<Desc/Clms Page number 3>
l'intermédiaire d'un transformateur dont l'enroulement primaire est toujours relié à la génératrice. De ce fait, il ne se produit pas de vitrification, car,, en régime normal, la génératrice fournit le faible courant à vide du transformateur. Dans cette forme de réalisation, le groupe peut être consti- tué par un convertisseur à un seul induit.
Dans une autre forme de réalisation:, le champ de la génératrice est fourni par un ou plusieurs aimants permanents et l'enroulement à courant alternatif est relié au circuit consommateur par l'intermédiaire de l'inter- rupteur à action rapide. Ces machines ne comportant pas de bagues collectri- ces, il ne peut être question de vitrification du collecteur.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du des- sin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
En régime normal, un circuit consommateur 2 est branché, par l'in- termédiaire d'un commutateur à action rapide 3, sur un secteur à courant al- ternatif 1. Un groupe,constitué par un moteur auxiliaire 4 de faible puissan- ce, une génératrice 5, un volant 6 et un moteur d'entraînement de réserve 7, est entraîné, en régime normal, par le moteurauxiliaire 4 branché sur le sec- teur ; le groupe fonctionne à vide de sorte que la puissance du moteur auxili- aire peut être très faible. Le moteur d'entraînement de réserve 7 comporte un enroulement de champ 9 qui est toujours connecté sur la source de courant de réserve 10 de sorte que ce moteur est constamment excité. De même, la généra- trice 5 est constamment excitée en ce sens que le champ est fourni par le ro- tor 11 à aimants permanents.
Si la généretrice 5 comportait un enroulement d'excitation; celui-ci devrait également être branché sur la source de réser- ve 10. Le moteur 7 comporte un dispositif de dégagement des balais constitué par les deux leviers 12 à points d'articulation 13, les balais 14, les bras articulés 15, le ressort de traction 16, la tige 17, le noyau 18 et la bobine 19 qui est branchée sur le secteur. Lorsque le secteur est sous tension, c'est-à-dire en régime normal, la bobine 19 est excitée et le noyau 18 est attiré, de sorte que les leviers 12 occupent la position tracée en pointillés dans laquelle les balais sont dégagés du collecteur du moteur 7. Ce moteur n'est donc pas entraîné par la source de courant 10.
Lorsque la tension du secteur disparaît, le commutateur à action rapide 3 est actionné et est amené sur le contact de gauche, ce qui déconnecte le circuit consommateur du secteur et la branche sur la génératrice 5. Ceci s'effectue, par exemple, en moins de 20 ms. La. génératrice 5 étant constam- ment excitée, et poursuivant sa rotation sous l'effet de l'énergie cinétique du volant, le circuit consommateur 2 pourra être alimenté par la génératrice immédiatement après le mouvement du commutateur à action rapide 3. La bobine 19 n'étant plus excitée, le ressort 16 amène le levier 12 dans la position représentée en traitspleins, de sorte que les balais 14 reposent sur le col- lecteur et le moteur 7, alimenté par la batterie 10, peut doncentraîner la génératrice 5.
Lorsque la tension du secteur est rétablie, le commutateur à action rapide 3 est ramené sur le contact de droite et les balais 14 sont dé- gagés du collecteur ; moteur auxiliaire 14 entraîne à nouveau le groupe de sorte que celui-ci est prêt à entrer en action lors d'une panne suivante.
L'équipement décrit est particulièrement intéressant pour l'ali- mentation de sous-stations (stations de répétition) par câbles coaxiaux, depart et d'autre de la station-mère.