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DISPOSITION POUR LE FONCTIONNEMENT DE MOTEURS TRIPHASES A VOLONTE AVEC UNE
FREQUENCE AUXILIAURE PLUS BASSE QUE LA FREQUENCE NORMALE.
La présente invention se rapporte à des dispositions pour le fonctionnement de moteurs triphasés, qui sont alimentés à volonté avec une fréquence auxiliaire plus basse que la fréquence normale, pour des 'conditions de service particulières, par exemple pour le freinage et l'arrêt d'une machine de transport, Dans les dispositifs connus jusqu'à présent et destinés à ce but, le moteur triphasé est alimenté constamment avec la même excitation pour la fréquence auxiliaire la plus basse, à partir du transformateur de fréquence. Il en résulte des inconvénients, qui seront décrits avec référence au diagramme de la figure 1.
Dans ce diagramme, on a porté sur l'axe des abscisses, à partir de l'origine vers la droite, le couple moteur ou positif, et vers la gauche le couple générateur ou négatif. Les chiffres indiqués représentent un multiple du couple normal. Sur l'axe des ordonnées on a porté le nombre de tours également en multiples de la valeur normale, par rapport à la vitesse de rotation normale pour la fréquence élevée ou normale, par exemple de 50 cycles. Il en résulte alors dans la relation entre le couple et la vitesse de la machine, pour la fréquence auxiliaire la plus basse de 2,5 cycles, les courbes indiquées 1 à 5. La courbe 1 caractérise le comportement de la machi- ne pour un rotor ou partie secondaire court-circuité.
L'excitation du moteur pour la fréquence la plus faible doit être calculée pour le couple positif le plus élevé désiré, dans ce cas-ci approximativement pour 1,5 fois le couple nominal, pour que la charge normale puisse encore être soulevée avec une certaine accélération. Avec cette excitation de la machine on obtient des couples négatifs, égaux à un multiple de la valeur nominale du couple positif. Dans le diagramme on obtient par exemple un sextuple du moment de renversement. Ce résultat subsiste également lorsque une résistance est montée dans le circuit rotorique. Dans ce cas cependant la vitesse de renversement
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augmente, comme il résulte du diagramme, par les courbes 2 à 5, caractérisant les différents étages de résistance montés dans le circuit rotorique.
Pour éviter les moments de renversement élevés lors du freinage,il faut toujours monter, en fonction du nombre de tours, une résistance rotorique suffisamment grande. Cela est représenté par la courbe en forme de dents de scie, au trait plus épais. Comme on peut le constater, pour une telle courbe également ou pour un réglage de la résistance dans le circuit rotorique en fonction de la vitesse, on obtient des variations entre 1 et 3 fois le couple, qui peuvent provoquer des chocs et des glissements de câble indésirables et ainsi des dommages.
Une variation réduite admissible du couple ou de la valeur du moment de freinage ne peut être réalisée qu'à l'aide d'une augmentation sensible du nombre d'étages de réglage de résistance, de telle sorte que pour le réglage du freinage seul il faut de nombreux moyens de commande.
Parfois le moteur doit fonctionner pendant un laps de temps assez long avec une fréquence ou à une vitesse plus faible. Si pour la marche à faible fréquence il ne faut qu'un couple réduit, le moteur s'échauffe d'une manière inadmissible et non nécessaire pendant la marche prolongée, parce que son refroidissement par ventilation propre est supprimé dans une mesure étendue avec la faible vitesse.
Ces inconvénients peuvent être supprimés grâce à la présente invention.
Suivant l'invention, dans une installation pour moteurs triphasés, à volonté à fréquence auxiliaire réduite par 'rapport à la fréquence de marche normale, l'excitation du moteur, lorsqu'il est alimenté à la fréquence plus réduite, devient variable. La variation de cette excitation peut dans ce cas être limitée au domaine des couples négatifs de la machine, mais peut également couvrir le domaine des couples positifs. Pour tenir compte des conditions de marche régnantes indépendamment de l'attention du personnel, l'installation peut'être construite de manière telle que lors du passage du couple positif au couple négatif l'excitation est modifiée automatiquement, à savoir dans le sens de son affaiblissement.
L'effet favorable obtenu de cette manière par application de l'invention sera décrit .vec référence au diagramme-de la figure 1. On y a porté les courbes en traits interrompus I à III. Ces courbes indiquent que grâce à la réduction de l'excitation le moment de renversement est abaissé du sextuple au double environ, et que ces courbes sont beaucoup plus inclinées que les précédentes , comme il résulte de la comparaison des courbes I et I,2 et II, etc, qui caractérisent les conditions correspondant aux différents étages de résistance.
De la position réciproque des courbes en traits interrompus, lorsque les parties supérieures des courbes sont considérées come lignes continues (-..-) il résulte que les variations du couple,par rapport à la courbe précédente en forme de dents de scie, sont beaucoup plus faibles pour les nouvelles courbes, malgré une réduction du nombre d'étages utilisé pour le réglage de la résistance dans le circuit rotorique, dans le cas de la présente invention.
Souvent il est désirable, pour la commande de la machine, que le déplacement mécanique ou le réglage du levier de commande soit également . une mesure de la vitesse du moteur. Cet effet peut être réalisé suivant l' invention en montant l'installation de manière telle qu'une modification de l'excitation de la machine dans la disposition soit commandée automatiquement en fonction de la différence entre'la vitesse réelle du moteur et la vitesse demandée. Un tel réglage peut, par exemple, être réalisé grâce à la comparaison entre deux valeurs de mesure électriques, dont l'une est fonction du déplacement du levier de commande et l'autre est fonction de la vitesse de rotation du moteur.
C'est ainsi par exemple que l'on peut comparer l'une à l'autre deux valeurs de tension, une tension étant fonction de la position du levier de commande, en guise de tension désirée, et une tension étant fonction de la vitesse de rotation du moteur, en tant que tension réel-
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le. Suivant la différence entre ces tensions, il se produit alors un réglage de la vitesse différentielle entre la valeur réelle et la valeur désirée, grâce à une variation de l'excitation du moteur commandé.
Pour cette varia- tion on peut, par exemple, employer un régulateur de résistance commandé par le moteur, qui modifie la tension du moteur dans le sens d'une augmentation ou d'une diminution, ou bien on peut utiliser, pour le réglage, à la place de la résistance de réglage, le jeu de balais généralement prévu dans le trans- formateur de fréquence, qui est décalé d'une valeur appropriée.
Comme organe de réglage pour la fourniture de la tension réelle on prévoit de préférence une dynamo-tachymètre triphasée asynchrone, dont le champ tourne dans le sens contraire de celui du rotor. De cette manière, la tension produite par la dynamo est proportionnelle à la vitesse de rota- tion, et en cas de vitesse de rotation synchrone du moteur il subsiste en- core des tensions suffisamment élevées pour assurer l'effet de réglage. La comparaison de ces tensions a lieu, suivant l'invention, directement dans un moteur réglable utilisé pour le réglage.
Pour assurer le sens de réglage exact également dans le domaine sous les vitesses synchrones pour la fréquen- ce la plus réduite, le sens de rotation du moteur réglable doit être renver- sé lorsque la vitesse du moteur commandé passe dans le domaine sous-synchrone, car du coté rotorique ou sous-synchrone de l'installation, pour la fréquence la plus basse, il faut, lorsque par exemple la vitesse. de rotation réelle est trop petite, renforcer le champ ou l'excitation pour atteindre la vites- se de rotation désirée, tandis que du côté du générateur c'est l'inverse qui se présente, c'est-à-dire que l'excitation doit être réduite, pour atteindre la vitesse de rotation désirée.
La figure 2 du dessin représente à titre d'exemple un 'schéma de couplage suivant l'invention.
Rl, Sl, Tl désigne le secteur à la fréquence la plus élevée, par exemple de 50 cycles/sec., R2, S2 T2 désigne le secteur à la fréquence la plus basse de 2 cycles/ sec., par exemple. Au secteur R1, Sl Tl est raccordé le moteur 1, à volonté par l'intermédiaire d'un des deux relais 2 ou 3. Le relais est destiné par exemple pour la mise en marche du moteur pour la montée de l'installation de transport, et le relais 3 pour la descente.
On a prévu de manière analogue deux relais 4 et 5, pour le raccordement, à volonté, du moteur pour la montée ou la descente au secteur R2, S2, T2 de fréquence plus réduite. Dans les lignes d'alimentation du moteur partant du secteur à fréquence réduite se trouvent la résistance variable 6 et la résistance fixe 7. A cette dernière résistance est monté en parallèle un relais 8, qui court-circuite donc cette résistance lorsqu'il est enclenché,. 9 désigne les résistances rotoriques, dont les différents étages sont commandés par les relais 10 - 13. A l'arbre du moteur de commande est accouplé la dynamo-tacyhymètre sous forme d'un moteur asynchrone triphasé 14. Le stator de ce dernier est raccordé au secteur par l'intermédiaire des relais 15 et 16.
Son rotor est raccordé, par exemple de manière monophasée à un redresseur 21 par l'intermédiaire de deux conducteurs 17 et 18, une résistance de réglage 19 et un relais de commande 20. R3, T3 désignent les deux conducteurs d'un secteur de commande pour les appareils du schéma, les organes de commande et leurs circuits n'étant cependant pas représentés en détail. A ce secteur on a raccordé d'une part, directement pour la fourniture de la valeur de tension désirée, le dispositif de comparaison des tensions des redresseurs 22 et d'autre part, par l'intermédiaire du levier du régulateur 23, les résistances fixes 24 et 25, le levier 23 étant accouplé mécaniquement au levier de commande du moteur 1. Suivant la position du levier de commande on obtient une tension désirée plus ou moins grande au redresseur 22.
On a prévu des résistances 26 et 27 en parallèle aux bornes courant continu des redresseurs 21 et 22. Dans le montage en opposition courant continu des. deux redresseurs se trouve le rotor 28 d'un moteur réglable, raccordé par l'intermédiaire de deux interrupteurs 29 et 30. Ces interrupteurs sont accouplés mécaniquement à deux autres interrupteurs 31 et 32 ainsi qu'au relais de commande 20 par lequel ils sont manoeuvrés. 33 désigne le champ du moteur réglable.
Si la tension réelle au redresseur 21 est par suite d'une vitesse
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trop grande du moteur de transport 1 plus élevée que la vitesse désirée donnée par l'écart du levier de commande 23 de la position neutre, un courant circule du redresseur 21 par l'intermédiaire de l'interrupteur 29, du rôtor 28 du moteur réglable, de l'interrupteur 30 et de la résistance en parallèle 27,pour retourner au redresseur 21. Le moteur 28 déplace le régulateur 6 en vue de modifier l'excitation du moteur 1, soit dans le sens d'un renforcement du champ, lorsque le moteur travaille comme générateur, soit dans le sens d'un affaiblissement du champ, lorsque le moteur travaille comme moteur.
Le relais de commande 20 est attiré ou non, suivant que le moteur, avec référence à la fréquence la plus faible, tourne plus vite ou moins vite que la vitesse synchrone. On suppose dans la position représentée que le moteur tourne moins vite que la vitesse synchrone et que le relais de commande n'est pas attiré, les interrupteurs 29 et 30 étant alors fermés. Lorsque le relais de commande réagit pour des vitesses de rotation dans le domaine supérieur à la vitesse synchrone de la fréquence la plus basse, les interrupteurs 29 et 30 sont ouverts et par contre les interrupteurs 31 et 32 sont fermés.
On voit dans le schéma que de ce fait le rotor 28 du moteur réglable est alimenté dans le sens inverse, de sorte que le sens de rotation du moteur est renversé. Le relais 8 est désaimanté lorsque l'on veut enclencher la résistance 7, lorsqu'on veut passer au freinage, un peu avant l'enclenchement des relais 4 ou 5 pour le raccordement au secteur à fréquence réduite.
REVENDICATIONS.
1. - Disposition pour faire fonctionner des moteurs triphasés à volonté avec une fréquence auxiliaire plus réduite que la fréquence normale, caractérisée en ce que l'excitation du moteur est variable lorsqu'il est alimenté par la fréquence réduite.