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"Groupe d'excitation pour générateurs synchromes"
La présente invention est relative à un dispositif pour l'excitation d'un générateur synchrone à champ tournant, à l'aide d'une excitatrice à redresseur comportant des redres- saurs à semi-conducteur commandés avec une caractéristique de redresseur ionique.
Dans certains domaines d'utilisation des .générateurs .synchrones, il est désirable que la tension d'excitation du gé- nérature principal suive le courant d'excitation de l'excita- trice même lorsque celle-ci change de sens, Dans d'autres de-
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naines d'utilisation, il estnécessaire de régler le courant d'excitation de la machine principale arbitrairement en ce lui concerne la polarité et l'amplitude.
Pour les générateurs synchrones, il est connu de fournir le courant d'excitation à l'enroulement de champ du générateur par l'intermédiaire de redresseurs. Il est égale- ment connu avec de tels dispositifs, de régler l'amplitude du courant d'excitation en alimentant, par exemple, les redres- seurs précités par l'intermédiaire .l'un transformateur mélan- geur recevant: un courant fonction de la charge et un courant indépendant de la charge.
Ce dernier courent est convenable- ment dérévé à l'aide d'inductances connectées au générateur ce qui permet de régler l'amplitude du courant d'excitation au moyen, par exempled'inductanées réglables et d'une excitation par courant continu du noyau du transformateur.
Les possibilités de commande avec les dispositifs précités, toutefois, sont extrêmement limitées et, dans cer- tains cas, non satisfaisantes. La présente invention, d'un autre côté, en permettant une très large gamme de commande est réali9- sée sur le principe que des redresseurs à semi-conducteur com- mandes possédant une caractéristique de redresseur ionique sont appliqués sur l'arbre du curateur principal et alimentés à partir d'un générateur à armature tournante, tandis que la tan- sion de commande pour les redresseurs est obtenue à partir d'un ou plusieurs générateurs avec des armatures tournantes connec- tées sur le même arbre que le générateur principal et l'excita- trice.
L'invention se caractérise en ce que l'enroulement de champ du générateur synchrone est connecté à l'excitatrice au moyen de deux groupes de redresseur formés par les redresseur@ à semi-conducteur connectés mutuellement en parallèle et à 1' opposé, un groupe de redresseurs fonctionnant comme convertis- seur, tandis que l'autre fonctionne comme redresseur.
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D lucres dat3,"L ; â,s, d,f,iân.ve .c.a: . , -: - -''- '##; :":-"'; *#### v"'";.. rassortiront de :a ds paz i..r2x'; .ax.ià titr d 1 -gx=.
3 p.e non limitatif et'Un Beerau'e!9Sin$''exé'daM' lesquels': "\-: /.îi '##,'*#.' Vp'/? ####' \.- La Figure est vn,,,,çh44 jpprfêatftni1 a grotis? c. ^. iexcitation suivant 1 .zuazC's avec , g4 |î Ç* R de tension de !.".ail1li.c.i-.. ,! .1. ' " t P^}z7'r-'xt.'.'w,rP-.'."- J'-i" comende.
L-a Figure est' ':''."''/.' ' v 1,e.. . . i L Figure s u r&r ai;'la;na,s d- '- f0! de réalisation dé :,n'vz,i ,de;.,iqu.,':,ac'yxau.; p9 de redresseur est- excité p', ;'ci>,y'iitld,., d..di '61r commande," 7 édra' '^',v':f'(,7fTy:tls'y15". e, '4,ai';¯, te sénérjk4eur, est connecte sur te mdoie iNeAGit,,M n7Vlµ, 4i,11'^Y,(tTiIM.IwV 1K 1 ''"^",',^W' .'-.).t! g(' nérateur de tension de V.F1.Y'Rt T ,k,k?RY.'W lrlriii4M'vf""11 3 'et: .in3, T.èlp'r' rateur de tension de commande 4 eontt,@,da4o,, la forme du rîali. sation représentée, réalisés ?n tant 4%it'itichine armature 1 tournante.
La champ d'excitation 5 du gMiefaCeur synchrone 64't., connecte entre le point sséro de 1xr'Inî de- -rotor' conntate en étoile de l' excitatrice ; t lot 061 6 1> ipu4r* ton a connecté à l enroulement de Tot9 de l,fa3,àiaa deux gros- pes de redresseu co=eçt4ie en pair4tlle.é ,t'er, opposition chacun de ces groupée comportant tniis red'e<taau< *a semi-con¯: ducteur 7 et 8, les groupes deedMS #a6"R&.6m<; reliés mutuel lement en un point de conneitjLowfecttf lli-.itetmédiaî4 te des selfs 6, Le rotor du c'c tfrnalon de coaMKMtde 4 est placé sur le même arbre 2 41x 1 Ë;oy de iie=itacric, 3 et, grâce à un ccgiage approprié du stator et rtr-r dans les deux machines l'un par rapport la déphasage angulaire désiré '.se obtenu entre i-eu *1.
La tension produite par le générateur de tension de commande $ est: envoyée direc-teaent au groupe de redresseuta commandé 7, tandis que le groupe de . redresseurs obtient sa tension de commande par l'interaédlai-
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ee d'un fcfc Miòts a*éw'p d*'t ' A*nt! -9* point zéro de Itenrou. lementl de" rotor o'#1.é.té et:\' 'é-totl. du générateur de tension de commande ."$I::"e1'1 Ottjtwe i1ne<t lIiu' pot ',de connexion commun- du groupe de redresseurs 7.
Etant donné que la rotor du générateur de tension de
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commande et , ,rotor de l'excitatrice ont un certain décalage angulaire ; la' tension -*'de commande reçoit: également une certain - ne.o'sK:ia a,nitr$: d 6.'t'eminée .;a )e; 4t13les; encre J. rotor '- et: le'stai:or"de 1*ôX6 wÏ<i#.- <Sï *t ;idfe **t .le jtator.du¯:i;é - nérateur i(;J'ftj.t.,:,:ir:1f'.!!o.n r&.$,:ts dê, . ', cejLlsor'Cae. là marge de'c|bteu##4f:--fe"*e4y t* fonctionne avec \U'1 anl.de;e<?fa!;te 'correspondant, S - modifiant l'exeitatîoïr'par-# courait eonlsinu de l excitatrice, la tension alternative de 18 excitatrice peut être modifiée et ainsi également le courant traversant:
l'enroulement de champ 5. lorsque la polarité de 1' enroulement de champ de 1.'excitatrice est modifiée, la position de phase de la tension alternative de l'excitatrice est dépla.
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cée de 180- ,et le groupe de redresseurs qui agissait precedefement en tant que redresseur agira 4 présent comme convertisseur et vice-,vers , le courant dans l'enrouleatent de champ 5 changeant par conséquent; d# sens. Ainsi; en modifiant la tension d'exci- tation de 1'excitatrice, la tension et le courant d'excitation
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de la machine principale pèsent être -comandéi3 peur la valeur et'.,l SJ1 d6:tés';' .
L'agencement représenta à la Figure 2 a été doté des mêmes références que la figure 1. Le générateur de tension
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-de eotnmnde.eet divise, dans la forme de réalisation de la Fie gure 2, en deux blocs 4a et 4b dotés chacun de doubies enrou.-
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lcments de champ écartés de $0* électriques l'un de l'autre.
Les générateurs de tension de commande 4 a et 4b sont agencé de telle sorte'que chacun commande l'un des groupes de redres-
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geuzu 7 et e. xenpect3.vstnent, Dans la forme de réalisation suivant la Figure 2, l'excitation de l'excitatrice 3 est cons- tante et le courant traversant l'enroulement de champ du gé- nérature synchrone 1 est au contraire commandé par les enrou- ! lamenta de champ à la fois des générateurs de tension de coca- mande 4a et 4b.
En modifiant les courants d'amcitation dans
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. chac1 des deux générateurs de tension clo commande zita et 4b dans les deux enroulements de champ l'un par rapport à l'autre ! la position du champ résultant dans ces générateurs et ainsi
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i 1 position de phase des tensions produites: par V%e=-et peu* vent être modifiées arbitrairement:. De cette façon, le grou- " pes de redreoseu1S peuvent être amorcée au moment deaire et le ± courant d'excitation être réglé à la valeuret pour le sens désirés.
Etant donné que dans les deux formes de réalisation ; les redresseurs sont placs sur l'arbre et étant donné que
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l'excitatrice et 1 générateurs de tension de cocmande sont 1 tous des machines à armature tournante, des collecteurs et des commutateurs sont évités et les redresseurs sont bien refroidis
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lorsqu'ils tournent sur 1 t arh):'e 2. ' Les formes de réalisation de l'invention represen- tees et décrites ci-avant, sont particulièrement avantageuses.
Toutefois, de nombreuses autres formes de réalisation sont pos- sibles sans sortir du cadre de l'invention.
Si, par exemple, dans le générateur de tension de commande suivant la Figure 1 les pôles sont formés avec un in- jtervalle d'air constant vis-à-vis du rotor, le flux sera cons- tant sur les surfaces des pôles et la tension de commande pren- dra le caractère d'impulsions rectangulaires. Ceci est habitua
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ellement considère co<ame désirable lorsque l'on cocmande jâés ,¯11ement considéré comme dé1rble loraque lion c lion c unandleas redresseurs à semi-conducteur.
En modifiant l'arc polaire et @ le pas des bobines, la longueur de ces impulsions rectangulaires
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peut être modifier L'on considère avantageux dans ce cas de choisir le pas de bobine égal à 180 électriques moins l'arc polaire, Avec une telle répartition, chaque demi- période de la tension de commande produite sera constituée par une topai*. sion dont la longueur est le double de celle de l'are polaire,
suivie par une période sans tension de 180 électriques moins le double de l'are polaire, si ce dernier est inférieur à 90 électriques Si leur* polaire est supérieur à 90 électrique , la longueur d'impulsion sera 'de 360 électriques moins le dou- ble de l'arc polaire tandis que lapériode sans tension sera le double de l'arc polaire moine 180 électriques. Si l'arc polaire est de 90 électriques, la longueur de l'impulsion sera de 180 électriques.
1, Groupe d'excitation pour un générateur syn- chrone à champ rotatif, caractérise en ce qu'il comprend des redresseurs à semi-conducteur commandés possédant une caracté- ristique de redresseur ionique, ledit groupe d'excitation com- portant une excitatrice avec une armature tournante et au moins un gênera leur de tension de commande à armature tournante, la puissance d'excitation à la sortie de ladite excitatrice étant envoyée à l'enroulement de champ dudit générateur synchrone par l'intermédiaire desdits redresseurs à semi-conducteur commandé! ,
ledit générateur de tension de commande procurant des impulsions ,de@tension ce commande pour lesdits redresseurs à semi-conduc- leur, les rotors 'd'au moins trois desidigsgénérateurs étant disposes sur un 'arbre commun, lesdits redresseurs à semi-conduc- teur étant placés sur le même arbre, lesdits redresseurs à semi- conducteur connectant l'enroulement de champ de générateur syn- chrone à la sortie de ladite excitatrice en formant deux grou- pes changeurs,
dont l'un agit en tant que convertisseur tandis que l'autre agit comme redresseur.
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2. Groupe d'excitation suivant la revendication
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. 10 caractérisé en ce que 1ï,3. générateur de caneton de eat, , de possède des aimants permanents pour son excitation
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1 - 3, Groupe d'excita Mon suivant: la.'revendication t'Ii ..'... -..J.. "',1'.1 . # 1. caractérisé en ce que +ead:lt:e, pT,s.Qxjd', de sont, ; envoyées à l'un des groupe ni,,::-u:a' px. :)ft:ér;1i(t .un transformateur, ' < <., ,..,,: -, '1' -( ,'... '.. ' 1, .!.." 4. 'x"CluiA !",5.',i.;.,I, s.u:lv:ont:;, 14' \""EUticat:tQt\ 1., -ea;'é n . td'd'c^',g'.'dx <1. ,ten.'1Ón ' ' ' .r '.. ' de commande, chacun d'eux c'oman44nt '9n;:,,op,,:: \" chaaseuy, 5;
Gt'oupe' d'exqts.tion #iïtv"4"e' eat:Lon- 1, caractérisé en ce qut,. 'ne- cxnrend,utu"é;'r,auj3. de tension de cande.prc;4ntd.,p'ï, de 9<xbttaft'd"i&J pour lesdits deux groupes- changeurs '1.Sd.';:ÍtÍ'imPurtt t\ljJ ci cota" mande envoyées aux...dits deux groupes c1'an$e1:1 étMt dé ballade 180 entre-elles,
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6. Groupe d1 excitation .81.Y, revendication , " i, caractérise en ce que ledit générateur da: :':ens;ton de ooarr. de est équipé de deux enroulements de champ décalés de 90 1' un par rapport à l'autre.
7. Groupe d'excitation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit générateur de- tous ion de comman- de possède des pôles et les intervalles d'air entre Lesdits pôjles et l'armature dudit générateur ont une largeur constante
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sur toute la surface du .. "41..- '. , 8. Croupi d'excitation suivant la revendication
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7, caractérisé en ce que 1); armature dUd1t;'sénérate da tension de commande est bobinée avec un pas de bobina égal à 180 moins l'arc polaire.
9. Groupe d'excitation pour générateurs synchrones, tel que décrit ci-avant ou conforme aux dessina annexes.