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Le brevet principal se rapporte à un procédé et à un équipement pour enclencher un moteur électrique à courant alternatif présentant une tension résiduelle à ses bornes en branchant entre ce moteur et le circuit sur lequel on va enclencher,pour indiquer la concordance des phases entre la tension résiduelle et la tension du circuit,un synchro- noscope pourvu d'un repère commandant l'enclenchement à un angle dtenviron 90 avant la concordance et constitué par une came agissant sur un contact coopérant avec un relais de fermeture du disjoncteur enclenchant le moteur sur le circuit.
Dans cet équipement,l'angle de calage de la came qui est fixé à environ 90 avant la concordance des phases doit cependant être considéré comme une valeur moyenne telle qu'entre le moment où le synchronoscope indique cet angle avant la concordance et le moment de la
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concordance, s'écoule le temps permettant au relais d'enclenchement et au disjoncteur de fonctionner.
Pour avoir le courant transitoire d'enclenchement minimum il faut que le temps qui s'écoule entre l'instant de fermeture du contact et le moment où le synchronoscope indique la concordance, soit égal au temps de fonctionnement du relais d'enclenchement et du disjoncteur. Comme le temps entre la fermeture du contact et la concordance est dépendant de la vitesse angulaire du synchronoscope c'est- à-dire du glissement du moteur, l'angle qui correspond à ce temps et qui dans le brevet principal est fixe, devrait donc être dépendant de la dite vitesse.
Le but du présent perfectionnement est de fournir un équipement électrique dans lequel l'angle correspondant au temps compris entre la fermeture du contact et la concordance est proportionnel à la vitesse de rotation du synchronoscope.
Selon une caractéristique de la présente invention, il est prévu que le synchronoscope entraine un arbre sur lequel sont montés,fous, deux éléments tournant reliés l'un à l'autre par un dispositif à différentiel monté sur l'arbre et dont l'un,relié à l'arbre par un élément élastique, est soumis à un couple de freinage proportionnel à la vitesse obtenue et dont l'autre porte la came commandant la fermeture du circuit sur lequel on va enclencher.
Dans une réalisation avantageuse, sur l'arbre du synchronoscope sont montés, fous, deux disques dont ltun est relié élastiquement à l'arbre par un ressort en forme de spirale et dont l'autre porte la came de fermeture du circuit ; le disque monté élastiquement sur l'arbre est
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freiné en passant entre les pôles d'un aimant ou d'un électro-aimant ; l'autre disque porte la came de commande; entre les disques se situe le système à différentiel.
La présente invention sera plus aisément comprise par la description suivante des dessins annexés qui concernent un mode d'exécution de l'invention.
La figure 1 est un schéma montrant le montage électrique ; la figure 2 est une vue schématique de la partie mécanique.
Le principe du fonctionnement de l'équipement est identique à celui du brevet principal auquel on peut se référer pour les explications et les indications relatives aux chiffres de référence.
La description qui va être faite ci-après est ainsi limitée aux éléments du perfectionnement.
Par la figure 2, on voit que le synchronoscope schématisé en 36 possède un arbre 2 tournant,sur lequel est monté,fou,un premier disque conducteur 3 ; faible distance se trouve un second disque 4. Le premier disque 3 est relié élastiquement avec l'arbre 2 par le ressort en spirale 5 ; disque 3 passe entre les pôles de l'aimant permanent 6 qui peut être remplacé par un électro- aimant.
Sur les faces des disques 3 et 4 vis-à-vis,sont fixés les pignons annulaires respectifs 3a et 4a de même diamètre avec lesquels engrènent les pignons libres 7 et 8 portés aux bouts du bras 9 fixé sur l'arbre 2 ; on a ainsi constitué un différentiel entre les deux disques 3 et 4 de sorte que si le disque 3 tourne dans un sens par rapport à l'arbre 2, 4 tourne dans le sens opposé par rapport au même arbre.
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Quand le déclenchement se produit, le synchronoscope 36 se met à tourner dans le sens correspondant au ralentissement du moteur asynchrone M (figure 1); par le différentiel, les disques 3 et 4 tournent, mais le disque 3 est freiné par l'aimant 6 de façon proportionnelle à la vitesse du synchronoscope. Ce disque 3 retarde donc:par rapport au synchronoscope d'un angle proportionnel à la vitesse; par le différentiel le disque 4 (figure 2) avance par rapport au synchronoscope du même angle proportionnel à la vitesse de ce lui-ci. Sur le disque 4 est montée la came 37 (figure 1) pour agir sur le contact 38 du relais du disjoncteur d'enclenchement..
La position du contact'38 est choisie pour qu'il commence à se fermer quand le synchronoscope 36 est à l'arrêt et qu'il y a concordance de phase entre les tensions aux bornes des enroulements du dit synchronoscope; cette position du contact, immuable.pour un équipement donné peut être déterminée en appliquant aux deux enroulements des tensions en concordance tle phase.
Grâce au dispositif à différentiel décrit ci-dessus, quand le disque à contact 4 atouné d'un angle de 360 c'est-à-dire quand le contact 38 se ferme après une rotation d'un tour du disque 4 et commande le réenclen- chement, l'arbre 2 du synchronoscope n'a tourné que d'un angle de 360 -Ó où Ó est proportionnel à la vitesse du disque 3 donc sensiblement à celle de l'arbre du synchronoscope.
Si l'on a choisi convenablement la rigidité du ressort 5 et le coefficient de proportionalité du couple de freinage à la dite vitesse, le temps qui s'écoule entre la fermeture du contact 38 et le moment où le
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synchronoscope arrive à sa position de concordance de phase et qui est sensiblement égal à or \ où #. est la @ vitesse du synchronoscope, peut être fait égal au temps T de fonctionnement du relais et du disjoncteur de réenclen- chement.
En effet, si k est le coefficient de proportionnalité du couple du ressort 5 à son angle' de torsion, C le coef- ficient de proportionalité du couple exercé par l'aimant 6 sur le disque 3 à la vitesse de, celui-ci, on a : kÓ=c# ou , Ó/# =c/k Il suffit donc en réglant C par la position de l'aimant 6 ou le courant dans l'électro-aimant et en choisissant la rigidités du ressort 5; de faire en sorte que c/k=To pour que cette condition soit réalisée. Le disjoncteur se ferme alors au moment où les tensions sont en concordance de phase c'est-à-dire avec le courant transitoire minimum.
Comme le dit système réalise la proportionalité de Ó à la vitesses , cette condition est réalisée automa- tiquement pour un disjoncteur donné pour toutes les vitesses de ralentissement lorsque C et k sont choisis pour que c/k To
L'adaptation aux différents types de disjoncteurs caractérisés par des temps d'enclenchement To différents se fait en réglant C par la position de l'aimant 6 par rapport au disque 3 ou l'intensité du courant dans l'électro-aimant et éventuellement k, par la rigidité du . ressort 5. En pratique, on choisira une rigidité du ressort 5 telle que la variation de C soit suffisante pour couvrir une gamme courante des valeurs de T .
Avant de fermer le contact 38 la came 37 du disque 4
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ferme d'abord le contact 45 écarté de 38 et qui est prévu pour empêcher le réenclenchement instantané qui se produi- rait'par la fermeture du contact 38 immédiatement après le déclenchement. Le contact 45 qui est.le premier fermé par la rotation du disque 4 commande le relais 46 pourvu de contacts de maintien et ferme le circuit en série avec le contact 38.
Il en résulte que, dès que le disjonc- teur 34 se coupe, le contact 38 se ferme mais il ne peut commander le relais 39 de la bobine 40 car le circuit est toujours ouvert'par le relais 46; quand le synchro- noscope 36 tourne, le disque 4 ferme le contact 45, le relais 46 se ferme, les contacts 46a et 46b ferment le- circuit du contact 38; alors, ce dernier se ferme quand le synchronoscope 36 a tourné de l'angle convenable, le relais 39 fonctionne et la bobine 40 fait fonctionner le disjoncteur 41 provoquant ainsi le réenclenchement.
REVENDICATIONS.
1. Equipement pour l'enclenchement d'un moteur .électrique présentant une tension résiduelle à ses bornes en faisant usage d'un synchronoscope, c a r a c - té r i s é en ce qu'il comporte; montés fous sur un arbre et solidarisés l'un à l'autre par un dispositif à différentiel entrainé par le dit arbre commandé par le synchronoscope, deux éléments tournant dont l'un est soumis à un couple de freinage proportionnel à sa vitesse de rotation et dont l'autre porte la came d'action- nement du contact du relais de fermeture du disjoncteur d'enclenchement.
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The main patent relates to a method and to an equipment for starting an alternating current electric motor having a residual voltage at its terminals by connecting between this motor and the circuit on which we are going to start, to indicate the concordance of the phases between the voltage residual and the voltage of the circuit, a synchro- noscope provided with a mark controlling the engagement at an angle of about 90 before the match and consisting of a cam acting on a contact cooperating with a closing relay of the circuit breaker starting the motor on the circuit.
In this equipment, the cam setting angle which is fixed at about 90 before the phase match must however be considered as an average value such as between the moment when the synchronoscope indicates this angle before the match and the moment of the
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match, the time elapses allowing the closing relay and the circuit breaker to operate.
To obtain the minimum transient closing current, the time which elapses between the moment when the contact is closed and the moment when the synchronoscope indicates the match, must be equal to the operating time of the closing relay and the circuit breaker. . As the time between the closing of the contact and the concordance is dependent on the angular speed of the synchronoscope, i.e. on the slip of the motor, the angle which corresponds to this time and which in the main patent is fixed, should therefore be dependent on said speed.
The aim of the present improvement is to provide electrical equipment in which the angle corresponding to the time between the closing of the contact and the match is proportional to the speed of rotation of the synchronoscope.
According to one characteristic of the present invention, provision is made for the synchronoscope to drive a shaft on which are mounted, idlers, two rotating elements connected to each other by a differential device mounted on the shaft and one of which , connected to the shaft by an elastic element, is subjected to a braking torque proportional to the speed obtained and of which the other carries the cam controlling the closing of the circuit on which we are going to engage.
In an advantageous embodiment, on the synchronoscope shaft are mounted, idle, two discs, one of which is elastically connected to the shaft by a spiral-shaped spring and the other of which carries the circuit closing cam; the disc resiliently mounted on the shaft is
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braked by passing between the poles of a magnet or an electromagnet; the other disc carries the control cam; between the discs is the differential system.
The present invention will be more easily understood from the following description of the appended drawings which relate to an embodiment of the invention.
FIG. 1 is a diagram showing the electrical assembly; Figure 2 is a schematic view of the mechanical part.
The principle of operation of the equipment is identical to that of the main patent to which one can refer for the explanations and indications relating to the reference figures.
The description which will be given below is thus limited to the elements of the improvement.
From FIG. 2, it can be seen that the synchronoscope shown schematically at 36 has a rotating shaft 2, on which is mounted, idle, a first conductive disc 3; short distance is a second disc 4. The first disc 3 is elastically connected with the shaft 2 by the spiral spring 5; disc 3 passes between the poles of the permanent magnet 6 which can be replaced by an electromagnet.
On the faces of the disks 3 and 4 facing each other, are fixed the respective annular pinions 3a and 4a of the same diameter with which the free pinions 7 and 8 meshing carried at the ends of the arm 9 fixed on the shaft 2; a differential has thus been formed between the two discs 3 and 4 so that if the disc 3 rotates in one direction with respect to the shaft 2, 4 rotates in the opposite direction with respect to the same shaft.
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When the triggering occurs, the synchronoscope 36 starts to rotate in the direction corresponding to the slowing down of the asynchronous motor M (FIG. 1); by the differential, the discs 3 and 4 rotate, but the disc 3 is braked by the magnet 6 in a manner proportional to the speed of the synchronoscope. This disc 3 therefore lags: with respect to the synchronoscope by an angle proportional to the speed; by the differential the disc 4 (figure 2) advances relative to the synchronoscope by the same angle proportional to the speed of the latter. Cam 37 (figure 1) is mounted on disk 4 to act on contact 38 of the closing circuit breaker relay.
The position of contact 38 is chosen so that it begins to close when synchronoscope 36 is stopped and there is phase match between the voltages at the terminals of the windings of said synchronoscope; this position of the contact, which is immutable. for a given item of equipment, can be determined by applying voltages to the two windings in phase match.
Thanks to the differential device described above, when the contact disc 4 is at an angle of 360, that is to say when the contact 38 closes after a rotation of one revolution of the disc 4 and controls the re-engagement. - inexpensively, the shaft 2 of the synchronoscope has only rotated by an angle of 360 -Ó where Ó is proportional to the speed of the disc 3 therefore substantially to that of the shaft of the synchronoscope.
If the rigidity of the spring 5 and the coefficient of proportionality of the braking torque at said speed have been suitably chosen, the time which elapses between the closing of contact 38 and the moment when the
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synchronoscope arrives at its phase concordance position which is substantially equal to or \ where #. is the @ speed of the synchronoscope, can be made equal to the operating time T of the relay and the reclosing circuit breaker.
Indeed, if k is the coefficient of proportionality of the torque of the spring 5 at its angle of torsion, C the coefficient of proportionality of the torque exerted by the magnet 6 on the disc 3 at the speed of the latter, one has: kÓ = c # or, Ó / # = c / k It is therefore sufficient by adjusting C by the position of the magnet 6 or the current in the electromagnet and by choosing the stiffness of the spring 5; to make c / k = To so that this condition is fulfilled. The circuit breaker then closes when the voltages are phase-matched, that is to say with the minimum transient current.
As the said system realizes the proportionality of Ó to the speed, this condition is automatically realized for a given circuit breaker for all the deceleration speeds when C and k are chosen so that c / k To
Adaptation to the different types of circuit breakers characterized by different closing times To is done by adjusting C by the position of the magnet 6 with respect to the disc 3 or the intensity of the current in the electromagnet and possibly k , by the rigidity of. spring 5. In practice, one will choose a rigidity of the spring 5 such that the variation of C is sufficient to cover a current range of values of T.
Before closing the contact 38 the cam 37 of the disc 4
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first closes contact 45 spaced from 38 and which is provided to prevent instantaneous reclosing which would occur by closing contact 38 immediately after tripping. The contact 45 which is the first closed by the rotation of the disc 4 controls the relay 46 provided with holding contacts and closes the circuit in series with the contact 38.
As a result, as soon as the circuit breaker 34 cuts off, the contact 38 closes but it cannot control the relay 39 of the coil 40 because the circuit is always opened by the relay 46; when the synchro- noscope 36 rotates, the disk 4 closes the contact 45, the relay 46 closes, the contacts 46a and 46b close the circuit of the contact 38; then, the latter closes when the synchronoscope 36 has rotated by the suitable angle, the relay 39 operates and the coil 40 operates the circuit breaker 41 thus causing the reclosing.
CLAIMS.
1. Equipment for starting an electric motor having a residual voltage at its terminals by making use of a synchronoscope, c a r a c - té r i sé in what it comprises; mounted idle on a shaft and secured to each other by a differential device driven by said shaft controlled by the synchronoscope, two rotating elements, one of which is subjected to a braking torque proportional to its speed of rotation and the other of which carries the actuation cam of the closing relay contact of the closing circuit breaker.