Installation-de distribution d'énergie électrique. Cette invention concerne une installation de distribution d'énergie électrique, compre nant des moyens pour transmettre de l'éner gie entre deux circuits de travail électriques.
Dans certains systèmes de distribution électriques comprenant à la fois des circuits à courant alternatif et à. courant continu, le circuit à courant alternatif est la source prin cipale d'énergie et l'énergie de courant con tinu est obtenue par des dispositifs de trans fert qui sont commandés à partir du circuit à courant alternatif. Une partie de l'énergie de courant continu est toutefois fournie d'habitude par une source indépendante, telle qu'une ou plusieurs génératrices à commander par vapeur ou analob me.
De la, sorte, on dis pose d'une certaine quantité d'énergie de courant continu, même si la, source de cou rant alternatif devait faire défaut.
Dans .de grands établissements industriels et usines, telles que par exemple des aciéries et laminoirs, certaines machines importantes sont actionnées par des moteurs à courant alternatif, et il est dans ce cas excessivement important que du courant alternatif soit tou- jours.disponible pour actionner ces machines, attendu que l'interruption de ce service peut souvent entraîner de grandes pertes et quel quefois un .danger pour le personnel.
Dans cet ordre d'idées, l'installation ob jet de l'invention comprend deux sources d'é nergie électriques disposées pour alimenter respectivement deux circuits -de travail, sé parés, de courant de caractéristiques diffé rentes prédéterminées et un dispositif de transfert rotatif pour relier lesdits circuits de façon à transférer, au besoin, de l'énergie d'un ,des circuits à l'autre, ce dispositif de transfert rotatif étant automatiquement com mandé de, manière à transférer de l'énergie d'un circuit à l'autre, dans l'une oit l'autre direction,
en .dépendance des demandes de charge relatives aux circuits respectifs et de la disponibilité d'énergie aux sources d'éner gie respectives et étant, en outre, automati quement réglé de façon que le courant trans féré présente les caractéristiques électriques prédéterminées requises pour lesdits circuits.
Dans cet-te installation, il peut être avan tageux de veiller à ce que lorsque le disposi tif de transfert rotatif fonctionne pour trans férer de l'énergie d'un circuit à l'autre, il soit automatiquement commandé par un dé faut de voltage dans le premier circuit de sorte que le dispositif de transfert rotatif transfère de l'énergie depuis le second circuit au premier sans disconnexion du dispositif de transfert de l'un ou l'autre des circuits.
Un autre moyen peut encore être avanta geusement prévu pour que le fonctionnement du dispositif de transfert rotatif soit nor malement amorcé automatiquement en dépen dance d'une demande de charge surgissant dans l'un ou l'autre circuit afin de lui four nir de l'énergie à partir de l'autre circuit.
Dans une installation électrique, dans la quelle l'un des circuits est un circuit à cou rant alternatif et l'autre un circuit à courant continu, le dispositif de transfert rotatif peut comprendre une machine dynamoélectrique à courant alternatif mécaniquement couplée avec une machine dynamoélectrique à cou rant continu (groupe moteur-générateur), la machine à courant continu pouvant avoir un rhéostat de champ commandé automatique- ment de manière à régler le voltage de ladite machine en concordance avec le voltage du circuit à courant continu lorsque le disposi tif de transfert transfère de l'énergie du cir cuit à.
courant alternatif au circuit à courant continu et à régler la, vitesse de ladite ma chine en concordance avec la, fréquence du circuit à. courant alternatif lorsque de l'éner gie est transférée du circuit à courant continu au circuit à courant alternatif.
D'autre part, lorsque le fonctionnement. du dispositif de transfert rotatif est. amorcé pour fournir de l'énergie au circuit à courant continu depuis le circuit à courant alterna tif, il peut y avoir des moyens pour que le rhéostat précité soit automatiquement ac tionné de façon à obliger le voltage de la ma chine à courant continu à correspondre au voltage du circuit à courant continu avant de relier ladite machine à ce dernier et que, lorsque le fonctionnement du dispositif de transfert rotatif est amorcé pour fournir de l'énergie au circuit à courant alternatif de puis le circuit à. courant:
continu, ledit rhéos tat soit automatiquement actionné polir ré- gler la. vitesse de la, machine à courant con tinu de façon que la fréquence de la machin( <B>à</B> courant alternatif corresponde à la fré quence du circuit à. courant alternatif avant de relier ladite machine -i courant alternatif au circuit à courant alternatif.
En addition à cela., hi. machine à courant. alternatif peut être pourvue d'un rhéostat de champ commandé automatiquement. de fa çon à. régler le voltage de la machine à. cou rant alternatif, lorsque le dispositif de trans fert rotatif fonctionne pour transférer de l'énergie depuis le circuit à courant continu au circuit à courant alternatif.
Des moyen; peuvent encore être prévus pour commander, à la, main, le fonctionne ment du dispositif de transfert rotatif à. par tir de tout endroit désiré, ces moyens pou vant être établis de façon à permettre à vo lonté, la mise en marche, l'arrêt ou la mise hors jeu du dispositif de transfert. Un dis positif indicateur peut être prévu pour indi quer ces conditions à. l'opérateur.
Au -dessin schématique a.nnéxé, donné à titre d'exemple, les fig. 1, 2, 3 et 4, placées bout à bout l'une à côté de l'autre dans l'or dre de leur numérotation représentent l'en semble d'une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Pour simplifier le dessin, les relui; que comporte l'installation sont représentés seule ment schématiquement par une ligne en zig zag enfermée dans un cercle et les interrup teurs commandés par un relais sont représen tés associés au cirerait qu'ils commandent. Ires interrupteurs sont montré:
ouverts ou ff@r- més suivant leur position lorsque le relais qui les actionne est désexcité, et ils portent les mêmes chiffres de référence que le relais respectif, mais avec un chiffre additionnel de différentation;
ainsi par exemple, les trois interrupteurs du relais 36 sont désignés par 36-1, 3G-2 et 36-3. Pour faciliter la, des- cription des circuits aux fig. 3 et 4, ceux-ci sont marqués par des lettres différentes de l'alphabet.
En se référant à ces figures, on voit qu'un circuit à, courant alternatif 1 et un circuit à courant continu comprenant les con ducteurs 2 et 3 sont pourvus d'une machine dynamoélectrique à courant alternatif 4 et d'une machine dynamoélectrique à courant continu 5, respectivement. Les parties rota tives de ces machines sont reliées ensemble mécaniquement à l'aide d'un arbre 6 de sorte que chaque machine peut actionner l'autre.
La machine à courant alternatif 4 peut être connectée au circuit à courant .alternatif 1 par un interrupteur de :démarrage 7 et un autotransformateur 8 ou directement par un interrupteur de circuit de marche 9.
Comme on le voit en fig. 1, la machine dynamoélectrique à. courant alternatif 4 comprend un enroulement d'induit 4A et un enroulement de champ 413, ce dernier étant disposé pour être court-circuité par une ré sistance 46 et un relais inductif 47 ou pour être alimenté de courant continu depuis les conducteurs 51 et 3, par l'intermédiaire d'un rhéostat :de réglage .du champ 52 qui est com mandé par un moteur de commande de rhéos tat à marche réversible 91.
La machine est reliée au circuit à courant alternatif 1 par l'intermédiaire de l'interrupteur de circuit de marche 9 pendant la marche et par l'inter m,édiaire de l'interrupteur de démarrage 7 et de l'auto-iransformateur 8 lors -du démarrage. Des transformateurs de potentiel 55 et 89 sont prévus, celui 55 pour alimenter un relais à tension et à transfert, à temps, 53, et l'au tre, 89, pour alimenter la, bobine de tension d'un relais d'inverseur à courant alternatif 48, le régulateur de fréquence du courant alternatif 61 (fig. 2) et le régulateur de voltage @du courant .alternatif 90.
Des transformateurs de courant 77 dans les conducteurs du circuit à courant alter natif allant à la machine 4 sont re liés à un relais à minimum de charge à courant alternatif 69,à un relais thermique à courant alternatif 33,à un relais de court- circuit à courant alternatif 74, au relais .d'in.-' verseur à courant alternatif 48 et à un re lais à équilibrage -de phase 71. Les co:nduc= teurs 2 et 3 ,du circuit à courant continu sont munis, d'un dispositif indicateur et de com mande 23 y relié et connecté également à un conducteur additionnel unique de com mande 28.
La. partie représentée à 1a fig. 2 comporte en combinaison avec les machines accouplées 4, 5 un dispositif à maximum de vitesse 31.
Dans la machine 5 le champ comprend, d'a bord, un enroulement en dérivation 5A relié en série avec un rhéostat de réglage du champ 63 qui est commandé par un moteur de com mande à marche réversible 60, puis un en roulement de champ en série<B>Il</B> -disposé pour être court-circuité, lorsque la, machine marche comme moteur, par un interrupteur 85, et un enroulement de commutation ou interpolaire en série 10 en travers duquel est relié un re lais thermique à courant continu 73.
Un ré- g2ilateur de tension du courant continu 58 comprend un élément d'équilibrage de ten sion 58A, un élément de réglage de: tension 58B et un élément de réglage de courant 580. La machine 5 est reliée au conducteur prin cipal 2 par l'intermédiaire ,d'un interrupteur de circuit à courant continu 21 en série avec une dérivation 22 à laquelle sont reliés un re lais à courant inversé 82 et un relais .de sur charge à courant continu à inversion 97.
Un interrupteur de démarrage à courant continu 18, des interrupteurs 19 et 20, des résistan ces 12, 13 et 14 et des relais à charge en sé rie 15, 16 et 17 sont prévus pour le démar rage de la machine 4 au moyen de courant du circuit principal à courant continu.
Les fig. 3 et 4 montrent les relais. et bo bines de commande pour provoquer la sé quence requise des opérations. Les relais et bobines de commande montrés en fig. 3 sont les suivants: Un relais régisseur de commande princi pal 35, un relais régisseur de commande auxi liaire 34, un relais à temps 30, une bobine de couplage de relais à temps 80A, un relais de.
sous-tension 29, un relais de mise hors jeu 32, un relais d'arrêt 36, un relais de com mande 39, un relais auxiliaire 40, un relais de commande de l'interrupteur de circuit de démarrage 42, un relais d'interruption à temps 44, des bobines de fermeture, d'ouver ture\ et à tension nulle 7A, 7B et<B>70,</B> respec tivement,, pour l'interrupteur de circuit 7 (fig. 1), un dispositif de contact d'enroulement de champ à courant. alternatif 45, un relais de transfert 43 et. un relais de commande de, l'interrupteur de circuit de marche 56.
La fig. 4 représente les relais et bobines de commande suivants: Un relais régisseur de commande à inver sion 41, un relais régisseur de commande auxiliaire à inversion 86, un relais de com mande de .démarrage à. inversion 76, un re lais de commande .de démarrage auxiliaire à, inversion 72, un relais à temps 64, un relais polarisé 66, un relais à. tension<B>67,</B> un relais de commande d'interrupteur de circuit à cou rant continu 65, un relais d'interruption à. temps 68, un relais auxiliaire 49, un relais auxiliaire 84, un relais de commande d'inter rupteur de démarrage à courant continu 81.
des bobines de fermeture, d'ouverture et à tension nulle 9A, 9B et. 9C, respectivement, pour l'interrupteur de circuit 9 et des bobines de fermeture et à tension nulle 21A et. 210, respectivement, pour l'interrupteur de cir cuit 21.
Pour bien faire comprendre le fonction nement de l'installation, celui-ci sera décrit par rapport aux différents services qu'elle doit pouvoir remplir. A ce point de vue, on a, divisé la description suivante en divers chapitres qui sont les suivants: 10 Démarrage automatique sur le côté à courant alternatif en .dépendance de la. de mande en courant continu; 20 Arrêt automatique dans le cas d'une chute de la -demande en courant continu; 30 Dispositifs protecteurs pour l'arrêt des machines; 40 Arrêt des machines à la suite d'une commande manuelle; <B>50</B> Démarrage, des machines à. la, suite d'une commande manuelle; <B>60</B> Conditions exigeant la, marche in versée; <B>70</B> Démarrage sur le côté à courant con tinu (inversé) pour fournir du courant alter natif;
80 Passage de la. marche normale à. la marche inversée pour les machines déjà en service.
Dans des conditions normales, lorsque le tensions du circuit à courant alternatif aussi bien que du circuit à courant continu ont à peu près leurs valeurs normales, 1.a ma,chiiw à courant alternatif 4 est automatiquement mise en marche et amenée à marcher comme moteur synchrone pour actionner la machine à courant continu 5 comme génératrice de vant alimenter le circuit à courant continu.
Cette opération est amorcée automatique ment en dépendance de la, demande -d'énergie dans le circuit à. courant; continu et est auto matiquement arrêtée, lorsque cette demande d'énergie reste au-dessous d'une valeur pré déterminée pendant un intervalle de temps prédéterminé.
Dans le cas, toutefois on la tension du circuit à. courant alternatif] tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée, la. machine à courant continu 5 est amenée à fonctionner comme moteur, étant alimenté de courant par 1P circuit à courant continu, et actionne la machine ît. - courant alternatif 4 pour la faire marcher comme génératrice ali mentant le circuit à courant alternatif 1 jus qu'à ce que la. source normale de courant alternatif redevienne disponible pour main tenir la. tension du circuit 1 à sensiblement sa valeur. normale.
Si la tension du circuit 1 vient à man quer, tandis que la, machine à courant alter natif 4 fonctionne comme moteur pour ac tionner 1a machine à courant continu comme génératrice, la direction de passage de l'éner gie à travers les machines 4 et 5 sera sim plement renversée pour obliger la machine 5 à marcher comme moteur et la machine 4 comme génératrice.
Si, toutefois, la tension vient à manquer lorsque les machines 4 et 5 sont à l'arrêt, l'équipement (le command automatique se mettra immédiatement à .fonc tionner pour faire démarrer la machine à courant continu 5 comme moteur alimenté par le circuit à courant continu. La, vitesse des machines 4 et 5 est automatiquement ré glée à une valeur prédéterminée et l'interrup teur de circuit 9 est alors fermé pour permet tre à la machine 4 .d'alimenter le circuit 1 jusqu'à ce que la source normale de courant alternatif soit de nouveau redevenue dis ponible.
Afin de subordonner la commande ma nuelle à distance à la commande automatique du dispositif de transfert., on a. prévu le -dis positif indicateur et -de commande 23 com prenant des interrupteurs à poussoir 24 et 25, un commutateur unipolaire à couteau 26 et un dispositif indicateur 27. Les connexions électriques entre le dispositif indicateur et de commande 23 et les divers appareils dans l'installation sont établies par l'intermédiaire des conducteurs 2 et 3 du circuit à courant continu et du conducteur additionnel de com mande 28.
Si l'on désire que la commande automatique et la commande manuelle -du dispositif de transfert soient, disponibles à la fois, on ferme l'interrupteur à couteau 26 à sa position de droite comme indiqué dans le dessin. Si l'on désire alors faire mettre le dispositif de transfert en marche, quand il n'y a pas<U>de</U> demande d'énergie suffisante dans le circuit à courant continu pour effec tuer le démarrage automatique de l'appareil, on appuie sur le poussoir 25. De la, même manière, lorsqu'on .désire arrêter immédiate ment le fonctionnement de l'appareil en tout temps pendant qu'il marche, on appuie sur le poussoir 24.
Si l'on désire empêcher en tièrement le fonctionnement de l'appareil, soit en raison -du fonctionnement de l'équipe ment automatique ou en raison de l'action- nement manuel .du poussoir 25, on ferme l'in- terrupteur à couteau 26 à sa position de gauche.
Le dispositif indicateur 27 est agencé de manière à indiquer le moment où le dispositif de transfert est opérativement connecté entre les circuits de travail et, dans le cas où plus d'un dispositif de transfert serait prévu, ce dispositif indicateur indi quera combien de ces dispositifs seraient opé- rativement connectés entre les circuits de travail.
On comprendra que les conducteurs 2 et 3 du circuit à courant continu sont d'habi tude les conducteurs d'un réseau s'étendant sur tout un établissement industriel et qu'ils sont, par conséquent, à disponibilité pour des connexions en tout point désiré. de l'usine. Par conséquent, le seul conducteur addition nel qu'il faut installer pour connecter l'équi pement indicateur et de commande éloigné avec l'équipement de commande local .des dis positifs,de translation, est le conducteur de commande 28.
<I>10</I> Démarrage automatique <I>sur le côté à cou-</I> <I>rant alternatif en dépendance de la demande</I> <I>en</I> courant <I>continu.</I>
Pour expliquer le fonctionnement de l'installation électrique sus-décrite, on sup posera d'abord que les machines -dynamo- électriques 4 et 5 sont au repos. et que leur connexion avec leurs circuits respectifs est interrompue.
Lors d'une demande d'énergie dans le circuit à courant continu dépassant la capacité des dispositifs -de transfert qui y fournissent déjà -de l'énergie, la tension entre les conducteurs 2 et 3 tombe à une valeur telle que le relais de sous-tension ou à charge basse 29 (représenté dans le circuit 4, fig. 3) permet à son interrupteur 29-1 (circuit B-2) de s'ouvrir, et à son interrupteur 29-2 (circuit B) de se fermer.
La bobine de commande du relais à temps 30 (circuit B) est ensuite connectée entre les conducteurs 2 et 3 du circuit à courant continu pour être excitée, ce circuit étant fermé par suite -du fait que l'interrupteur 31-1 du dispositif à maximum de vitesse 31, l'interrupteur 32-1 du relais de mise hors jeu 32, l'interrupteur 33-1 du relais thermique à courant alter natif 33, l'interrupteur 29-2 du relais de sous-tension 29 et l'interrupteur 34--1 du relais de commande auxiliaire 34 sont fer més.
Le relais à temps 30 commence par suite à actionner son interrupteur 30-l (cir cuit B-5) pour le mouvoir vers sa position de fermeture.
Si la condition de basse tension dans le circuit à courant continu persiste pendant l'intervalle de temps dans lequel le relais 30 est réglé pour fermer son interrupteur 30-1, la, bobine de commande du relais de com mande 35 (circuit B-5) est excitée. Le cir cuit d'excitation pour la, bobine du relais 35 s'étend du conducteur 2 par les interrupteur 31-1 et 32-1 (circuit B), l'interrupteur 32-2 (circuit B-5) du relais -de mise Hors jeu 32, l'interrupteur 36-1 du relais d'ar rêt 36, la, résistance 37, la, bobine -(le com mande du relais 35, l'interrupteur 30-1 et un interrupteur auxiliaire 9-1 de l'inter rupteur de circuit de marche 9 au conducteur 3.
Le relais 35 ferme alors ses interrupteurs 35-1. (circuit B-3), 35-2 (circuit B-51) et 35-3 (circuit D) et ouvre son interrup teur 35--4 (circuit V-21). Ainsi l'inter rupteur 35-2 met en dérivation les inter rupteurs 31-1 et 9-1 afin de maintenir l'excitation du relais 35 après que l'un ou les deux interrupteurs 30-1 et 9-1 sont ouverts. La, fermeture de l'interrupteur 35-3 relie la. bobine de commande du re lais de commande auxiliaire 34 (circuit D) entre les conducteurs 2 et 3 du circuit à cou rant continu. à travers une résistance 38. La.
bobine de, commande du relais de commande 39 (circuit D-1), lequel sera décrit plus tard, est connectée directement entre les con ducteurs 2 et 3 lorsque l'interrupteur 35-3 est fermé. Lorsque le relais de commande auxiliaire 34 est excité, il ouvre ses inter rupteurs 34-1 (circuit B) et 34-2 (circuit B-52) et ferme les interrupteurs 34-3 (circuit C) et 34-4 (circuit A-A).
La fermeture de l'interrupteur 34-3 (circuit C) établit une connexion .d'un con ducteur auxiliaire 2A, auquel sont reliés un nombre d'appareils de commande décrits plus loin, avec le conducteur 2 du circuit à cou rant continu. Lorsque le conducteur 2A est alimenté par le conducteur 2, le relais ,de commande auxiliaire, 40 (circuit E), est ex- cité. Le circuit de ce relais 40 s'étend par l'interrupteur 41-1 du relais 41 (circuit 1") qui sera. décrit plus bas.
Lorsque la bobine de commande du relais 4() est. excitée, l'in terrupteur 4((-1 (circuit F) est ferme'- pour provoquer l'excitation de la. bobine de coni- ma.nde du relais de commande de l'interrup teur de circuit de démarrage, 42.
Le circuit d'excitation du relais 42 s'étend du condue- teur 2A par l'interrupteur 43-1 du relais de transfert 43 (circuit Iï), un interrupteur auxiliaire 7-1 de l'interrupteur de circuit de démarrage 7, un interrupteur 4--1 du re lais d'interruption :t. temps 44 (circuit G-11, et un interrupteur 40-1 du relais 40 du conducteur 3 du circuit- à. courant continu.
Lorsque la, bobine de commande du relais 12 est ainsi excitée, deux interrupteur.: 12-1 (circuit F_) et 42--2 (circuit G) sont par là fermés. L'interrupteur 42-1 met ainsi en dérivation l'interrupteur auxiliaire 7-1 de l'interrupteur de circuit de démarrage, 7 de façon à. maintenir l'excitation de la. bobine. du relais 42 après que l'interrupteur de circuit 7 a. été amené à sa position de fermeture.
Lors que l'interrupteur 42-2 est fermé, il con necte la. bobine de fermeture 7A de l'inter rupteur de circuit de .démarrage 7 entre les eonducteurs 2 et 3 du circuit à courant con tinu pour provoquer la fermeture de l'inter rupteur 7. En même temps que la bobine de fermeture 7 A est excitée, la. bobine de com mande du relais d'interruption à. temps 14 est également connectée entre les conducteur, 2 et 3.
Ce circuit s'étend par l'interrupteur 42-\? (circuit G) et un interrupteur auxi liaire 56-1 du relais de commande de l'inter rupteur de circuit de marelle 56 (circuit L), qui sera décrit plus loin. Après un intervalle île temps prédéterminé, le relais à. temps 44 ouvre ses interrupteurs 44-1 (circuit F) et 4.1-2 (circuit L) et ferme l'interrupteur 44-3 (circuit .7). Le fonctionnement des in terrupteurs 44-2 et 44--3 -est en ce moment sans effet et leur fonction sera déerite plus tard.
Lorsque l'interrupteur :14-1 est ouvert, le circuit de la, bobine de commande du re- lais 42 (circuit F) est ouvert pour laisser retourner ce relais à sa position de désexci tation, dans laquelle ses interrupteurs 42-1 et 42-2 sont ouverts. L'ouverture de l'in terrupteur 42-1 (circuit F) coupe le circuit de retenue pour la bobine de commande du relais 42 et l'ouverture de l'interrupteur 42-2 coupe les circuits d'excitation pour la bobine de fermeture 7A de l'interrupteur de circuit de démarrage 7 et pour la. bobine de commande du relais d'interruption 44 (cir cuits G et G-1).
L'interrupteur de circuit de démarrage 7 est maintenant fermé et reste enclanché dans sa position de fermeture jusqu'à ce qu'il soit amené à. s'ouvrir. Lorsque l'interrupteur de circuit 7 est fermé, du courant alternatif est fourni à l'enroulement d'induit 4A de la ma: chine dynamoélectrique 4 depuis le circuit 1 par l'intermédiaire de l'auto-transformateur 8. L'auto-transformateur 8 sert à réduire le potentiel qui est imprimé à la machine 4 pen dant la période de démarrage de celle-ci.
Péndant cette période, l'enroulement de champ 4B de la. machine 4 est disconnecté -de son circuit d'excitation par un interrup teur 45-1 du dispositif de contact d'enrou lement, de champ 45, dont la bobine de com mande est représentée. clans le circuit T. La bobine de commande du dispositif de contact 45 est désexcitée jusqu'à plus tard dans la suite des opérations.
Un second interrupteur 45-2 du dispositif de contact 45, qui est fermé lorsque la bobine de commande du dis positif -de contact est désexcitée, ferme un circuit. de dérivation pour l'enroulement de champ 4B, comprenant la résistance 46 et la bobine de commande du relais inductif 47.
Comme l'enroulement de champ -de la ma chine 4 -est mis en dérivation par une résis tance et n'est pas excité par une source ex terne lorsque l'interrupteur de circuit de -dé marrage 7 est fermé, la machine 4 démarre pour marcher comme moteur à induction et actionne la machine à courant continu 5 à l'aide de l'arbre 6. En ce moment, cepen dant, il n'y a pas de charge sur la. machine à courant continu et, par conséquent, la. vi- tesse de la machine à courant alternatif aug mentera jusqu'à ce qu'elle s'approche de la vitesse synchrone.
Jusqu'à ce que- la, vitesse synchrone soit à peu près atteinte, le courant induit dans l'enroulement de champ 4B de puis l'enroulement d'induit 4A, traverse la bobine de commande du relais 47 et main tient l'interrupteur 47-1 (circuit J) -de ce relais à l'état d'ouverture pour prévenir une excitation de la bobine de commande du dis positif de contact 45.
Lorsque, toutefois,. la vitesse @de la machine 4 s'approche <B>du</B> syn chronisme, le courant, qui est induit,dans son enroulement de champ, tombe à une valeur qui, est insuffisante pour maintenir ouvert l'interrupteur 47-1 du relais 47. Cet inter rupteur se ferme, par conséquent, pour con necter une borne de la bobine de commande du dispositif de contact 45 au conducteur de commande 2A.
Lorsque de l'énergie est. fournie à l'en roulement d'induit 4A de la machine à cou rant alternatif 4 par suite de la fermeture de l'interrupteur de circuit de démarrage 7, le relais d'inverseur à courant alternatif 48 (fig. 1) ouvre son interrupteur 48-1 (cir cuit U) et ferme son interrupteur 48-2 (circuit U). Lorsque l'interrupteur 48-1 se ferme, il court-circuite la bobine de com mande du relais auxiliaire 49 (circuit U) pour en empêcher l'excitation.
Lorsque. par contre l'interrupteur 48-1 est ouvert, la fermeture de ce circuit est suspendue pour permettre l'excitation de la bobine de com mande .du relais 49. L'interrupteur 48-2 est connecté en série avec la bobine de cam- mande du relais 49 pour établir un circuit -d'excitation pour celle-ci lorsque cet inter rupteur est fermé.
Une borne de la bobine de commande du relais 49 est connectée par une résistance 50 ,et le conducteur 51 à une borne de la ma chine à courant continu 5. A mesure que la vitesse de la machine 5 augmente, par suite du fonctionnement de la machine à courant alternatif 4, la tension entre ses bornes s'é lève progressivement à une valeur suffisante pour actionner divers appareils de commande dans l'installation. Ainsi, lorsque l'interrup teur 48-1 est ouvert et que l'interrupteur 48-2 est fermé, la bobine de commande du relais 49 -est excité par du courant de la ma chine à courant continu 5.
Le circuit d'exci tation pour ce relais s'étend du conducteur 51 par la résistance 50, la bobine du relais -19, l'interrupteur 48-2 et l'interrupteur 39-1 (circuit r$') au conducteur 3 du circuit à courant continu, auquel l'autre borne -de la machine à courant continu 5 est reliée, comme décrit plus haut. Comme il a déjà été décrit, l'interrupteur 39-1 du relais 39 était.fermé, lorsque la bobine de commande de ce relais était excitée simultanément avec l'excitation du relais de commande auxiliaire 34 (circuit D et D-1).
Lorsque la bobine de commande du relais 49' est excitée comme susdécrit, ce relais ou vre un interrupteur 49-1 (circuit V) et ferme les interrupteurs 49-2 (circuit Ii) et .19-3 (circuit J-1). La. fonction de l'inter rupteur 49-1 sera. -décrite plus tard. Ilin- terrupteür 49-2 est connecté en parallèle avec l'interrupteur 48-2 pour maintenir un circuit de retenue pour la bobine de com mande du relais 49.
Par la fermeture de l'interrupteur 49-3, le circuit, d'excitation de la bobine de commande du dispositif de contact 45 est fermé (circuit J), pour provo quer l'ouverture de l'interrupteur 45-2 et la fermeture des interrupteurs 45-1. et 45-3 qui ont été -décrits précédemment. Un autre interrupteur, 45-4 (fig. 1), qui sera, décrit plus tard, est également fermé, lorsque la bo bine de commande du dispositif -de contact 45 est excitée.
Lorsque l'interrupteur 45-2 est ouvert, le circuit de dérivation de l'en roulement de champ 4B de la machine à cou rant alternatif 4 est ouvert et lorsque l'in terrupteur 45-1 est fermé, l'enroulement 4B est connecté entre les bornes de la. machine à courant continu 5. Ce circuit s'étend du conducteur 51 par l'interrupteur 45-1, l'en roulement de champ 4B, la résistance de ré gIage 52 et la bobine de commande d'un re lais à courant de champ 57 au conducteur 3 du circuit à. courant continu.
L'enroulement de champ 4B est ensuite excité par le cou rant de la machine à. courant. continu 5 ef oblige la machine à courant alternatif .1 ü venir au synchronisme et à. marcher comitie moteur synchrone.
Le relais à tension et à transfert, à. temp;S. 53, est connecté par une résistance 54 à. l'en roulement secondaire du transformateur de potentiel 55, dont. l'enroulement primaire est connecté en travers d'une phase du circuit à courant alternatif 1. Le relais 53 est muni d'interrupteurs 53-1 et<B>53-2</B> (circuits b: et V=21, respectivement).
Les interrupteurs 53-1 et 53-2 sont agencés pour être main tenus ouverts aussi longtemps que la tension imprimée à la. bobine de commande du relais 53 dépasse une valeur prédéterminée, telle qu'une valeur correspondant à 70 .#\o de la tension normale du circuit à courant alterna tif 1. Lorsque l'interrupteur auxiliaire 45-r du dispositif de contact 45 est fermé par le fait que celui-ci est amené à sa position de fermeture, la.
bobine de commande du relais 53 est court-circuitée par l'intermédiaire de d'interrupteur 45-4 et d'un interrupteur auxiliaire 9-2 de l'interrupteur de circuit de marche 9, qui est fermé lorsque l'inter rupteur 9 est ouvert. Comme l'interrupteur de, circuit 9 est ouvert, lorsque l'interrupteur 45-4 est fermé, les interrupteurs 53-1 et 53-2 sont susceptibles de se fermer. La fermeture de l'interrupteur 53-2 (circuit V-21) est en ce moment sans effet, parce que l'interrupteur 35-4 qui est connecté en série avec lui, est ouvert par suite de l'exci tation -du relais de commande 35. La. ferme ture de l'interrupteur 53-1 (circuit K) agit.
toutefois, pour compléter un circuit d'exci tation pour la: bobine de commande du relais de transfert 43. Ce circuit. s'étend du con ducteur de commande 2A par la bobine du relais 43, un interrupteur 37-1 du relais à courant de champ 57 (fi-. 1) et l'interrup teur 53-1 au conducteur 3 du circuit à cou rant continu. Le relais à courant de champ 57 est disposé pour fermer son interrupteur 57-1 aussitôt que l'enroulement -de champ 4$ est traversé par un courant d'excitation d'une valeur prédéterminée, telle que par exemple trois quarts du courant d'excitation normal.
De cette façon, le relais 57 ferme son interrupteur 57-1 bientôt après que l'interrupteur 45-1 du dispositif de contact précité est fermé, pour connecter l'enroule ment de champ 4B aux bornes de la machine à courant continu 5.
De cette manière, la bobine<B>de</B> commande du relais de transfert 43 (circuit K) est ex citée aussitôt que la machine à courant alter natif 4 a commencé de marcher comme mo teur synchrone et le courant traversant son enroulement de champ a, atteint une valeur prédéterminée. Lorsque la bobine de com mande du relais de transfert 43 est. excitée, ce relais ouvre son interrupteur 43-1 (cir cuit F), qui a été décrit précédemment, et ferme les interrupteurs 43-2 (circuit I), 43-3 (circuit L) et 43-4 (circuit M-1).
L'interrupteur 43-3 ferme un circuit d2, re tenue pour la. bobine de commande du relais 43 pour maintenir l'excitation de: la, bobine de ce relais tant que le conducteur de com mande 2A est alimenté par le conducteur 2 .du circuit à. courant continu.
Lorsque l'interrupteur 43-2 est fermé, un circuit est complété pour exciter la bobine de commande 713 (circuit I) de l'interrupteur de circuit de démarrage 7. Ce circuit s'étend du conducteur 2 du circuit à courant continu par l'interrup teur 43-2, la bobine de commande 713 et un interrupteur auxiliaire 7-2 au conducteur 3 du circuit. à. courant continu. Aussitôt que la.
bobine 7B est excitée, l'interrupteur de cir cuit de démarrage 7 est amené à s'ouvrir pour disconnecter la. machine à courant alter natif 4 de l'auto-transformateur 8 et pour disconnecter l'auto-transformateur 8 du cir cuit à courant alternatif 1. Lorsque l'inter rupteur de circuit 7 s'ouvre, son interrupteur auxiliaire 7-2 (circuit 1) est amené à s'ou vrir pour désexciter la bobine 7B.
Lorsque l'interrupteur de circuit 7 est amené à s'ouvrir, un interrupteur auxiliaire 7-3 (circuit L) se ferme pour compléter un circuit servant à exciter la bobine de com mande du relais de commande 56 de l'inter rupteur -de circuit de marche 9. Ce circuit s'étend du conducteur de commande _2A par l'interrupteur 7-3, la bobine =du relais 56, un interrupteur auxiliaire 9-3 de l'inter rupteur -de circuit de marche 9, l'interrup teur 44-2 du relais d'interruption 44 qui est maintenant désexcité, et l'interrupteur 43-3 du relais de transfert 43 au conduc teur 3 du circuit à courant continu.
Le re lais 56 ouvre ensuite son interrupteur 56-1 (circuit G-1) et ferme l'interrupteur 56-2 (circuit<I>L)</I> -et 56-3 (circuit lVl). L'inter rupteur 56-2 est connecté en parallèle avec l'interrupteur auxiliaire 9-3 de l'interrup teur .de circuit de marche 9 et sert à main tenir un circuit de retenue pour la bobine de commande -du relais 56, après que l'interrup teur de circuit 9 a été fermé.
Lorsque l'interrupteur 56-3 est fermé, un circuit est fermé pour exciter la bobine ,de fermeture 9A (circuit. M) .de l'interrup- teur de circuit de marche 9. Les enroule ments d'induit 4A de la, machine à courant alternatif 4 sont alors excités directement depuis le circuit à courant alternatif 1. En même temps que la. bobine de fermeture 9A est excitée, le relais d'interruption à temps 44 est de nouveau excité.
Le circuit d'excita tion de ce relais s'étend maintenant du con ducteur 2 du circuit à courant continu par l'interrupteur 56-3 (circuit<B>31)</B> du relais de commande 56 qui a été décrit précédemment, l'interrupteur 43-4 (circuit M-1) du relais de transfert 43 qui a également été décrit, un conducteur 98 et la bobine du relais 44 (cir cuit 9-1) au conducteur 3 du circuit à cou rant continu. L'interrupteur 58-1 (circuit G-1) du relais de commande 56 est maintenant ouvert et sert à ce moment à -cm- pêcher l'excitation de la bobine de fermeture 7A de l'interrupteur de circuit de démar rage 7.
Un intervalle de temps prédéterminé s'étant écoulé après que la bobine de com mande du relais d'interruption à temps 44 a été excitée, ce relais ouvre ses interrupteurs 44_--1 (circuit F) et 44-2 (circuit L) et ferme son interrupteur 44-3 (circuit J). L'ouverture de l'interrupteur 44-1 (circuit. F) est maintenant sans effet, attendu que ce circuit est déjà ouvert, parce que l'interrup teur 43-1 du relais de transfert 43 est ou vert.
La fermeture de l'interrupteur 4.1-3 est également sans effet à ce moment et sa fonction sera. décrite phis tard. L'ouverture de l'interrupteur 44-2 (circuit L) agit toute fois pour interrompre le circuit d'excitation du relais de commande 56. Ce relais ouvre ensuite ses interrupteurs 56-2 (circuit. L) et 56-3 (circuit M) et ferme son interrup teur 56-1 (circuit G-1).
L'ouverture de l'interrupteur 56-2 interrompt le circuit de retenue de la. bobine de commande du relais 56 (circuit L) et l'ouverture de l'interrupteur 56-3 interrompt les circuits d'excitation pour la bobine de fermeture 9A (circuit<B>31)</B> de l'interrupteur de circuit de marche 9 et pour la. bobine de commande du relais d'in.. terruption 44 (circuit G-1). Pendant le temps requis pour le fonctionnement du re lais 44, l'interrupteur de circuit 9 était fermé et enclanché en position de fermeture, de sorte que l'excitation de sa bobine de ferme ture 9A n'est plus nécessaire.
Il résulte -de la description donnée ci-dessus qu'on n'uti lise qu'un unique relais d'interruption à temps pour provoquer la désexcitation des bobines de fermeture de deux interrupteurs de circuit actionnés individuellement dans l'in tervalle de temps approprié après l'excitation de chaque bobine.
Lorsque l'interrupteur de circuit 9 est fermé pour connecter l'enroulement d'induit 4A de la machine à courant alternatif 4 di rectement au circuit 1, la machine 4 com mence à, marcher normalement comme moteur synchrone et est prête à actionner la ma chine à courant continu 5 comme génératrice pour fournir de l'énergie au circuit à cou rant continu. La manière .de connecter la machine 5 à son circuit pour l'alimenter sera, décrite plus loin.
Lorsque l'interrupteur de circuit 9 se ferme, il ouvre les interrupteurs auxiliaires 9-1 (circuit B-5), 9-2 (fig. 1), 9-3 (cir cuit L), 9--4 (circuit B-54) et 9-5 (cir cuit X), et ferme les interrupteurs auxiliaires 9-6 (circuit B-4), 9-ï (circuit B-54), 9-8 (circuit J), 9-9 (circuit O) et 9-10 (circuit S). L'ouverture de l'interrupteur 9-1 est inopérante parce que l'interrupteur 35-2 (circuit B-54) maintient un circuit de retenue pour la, bobine de commande du relais 35 (circuit B).
En s'ouvrant, l'inter rupteur 9-2 (fig. 1) interrompt le court- circuit entre les bornes du relais 53 et per met à ce relais d'entrer en fonction, comme ce sera décrit plus tard. L'ouverture de l'in terrupteur 9-3 (circuit L) empêche la réex- citatio.n de la bobine de commande du relais de commande 56, lorsque le relais 44 revient à sa, position de désexcitation pour fermer son .interrupteur 44-2. La. fonction des au tres interrupteurs auxiliaires de l'interrup teur de circuit 9 sera apparente dans la. suite de la description du fonctionnement de l'ins tallation.
Lorsque le relais de commande auxiliaire 40 (circuit K) fut excité en dépendance de la. fermeture de l'interrupteur 3-1--1 (circuit. C) du relais de commande auxiliaire 34 6cir- cuit D), comme décrit précédemment, le re lais 40 ferma, en phis de l'interrupteur .10-1 (circuit F), qui a été décrit,
deux interiaip- teurs 40-2 et 40-3 qui sont représentés en fig. 2 entre le régulateur de tension du cou rant continu 58 et un moteur réversible 60 de commande d'un rhéostat. Le moteur 60 est également agencé pour être connecté au régulateur de fréquence du courant alternatif 61 par deux interrupteurs 62-1 et<B>62-2</B> d'un relais de commande auxiliaire à inver sion 62 (circuit I'-2) qui sera décrit plus tard.
En ce point du fonctionnement la bo bine de commande du relais 62 est désexcitée pour permettre aux interrupteurs 69-1 et 62-2 de rester-ouverts. Le moteur 60 est, par conséquent, seulement commandé par le régulateur .de tension du courant continu 58 par l'intermédiaire .des interrupteurs 40-? et 40-3, et est. diseonnecté du .régulateur de fréquence 61.
Le régulateur de tension du courant con tinu 58 comprend les trois éléments 58A, 58B et<B>580,</B> dont chacun est pourvu .d'un bras à bascule et d'une paire de membres de contact à chaque extrémité de celui-ci, qui sont dis posés pour être .amenés en prise sélective ment suivant le côté vers lequel le bras à bascule est basculé.
L'élément 58A est un élément d'équi librage -de tension comprenant deux bobines en opposition l'une à l'autre, qui peuvent agir sur des noyaux reliés aux extrémités respectives du bras à bascule. La bobine de gauche .est reliée entre les conducteurs 2 et 3 du circuit principal à. courant continu et la bobine !de droite est reliée entre les conduc teurs 3 et 51, ou en d'autres termes, entre les bornes de la machine à courant continu 5.
Les deux bobines de l'élément 58A compor tent le même nombre d'ampères-tours et sont disposées de manière que quand des tensions égales y sont appliquées, elles exercent des efforts égaux sur leurs noyaux en vue de maintenir le bias à bascule de cet élément en position d'équilibre.
Cependant lorsque la tension entre les conducteurs 2 et 3 ,du cir cuit principal à courant continu est plus grande que celle de la machine 5, la bobine de gauche de l'élément 58A l'emporte sur la bobine de droite, en faisant basculer le bras à bascule de façon à fermer les membres de contact de droite de cet élément, et vice- versa. L'élément 58A est aussi pourvu de deux interrupteurs auxiliaires 58L et 58R, dont la mission sera, expliquée plus loin. Ces interrupteurs seront fermés sélectivement sui vant le côté vers lequel le bras à bascule est basculé.
L'élément 58B du régulateur de tension 58 est un élément'de réglage de tension com prenant une seule bobine intercalée entre les conducteurs 2 et 3 du circuit principal à cou rant continu et agissant sur un noyau relié à l'extrémité de gauche du bras à bascule de cet élément.
Un ressort de traction sollicite l'autre extrémité de ce bras à bascule et est dimensionné de façon que quand la tension imprimée à la bobine ,de cet élément est infé- rieure à la tension normale désirée entre les conducteurs 2 et 3 du circuit principal à courant continu, le ressort excerce un plus grand effort sur le bras à bascule que la bo bine, faisant ainsi basculer le bras à bascule de façon à fermer les contacts de gauche de cet élément.
Similairement, lorsque la ten sion entre les conducteurs 2 et 3 est plus grande que celle qui est désirée, l'effort de la bobine sera supérieur à celui du ressort et le bras à bascule sera basculé de façon à fer mer les membres de contact de droite.
L'élément 58C du régulateur de tension 58 est un élément de réglage du courant qui est similaire à l'élément de réglage de ten sion 58B. La. bobine de cet élément est reliée en parallèle à l'enroulement de champ inter- polaire 10 de la machine 5. Comme l'enroule ment 10 est relié en série à l'enroulement d'induit de la machine 5, la tension entre les bornes de celle-ci est .directement proportion nelle à la quantité de courant traversant l'en roulement d'induit.
On voit ainsi que quand ce courant dépasse une valeur prédéterminée, l'effort- exercé par la bobine de l'élément 580 est plus grand que celui dû au ressort de ce lui-ci et que, par conséquent, le bras à bas cule est basculé de façon à fermer les mem bres de contact de droite. D'autre part, lors que le courant est inférieur à la valeur pré déterminée, 1è bras à bascule est basculé dans le sens opposé pour fermer les membres ,de contact de gauche de cet élément.
La bo bine et le ressort sont établis de manière que cette valeur prédéterminée du courant soit la valeur maximum qu'on puisse laisser passer par l'enroulement d'induit de la machine 5.
Aussitôt que le relais 40 ferme ses inter rupteurs 40-2 et 40-3, le régulateur de tension da courant continu 58 commence à commander le fonctionnement du moteur 60 actionnant un rhéostat. La première opéra tion du régulateur de tension 58 est d'équi librer la tension de la machine 5 par rapport à la tension du circuit à courant continu.
Ceci est accompli par l'élément d'équilibrage de tension 58A qui agit par suite du fait que l'interrupteur de circuit à courant con tinu 21 n'a pas encore été fermé et qu'un in terrupteur auxiliaire 21-î de celui-ci, qui est fermé lorsque l'interrupteur de circuit ?1 est ouvert, est relié en série avec le circuit s'étendant de la, borne supérieure de la ma chine 5 par le conducteur 51 au bras à bas cule de l'élément. 58A.
L'élément de réglage de tension 58B et l'élément de réglage -le courant<B>580</B> du régulateur 58 restent inopé rants jusqu'à ce que l'interrupteur de circuit 21 soit fermé, en raison du fait que le circuit s'étendant aux bras à bascule de ces éléments renferme un interrupteur auxiliaire 21-8 de l'interrupteur de circuit 21 qui n'est fermé que lorsque cet interrupteur de circuit est fermé.
Comme il a été -lit précédemment, l'élé ment fl'équilibra.ge de tension 58A ferme ses membres de contact de droite lorsque le vol tage entre les conducteurs 2 et 3 du circuit à. courant continu est supérieur à celui de la machine 5 et ferme ses membres de contact de gauche lorsque le voltage de la machine 5 est plus grand que celui existant entre les conducteurs 2 et 3. Par conséquent, jusqu'à ce que le voltage de la, machine 5 soit amené à une valeur égale à celle du circuit à cou rant continu, les membres de contact de droite de l'élément 58A sont fermés pour re lier l'induit et l'enroulement de champ de droite -du moteur réversible 60 de commande de rhéostat en série entre les bornes de la. machine 5.
Ce circuit s'étend de la borne supérieure de la machine 5 par le conducteur 51, l'interrupteur 21-7, le bras à bascule et les membres de contact de droite de l'élément 58A, l'interrupteur 40-2, l'enroulement de champ de droite et l'induit du moteur 60 et le conducteur 3 à la, borne inférieure de la machine 5. L'enroulement de champ de droite du moteur 60 est disposé de telle manière par rapport à l'induit que quand le moteur est excité de cette façon, il tourne dans un sens convenable pour faire diminuer l'efficacité d'une résistance 63 qui est reliée en circuit avec l'enroulement de champ de dérivation 5A de la machine 5.
L'excitation de la. ma- chine 5 est, par conséquent, augmentée pour gnienter son voltage jusqu'à ce que ce vol <B>t</B> -tit, tage égale celui existant entre les conduc teurs 2 et 3 du circuit à courant. continu.
Si le voltage de la machine 5 est établi à une valeur dépassant celle du circuit à cou rant continu, le bras < < bascule de l'élément 58A est basculé dans la direction opposée pour ouvrir les membres de contact de droite et pour fermer les membres de contact de gauche de cet élément. Le moteur<B>60</B> est alors excité par le courant. d'un circuit s'é tendant de la borne supérieure de la machine 5 par le conducteur 51., l'interrupteur ?1-7, le bras à. bascule et les membres de contact. de gauche de l'élément 58A, l'interrupteur 40-3, l'enroulement de champ de gauche et l'induit du moteur 60 et le conducteur 3 à. la borne inférieure dc la machine 5.
L'enroule ment de champ de gauche du moteur 60 est établi de telle manière par rapport à l'induit que quand le moteur est excité de cette fa çon, il tourne clans un sens convenable pour faire augmenter l'efficacité de la résistance 63, diminuant par là le voltage engendré par la, machine 5. De cette façon, on voit que l'élément d'équilibrage de tension 58A com mande le moteur 60 pour faire varier l'effi cacité de la. résistance 63 jusqu'à ce que le voltage de la. machine 5 soit exactement égale à celle du circuit à courant continu.
Jusqu'à ce que cette condition d'équilibre soit atteinte, les deux interrupteurs auxi liaires 58R et 58L de l'élément d'équilibrage de tension 58A, dont les connexions sont montrées au circuit P, sont alternativement fermés pour faire exciter la, bobine de com mande d'un relais à temps 64 (circuit P). Ce relais est. pourvu d'un interrupteur 64-1 (circuit rS\) qui est. fermé après que la, bobine de commande du relais 64 a été désexcitée pour un intervalle de temps prédéterminé.
Autrement dit, ce relais est agencé pour amener son interrupteur 64--1 instantané ment à sa. position d'ouverture complète cha que fois que sa bobine de commande est ex citée pour un moment, mais permet à. l'inter rupteur 6.1-1 dc se fermer seulement lorsqu(. la bobine de commande 64 a été désexcitée continuellement pendant un intervalle de temps prédéterminé.
De la sorte, les inter rupteurs auxiliaires 58R et 58L empêchent la fermeture de l'interrupteur 64-1, tandis que l'élément .d'équilibrage de voltage 58A est opératif de façon à élever ou abaisser la tension de la machine 5, et permet la ferme ture de cet interrupteur seulement après que la tension de la machine 5 aura. été équilibrée pendant un intervalle -de temps prédéterminé avec la tension .du circuit à courant. continu.
Un interrupteur auxiliaire 7-4 -de l'in terrupteur de circuit de démarrage 7 qui est fermé lorsque l'interrupteur 7 est. fermé, et un interrupteur 57-2 du relais à courant de champ 57, qui est fermé lorsque le relais 5 7 n'est pas excité à un degré prédéterminé, sont connectés chacun en parallèle aux inter rupteurs 58R et 58L (circuit P). Ces inter rupteurs empêchent une désexcitation de la bobine de commande du relais -64 et, pur con séquent, la fermeture de l'interrupteur 64-1, pendant que l'interrupteur de circuit de dé marrage 7 est fermé et pendant que le cou rant traversant l'enroulement de champ 4B de la machine 4 est inférieur à une valeur prédéterminée, respectivement..
De la, sorte, lorsque l'interrupteur de cir cuit 7 est ouvert, le courant traversant l'en roulement de champ 4B est supérieur à une valeur prédéterminée, et la, tension de la ma chine 5 a été équilibrée par rapport à celle du circuit à. courant continu pendant un in tervalle de temps prédéterminé, l'interrupteur 64-1 (circuit S) est capable de se fermer. L'interrupteur 64--1 coopère avec certains autres interrupteurs, qui sont encore à dé crire, pour connecter la. bobine de commande du relais de commande d'interrupteur de cir cuit à courant continu 65 (circuit S) entre les bornes -de la machine 5.
Le relais polarisé 66 (circuit Q) est con necté directement aux bornes de la. machine à courant continu 5 et est. agencé pour fermer un interrupteur 66-1 (circuit R) lorsque la tension de la machine 5 s'élève avec la, po- larité correcte par rapport à la polarité du circuit à courant continu. Ce relais procure une protection contre la possibilité d'une connexion de la machine 5 au circuit à cou rant continu avec polarité' renversée. Lorsque l'interrupteur 66-1 est fermé, le relais à tension 67 (circuit R) est connecté aux bornes -de la machine 5.
Le circuit de la bo bine de commande du relais 67 s'étend par l'interrupteur 39-1 (circuit S) du relais de commande 39 qui a été décrit précédemment.
Si la tension de la machine 5 est supé rieure à une certaine valeur, telle que par exemple 85 % de la, tension normale, le relais 67 produit la fermeture de son interrupteur 67-1 (circuit S). La bobine de commande du relais 65 (circuit S) est alors excitée de puis la machine 5 par l'intermédiaire @du cir cuit s'étendant du conducteur 51 par l'inter rupteur auxiliaire 9-10 de l'interrupteur -de circuit de marche 9, un interrupteur auxi liaire 21-1 de l'interrupteur du circuit à courant continu 21 (fig. 2),
un interrupteur 68-1 du relais d'interruption à temps 68 (circuit T-1), l'interrupteur 64-1 du relais à temps 64, l'interrupteur 67=1 du relais à tension 67 et l'interrupteur 39-1. du relais de. commande 39 au conducteur 3 du circuit à courant continu. Ensuite le relais 65 ferme ses deux interrupteurs 65-1 et 65-2 (cir cuits<I>S</I> et<I>T,</I> respectivement).
L'interrupteur 65-1 met ainsi en dérivation l'interrupteur auxiliaire 21-1 (circuit S) do l'interrupteur de circuit 21 de façon à maintenir l'excita tion de la bobine de commande du relais 65 après que l'interrupteur 21 est fermé, l'inter rupteur 65-2 complète un circuit pour exci ter la bobine de fermeture 21A (circuit T) de l'interrupteur de circuit 21 et pour exciter la bobine de commande .du relais interrupteur à temps 68 (circuit T-1).
L'interrupteur de circuit 21 est fermé par suite de l'excitation de sa bobine de com mande 21A et est encla.nché dans sa position de fermeture. Le relais interrupteur 68 ouvré son interrupteur 68-1 (circuit S) après un intervalle de temps prédéterminé pour désex- citer la bobine de commande du relais de commande 65. Les interrupteurs 65-1 et 65-2 peuvent alors s'ouvrir.
L'ouverture de l'interrupteur 65-1 interrompt le circuit de retenue pour la. bobine de commande du relais 65 (circuit S') et. l'ouverture de l'inter rupteur 65-9 interrompt le courant d'exci tation pour la. bobine de fermeture 21A (cir- ciût T) de l'interrupteur 21 et pour la. bo bine de commande du relais interrupteur 68 (circuit T-1). L'interrupteur 21 est. alors enclanclié dans sa. position de fermeture et tous ses appareil: de commande sont désex- cités.
L'opération de démarrage et de connexion des machines .l et 5 à leurs circuits respectifs pour traduire de l'énergie de courant alterna tif en énergie de courant continu dans des condition: normales est maintenant terminées. Les machines continuent. à marcher de cette manière tant qu'il y a une demande d'énergie suffisante dans le circuit à courant continu. Pendant ce régime, le régulateur de tension de courant continu 58 fonctionne de la, ma nière décrite pour régler la. tension et la charge de la. machine à. courant continu 5.
Ce fonctionnement consiste en ce qu'il per met à. la machine 5 de supporter une certaine charge, et aussi longtemps que la, charge de la.. machine est inférieure à une valeur prédé terminée, l'élément clé réglage de tension 58B maintient la tension de la, machine à sa. va leur normale. Quand toutefois la, charge dé passe cette valeur prédéterminée, l'élément de réglage de courant<B>580</B> entre en fonction pour maintenir le débit de courant de la ma chine à la. valeur maximum admissible en faisant varier sa tension de façon correspon dante.
Lorsque l'interrupteur de circuit 21 était fermé, son interrupteur auxiliaire 21-7 était ouvert pour disconnecter le bras à bas cule de l'élément d'équilibrage de tension a8A du conducteur 51 et l'interrupteur auxi liaire 21-8 était fermé pour relier le bras à bascule de l'élément de réglage de courant 58C au conducteur 51. L'élément 58A était ainsi rendu inopératif et les éléments 58B et <B>580</B> étaient rendus opératifs < u la suite de la fermeture de l'interrupteur de circuit 21.
Comme dit plus haut, lorsque la valeur du courant traversant la. machine 5 est infé rieure à. la, valeur maximum admissible, le membres (le contact de gauche (le l'élément de réglage dc courant 68C restent fermés. Ces membre: df# contact complètent à l'état. de fermeture un circuit s'étendant: du con ducteur 51 par l'interrupteur 21-8, le liras à bascule de l'élément de réglage de courant.
<B>580</B> et lesdits membres de contact au bras à basenle de l'élément de réglage de tension 58B, rendant ainsi cet-, élément opératif pour maintenir le voltage entre les conducteur: 2 et 3 du circuit à conraiit continu à la. valeur prédéterminée désirée.
L'élément de réglage de tension 58B agit de la. manière siis-indiquée en raison du fait qu'il ferme ses membres de contact de gauche lorsque le voltage entre les conducteurs 2 et 3 est a.u-dessous de la valeur désirée. com plétant par là un circuit pour exciter le mo teur 60 de commande <B>de</B> rhéostat.
Ce circuit s'étend de la borne supérieure de la machine 5 par le conducteur 51, l'interrupteur 21-8, le bras à. bascule et les membres de contact de gauche de l'élément de réglage de courant <B>580,</B> le bras à bascule et les membres de con tact de gauche de l'élément de réglage de tension 58B, l'interrupteur .10-2, l'enroule ment de champ de droite et l'induit du mo teur 60 et 1P conducteur 3 à. la borne infé rieure de la, machine 5. Le moteur 60 fonc tionne par suite de façon à faire diminuer l'efficacité clé la résistance 63, augmentant par là l'excitation de la machine 5.
La. ten sion engendrée par la. machine 5 est ainsi augmentée pour élever le voltage imprimé aux conducteur: ? et 3, à. la valeur désirée. Si ce voltage s'élève au-dessus de la, valeur désirée, l'élément 58B ferme ses membres de contact de droite pour compléter un circuit s'éten dant par l'interrupteur .10-3 et l'enroule ment de champ de gauche et l'induit du mo teur 60. Celui-ci fonctionne, par conséquent, de façon à, faire augmenter l'efficacité de la résistance 63, réduisant par là. l'excitation, et par suite le voltage, de la machine 5 à la valeur désirée.
On voit de la sorte que, pen dant que la machine 5 est reliée au circuit à courant continu par l'interrupteur de cir cuit 21 et que le courant tra'versa.nt la ma chine est au-dessous -de la valeur maximum désirée, l'élément de réglage de voltage 58$ est opératif pour maintenir le voltage entre les conducteurs 2 et 3 à la valeur désirée pré déterminé en réglant convenablement l'exci tation du moteur 60 pour faire varier l'exci tation de la machine 5.
Si le courant traversant la machine 5 dé passe la valeur maximum désirée, l'élément de réglage de courant<B>580</B> .ouvre ses membres de contact de gauche et ferme ses membres :de contact de droite. L'ouverture de ces mem bres de contact de gauche interrompt le cir cuit allant au bras à bascule de l'élément de réglage de tension 58B, dont on a parlé plus haut, et rend par là l'élément 58B inopératif au point de vue de la, commande de l'excita tion du moteur 60. La fermeture de ses mem bres de contact :de droite de l'élément<B>580</B> complète un circuit pour exciter le moteur 60 au moyen de son enroulement de champ de gauche de façon à. occasionner la. réduction du voltage. de la. machine 5, comme décrit plus haut.
Ce circuit s'étend de la borne supé rieure clé la machine 5 par le conducteur 51, l'interrupteur 2I-8, le bras à. bascule et les membres de contact :de droite de l'élément 58C, l'interrupteur 40-â, l'enroulement de champ de gauche et l'induit du moteur 60 -et le conducteur 3 à la borne inférieure :de la machine 5. Le voltage de cette dernière est ainsi immédiatement réduit jusqu'à. ce que le courant qui la traverse soit diminué à la va leur .maximum désirable, et l'élément de ré glage :de courant<B>580</B> continue à régler le voltage de la, machine 5 tant que la charge y imposée est tellement grande que le vol tage normal occasionnerait une traversée de courant. excessive.
Aussitôt que cette condi tion cesse d'exister, l'élément de réglage de voltage 58B sera de nouveau rendu opératif pour maintenir le voltage du circuit à cou rant continu à sa valeur normale. <I>20</I> Arrét automatique <I>dans le cas d'une</I> cloute de la <I>en</I> coicrarit continu.
Lorsque la, charge de la machine 5 baisse et reste au-dessous d'une valeur prédétermi née pendant un intervalle :de temps prédéter miné, il est désirable d'arrêter les machines 4 et 5. Cela est accompli à l'aide d'un relais à minimum de charge à courant alternatif 69 (fig. 1) et du relais à temps 30 (circuit B). En plus de sa bobine de commande princi pale, le relais 30 comporte la. bobine auxi liaire d'accouplement 30A permettant au re lais ,d'actionner un nombre d'interrupteurs avec différents réglages @de temps. Le fonc tionnement d'un relais de ce genre est décrit par exemple au brevet suisse no 112290.
Les références 30, 30A., 30-1, 30-2 et 30-3 correspondent respectivement. aux chiffres de référence 35, 64, 42, 168 et 94 de la fi-. 2 dudit brevet.
La bobine de commande :du relais à mini mum de charge 69 est connectée en série avec l'un des transformateurs d'intensité 77 (fig. 1) de sorte que son excitation est proportion nelle à la valeur de. courant transversant les enroulements d'induit 4A de la machine 4. Lorsque cette intensité tombe en dessous d'une valeur prédéterminée, le relais 69 ferme son interrupteur 69-1 (circuit B-4) pour :exciter la bobine de commande princi pale (circuit B) et la bobine auxiliaire 30g (circuit B-3) du relais à temps 30.
Le cir cuit d'excitation pour la bobine de commande principale du relais 30 s'étend du conducteur 2 du circuit à. courant continu par l'interrup teur 31-1 du dispositif à excès de vitesse 31, l'interrupteur 32-1 du relais d'interrup tion 32, la bobine de commande principale :du relais 30, l'interrupteur 38-1 du relais thermique à courant alternatif 33, le conduc teur 70, l'interrupteur 69-1 du relais à mi nimum de charge 69 et l'interrupteur auxi liaire 9-6 de l'interrupteur de circuit de marche 9, qui est fermé lorsque l'interrup teur 9 est fermé, au conducteur 3 du circuit à courant continu.
Le circuit d'excitation ,de la' bobine auxiliaire 30A s'étend du con- docteur 2 par les interrupteurs 31-1 et 32-1, la bobine 30A, l'interrupteur 33-1 du relais de commande 35, et les interrup teurs 69-1 et 9-6 au conducteur 3.
Comme la, bobine d'accouplement 30A est alors excitée, l'interrupteur 30-1 n'est pas fermé, mais les interrupteurs 30-2 (circuit B---52) et 30-3 (circuit C'-5) sont. amenés à leur. positions de fermeture respectives. Le réglage de temps de l'interrupteur 30-3 est. considérablement inférieur à celui de l'inter rupteur 30-2, mais sa. fermeture est. en ce moment sans effet, comme il sera, décrit plus tard.
Si la. charge demandée à la, machine 4 <B>,</B> -iu, -mente <B>à</B> une valeur plus t, grande que la.
valeur à laquelle le relais à. minimum de charge 69 est ajusté pour fermer son inter rupteur 69-1 avant que le relais à temps 30 ait fermé son interrupteur 30-2, il sera per mis à cet interrupteur de retourner immé diatement à sa, position d'ouverture. De cette sorte, la. condition de minimum de charge devra persister de façon continue pendant l'intervalle de temps pour lequel l'interrup teur 30-2 est ajusté pour fonctionner afin de provoquer la. disconnexion automatique des machines 4 et 5 de leurs circuits.
Lorsque l'interrupteur 30-2 est fermé par suite de cette condition, il court-circuite la bobine de commande du relais de com mande. principal 35 (circuit B-5), et les in terrupteurs 35-1 (circuit B-3), 35-2 (cir cuit B-54), et 35-3 (circuit D) peuvent s'ouvrir et l'interrupteur 35-4 (circuit I'-21) peut se fermer. La fonction.de l'in terrupteur 35-4 sera. décrite plus tard. Par suite de l'ouverture de l'interrupteur 35-1, la bobine d'accouplement auxiliaire 30A du relais à temps 30 (circuit B-3) est désexcité et l'interrupteur 30-2 peut retourner à sa position originale.
L'ouverture de l'interrup teur 35-2 interrompt le circuit de retenue de la, bobine de commande du relais 35 et empêche une réexcitation immédiate de celle- ci, lorsque le court-circuit entre ses bornes est suspendu par suite de l'ouverture de l'in terrupteur 30-2. L'ouverture de l'interrup teur 35-3 interrompt le circuit d'excitation pour la, bobine de commande du relais de commande auxiliaire 34 (circuit D) et per met à ce relais d'ouvrir ses interrupteurs 34-3 (circuit C) et 34-4 (circuit 4A) et de fermer ses interrupteurs 34-1 (circuit B) et 34-2 (circuit B-52).
La bobine d'ae- t.ionnement du relais de commande 39 (circuit D-1) est également désexcitée lorsque l'in terrupteur 35-3 Pst ouvert, et ce relais ou vre ensuite son interrupteur 39-1 (circuit .S) et ferme son interrupteur 39-2 (cir cuit 0).
Le conducteur de commande 2A n'est pas immédiatement disconnecté du conducteur 2 lorsque l'interrupteur 34-3 (circuit C) est ouvert, attendu que leur interrupteur est shunté par un interrupteur auxiliaire 21-2 de l'interrupteur de circuit à, courant continu 21 qui est fermé lorsque l'interrupteur 21 est fermé.
Ainsi. le conducteur 2A est alimenté par le conducteur 2, tant que l'interrupteur de circuit 21. est. fermé. L'interrupteur de circuit 21 est ouvert par suite de l'ouverture de l'interrupteur 39-1 (circuit S), parce que la bobine d'actionnement. à tension nulle 21C (circuit S-1) de l'interrupteur 21 est alors désexcitée.
Lorsque l'interrupteur 21 s'ouvre, l'inter rupteur auxiliaire 221-9- (circuit C) s'ouvre également pour disconnecter le conducteur\? A du conducteur 2 Pt désexciter par là tous les appareils de commande connectés au conduc teur 2A, j- compris la bobine d'actionnement à tension nulle 9C (circuit N) de l'interrup teur de circuit de marche 9 qui provoque l'ouverture de l'interrupteur 9 Pour discou- necter la, machine 4 du circuit.
L'alimenta tion du conducteur 2A par l'interrupteur auxiliaire 21-2 jusqu'à ce due l'interrupteur 21 s'ouvre, assure la. diseonnexion de la ma chine 5 du circuit à courant continu avant la disconnexiou de la. machine 4 du circuit à courant alternatif de façon à empêcher un renversement de la. direction de courant en tre les circuits.
Comme les machines viennent graduelle ment au repos, la tension engendrée par la. machine 5 diminue graduellement jusqu'à zéro et les appareils de commande qui étaient excités par elle reviennent à leurs positions de désexcitation. Tout l'appareillage dans la station est maintenant dans la. même condi tion qu'il occupait primitivement et il est de nouveau prêt à fonctionner dans les mêmes conditions que susdécrit.
<B><I>30</I></B><I> Dispositifs protecteurs pour l'arrêt des</I> <I>machines.</I> La marche des machines peut être ar rêtée automatiquement en dépendance de conditions prédéterminées autres que la con dition de minimum de charge de la manière susdécrite. Différents dispositifs de protec tion, tels que le relais thermique à courant alternatif 33 (fig. 1) et un relais de courant à phases équilibrées 71 (fig. 1) peuvent être prévus avec des interrupteurs tels que 33-2 (circuit B-51) et 71-1 (circuit B-54), respectivement, pour court-circuiter la bobine -le commande du relais 35 (circuit B-5)
a a fin d'arrêter la marche des machines de la même manière qu'elles sont arrêtées par suite de la fermeture de l'interrupteur 30-2 (cir cuit B-52) lors d'un minimum -de charge entretenu. L'interrupteur 71-1 -est relié en série avec un interrupteur auxiliaire 9-7 (circuit B---54) entre les bornes du relais 35 de sorte que des courants déséquilibrés dans les différentes phases des enroulements d'in duit 4A de la machine 4 provoquent que la bobine du relais 35 ne soit court-circuitée que lorsque l'interrupteur de circuit de marche 9 est fermé.
Si un état de -déséquilibre de ce genre se produit pendant le démarrage de la machine 4, cela indique des perturbations internes de la machine, et il est alors désirable de met tre la machine hors de service jusqu'à ce qu'une inspection de celle-ci ait été faite. Ce résultat est obtenu à l'aide du relais .de mise hors marche 32 (circuit C).
Si le relais à équilibrage -de phases 71 ferme son interrup teur pendant le démarrage de la machine, le court-circuitage de la bobine de commande du relais 35 (circuit B-5) est empêché parce que l'interrupteur - auxiliaire 9-7 (circuit B-54) est ouvert, mais comme un autre in terrupteur auxiliaire 9-4 (circuit C-2) de l'interrupteur de circuit de marche 9. est fermé, la bobine de commande du relais de. mise hors marche 32 (circuit C) est excitée.
Le circuit d'excitation du relais 32 s'é tend du conducteur 2 du circuit à courant continu par l'interrupteur- 34-3 (circuit C) du relais de commande auxiliaire 34, l'inter rupteur fermé 72-1 du relais 72 (circuit V-22) qui sera décrit plus tard, la bobine du relais 32, l'interrupteur 9-4 (circuit C-2) et les interrupteurs 71-1 et 35-2 (circuit B-54) au conducteur 3.
Le relais 32 ouvre alors ses interrupteurs 32-1 (cir cuit B) et 32-3 (circuit B-5) qui s'enclan- chent dans leur position d'ouverture et res tent .dans celle-ci jusqu'à ce qu'ils soient ra menés à la main par le surveillant. Les in terrupteurs 32-1 et 32-2 ouvrent les cir cuits du relais à temps 30 (circuit B) et du relais 35 (circuit B-5) et empêchent ainsi entièrement toute marche ultérieure des ma chines, jusqu'à ce que le relais 32 soit ra mené à la position de départ.
D'autres relais tels qu'un relais thermi que à courant continu 73 (fig. 2), et un re lais de- court-circuit à courant alternatif 74 (fig. 1) sont pourvus d'interrupteurs 73-1 (circuit C-3) et 74-1 (circuit C-4) qui sont également agencés pour provoquer l'ex citation du relais de mise hors service 32, s'ils sont fermés par suite de conditions anor males prédéterminées.
L'interrupteur 30-.-3 (circuit C-5) du relais à temps 30 est con necté en série avec un interrupteur auxiliaire 7-5 de l'interrupteur de circuit de démar rage 7 de sorte que, lorsque l'interrupteur 30-3 est fermé pendant que l'interrupteur 7 est fermé, le relais de mise hors service 32 est excité. Ceci procure une protection pour empêcher que la machine 4 marche pendant un temps anormalement long sur les con nexions de démarrage dans la station.
Cette protection est obtenue en prévoyant un interrupteur auxiliaire <B>7-8</B> (circuit B-3) dans l'interrupteur 7, qui fait exciter la bobine de commande principale et la bo bine auxiliaire 30A du relais à temps 30 aussitôt que l'interrupteur 7 est fermé.
Si le changement des connexions de dé marrage aux connexions de marche est. effec tué dans un laps de temps normal, l'inter rupteur 7 sera .ouvert avant que l'interrup teur â0-3 ne soit fermé. Les bobines du relais 30 seront alors désexcitées par suite de l'ouverture de l'interrupteur auxiliaire 7-6 (circuit B-3) et ce relais revient à sa posi tion primitive. Si toutefois l'interrupteur 7 reste fermé pendant un laps de temps anor mal, tel que par exemple deux minutes, l'in terrupteur 30-3 (circuit C-5) sera fermé et provoquera la mise hors service de l'ins tallation comme décrit. plus haut.
Lorsque l'installation est mise hors service pendant la période de démarrage de la, machine 4, l'in terrupteur de circuit de démarrage 7 est dé- clanché par une bobine à tension nulle 7-C (circuit H) qui est désexcitée lorsque le con ducteur 2A est disconnecté du conducteur 2 par l'ouverture de l'interrupteur 34-3 (cir cuit C) du relais auxiliaire 34.
Il ressort de la. description qui précède que les machines peuvent être arrêtées et dis- connectées des circuits électriques suivant deux manières, savoir par suite du minimum de charge entretenu ou par suite du fonction nement de l'un quelconque des différents -dis positifs de protection. Les dispositifs de pro tection peuvent être divisés en deux classes, à savoir ceux qui réagissent à des conditions anormales temporaires et ceux qui réagissent à des défauts permanents.
Si des conditions anormales temporaires se manifestent, elles provoqueront l'arrêt des machines, mais per mettront de les remettre en fonction lorsque les conditions redeviennent de nouveau nor males. Si cependant des défauts permanents se produisent, ils provoqueront l'arrêt immé diat des machines et empêcheront, leur remise en fonction jusqu'à. ce qu'un surveillant ait examiné l'installation, remis au point le re lais de mise hors service et réparé le défaut qui avait causé la. perturbation.
<I>40</I> Arrêt <I>(les</I> wachines <I>à la</I> sicite d'iiiie coiri- waede iiwiwelle.
Les machines peuvent également être ar rêtées à. la. main depuis le poste de com mande 23 lfib. 1l. S'il est désiré d'arrêter cet appareillage immédiatement à tout mo ment, mais d'en permettre la remise en fonc tion automatique, on appuie sur le poussoir ?4.
De cette sorte, le conducteur de com mande 28 sera directement connecté au con ducteur 2 du circuit à courant continu, ce qui provoque l'excitation de la bobine commande du relais d'arrêt 36 (circuit A _1). Le circuit d'excitation pour ce relais passe du conducteur ? du circuit à courant continu, par l'interrupteur 21 dans le poste de com mande, le conducteur 28, la bobine (lu relais 36 et l'interrupteur 3-1-.1r du relais auxi liaire 34 pour rejoindre le conducteur 3.
Lorsque la bobine du relais 36 est exci tée, ce relais ouvre ses interrupteurs 36-1 (circuit B-5) et 36-2 (circuit @1 A-3) et ferme son interrupteur 36-3 (circuit A A). Le dernier interrupteur met en dérivation l'interrupteur 34-4 (circuit A _1) de façon à maintenir l'excitation de la bobine de com mande du relais 36 après que le relais 34 ouvre son interrupteur 31-4, aussi long temps que le poussoir 24 est maintenu abaissé. L'interrupteur 36-1 (circuit B-5) ouvre le circuit dit relais. 35 et provoque par là l'arrêt des machines en marche, comme dé crit précédemment.
L'ouverture de l'inter rupteur 36-2 (circuit A A-3) empêche l'établissement d'un court-circuit entre les conducteurs 2 et 3 du circuit à courant con tinu qui autrement pourrait se produire dans certaines conditions.
Aussitôt. que l'interrupteur 24 est déclan- clié, le circuit. de la, bobine du relais 36 (cir cuit A A) est interrompu de sorte que ce re lais ouvre de nouveau son interrupteur 36-3 (circuit A A) et ferme ses interrupteurs 36-1 (circuit B-5) et 36-2 (circuit <I>A</I> A-3). Le démarrage automatique où manuel de l'appareillage peut alors être ef- fectué à tout moment. voulu. Si l'on désire empêcher de remettre l'appareillage en fonc tion, l'interrupteur à couteau 26 au poste de commande- 23 est. enclanché dans sa position supérieure.
Si l'appareillage fonctionne nor malement pour prélever de l'énergie sur le circuit à courant alternatif et pour fournir de l'énergie au circuit à courant continu, le relais de commande auxiliaire normale 34 (circuit D') sera excité et son interrupteur 34--9: (circuit<I>A A)</I> sera fermé. La bobine de commande du relais -d'arrêt 36 (circuit <I>A A)</I> sera alors excitée comme précédem ment décrit et son interrupteur 3'6-3 main tiendra un circuit de retenue pour celui-ci tant que l'interrupteur 26 est fermé dans sa position supérieure, et le fonctionnement de l'appareillage sera empêché en raison du fait que l'interrupteur 36-1 (circuit B-5) sera maintenu ouvert.
De même, si l'appareillage fonctionne de façon inverse, c'est-à-dire pour prélever de l'énergie sur le circuit à courant continu et pour fournir de l'énergie au circuit à courant alternatif, -un interrupteur 72-2 (circuit <I>A A)</I> du relais inverseur auxiliaire 72 (cir cuit V-22), qui sera décrit plus loin, sera fermé. L'interrupteur 72-2 shuntera les in terrupteurs 39-4 et 36-3 (circuit<I>A A)</I> et la bobine de commande du relais d'arrêt 36 sera excitée de la même manière que si l'in terrupteur 34-4 était fermé.
Si l'interrupteur 26 est fermé dans sa, po sition de gauche, pendant que les machines 4 et 5 ne marchent pas, les interrupteurs 34-4, 36-3 et 72-2 (circuit A A) seront tous ouverts, et la bobine du relais d'arrêt 36 ne sera pas excitée jusqu'à ce que l'appa reillage ait la tendance à se mettre en fonc tion, soit dans le sens normal ou dans le sens inverse.
Lorsque cette tentative de démar rage se présente, l'un ou l'autre des deux in terrupteurs 39----4, 72-2 sera fermé, et le relais d'arrêt 36 fonctionnera alors comme précédemment pour empêcher le fonctionne ment de l'appareillage jusqu'à ce que l'inter rupteur 26 ait été ramené de sa position de gauche et qu'une indication de démarrage automatique ou manuel ait été donnée.
<B><I>50</I></B><I> Démarrage des machines à la suite d'une</I> commande <I>manuelle.</I> L'appareillage peut être mis en fonction à la main depuis le poste de commande 23 en fermant l'interrupteur à poussoir 25, pourvu que l'interrupteur 26 soit fermé dans sa po sition de droite et que le démarrage ne soit pas empêché par la présence de conditions anormales dans la station centrale. Le circuit pour le démarrage manuel part du conduc- . Leur 3 du circuit à courant continu et passe par l'interrupteur à poussoir 25 et l'interrup teur à couteau 26
en position de droite au poste,de commande 23, par le conducteur de commande 28, par une résistance 75 et un interrupteur 36-2 (circuit<I>A A-3),</I> par un interrupteur 76-1 (circuit B-52) du relais de commande de démarrage en inversion 76:
(circuit V-21), qui sera. décrit plus loin, par un interrupteur 34-2 (circuit B-52) du re lais de commande auxiliaire normale 34 (cir cuit D), -parla bobine de commande du relais de commande normale 35 (circuit B-5), et ensuite par la résistance 37 et les interrup teurs 36-1, 32-2, 32-1 et 31-1 ( circuit B-5 et B), comme décrit précédemmen± pour le démarrage automatique, pour rejoin dre le conducteur 2 du circuit à courant con tinu.
La bobine d'actionnement du relais de commande normal 35 est ainsi excitée à par tir du circuit à courant continu et le reste des moyens de commande automatiques fonc tionne comme susdécrit pour mettre les ma chines 4 et 5 en marche et pour les connec ter à leurs circuits de commande respectifs. Le conducteur de commande 28 a encore une .autre fonction, à savoir celle d'exciter le dispositif indicateur 27 dans le poste de com mande 25 pour indiquer si les machines de l'installation marchent ou non.
Lorsque l'in terrupteur de circuit 21 est fermé pour con necter la machine 5 au circuit à courant con tinu, un interrupteur auxiliaire 21-3 (cir cuit A A-1) est fermé pour connecter une résistance 78 en série avec le dispositif indi cateur 27 en travers du circuit à courant con tinu. Ce circuit s'étend. du conducteur 2 du circuit à courant continu par une résistance 99, le dispositif indicateur 27 (fig. 1), le conducteur de commande 28 et la résistance 78 et l'interrupteur 21-â (circuit<B>A</B> A-1) au conducteur 3 du circuit à courant continu.
Le dispositif 27 peut. être un ampèremètre ou un voltmètre, gradué de manière appro priée, et lorsqu'il est traversé par un cou rant d'une valeur prédéterminée, suivant la résistance prédéterminée du circuit susdécrit, son aiguille prendra une position prédétermi née qui correspondra à. une marque sur la graduation, indiquant qu'une unité motrice est connectée entre les circuits de travail de l'installation.
Pour plus d'une unité motrice dans l'ins- ta.llation, des circuits additionnels<I>A A-2</I> sont prévus en parallèle avec le circuit -4 A-1. Chaque circuit additionnel de ce genre comprend une résistance 178 et l'inter rupteur auxiliaire 121-3 de l'interrupteur principal à courant continu de l'unité corres pondante. De cette sorte, à. mesure que cha que unité additionnelle est mise en marche, une autre résistance sera automatiquement connectée en parallèle avec la résistance 78, réduisant ainsi la résistance totale du circuit du dispositif indicateur 27.
Autrement dit, la résistance de ce circuit variera suivant le nombre d'unités en marche, et comme la dé viation de l'aiguille du dispositif indicateur 27 variera suivant le courant qui y passe, et, par conséquent, aussi la résistance de son circuit, ce dispositif indiquera exactement combien d'unités en marche seront connectées au circuit à courant continu. <B><I>60</I></B><I> Conditions</I> exigeant <I>la</I> marche <I>inversée.</I> La description qui précède traite en dé tail les différentes phases du fonctionnement de l'installation en supposant, que de l'éner gie soit en tout temps disponible dans le cir cuit à courant alternatif 1.
Comme susmen tionné toutefois, si la tension du circuit 1 venait à manquer, il cst désirable que la. ma chine à courant continu 5 doive marcher comme moteur pour actionner la, machine à courant alternatif 4 comme génératrice pour alimenter le circuit. 1.
Il y a, donc à. considé rer quatre possibilités de conditions de ser vice, savoir 10 un défaut des tensions tant du courant alternatif que du courant con tinu, pendant que les machines fonctionnent normalement; 20 un défaut des tensions du courant alternatif et du courant continu, les machines ne fonctionnant. pas; 30 un manque de la tension de courant alternatif seulement pendant que les machines marchent; et I un manque de la tension de courant alternatif seulement pendant que les machines ne mar chent pas.
Pour la condition 1, les machines s'ar rêteront, ce qui revient-au même que- dans la condition 2. Si la. tension du courant continu est rétablie avant la tension du cou rant alternatif, ce qui correspond à la. con dition 4-, les machines démarreront et mar cheront "de façon renversée", c'est-à-dire en transmettant de l'énergie du circuit à cou rant continu au circuit à courant alternatif, ce qui est l'inverse de la marche normale. Sous la condition 3, les machines continueront à. marcher et la. direction de leur transmis sion d'énergie sera inversée sans arrêt et re mise en marche des machines.
Il faut donc considérer le démarrage et la marche inver sée des machines en partant de leur arrêt et une inversion de travail pendant la marche des machines. Ces conditions vont être dé crites maintenant dans l'ordre énoncé.
<B><I>70</I></B> Démarrage srtr <I>le côté à</I> courant continu (inversé) pour fournir <I>dit,</I> courant <I>alternatif.</I> Supposons l'une quelconque des condi tions susindiquées 1, \? et 4, lorsque du cou rant continu est disponible dans la, station centrale et que du courant alternatif n'est pas disponible, les machines ne marchant pa.. Quand la tension du courant alternatif man que, le relais 53 (fig. 1)
ferme les interrup teurs 53-1 (circuit Ii) et 53-\? (circuit V-21). Quand l'interrupteur 58-2 est fermé, il complète un circuit pour exciter la bobine d'actionnement du relais de com mande de démarrage à inversion 76 (circuit V-21), et du relais de commande de démar rage à inversion auxiliaire 72 (circuit V-22).
Ce circuit s'étend du conducteur 2 du circuit à courant continu par les interrup teurs 81-1, 32-1, 82-2 et 36-1 (circuits B et B-5), qui ont déjà été décrits, sur le conducteur 79, par un interrupteur 40-4 (circuit V-2) du relais de commande auxi liaire normale 40 (circuit B) qui est main tenant désexcité, ensuite par deux chemins parallèles, dont l'un comprend une résistance 80 et la bobine de commande du relais 76 (circuit V-21), et dont l'autre comprend la bobine de commande du relais 72 (circuit V-22),
et ensuite par l'interrupteur 85=4 du relais de commande normale 35 et l'inter rupteur 53-2 du relais à tension 53 au con ducteur 3 du circuit à courant continu.
Lorsque le relais 76 est désexcité, il ou vre l'interrupteur 76-1 (circuit B-52) et ferme les interrupteurs 76-2 (circuit L-1), 76-3 (circuit V-21) et 76-4 (circuit X). Le relais 72 ouvre l'interrupteur 72-1 (cir cuit C) et ferme simultanément les interrup teurs 72-2, 72-3 et 72-4 (circuit B-53), 72-5 (circuit C-1), et 72-6 et 72-7 (cir cuit D). Les interrupteurs 76-1 et 72-2 ont déjà été décrits. La fonction des autres interrupteurs énumérés ci-dessus sera décrite au fur et à mesure de leur entrée en fonction.
Lorsque l'interrupteur 76-4 se ferme, il complète un circuit pour exciter la bobine d'aotionnement du relais de commande 81 du dispositif de contact de -démarrage à courant continu (circuit X). Ce circuit s'étend du conducteur 2 du circuit à courant continu par un interrupteur auxiliaire 9-5 de l'in terrupteur de circuit de marche à courant alternatif 9, la bobine du relais 81 et l'inter rupteur 76-4 au conducteur 3 du circuit à courant continu.
Le relais 81 ferme alors son interrupteur 81-1 (circuit Y) pour con necter la bobine de fermeture 18A du dis positif de contact de démarrage à courant continu 18 (fig. 2) en travers du circuit à courant continu. Le dispositif du contact 18 est alors fermé pour- relier la borne supé- rieure-de la machine 5 au conducteur 2 du circuit à courant continu par les résistances 12, 13 et 14 et les relais à courant en série 15, 16 et- 17.
La machine à courant continu 5 reçoit maintenant de l'énergie du circuit à courant continu par le circuit qu'on vient de décrire et commence à. marcher comme moteur. Le courant traversant les relais 15, 16 et 17 est d'abord assez élevé pour obliger ces relais à ouvrir leurs interrupteurs respectifs 15-1 (circuit Z), 16-1 (circuit Z Z) et 17-1 (cir cuit S). Comme la vitesse et, par conséquent;
la force contre-électromotrice de la machine 5 augmente toutefois, ce courant décroît à une valeur telle que le relais 15 puisse fermer son interrupteur 15-1 pour provoquer que la bobine de fermeture 19A (circuit Z) du dispositif de contact 19 servant à shunter la résistance 12 (fig. 2) soit excitée à partir du circuit à courant continu. Le dispositif de contact 19 se fermera alors pour court-circui ter la résistance 12 (fig. 2).
La vitesse de la machine 5 augmente alors davantage jusqu'à ce que le courant traversant le relais 16 tombe à une valeur telle que l'interrupteur 16-1 soit fermé pour provoquer l'excitation de la bobine de ferme ture 20 A (circuit Z Z) du -dispositif de con tact 20 (fig. 2). Le dispositif de contact 20 se ferme alors pour court-circuiter la bobine de commande du relais 15 et la. résistance 13 (fig. 2).
Comme le courant traversant le re lais 17 décroît à une valeur qui permet à ce relais de fermer son interrupteur 17-1 (cir cuit S), la bobine d'actionnement du relais de commande d'interrupteur de circuit à cou= rapt continu principal 65 (circuit S) sera ex citée. Le circuit pour exciter le relais 65 peut être tracé comme décrit plus haut pour la marche normale des machines, sauf qu'il passe par l'interrupteur l7-1, au lieu de passer par l'interrupteur 9-10.
L'interrup teur de circuit 21 est maintenant fermé et enelanché et sa. bobine de fermeture est dés excitée de la même manière que décrit pré cédemment. L'interrupteur 39-1 (circuit S) du relais de commande 39 (circuit D-1) est alors fermé en raison du fait que la bobine de commande de ce relais était connecté au circuit à courant continu par la: fermeture de l'interrupteur 72-7 (circuit D) du relais 72 (circuit V-22) précédemment mentionné.
L'interrupteur 72-6 (circuit D) du même relais se fermait .simultanément pour court- eiretüter la, bobine d'actionnement du relais de commande normale 34 pour empêcher son excitation et son fonctionnement. L'inter rupteur 34--3 (circuit C) ne se fermait donc pas pour connecter le conducteur 2a au con ducteur 2, et la connexion entre les conduc teurs n'est pas effectuée avant que l'inter rupteur de circuit à, courant continu 21 ne soit fermé pour fermer son interrupteur auxi liaire 21-2. (circuit C).
Lorsque la machine 5 démarrait pour prendre l'énergie du circuit à courant continu par l'interrupteur de. circuit 21, le courant traversait le shunt 22 (fig. 2) en sens in verse de la. direction normale pour obliger le relais à courant inversé 82 (fib. 2) à ouvrir un interrupteur 82-l (circuit V) et à fer mer un interrupteur 8\i-2 (circuit V).
Comme le relais d'inversion d'énergie à. cou rant alternatif 48 (fig. 1) est désexcité en raison du fait que le circuit. des enroule ment:, d'induit 4A de la machine 4 est ou vert, l'interrupteur 48-1 (circuit U) de ce relais est fermé et l'interrupteur 48-2 (cir cuit U) est ouvert. La bobine de commande du relais 49 (circuit U) est, par conséquent, désexcitée et son interrupteur 49-1 (circuit V) est fermé.
De cette façon, lorsque l'in terrupteur 82-9 est fermé, le circuit de la bobine d'actionnement du relais de commande à inversion 41 est complété en partant du conducteur 79 par la, résistance 83, la bobine du relais 41 et les interrupteurs 82-2 et 49-1 pour rejoindre le conducteur 3. En suite le relais 41. ouvre son interrupteur 41-1 (circuit E) et ferme son interrupteur 41-2 (circuit V).
L'ouverture r.c- l'interrupteur 11-1 pré vient l'excitation de la bobine d'actionne ment du relais de commande auxiliaire nor male 40 (circuit E) et, par conséquent, son interrupteur -10-4 (circuit V-2) reste fermé et ses interrupteur,40-1 (circuit F) et 40-2 et 40-3 (fig. ?) restent ouverts.
Comme l'interrupteur 40-1 est. ouvert, la, bobine. de commande du relais 42 (circuit F) ne peut pas être ex@@itée, l'interrupteur 12-2 (circuit G) reste ouvert, P#t, par conséquent, la bobine de fermeture 7A de l'interrupteur de circuit à courant alternatif 7 ne peut pas être excitée. L'interrupteur de circuit de marche 9 est toutefois fermé comme ce sera décrit ci-après.
L'interrupteur 41-? du relais à üiv er- sion 41 est relié en parallèle avec l'interrup teur 82-2 (circuit T') et maintient un cir cuit de retenue pour le relais 41 après que l'interrupteur 82-2 s'ouvre. Cet interrup teur complète également le circuit d'excita tion du relais auxiliaire 84 (circuit I'-1) et du relais de commande auxiliaire à inver sion 62 (circuit T'-2). Le circuit du relais 8-1 s'étend à partir du conducteur 79 par la,
bobine du relais 84 et par les interrupteurs 47.-2 et 49-1 au conducteur 3. Lorsque le relais 84 est excité, il ferme un interrupteur 84-1 (circuit Tl') pour connecter la bobine de fermeture 85A du dispositif de contact de shuntage 85 (fi,--. 2) ait circuit à. courant; continu. Cc, dispositif de contact est alors fermé pour court-circuiter l'enroulement de champ en série 11 de la machine 5 pendant qu'elle marche comme moteur.
Le circuit du relais de commande auxi liaire à inversion 62 s'étend du conducteur 79 par l'interrupteur 40-4 (circuit V-2), un interrupteur auxiliaire 21-4 (circuit V-2) de l'interrupteur de circuit. 21 (fil-. 2), la bobine du relais 62 et les interrupteurs 41-2 et 49-1 au conducteur 3. Le relais 62 ferme les interrupteurs 62-1 et 62-2 (fig. 2), précédemment mentionnés, et 62-3 et 62-4 (fi--. 1) et ouvre les interrupteurs 62-5 et 62-6 (fi-. 1).
La. fonction des in- terrupteuis sera encore _ décrite plus com plètement.
L'interrupteur 76-2 (circuit L-1) du relais de commande de démarrage à inversion 76 est eonneeté en série avec un interrupteur auxiliaire 21-5 (circuit L-1) de l'interrup teur de circuit 21 pour provoquer l'excita tion de la bobine de commande du relais de transfert 43 (circuit K) aussitôt que l'inter rupteur 21 est fermé.
L'interrupteur de cir cuit de marche à courant alternatif 9 (fig. 1) est maintenant fermé, ençlanché dans cette position et sa, bobine de fermeture est désex- citée de la même manière qu'il a. été décrit pour le démarrage normal de l'appareillage.
Lorsque l'interrupteur 9 est. fermé, son interrupteur auxiliaire 9-8 (circuit J) coo père avec l'interrupteur 44---3 (circuit J) du relais d'interruption à temps. 44 (circuit G-1) qui reste fermé un instant après que l'interrupteur 9 est fermé, pour effectuer l'excitation -de la, bobine de fermeture du dis- positif clé contact 45 (circuit J).
Ce disposi tif (le, contact ouvre immédiatement son in terrupteur 45-2 (fig. 1) @et ferme ses inter rupteurs 45-1 (fig. 1) et 45-3 (circuit- J).
L'interrupteur 45-2 ouvre le circuit de -dé rivation de l'enroulement de champ 4B de la machine 4 et l'interrupteur 45-1 relie l'en roulement -4B aux bornes de la, machine 5 pour le faire exciter par le circuit à courant continu. L'interrupteur 45=3 met ainsi en dérivation l'interrupteur 44-3 (circuit J) du relais d'interruption 44 de façon à main tenir l'excitation de la, bobine de fermeture du dispositif de contact 45 après que l'inter rupteur 44-3 a. été ouvert.
L'interrupteur auxiliaire 9-9 (circuit 0) de l'interrupteur 9 relie la, bobine .d'aetion- nement (lu relais de commande auxiliaire à inversion 86 (circuit 0-1) au circuit à cou rant continu lorsque l'interrupteur 9 est fermé. Le relais 86 ouvre alors son inter rupteur 86-1 (circuit B-53) et ferme son interrupteur 86-2 (circuit B-63).
Jusqu'à ce que l'interrupteur 9 fût fermé, l'interrup teur 86-1 coopérait avec l'interrupteur 72-3 (circuit B-53)- du relais de commande de démarrage auxiliaire @ inversion. 72 pour court-circuiter la bobine d'actionnement du relais de commande normale 35 (circuit B-5), mais ce court-circuit est alors rompu et l'interrupteur 86-2 coopère avec l'inter rupteur 72-4 (circuit B-53) .du relais.
72 pour connecter la bobine d'actionnement du relais 35 au circuit à. courant. continu, Le relais 35 est ainsi excité et son interrupteur 35-2 (circuit B-54) établit un circuit de retenue pour maintenir l'excitation de sa bo bine de commande après -que l'interrupteur '72-4 est ouvert.
Le relais 35 actionne alors ses intérrup- teurs de la même manière 'que décrit pré cédemment. L'interrupteur 35=4 : (circuit V- 21) est ouvert pour permettre aux relais 76 et 72 de retourner à leur état de désexci- tation. Ainsi le court-circuit de la bobine d'actionnement du relais de commande auxi liaire normale 34 (circuit D) est rompu par l'ouverture de l'interrupteur 72-6 et les Te- lais 34 et 39.
sont excités par l'interrupteur 35-3 (circuit ) du relais de commande norma,lej 35.
Les machines 4 et .5 marchent maintenant dans-des conditions inversées, c'est-à-dire en absorbant de l'énergie du circuit à courant continu et en alimentant. le circuit à courant alternatif. Pendant. cette marche en condi tions inversées, le régulateur de fréquence .de courant alternatif 61 (fig. 2) commande le moteur de commande de rhéostat 60 par les interrupteurs 62-1 et 62=2, ce moteur étant disconneeté du régulateur à tension de courant continu:
58 en raison du fait que les interrupteurs 40-2 et 40-3 sont ouverts. Le régulateur de fréquence 61 comprend un bras à bascule et une paire de membres de .contact .à chaque extrémité de celui-ci qui sont disposés être engagés sélectivement sui vant le côté vers lequel ce bras à bascule est basculé. Deux bobines de commande sont prévues de façon à agir sur des noyaux re liés aux extrémités respectives du bras à bas cule. "Le circuit de la. bobine de commande de gauche comprend une réactance en série avec elle et le circuit de la bobine dé com- mande de droite comprend une résistance à connexion similaire.
Ces deux circuits sont reliés en parallèle l'un avec l'a.utre et sont alimentés de courant par les conducteurs 87 et 88 depuis l'enroulement secondaire d'un transformateur de potentiel 89 (fig. 1), dont l'enroulement primaire est connecté à une phase du circuit des enroulements d'induit 4A- de la. machine à courant- alternatif 4.
Le transformateur de potentiel 89 est également connecté à. la bobine de commande du régulateur de voltage à. courant alternatif 9f% (fig. 1) et à une bobine à potentiel du re lais à inversion de débit à courant alternatif 48 (fig. 1), dont la. bobine à courant est ali mentée par un des transformateurs de cou rant 77. Ces transformateurs de courant ex citent également les bobines à. courant dans le relais thermique 33, le relais à. inversion de débit 48, le relais à minimum de charge 69, le relais d'équilibrage des phases 71 et le relais à. court-circuit 74, comme représenté.
Les fonctions de tous ces relais ont été dé- ci ites précédemment.
Le régulateur de fréquence 61 est cons truit de manière que quand des courants égaux traversent ses deux bobines de com mande, son bras à bascule soit en position d'équilibre, mais que lorsque le courant tra,- versa.nt la bobine de gauche dépasse celui traversant la, bobine de droite, le bras à bas cule sait basculé pour fermer les membres de contact de droite et vice-versa. La. réactance f t la, résistance qui sont reliées en série avec les bobines de commande respectives sont choi sies de manière que les impédances des deux circuits de bobines soient égales à la fré quence désirée du circuit à courant alterna tif 1. Par conséquent, lorsque la. machine 4 engendre un voltage à. la. fréquence désirée.
des courants égaux traverseront les :deux bo bines de commande du régulateur de fré quence 61, attendu que les circuits de ces bo bines sont alimentés de courant en parallèle l'un avec l'autre depuis les bornes de la ma chine 4 par l'intermédiaire du transformateur 89 et des conducteurs 87 et 88. Si la machine 4 est actionnée à une trop grande vitesse, la fréquence du voltage en gendré par elle sera aussi trop grande et le régulateur de fréquence 61 devra fonction ner pour réduire la vitesse de la. machine 4.
Ceci est accompli en raison du fait que l'im pédance du circuit de la bobine de gauche du régulateur de fréquence est plus grande qu'à la, fréquence normale, par suite de la réac tance comprise dans le circuit, tandis que l'impédance du circuit de la: bobine de droite est sensiblement inchangée. La, bobine de droite sera. par suite plus fortement excitée que la. bobine de gauche et le bras à. bascule sera basculé de façon à. effectuer la. ferme- ture de ses membres de contact de gauche.
Un circuit sera par là. complété depuis la borne supérieure de la<B>,</B> machine 5 par le conducteur 51, le bras à- bascule et les membres de con tact de gauche du régulateur 61, l'interrup teur 62-1, l'enroulement d e champ de droite et l'induit du moteur 60 et le. conducteur 3 à. la borne inférieure de la machine 5.
Comme indiqué plus haut, lorsque le mo teur '60 est excité de cette façon, il fonc tionne pour faire diminuer l'efficacité de la. résistance 63, augmentant par là l'excitation de la machine 5. Comme la machine 5 tra vaille alors comme un moteur shunt à cou rant continu, cette augmentation de son exci tation provoque une réduction de sa vitesse et il s'ensuit que la fréquence du voltage en gendré par la machine 4 est diminuée de fa çon correspondante.
D'une manière similaire, quand la fréquence est trop basse, l'excita tion de la. bobine de gauche du régulateur 61 est plus grande que celle de la. bobine de droite et les membres de contact de droite de ce régulateur sont alois fermés pour provo quer l'excitation du moteur 60 par l'intermé diaire de son enroulement. de champ de gauche. L'excitation de la machine 5 est ainsi réduite et sa. vitesse est augmentée de façon correspondante pour provoquer une augmentation convenable de la fréquence du voltage engendré par la machine 4.
On voit ainsi que pendant que la. machine 5 fonc tionne comme moteur pour actionner la, ma- chine 4 en générateur, le régulateur 61 com mande la vitesse de la machine 5 par le moyen du moteur 60 et de la résistance 63 de façon à maintenir la. fréquence du voltage engendré par la machine 4 à la valeur dési rée prédéterminée.
Pendant le fonctionnement inversé des machines 4 et 5, il est nécessaire de main tenir l'amplitude -du voltage engendré par la machine 4 constante à une va-leur prédéter minée, de même. que la fréquence de ce vol tage.
Ceci est réalisé par le régulateur de voltage à courant alternatif 90 (fig. 1), qui est similaire à tous points de vue à l'élément de réglage de tension 58B de régulateur de voltage à courant continu 58 (fig. 2), sauf qu'il est pourvu d'une bobine de commande à courant alternatif au lieu d'une bobine à courant continu. Cette bobine de commande est excitée directement à partir de l'enroule ment secondaire -du transformateur 89 (fig. 1), dont l'enroulement primaire est relié aux bornes de la machine 4, comme dit plus haut.
Le régulateur 90 fonctionne, par conséquent, pour fermer ses membres -de contact de gauche quand le voltage engendré par la, machine 4 est au-dessous de la valeur désirée prédéterminée et pour fermer ses membres de contact de droite quand ce voItage est au- dessus de la valeur désirée, d'une manière exactement similaire au fonctionnement (le l'élément de réglage de tension 58B, décrit plus haut en détail.
Les membres de contact de gauche et de droite du régulateur 90 sont reliés aux en roulements de champ de gauche et de- droite 91A et 91B du moteur réversible de com mande -de rhéostat 91 (fig. 1) par l'intermé diaire des interrupteurs 62-4 et 62-3 (fig. 1), respectivement, du relais de com mande auxiliaire à. inversion 62 (circuit V-2), qui sont fermés en raison de l'exci tation de ce relais pendant le fonctionnement inversé des machines.
Le bras à bascule du régulateur 90 est relié à la borne supérieure de la machine 5 par le conducteur 51, et la borne inférieure de l'induit du moteur 91 est reliée à 'la borne inférieure de la machine 5 par le conducteur 3, de la même manière que le sont le bras. à bascule de l'élément. de ré glage de tension 58B et la borne inférieure de l'induit -du moteur 60.
De cette façon, d'une manière similaire au fonctionnement de l'élément 58B, lorsque le voltage engendré par la machine 4 est au- dessous de la. valeur prédéterminée, le ma téur 91 sera excité par son enroulement de champ de gauche 91A et ce moteur fonction nera alors de façon à diminuer l'efficacité de la résistance 52 qui est reliée en série avec l'enroulement de champ 4B de la machine 4. L'excitation de la machine 4 et le voltage engendré par elle sont alors augmentée de fa çon .correspondante.
De manière analogue, lorsque le voltage de la machine 4 est au- dessus de la valeur désirée, le moteur 91 est excité par son enroulement de champ de droite 91B pour augmenter l'efficacité de la résistance 52 et diminuer par là le voltage de la machine 4. Par conséquent, le régula teur de voltage 90 est opératif pendant le fonctionnement inversé des machines 4 et 5 pour maintenir le voltage engendré par la machine 4 constant à la valeur désirée pré déterminée.
Lorsque la. machine 4 marche comme mo teur synchrone, il est désirable, que son exci tation de champ et par suite l'efficacité de la résistance 52 soit maintenue à une valeur prédéterminée constante correspondant à la position du moteur de commande de rhéostat 91 représentée dans le dessin. Ce résultat est réalisé à l'aide des interrupteurs 62-5 et 62-6 du relais .de commande auxiliaire à in version 62 et des membres de contact 92, 93, 94 et 95, qui sont associés avec le mo teur 91.
Le membre de contact stationnaire 92 est connecté au conducteur 2 du circuit à courant continu par un conducteur 96. Le membre de contact 93 est actionné par le moteur 91 et est toujours en prise avec le membre de contact 92. Le membre 93 est également en prise avec le membre de contact 94 ou mem bre de contact 95, suivant qu'une partie plus ou moins .grande de la résistance 52 est in- tercalée dans le circuit de l'enroulement de champ 4B qu'il n'est désirable lorsque la. ma chine 4 marche comme moteur.
Si la. propor tion exacte de la résistance 52 est mise en circuit avec l'enroulement 4B, le membre de contact 93 est dans la position représentée en fig. 1, dans laquelle il n'est pas en prise avec Lui des membres de contact 94 et 95.
Lorsque la machine 4 cesse de marcher comme génératrice, le relais de commande auxiliaire à inversion 62 est désexcité pour permettre à ses interrupteurs 62-5 et 62-6 de se fermer. Si plus que la partie désirée de la résistance 52 est alors connectée en circuit avec l'enroulement 4B, le membre de contact 93 viendra en prise avec les membres de con tact 92 et 94 pour fermer un circuit servant à exciter le moteur 91 par l'intermédiaire de son enroulement de champ 91A. Le moteur 91 fonctionne alors de façon à réduire l'effi cacité de la résistance 52.
S'il n'y a. pas une partie suffisante de la. résistance 52 connectée au circuit de l'en roulement 4B, le membre de contact 93 vien dra en prise avec les membres de contact 92 et 95 pour compléter un circuit servant à. ex citer le moteur 91 par l'intermédiaire de son enroulement de champ<B>9113.</B> Le moteur 91 fonctionne alors en sens inverse de façon à augmenter l'efficacité de la, résistance<B>52.</B> Aussitôt que le membre de contact 93 atteint la. position représentée dans le dessin, le mo teur 91 est désexcité et son fonctionnement arrêté. La description qui précède montre chie l'efficacité de la. résistance 52 est tou jours automatiquement réglée à une valeur prédéterminée, lorsque la machine s'arrête dans son fonctionnement inverse.
Pendant que la. machine à courant con tinu 5 démarre comme moteur alimenté par le circuit à courant continu comme précé demment décrit, la. bobine principale ou mo trice et la. bobine auxiliaire 30A du relais à temps 30 sont excitées pour effectuer la mise hors service des appareils de la même ma nière que décrit. pour la. mise en marche nor male, si les deux machines ne sont pas con nectées à leurs circuits respectifs dans un in- tervalle de temps prédéterminé.
La bobine motrice et la bobine auxiliaire 30A du re lais à temps 30 sont alors excitées par l'inter médiaire des interrupteur., auxiliaires 18-1 (circuit B-1) et 18-2 (circuit B-2) du dispositif de contact de démarrage à courant continu 18 (fig. 2). Si le relais 30 ferme sou interrupteur 30-3 (circuit C-5) avant.
que l'interrupteur de circuit à courant alter natif 9 ne soit fermé, le relais de mise hors service 32 est excité par l'intermédiaire de l'interrupteur 30-3 et d'un autre interrup teur auxiliaire 18-3 (circuit C-51.) du dis positif de contact 18 pour effectuer la mise hors service des machines de la même ma nière que précédemment décrit.
*Si toutefois l'interrupteur de circuit est fermé dans un laps de temps normal après que le contact 18 a été fermé, la. bobine d'ac- tionnement du relais de commande 81 (cir- cuit X) sera désexcitée par suite de l'ouver ture de l'interrupteur auxiliaire 9-5 (circuit Y) de l'interrupteur 9. L'interrupteur 81-1 (circuit Y) s'ouvre alors pour faire désexci ter la bobine de commande 18A du disposi tif de contact 18, permettant ainsi à celui-ci de .s'ouvrir, ensemble avec. ses interrupteurs auxiliaires 18-1, 18-2 et 18-3.
Le relais à temps 30 est alors désexcité par suite de l'ouverture des interrupteurs 18-1 et 18-2 et l'interrupteur 30-3 revient à sa position de désexcitation.
8e<I>Passage de la</I> wrarehe normale <I>à la</I> warche inversée pour <I>les</I> îrzaclzirres <I>déjà.</I> en. <I>service.</I> Au cas où la, tension du courant alternatif viendrait à manquer, pendant que les ma chines 4 et 5 marchent normalement, les ma chines continueront à marcher, mais seront immédiatement inversées pour alimenter le circuit à. courant alternatif.
Un défaut de la tension du courant alternatif pendant que les machines marchent normalement, sera im médiatement reconnu par le relais d'inver sion du débit à courant alternatif .18 (fig. 1) et par le relais à courant inverse 82 (fig. 2).
Le relais 48 ouvre alors son interrupteur 48-2 (circuit L') et, ferme son interrupteur 48-1 (circuit L'), désexcitant ainsi le relais 49 et obligeant l'interrupteur 49-1 (circuit V) à se fermer. Le relais 82 ouvre son in terrupteur 82-1 (circuit V) et ferme son in terrupteur 82-2 (circuit V), provoquant ainsi l'excitation des relais 41 (circuit V), 84 (circuit V-1) et 82 (circuit V-2), tout comme décrit précédemment.
Le dispositif de contact .de dérivation 85 est fermé pour shunter l'enroulement de champ en série 11 de la machine 5 par suite de la fermeture de l'interrupteur 84--1 du relais 84. La bobine d'actionnement -du relais de commande auxi liaire normale 40 (circuit E) est désexcitée par l'ouverture -de l'interrupteur 41-1 du relais de commande à inversion 41 (circuit V) et les interrupteurs du relais 40 sont ac tionnés comme susdécrit.
Le régulateur de tension à courant con tinu 58 est alors rendu inefficace et le fonc tionnement des machines 4 et 5 est com mandé par le régulateur de fréquence 61 et le régulateur .de tension 90 qui ont déjà été complètement décrits.
Tout dispositif de protection désiré peut être prévu pour commander le fonctionne ment inverse des machines 4 et 5, tel qu'un relais de surcharge à courant continu à in version 97 (fig. 2). La. bobine de commande du relais 97 est connectée au shunt 32 (fig. 2) de telle sorte que son excitation est pro portionnelle à la valeur du ,courant traver sant les enroulements d'induit de la, machine à courant continu 5.
Lorsque l'intensité de ce courant dépasse une valeur prédéterminée, le relais 97 ferme son interrupteur 97-1 (circuit C) pour exciter le relais de mise hors service 32 afin d'empêcher une conti nuation de la marche des machines. 4 et 5 jusqu'à ce que la station ait été examinée par un surveillant comme précédemment dé crit.
Le relais thermique à courant alternatif 33 (fig. 1) est muni des interrupteurs 33-3 (circuit V) et 33-.4 (circuit V-21) qui sont agencés pour court-circuiter les bobines d'ac- tionnement du relais de commande à inver sion 41 (circuit V) et du relais de commande de démarrage à inversion 76 (circuit V-21) respectivement, quand une valeur d'intensité excessive persistante traverse les enroulements d'induit de la machine à courant alternatif 4.
Ainsi, si cette condition se produit, pendant que les machines marchent en condition in versée ou pendant qu'elles démarrent en sens inverse, tout fonctionnement ultérieur des machines sera. empêché jusqu'à ce que le re lais thermique retourne à sa position primi tive.
Il va de soi que des dispositifs de pro- tection pourraient être prévus pour empê= cher le fonctionnement de la machine soit temporairement ou jusqu'à ce que l'installa tion .ait été examinée par un surveillant, en dépendance, de toutes conditions pré@détermi- nées se produisant pendant que les machines travaillent soit normalement ou inversement.
Si du courant alternatif devient disponi ble dans le circuit à partir de la source nor male, pendant que les machines fonctionnent inversement, les machines seront immédiate ment ramenées ou rétablies au fonctionne ment normal et sont .de nouveau soumises,
aux appareils de commande correspondant à la marche normale. Ce rétablissement- est pro voqué par le relais d'inversion du débit à courant alternatif 48 et le relais d'inversion de courant à courant continu 82 qui fonc tionnent exactement en sens inverse de la manière susdécrite pour le manque de ten sion du courant alternatif pendant que les machines fonctionnent normalement.
Tous les appareils de commande retournent à leurs conditions de fonctionnement normales et la commande .du fonctionnement des machines est transférée du régulateur de fréquence 61 et du régulateur de tension 90 au régulateur à courant continu 58. Cette condition de fonctionnement a été entièrement -décrite pré cédemment.
Il résulte -de cette description que fins-. tall.ation transmet normalement de l'énergie dans un sens entre deux circuits, mais pourra aussi transmettre de l'énergie en sens inverse en dépendance de conditions prédéterminées. Lé fonctionnement de l'installation est. dans toutes les conditions complètement automa tique et l'appareillage y est protégé entière ment par des dispositifs automatiques.
Installation-distribution of electrical energy. This invention relates to an installation for distributing electrical energy, comprising means for transmitting energy between two electrical working circuits.
In some electrical distribution systems comprising both AC and DC circuits. direct current, the alternating current circuit is the main source of energy and direct current energy is obtained by transfer devices which are controlled from the alternating current circuit. However, part of the direct current energy is usually supplied by an independent source, such as one or more generators to be controlled by steam or analog.
In this way, a certain amount of direct current energy is available, even if the alternating current source should fail.
In large industrial establishments and factories, such as for example steel mills and rolling mills, some important machines are powered by AC motors, and in this case it is exceedingly important that AC power is always available for powering. these machines, considering that the interruption of this service can often involve great losses and sometimes a danger for the personnel.
In this order of ideas, the object installation of the invention comprises two sources of electrical energy arranged to respectively supply two separate working circuits of current of different predetermined characteristics and a rotary transfer device. for connecting said circuits so as to transfer, if necessary, energy from one of the circuits to the other, this rotary transfer device being automatically controlled to, so as to transfer energy from one circuit to the other. the other, in one or the other direction,
dependent on the load demands relating to the respective circuits and the availability of energy at the respective energy sources and further being automatically adjusted so that the transferred current has the predetermined electrical characteristics required for said circuits .
In this installation, it may be advantageous to ensure that when the rotary transfer device operates to transfer energy from one circuit to another, it is automatically controlled by a voltage fault. in the first circuit so that the rotary transfer device transfers energy from the second circuit to the first without disconnecting the transfer device from either of the circuits.
Another means can also be advantageously provided so that the operation of the rotary transfer device is normally initiated automatically depending on a load request arising in one or the other circuit in order to provide it with power. energy from the other circuit.
In an electrical installation, in which one of the circuits is an alternating current circuit and the other a direct current circuit, the rotary transfer device may comprise an alternating current dynamoelectric machine mechanically coupled with a dynamoelectric machine. direct current (motor-generator unit), the direct current machine possibly having a field rheostat controlled automatically so as to adjust the voltage of said machine in accordance with the voltage of the direct current circuit when the transfer device transfers energy from the fired circuit to.
alternating current to the direct current circuit and to adjust the speed of said machine in accordance with the frequency of the circuit. alternating current when energy is transferred from the direct current circuit to the alternating current circuit.
On the other hand, when the operation. of the rotary transfer device is. initiated to supply power to the DC circuit from the AC circuit, there may be means for the aforesaid rheostat to be automatically actuated so as to cause the voltage of the DC machine to match. to the voltage of the direct current circuit before connecting said machine to the latter and that, when the operation of the rotary transfer device is initiated to supply energy to the alternating current circuit from then the circuit to. current:
continuous, said rheos tat is automatically actuated polish adjust. speed of the DC machine so that the frequency of the machine ( <B> to </B> alternating current matches the frequency of the circuit at. alternating current before connecting said alternating current machine to the alternating current circuit.
In addition to that., Hi. current machine. alternative can be fitted with an automatically controlled field rheostat. so that. adjust the voltage of the machine. alternating current, when the rotary transfer device operates to transfer energy from the direct current circuit to the alternating current circuit.
Means; can also be provided to control, by hand, the operation of the rotary transfer device to. by firing from any desired location, these means can be established so as to allow the transfer device to be started, stopped or disabled. A positive indicator can be provided to indicate these conditions to. the operator.
In -drawing a.nnéxé, given by way of example, FIGS. 1, 2, 3 and 4, placed end to end one next to the other in the order of their numbering represent the whole of one embodiment of the object of the invention.
To simplify the drawing, gleam them; that the installation comprises are represented only schematically by a zig zag line enclosed in a circle and the switches controlled by a relay are represented associated with the wax they control. Ires switches are shown:
open or closed depending on their position when the relay which actuates them is de-energized, and they bear the same reference digits as the respective relay, but with an additional differentiation digit;
thus for example, the three switches of the relay 36 are designated by 36-1, 3G-2 and 36-3. To facilitate the description of the circuits in fig. 3 and 4, these are marked with different letters of the alphabet.
Referring to these figures, it can be seen that an alternating current circuit 1 and a direct current circuit comprising the conductors 2 and 3 are provided with an alternating current dynamoelectric machine 4 and a current dynamoelectric machine. continuous 5, respectively. The rotating parts of these machines are mechanically linked together by means of a shaft 6 so that each machine can operate the other.
The alternating current machine 4 can be connected to the alternating current circuit 1 by a start switch 7 and an autotransformer 8 or directly by a run circuit switch 9.
As seen in fig. 1, the dynamoelectric machine to. alternating current 4 comprises an armature winding 4A and a field winding 413, the latter being arranged to be short-circuited by a resistor 46 and an inductive relay 47 or to be supplied with direct current from the conductors 51 and 3, by means of a rheostat: for adjusting the field 52 which is commanded by a reversible rheos tat control motor 91.
The machine is connected to the alternating current circuit 1 through the run circuit switch 9 during operation and through the starter switch 7 and the auto-transformer 8 during operation. -from starting. Potential transformers 55 and 89 are provided, that 55 to supply a voltage and transfer relay, in time, 53, and the other, 89, to supply the voltage coil of an inverter relay to. alternating current 48, the frequency regulator of the alternating current 61 (fig. 2) and the voltage regulator @ of the alternating current 90.
Current transformers 77 in the conductors of the native alternating current circuit going to the machine 4 are linked to an alternating current underload relay 69, to an alternating current thermal relay 33, to a short circuit relay alternating current 74, to the alternating current inverter relay 48 and to a phase-balanced relay 71. Co: nductors 2 and 3, of the direct current circuit are provided, with an indicator and control device 23 connected thereto and also connected to a single additional control conductor 28.
The part shown in FIG. 2 comprises in combination with the coupled machines 4, 5 a maximum speed device 31.
In the machine 5 the field comprises, on board, a bypass winding 5A connected in series with a field adjustment rheostat 63 which is controlled by a reversible control motor 60, then a field rolling one. series <B> He </B> - arranged to be short-circuited, when the machine is running as a motor, by a switch 85, and a switching or interpolar winding in series 10, through which a direct current thermal relay 73 is connected.
A direct current voltage regulator 58 comprises a voltage balancing element 58A, a voltage regulating element 58B and a current regulating element 580. The machine 5 is connected to the main conductor 2 by the line. Intermediate, a DC circuit breaker 21 in series with a branch 22 to which are connected a reverse current relay 82 and a reversing DC overload relay 97.
A direct current starter switch 18, switches 19 and 20, resistors 12, 13 and 14 and load relays in series 15, 16 and 17 are provided for starting the machine 4 by means of current. of the main DC circuit.
Figs. 3 and 4 show the relays. and control coils to initiate the required sequence of operations. The relays and control coils shown in fig. 3 are as follows: A main control controller relay 35, an auxiliary control controller relay 34, a time relay 30, an 80A time relay coupling coil, a.
undervoltage 29, a shutdown relay 32, a stop relay 36, a control relay 39, an auxiliary relay 40, a start circuit switch control relay 42, a start relay interruption at time 44, of the closing, opening \ and zero voltage coils 7A, 7B and <B> 70, </B> respec tively ,, for the circuit breaker 7 (fig. 1), a current field winding contact device. alternative 45, a transfer relay 43 and. a control relay for the run circuit switch 56.
Fig. 4 shows the following control relays and coils: A reversing control regulator relay 41, an auxiliary reversing control regulator relay 86, a start-up control relay. inversion 76, an auxiliary start control relay to, inversion 72, a time relay 64, a polarized relay 66, a relay to. voltage <B> 67, </B> a direct current circuit switch control relay 65, an interrupt relay at. time 68, an auxiliary relay 49, an auxiliary relay 84, a direct current starting switch control relay 81.
closing, opening and zero voltage coils 9A, 9B and. 9C, respectively, for circuit switch 9 and closing and zero voltage coils 21A and. 210, respectively, for the circuit switch 21.
To make the operation of the installation fully understood, it will be described in relation to the various services that it must be able to perform. From this point of view, the following description has been divided into various chapters which are as follows: Automatic start on the AC side depending on the. direct current control; 20 Automatic shutdown in the event of a drop in direct current demand; 30 Protective devices for stopping machines; 40 Machine shutdown following manual control; <B> 50 </B> Start-up, machines. following a manual command; <B> 60 </B> Conditions requiring the, reverse march; <B> 70 </B> Start on the DC side (reverse) to provide native alternating current;
80 Passage of the. normal walking to. reverse gear for machines already in service.
Under normal conditions, when the voltages of both AC circuit and DC circuit are about their normal values, AC 1.a ma, chiiw 4 is automatically turned on and made to run as a motor synchronous to operate the direct current machine 5 as a generator before supplying the direct current circuit.
This operation is initiated automatically depending on the energy demand in the circuit. current; continuous and is automatically stopped, when this energy demand remains below a predetermined value for a predetermined time interval.
In the case, however, the circuit voltage is at. alternating current] falls below a predetermined value, la. DC machine 5 is made to operate as a motor, being supplied with current by 1P direct current circuit, and operates the machine. - alternating current 4 to make it work as a generator supplying the alternating current circuit 1 until the. normal source of alternating current becomes available again to maintain the. voltage of circuit 1 at substantially its value. normal.
If the voltage in circuit 1 fails, while the AC machine 4 is operating as a motor to drive the DC machine as a generator, the direction of energy flow through the machines 4 and 5 will simply be reversed to force machine 5 to run as a motor and machine 4 as a generator.
If, however, the voltage fails when machines 4 and 5 are stopped, the equipment (the automatic control will immediately start to operate to start the machine with direct current 5 as a motor supplied by the circuit. The speed of machines 4 and 5 is automatically adjusted to a predetermined value and circuit switch 9 is then closed to allow machine 4 to supply circuit 1 until the normal source of alternating current is again available.
In order to subordinate the manual remote control to the automatic control of the transfer device., We have. provided on the positive indicator and control 23 comprising push-button switches 24 and 25, a single-pole knife switch 26 and an indicating device 27. The electrical connections between the indicating and control device 23 and the various devices in the The installation are established by means of conductors 2 and 3 of the direct current circuit and the additional control conductor 28.
If it is desired that automatic control and manual control of the transfer device be available at the same time, the knife switch 26 is closed to its right position as shown in the drawing. If you then want to turn on the transfer device, when there is no <U> of </U> demand of sufficient energy in the direct current circuit to effect the automatic starting of the device, push-button 25 is pressed. In the same way, when one wishes to immediately stop the operation of the device. the device at all times while it is running, push button 24.
If it is desired to prevent the operation of the apparatus entirely, either because of the operation of the automatic equipment or because of the manual actuation of the push-button 25, the switch is closed. knife 26 in its left position.
The indicating device 27 is arranged to indicate when the transfer device is operatively connected between the working circuits and, in the event that more than one transfer device is provided, this indicating device will indicate how many of these devices would be operatively connected between the working circuits.
It will be understood that the conductors 2 and 3 of the direct current circuit are usually the conductors of a network extending over an entire industrial establishment and that they are, therefore, available for connections at any desired point. . From the factory. Therefore, the only additional conductor that must be installed to connect the remote indicating and control equipment with the local control equipment of the translational devices is the control conductor 28.
<i> 10 </I> Automatic start <I> on the side to neck- </I> <I> alternative rant depending on demand </I> <I> in </I> current <I> continuous. </I>
To explain the operation of the electrical installation described above, it will first be assumed that the -dynamo-electric machines 4 and 5 are at rest. and that their connection with their respective circuits is interrupted.
When a demand for energy in the direct current circuit exceeds the capacity of the transfer devices which already supply it with energy, the voltage between conductors 2 and 3 drops to a value such that the sub relay -voltage or low load 29 (shown in circuit 4, fig. 3) allows its switch 29-1 (circuit B-2) to open, and its switch 29-2 (circuit B) to close .
The control coil of the time relay 30 (circuit B) is then connected between the conductors 2 and 3 of the direct current circuit to be energized, this circuit being closed as a result of the fact that the switch 31-1 of the device to maximum speed 31, switch 32-1 of the shutdown relay 32, switch 33-1 of the AC thermal relay 33, switch 29-2 of the undervoltage relay 29 and the switch 34--1 of auxiliary control relay 34 are closed.
The time relay 30 then begins to actuate its switch 30-1 (circuit B-5) to move it towards its closed position.
If the low voltage condition in the DC circuit persists during the time interval in which relay 30 is set to close its switch 30-1, the control coil of control relay 35 (circuit B-5 ) is excited. The excitation circuit for the coil of relay 35 extends from conductor 2 through switches 31-1 and 32-1 (circuit B), switch 32-2 (circuit B-5) of relay -de Out of play 32, switch 36-1 of the stop relay 36, la, resistor 37, la, coil - (the control of relay 35, switch 30-1 and an auxiliary switch 9-1 of the driving circuit breaker 9 to the driver 3.
The relay 35 then closes its switches 35-1. (circuit B-3), 35-2 (circuit B-51) and 35-3 (circuit D) and opens its switch 35--4 (circuit V-21). Thus, the switch 35-2 bypasses the switches 31-1 and 9-1 in order to maintain the excitation of the relay 35 after one or both switches 30-1 and 9-1 are open. The closing of the switch 35-3 connects the. auxiliary control relay control coil 34 (circuit D) between conductors 2 and 3 of the direct current circuit. through resistance 38. La.
control coil of control relay 39 (circuit D-1), which will be described later, is connected directly between conductors 2 and 3 when switch 35-3 is closed. When the auxiliary control relay 34 is energized, it opens its switches 34-1 (circuit B) and 34-2 (circuit B-52) and closes switches 34-3 (circuit C) and 34-4 (circuit AA ).
Closing switch 34-3 (circuit C) establishes a connection of an auxiliary conductor 2A, to which a number of control devices described below are connected, with conductor 2 of the direct current circuit. When the conductor 2A is supplied by the conductor 2, the auxiliary control relay, 40 (circuit E), is energized. The circuit of this relay 40 extends through the switch 41-1 of the relay 41 (circuit 1 ") which will be described below.
When the relay control coil 4 () is. energized, switch 4 ((- 1 (circuit F) is closed to cause energization of the cone coil of the starting circuit switch control relay, 42.
The excitation circuit of relay 42 is extended from conductor 2A through switch 43-1 of transfer relay 43 (circuit Ii), an auxiliary switch 7-1 of starting circuit switch 7, a switch 4--1 for the interruption release: t. time 44 (circuit G-11, and a switch 40-1 of relay 40 of conductor 3 of the direct current circuit.
When the control coil of relay 12 is thus energized, two switches: 12-1 (circuit F_) and 42--2 (circuit G) are thereby closed. The switch 42-1 thus bypasses the auxiliary switch 7-1 of the starting circuit switch, 7 so as to. maintain the excitement of the. coil. of relay 42 after circuit breaker 7 a. been brought to its closed position.
When switch 42-2 is closed, it connects the. closing coil 7A of the starting circuit switch 7 between conductors 2 and 3 of the direct current circuit to cause the closing of the switch 7. At the same time as the closing coil 7 A is energized , the. control coil of the interruption relay to. time 14 is also connected between conductors, 2 and 3.
This circuit extends through switch 42- \? (circuit G) and an auxiliary switch 56-1 of the hopscotch circuit switch control relay 56 (circuit L), which will be described later. After a predetermined time interval, the relay at. time 44 opens its switches 44-1 (circuit F) and 4.1-2 (circuit L) and closes switch 44-3 (circuit .7). The operation of switches 44-2 and 44--3 -is currently ineffective and their function will be deerit later.
When switch: 14-1 is open, the circuit of the control coil of relay 42 (circuit F) is opened to allow this relay to return to its de-energized position, in which its switches 42-1 and 42-2 are open. The opening of switch 42-1 (circuit F) cuts the restraint circuit for the control coil of relay 42 and opening of switch 42-2 cuts off the excitation circuits for the closing coil 7A of the starter circuit switch 7 and for the. control coil of the interrupt relay 44 (circuits G and G-1).
The starter circuit switch 7 is now closed and remains engaged in its closed position until it is brought to. open up. When the circuit switch 7 is closed, alternating current is supplied to the armature winding 4A of the dynamoelectric machine 4 from the circuit 1 through the auto-transformer 8. The auto-transformer 8. transformer 8 serves to reduce the potential which is imparted to the machine 4 during the start-up period thereof.
During this period, the field winding 4B of the. machine 4 is disconnected from its excitation circuit by a switch 45-1 of the winding contact device, field 45, the control coil of which is shown. In circuit T. The control coil of the contact device 45 is de-energized until later in the following operations.
A second switch 45-2 of the contact device 45, which is closed when the control coil of the contact device is de-energized, closes a circuit. bypass for the field winding 4B, comprising the resistor 46 and the control coil of the inductive relay 47.
Since the field winding of machine 4 is shunted by a resistor and is not energized by an external source when the start circuit switch 7 is closed, machine 4 starts up. to run as an induction motor and operates the DC machine 5 using the shaft 6. At this moment, however, there is no load on the. direct current machine and, therefore, the. The speed of the AC machine will increase until it approaches synchronous speed.
Until the synchronous speed is approximately reached, the current induced in the field winding 4B from then the armature winding 4A, passes through the control coil of the relay 47 and hand holds the switch. 47-1 (circuit J) - of this relay in the open state to prevent an excitation of the control coil of the contact device 45.
When, however ,. the speed @ of machine 4 is approaching <B> of </B> syn chronism, the current, which is induced, in its field winding, falls to a value which, is insufficient to keep open the switch 47-1 of the relay 47. This switch closes, therefore, to connect a terminal of the control coil of the contact device 45 to the control conductor 2A.
Where energy is. supplied to the armature bearing 4A of the AC machine 4 as a result of the closing of the starter circuit switch 7, the AC changeover relay 48 (fig. 1) opens its switch 48-1 (circuit U) and close its switch 48-2 (circuit U). When switch 48-1 closes, it short circuits the control coil of auxiliary relay 49 (circuit U) to prevent energization.
When. on the other hand, switch 48-1 is open, the closing of this circuit is suspended to allow the excitation of the control coil of relay 49. Switch 48-2 is connected in series with the cam coil. command of the relay 49 to establish an excitation circuit for the latter when this switch is closed.
One terminal of the control coil of the relay 49 is connected by a resistor 50, and the conductor 51 to a terminal of the direct current machine 5. As the speed of the machine 5 increases, as a result of the operation of the machine. AC machine 4, the voltage between its terminals gradually rises to a value sufficient to actuate various control devices in the installation. Thus, when the switch 48-1 is open and the switch 48-2 is closed, the control coil of the relay 49 is energized by current from the direct current machine 5.
The excitation circuit for this relay extends from conductor 51 through resistor 50, the relay coil -19, switch 48-2 and switch 39-1 (circuit r $ ') to conductor 3 of the relay. DC circuit, to which the other terminal of the DC machine 5 is connected, as described above. As already described, the switch 39-1 of the relay 39 was closed, when the control coil of this relay was energized simultaneously with the energization of the auxiliary control relay 34 (circuit D and D-1).
When the control coil of the relay 49 'is energized as described above, this relay or a switch 49-1 (circuit V) and closes the switches 49-2 (circuit Ii) and .19-3 (circuit J-1). The function of switch 49-1 will be. -described later. Interrupt 49-2 is connected in parallel with switch 48-2 to maintain a hold circuit for the control coil of relay 49.
By closing switch 49-3, the circuit for energizing the control coil of contact device 45 is closed (circuit J), to cause switch 45-2 to open and close. switches 45-1. and 45-3 which have been described above. Another switch, 45-4 (fig. 1), which will be described later, is also closed when the control box of the contact device 45 is energized.
When switch 45-2 is open, the branch circuit of field coil 4B of AC machine 4 is open and when switch 45-1 is closed, winding 4B is connected. between the terminals of the. direct current machine 5. This circuit extends from the conductor 51 through the switch 45-1, the field coil 4B, the resistor 52 and the control coil of a field current relay 57 to conductor 3 of circuit at. direct current.
The field winding 4B is then excited by the current of the machine. current. continuous 5 ef forces the machine to alternating current .1 ü come to synchronism and to. walk synchronous motor committee.
The voltage and transfer relay, at. time. 53, is connected by a resistor 54 to. the secondary bearing of the potential transformer 55, of which. the primary winding is connected across a phase of the alternating current circuit 1. The relay 53 is provided with switches 53-1 and <B> 53-2 </B> (circuits b: and V = 21, respectively).
The switches 53-1 and 53-2 are arranged to be kept open as long as the voltage imparted to the. control coil of relay 53 exceeds a predetermined value, such as a value corresponding to 70. # \ o of the normal voltage of the AC circuit 1. When the auxiliary switch 45-r of the contact device 45 is closed by the fact that it is brought to its closed position, the.
control coil of relay 53 is short-circuited through switch 45-4 and an auxiliary switch 9-2 of on-circuit switch 9, which is closed when switch 9 is open. Since the circuit breaker 9 is open, when the switch 45-4 is closed, the switches 53-1 and 53-2 are liable to close. Closing of switch 53-2 (circuit V-21) has no effect at this time, because switch 35-4, which is connected in series with it, is open as a result of the relay being energized. control 35. Closing of switch 53-1 (circuit K) acts.
however, to complete a driver circuit for: transfer relay control coil 43. This circuit. extends from the control conductor 2A through the coil of the relay 43, a switch 37-1 of the field current relay 57 (fi. 1) and the switch 53-1 to the conductor 3 of the current circuit continued. The field current relay 57 is arranged to close its switch 57-1 as soon as the field winding 4 $ is crossed by an excitation current of a predetermined value, such as, for example, three quarters of the current of. normal excitement.
In this way, the relay 57 closes its switch 57-1 soon after the switch 45-1 of the aforementioned contact device is closed, to connect the field winding 4B to the terminals of the direct current machine 5.
In this way, the coil <B> of The control of the transfer relay 43 (circuit K) is energized as soon as the AC machine 4 has started to operate as a synchronous motor and the current through its field winding has reached a predetermined value. When the transfer relay 43 control coil is. energized, this relay opens its switch 43-1 (circuit F), which has been described previously, and closes switches 43-2 (circuit I), 43-3 (circuit L) and 43-4 (circuit M-1 ).
The switch 43-3 closes a circuit d2, held for the. control coil of relay 43 to maintain the excitation of: the coil of this relay as long as the control conductor 2A is supplied by the conductor 2. of the circuit. direct current.
When switch 43-2 is closed, a circuit is completed to energize the control coil 713 (circuit I) of the starting circuit switch 7. This circuit extends from conductor 2 of the direct current circuit through l switch 43-2, the control coil 713 and an auxiliary switch 7-2 to conductor 3 of the circuit. at. direct current. As soon as the.
coil 7B is energized, the starting circuit switch 7 is caused to open to disconnect the. native alter current machine 4 of the auto-transformer 8 and to disconnect the auto-transformer 8 from the alternating current circuit 1. When the circuit breaker 7 opens, its auxiliary switch 7-2 (circuit 1) is caused to open in order to de-energize coil 7B.
When the circuit switch 7 is caused to open, an auxiliary switch 7-3 (circuit L) closes to complete a circuit for energizing the control coil of the control relay 56 of the switch-off switch. run circuit 9. This circuit extends from the control conductor _2A through switch 7-3, coil = of relay 56, an auxiliary switch 9-3 of run circuit breaker 9, the switch 44-2 of interrupt relay 44 which is now de-energized, and switch 43-3 of transfer relay 43 to conductor 3 of the direct current circuit.
Relay 56 then opens its switch 56-1 (circuit G-1) and closes switch 56-2 (circuit <I> L) </I> -and 56-3 (lVl circuit). The switch 56-2 is connected in parallel with the auxiliary switch 9-3 of the operating circuit switch 9 and is used to maintain a retaining circuit for the control coil of the relay 56, after that circuit switch 9 has been closed.
When switch 56-3 is closed, a circuit is closed to energize the closing coil 9A (circuit. M) of the run circuit switch 9. The armature windings 4A of the, AC machine 4 are then energized directly from the AC circuit 1. At the same time as the. closing coil 9A is energized, the time interrupt relay 44 is energized again.
The excitation circuit of this relay now extends from conductor 2 of the direct current circuit through switch 56-3 (circuit <B> 31) </B> of the control relay 56 which has been described previously, the switch 43-4 (circuit M-1) of the transfer relay 43 which has also been described, a conductor 98 and the coil of the relay 44 (circuit cooked 9-1) to conductor 3 of the direct current circuit. Switch 58-1 (circuit G-1) of control relay 56 is now open and is at this time used to -cm- de-energize closing coil 7A of start circuit switch 7.
After a predetermined time interval has elapsed after the control coil of the time interrupt relay 44 has been energized, this relay opens its switches 44 _-- 1 (circuit F) and 44-2 (circuit L) and closes its switch 44-3 (circuit J). The opening of the switch 44-1 (circuit. F) is now ineffective, since this circuit is already open, because the switch 43-1 of the transfer relay 43 is or green.
Closing switch 4.1-3 is also ineffective at this time and its function will be. described later. The opening of switch 44-2 (circuit L) acts however to interrupt the excitation circuit of control relay 56. This relay then opens its switches 56-2 (circuit. L) and 56-3 (circuit. M) and close its switch 56-1 (circuit G-1).
Opening the switch 56-2 interrupts the holding circuit. relay control coil 56 (circuit L) and the opening of switch 56-3 interrupts the excitation circuits for the closing coil 9A (circuit <B> 31) </B> of the on circuit switch 9 and for the. switch-off relay control coil 44 (circuit G-1). During the time required for the operation of the relay 44, the circuit switch 9 was closed and switched on in the closed position, so that the energization of its closing coil 9A is no longer necessary.
As a result of the description given above, only one interrupting relay is used in time to cause the de-energization of the closing coils of two circuit switches operated individually in the appropriate time interval. after each coil has been energized.
When the circuit switch 9 is closed to connect the armature winding 4A of the AC machine 4 directly to circuit 1, the machine 4 begins to operate normally as a synchronous motor and is ready to operate the machine. china direct current 5 as a generator to supply power to the direct current circuit. The way of connecting the machine 5 to its circuit in order to supply it will be described later.
When circuit switch 9 closes, it opens auxiliary switches 9-1 (circuit B-5), 9-2 (fig. 1), 9-3 (circuit L), 9--4 (circuit B -54) and 9-5 (circuit X), and closes auxiliary switches 9-6 (circuit B-4), 9-ï (circuit B-54), 9-8 (circuit J), 9-9 ( circuit O) and 9-10 (circuit S). Opening switch 9-1 is ineffective because switch 35-2 (circuit B-54) maintains a hold circuit for the control coil of relay 35 (circuit B).
On opening, switch 9-2 (fig. 1) interrupts the short circuit between the terminals of relay 53 and allows this relay to come into operation, as will be described later. The opening of switch 9-3 (circuit L) prevents the re-citatio.n of the control coil of the control relay 56, when the relay 44 returns to its de-energized position to close its switch 44. -2. The function of the other auxiliary switches of the circuit switch 9 will be apparent in the. continuation of the description of the operation of the installation.
When the auxiliary control relay 40 (circuit K) was energized in dependence on the. closing of switch 3-1--1 (circuit. C) of the auxiliary control relay 34 6circuited D), as described previously, relay 40 closed, in response to switch .10-1 (circuit F), which has been described,
two interfaces 40-2 and 40-3 which are shown in fig. 2 between the DC voltage regulator 58 and a reversible motor 60 for controlling a rheostat. The motor 60 is also arranged to be connected to the frequency regulator of the alternating current 61 by two switches 62-1 and <B> 62-2 </B> an auxiliary reversing control relay 62 (circuit I'-2) which will be described later.
At this point of operation, the control box of relay 62 is de-energized to allow switches 69-1 and 62-2 to remain open. Motor 60 is, therefore, only controlled by DC voltage regulator 58 through switches 40-? and 40-3, and is. disconnected from the frequency regulator 61.
The DC voltage regulator 58 comprises the three elements 58A, 58B and <B> 580, </B> each of which is provided with a rocker arm and a pair of contact members at each end thereof, which are arranged to be selectively engaged along the side to which the rocking arm is tilted.
Element 58A is a tension balancing element comprising two coils in opposition to each other, which can act on cores connected to the respective ends of the rocking arm. The left coil is connected between conductors 2 and 3 of the main circuit to. direct current and the coil! on the right is connected between conductors 3 and 51, or in other words, between the terminals of the direct current machine 5.
The two coils of element 58A have the same number of ampere-turns and are arranged so that when equal voltages are applied to them, they exert equal forces on their cores in order to maintain the toggle bias of this. element in equilibrium position.
However, when the voltage between conductors 2 and 3 of the main DC circuit is greater than that of machine 5, the left coil of element 58A prevails over the right coil, causing the coil to switch. rocking arm so as to close the right contact members of this element, and vice versa. Element 58A is also provided with two auxiliary switches 58L and 58R, the mission of which will be explained later. These switches will be selectively closed depending on the side to which the rocker arm is tilted.
Element 58B of voltage regulator 58 is a voltage regulating element comprising a single coil interposed between conductors 2 and 3 of the DC main circuit and acting on a core connected to the left end of the arm. toggle of this item.
A tension spring urges the other end of this rocker arm and is dimensioned so that when the voltage printed on the coil of this element is less than the normal desired tension between conductors 2 and 3 of the main circuit to direct current, the spring exerts a greater force on the rocking arm than the coil, thus causing the rocking arm to swing so as to close the left contacts of this element.
Similarly, when the tension between conductors 2 and 3 is greater than that desired, the force of the coil will be greater than that of the spring and the toggle arm will be tilted so as to close the contact members of the coil. right.
Element 58C of voltage regulator 58 is a current adjusting element which is similar to voltage adjusting element 58B. The coil of this element is connected in parallel to the interpolar field winding 10 of the machine 5. As the winding 10 is connected in series to the armature winding of the machine 5, the voltage between. the terminals thereof is directly proportional to the quantity of current flowing through the armature bearing.
It can thus be seen that when this current exceeds a predetermined value, the force exerted by the coil of the element 580 is greater than that due to the spring thereof and that, consequently, the rocker arm is tilted so as to close the right contact members. On the other hand, when the current is less than the predetermined value, the 1st rocker arm is tilted in the opposite direction to close the left contact members of this element.
The coil and the spring are set so that this predetermined value of the current is the maximum value that can be allowed to pass through the armature winding of the machine 5.
As soon as the relay 40 closes its switches 40-2 and 40-3, the DC voltage regulator 58 begins to control the operation of the motor 60 actuating a rheostat. The first operation of the voltage regulator 58 is to balance the voltage of the machine 5 against the voltage of the direct current circuit.
This is accomplished by the voltage balancing element 58A which acts as a result of the DC circuit switch 21 not yet being closed and an auxiliary switch 21 thereof. Ci, which is closed when the circuit switch 1 is open, is connected in series with the circuit extending from the upper terminal of the machine 5 through the conductor 51 to the toggle arm of the element. 58A.
The voltage adjusting element 58B and the adjusting element - the current <B> 580 </B> of the regulator 58 remain inoperative until the circuit switch 21 is closed, due to the fact that the circuit extending to the toggle arms of these elements contains an auxiliary switch 21-8 of the circuit switch 21 which is closed only when this circuit switch is closed.
As it was read previously, the ele ment fl'équilibra.ge voltage 58A closes its right contact members when the flight between conductors 2 and 3 of the circuit. direct current is greater than that of machine 5 and closes its left contact members when the voltage of machine 5 is greater than that existing between conductors 2 and 3. Therefore, until the voltage of the , machine 5 is brought to a value equal to that of the direct current circuit, the right contact members of element 58A are closed to connect the armature and the right field winding of the reversible motor 60 rheostat control switch in series between the terminals of the. machine 5.
This circuit extends from the upper terminal of the machine 5 through the conductor 51, the switch 21-7, the rocker arm and the right contact members of the element 58A, the switch 40-2, l The right field winding and the armature of the motor 60 and the conductor 3 to the lower terminal of the machine 5. The right field winding of the motor 60 is so arranged with respect to the armature that when the motor is energized in this way, it rotates in a suitable direction to decrease the efficiency of a resistor 63 which is connected in circuit with the bypass field winding 5A of the machine 5.
The excitement of the. machine 5 is, therefore, increased to generate its voltage until this flight <B> t </B> -tit, level equal to that existing between conductors 2 and 3 of the current circuit. continued.
If the voltage of machine 5 is set to a value greater than that of the direct current circuit, the arm < The flip-flop of element 58A is flipped in the opposite direction to open the right contact members and to close the left contact members of this element. Engine <B> 60 </B> is then excited by the current. of a circuit extending from the upper terminal of the machine 5 through the conductor 51., the switch? 1-7, the arm to. toggle and contact members. left of element 58A, switch 40-3, left field winding and armature of motor 60 and conductor 3 to. the lower limit of the machine 5.
The left field winding of motor 60 is set in such a way with respect to the armature that when the motor is energized in this way, it rotates in a proper direction to increase the efficiency of resistor 63, thereby decreasing the voltage generated by the machine 5. In this way, it is seen that the voltage balancing element 58A controls the motor 60 to vary the efficiency of the. resistor 63 until the voltage of the. machine 5 is exactly equal to that of the direct current circuit.
Until this equilibrium condition is reached, the two auxiliary switches 58R and 58L of the voltage balancing element 58A, the connections of which are shown to circuit P, are alternately closed to energize the coil. control of a time relay 64 (circuit P). This relay is. provided with a switch 64-1 (circuit rS \) which is. closed after the control coil of relay 64 has been de-energized for a predetermined time interval.
In other words, this relay is arranged to bring its switch 64--1 instantly to its. fully open position whenever its control coil is exited for a moment, but allows. the switch 6.1-1 dc will close only when the control coil 64 has been continuously de-energized for a predetermined time interval.
In this way, the auxiliary switches 58R and 58L prevent the closing of the switch 64-1, while the voltage balancing element 58A is operative to raise or lower the voltage of the machine 5, and allows the closing of this switch only after the voltage of the machine 5 has been reached. been balanced for a predetermined time interval with the voltage of the current circuit. continued.
An auxiliary switch 7-4 - for the starting circuit breaker 7 which is closed when the switch 7 is on. closed, and a switch 57-2 of the field current relay 57, which is closed when the relay 57 is not energized to a predetermined degree, are each connected in parallel to the switches 58R and 58L (circuit P). These switches prevent de-energization of the control coil of relay -64 and, purely as a result, the closing of switch 64-1, while the starter circuit switch 7 is closed and while the current is running. traversing the field winding 4B of the machine 4 is less than a predetermined value, respectively.
As a result, when the circuit switch 7 is open, the current flowing through the field bearing 4B is greater than a predetermined value, and the voltage of the machine 5 has been balanced against that of the machine. circuit to. direct current for a predetermined time interval, switch 64-1 (circuit S) is able to close. The switch 64--1 cooperates with certain other switches, which are yet to be described, to connect the. DC circuit switch control relay control coil 65 (S circuit) between machine terminals 5.
The polarized relay 66 (circuit Q) is connected directly to the terminals of the. DC machine 5 and est. arranged to close a switch 66-1 (circuit R) when the voltage of the machine 5 rises with the correct polarity with respect to the polarity of the dc circuit. This relay provides protection against the possibility of connection of the machine 5 to the direct current circuit with reversed polarity. When switch 66-1 is closed, voltage relay 67 (circuit R) is connected to the machine terminals 5.
The circuit of the control coil of the relay 67 extends through the switch 39-1 (circuit S) of the control relay 39 which has been described previously.
If the voltage of the machine 5 is greater than a certain value, such as for example 85% of the normal voltage, the relay 67 produces the closing of its switch 67-1 (circuit S). The control coil of the relay 65 (circuit S) is then energized from then the machine 5 by means of the circuit extending from the conductor 51 by the auxiliary breaker 9-10 of the circuit switch. on 9, an auxiliary switch 21-1 of the dc circuit switch 21 (fig. 2),
a switch 68-1 of the time interruption relay 68 (circuit T-1), the switch 64-1 of the time relay 64, the switch 67 = 1 of the voltage relay 67 and the switch 39-1 . of the relay. control 39 to the conductor 3 of the direct current circuit. Then relay 65 closes its two switches 65-1 and 65-2 (circuits <I> S </I> and <I> T, </I> respectively).
Switch 65-1 thus bypasses auxiliary switch 21-1 (circuit S) of circuit switch 21 so as to maintain energization of the control coil of relay 65 after switch 21 is closed, the switch 65-2 completes a circuit to energize the closing coil 21A (circuit T) of the circuit switch 21 and to energize the control coil of the time switch relay 68 (circuit T- 1).
The circuit switch 21 is closed as a result of the energization of its control coil 21A and is engaged in its closed position. The switch relay 68 opened its switch 68-1 (circuit S) after a predetermined time interval to de-energize the control coil of the control relay 65. The switches 65-1 and 65-2 can then open.
Opening switch 65-1 interrupts the hold circuit for the. relay control coil 65 (circuit S ') and. opening the switch 65-9 interrupts the excitation current for the. closing coil 21A (cir- cuit T) of switch 21 and for the. switch relay control box 68 (circuit T-1). Switch 21 is. then engaged in its. closed position and all its control devices are de-energized.
The operation of starting and connecting the machines .1 and 5 to their respective circuits to translate AC power into DC power under normal conditions is now complete. The machines continue. to operate in this manner as long as there is sufficient energy demand in the DC circuit. During this regime, the direct current voltage regulator 58 operates in the manner described for adjusting the. voltage and charge of the. machine. direct current 5.
This operation consists in what it allows. machine 5 to bear a certain load, and as long as the machine load is less than a predetermined value, the tension adjustment key element 58B maintains the tension of the machine at its. goes their normal. When, however, the load exceeds this predetermined value, the current adjustment element <B> 580 </B> operates to maintain the current flow from the machine to the. maximum admissible value by varying its voltage correspondingly.
When the circuit switch 21 was closed, its auxiliary switch 21-7 was open to disconnect the toggle arm of the voltage balancing element a8A from the lead 51 and the auxiliary switch 21-8 was closed to disconnect. connecting the toggle arm of the current adjusting element 58C to the conductor 51. The element 58A was thus rendered inoperative and the elements 58B and <B> 580 </B> were made operational <u following the closing of circuit switch 21.
As said above, when the value of the current passing through the. machine 5 is less than. the, maximum admissible value, the members (the left contact (the current adjustment element 68C remain closed. These members: df # contact complete in the closed state a circuit extending: from the conductor 51 by switch 21-8, the toggle liras of the current adjustment element.
<B> 580 </B> and said contact members to the base arm of the voltage adjustment element 58B, thus making this element operative to maintain the voltage between the conductors: 2 and 3 of the DC circuit at 1. desired predetermined value.
The tension adjusting element 58B acts as the. as indicated by the fact that it closes its left contact members when the voltage between conductors 2 and 3 is below the desired value. thereby completing a circuit for energizing the control motor 60 <B> of </B> rheostat.
This circuit extends from the upper terminal of the machine 5 through the conductor 51, the switch 21-8, the arm to. Toggle and left contact members of the current adjusting element <B> 580, </B> the left rocker arm and contact members of tension adjuster 58B, switch .10-2, right field winding and motor armature 60 and 1P conductor 3 to. the lower terminal of machine 5. Motor 60 therefore operates to decrease the key efficiency of resistor 63, thereby increasing the excitation of machine 5.
The voltage generated by the. machine 5 is thus increased to raise the voltage printed on the conductors:? and 3, to. the desired value. If this voltage rises above the desired value, element 58B closes its right contact members to complete a circuit extending through switch .10-3 and the field coil. left and the armature of the motor 60. This operates, therefore, to increase the efficiency of the resistor 63, thereby reducing. the excitation, and hence the voltage, of machine 5 to the desired value.
It can thus be seen that, while the machine 5 is connected to the direct current circuit by the circuit switch 21 and that the current flowing through the machine is below the maximum desired value , the voltage adjustment element $ 58 is operative to maintain the voltage between conductors 2 and 3 at the desired value pre-determined by suitably adjusting the excitation of the motor 60 to vary the excitation of the machine 5.
If the current flowing through machine 5 exceeds the maximum desired value, the current adjustment element <B> 580 </B>. Opens its left contact members and closes its right contact members. The opening of these left contact members interrupts the circuit going to the rocking arm of the tension adjusting element 58B, discussed above, and thereby renders the element 58B inoperative from the point of view. of the control of the excitation of the motor 60. The closing of its contact members: on the right of the element <B> 580 </B> completes a circuit for energizing the motor 60 by means of its left field winding so as to. cause the. voltage reduction. of the. machine 5, as described above.
This circuit extends from the upper key terminal of the machine 5 through conductor 51, switch 2I-8, arm to. Toggle and contact members: right of element 58C, switch 40-â, left field winding and armature of motor 60 - and lead 3 to lower terminal: of machine 5 The voltage of the latter is thus immediately reduced to. that the current which passes through it is reduced to the maximum desirable value, and the control element: of current <B> 580 </B> continue to adjust the voltage of machine 5 as long as the load imposed on it is so great that normal flight would cause current to flow. excessive.
As soon as this condition ceases to exist, the voltage regulator 58B will again be made operative to maintain the voltage of the DC circuit at its normal value. <i> 20 </I> Automatic shutdown <I> in the case of a </I> studs <I> in </I> continuous coicrarit.
When the load of machine 5 drops and remains below a predetermined value for a predetermined time interval, it is desirable to shut down machines 4 and 5. This is accomplished with the aid of an alternating current underload relay 69 (fig. 1) and time relay 30 (circuit B). In addition to its main control coil, the relay 30 includes the. Auxiliary coupling coil 30A allowing the relay to actuate a number of switches with different time settings. The operation of a relay of this type is described, for example, in Swiss Patent No. 112290.
The references 30, 30A., 30-1, 30-2 and 30-3 correspond respectively. to reference numbers 35, 64, 42, 168 and 94 of fi-. 2 of said patent.
The control coil: of the minimum load relay 69 is connected in series with one of the current transformers 77 (fig. 1) so that its excitation is proportional to the value of. current passing through the armature windings 4A of machine 4. When this current falls below a predetermined value, relay 69 closes its switch 69-1 (circuit B-4) to: energize the main control coil ( circuit B) and the auxiliary coil 30g (circuit B-3) of the time relay 30.
The excitation circuit for the main control coil of relay 30 extends from conductor 2 of circuit to. direct current via switch 31-1 of the speeding device 31, switch 32-1 of the interrupting relay 32, the main control coil: of relay 30, switch 38-1 of relay AC thermal 33, conductor 70, switch 69-1 of the low load relay 69 and auxiliary switch 9-6 of the run circuit switch 9, which is closed when the switch 9 is closed, to conductor 3 of the direct current circuit.
The excitation circuit of the auxiliary coil 30A extends from the controller 2 through the switches 31-1 and 32-1, the coil 30A, the switch 33-1 of the control relay 35, and interrupts them. teurs 69-1 and 9-6 to the driver 3.
As the coupling coil 30A is then energized, switch 30-1 is not closed, but switches 30-2 (circuit B --- 52) and 30-3 (circuit C'-5) are . brought to them. respective closing positions. The time setting of the switch 30-3 is. considerably less than that of the switch 30-2, but its. closing is. at this time without effect, as will be described later.
If the. load required of the machine 4 <B>, </B> -iu, -mente <B> to </B> a value greater than t, than the.
value at which the relay to. minimum load 69 is adjusted to close its switch 69-1 before the time relay 30 has closed its switch 30-2, it will be possible for this switch to return immediately to its open position. In this way, the. minimum load condition shall persist continuously for the time interval for which switch 30-2 is adjusted to operate in order to cause the. automatic disconnection of machines 4 and 5 from their circuits.
When switch 30-2 is closed as a result of this condition, it short circuits the control coil of the control relay. main 35 (circuit B-5), and switches 35-1 (circuit B-3), 35-2 (circuit B-54), and 35-3 (circuit D) can open and the switch 35-4 (circuit I'-21) may close. The function of switch 35-4 will be. described later. As a result of opening the switch 35-1, the auxiliary coupling coil 30A of the time relay 30 (circuit B-3) is de-energized and the switch 30-2 can return to its original position.
The opening of the switch 35-2 interrupts the holding circuit of the control coil of the relay 35 and prevents an immediate re-energization of the latter, when the short circuit between its terminals is suspended as a result of the opening of the switch 30-2. The opening of the switch 35-3 interrupts the excitation circuit for the control coil of the auxiliary control relay 34 (circuit D) and allows this relay to open its switches 34-3 (circuit C ) and 34-4 (circuit 4A) and to close its switches 34-1 (circuit B) and 34-2 (circuit B-52).
The actuating coil of the control relay 39 (circuit D-1) is also de-energized when the switch 35-3 Pst open, and this relay or then its switch 39-1 (circuit .S) and close its switch 39-2 (circuit 0).
Control lead 2A is not immediately disconnected from lead 2 when switch 34-3 (circuit C) is open, as their switch is bypassed by an auxiliary switch 21-2 of the current circuit switch. continuous 21 which is closed when switch 21 is closed.
So. the conductor 2A is supplied by the conductor 2, as long as the circuit switch 21. is. closed. The circuit switch 21 is opened as a result of the opening of the switch 39-1 (circuit S), because the actuating coil. at zero voltage 21C (circuit S-1) of the switch 21 is then de-energized.
When switch 21 opens, auxiliary switch 221-9- (circuit C) also opens to disconnect the conductor \? A of conductor 2 Pt thereby de-energize all control devices connected to conductor 2A, including the zero voltage actuating coil 9C (circuit N) of the operating circuit switch 9 which causes opening of switch 9 To disconnect machine 4 from the circuit.
The supply of the driver 2A by the auxiliary switch 21-2 until due the switch 21 opens, ensures the. disconnection of machine 5 from the direct current circuit before disconnection of the. machine 4 of the alternating current circuit so as to prevent reversal of the. current direction between the circuits.
As the machines gradually come to rest, the tension generated by the. machine 5 gradually decreases to zero and the control devices which were excited by it return to their de-energized positions. All the equipment in the station is now in the. same condition which it originally occupied and it is again ready to operate under the same conditions as described above.
<B> <I> 30 </I> </B> <I> Protective devices for stopping </I> <I> machines. </I> The running of the machines can be stopped automatically depending on predetermined conditions other than the minimum load condition as described above. Different protection devices, such as AC thermal relay 33 (fig. 1) and phase balanced current relay 71 (fig. 1) can be provided with switches such as 33-2 (circuit B-51 ) and 71-1 (circuit B-54), respectively, to short circuit the coil - the drive of relay 35 (circuit B-5)
a in order to stop the running of the machines in the same way that they are stopped following the closing of the switch 30-2 (circuit B-52) during a maintained minimum load. Switch 71-1 -is connected in series with an auxiliary switch 9-7 (circuit B --- 54) between the terminals of relay 35 so that unbalanced currents in the different phases of the induct 4A windings of the machine 4 cause the coil of the relay 35 to be short-circuited only when the on-circuit switch 9 is closed.
If such an imbalance condition occurs during start-up of machine 4, this indicates internal disturbances of the machine, and it is then desirable to take the machine out of service until an inspection of the machine. this has been done. This result is obtained using the switch-off relay 32 (circuit C).
If the phase-balanced relay 71 closes its switch while starting the machine, the short-circuiting of the control coil of relay 35 (circuit B-5) is prevented because the auxiliary switch - 9-7 (circuit B-54) is open, but as another auxiliary switch 9-4 (circuit C-2) of the run circuit switch 9. is closed, the relay control coil. switch-off 32 (circuit C) is energized.
The excitation circuit of relay 32 extends from conductor 2 of the direct current circuit through switch- 34-3 (circuit C) of auxiliary control relay 34, the closed breaker 72-1 of relay 72 (circuit V-22) which will be described later, the coil of relay 32, switch 9-4 (circuit C-2) and switches 71-1 and 35-2 (circuit B-54) to conductor 3.
Relay 32 then opens its switches 32-1 (circuit B) and 32-3 (circuit B-5) which snap into their open position and remain in it until 'they are carried out by hand by the supervisor. Switches 32-1 and 32-2 open the circuits of time relay 30 (circuit B) and relay 35 (circuit B-5) and thus completely prevent any further operation of the machines, until the relay 32 is returned to the starting position.
Other relays such as a direct current thermal relay 73 (fig. 2), and an alternating current short-circuit relay 74 (fig. 1) are provided with switches 73-1 (circuit C -3) and 74-1 (circuit C-4) which are also arranged to cause the activation of the deactivation relay 32, if they are closed as a result of predetermined abnormal conditions.
Switch 30 -.- 3 (circuit C-5) of time relay 30 is connected in series with an auxiliary switch 7-5 of start circuit switch 7 so that when switch 30 -3 is closed while switch 7 is closed, disabling relay 32 is energized. This provides protection to prevent the machine 4 from running for an unusually long time on the start connections in the station.
This protection is obtained by providing an auxiliary switch <B> 7-8 </B> (circuit B-3) in switch 7, which energizes the main control coil and auxiliary coil 30A of time relay 30 as soon as switch 7 is closed.
If the change from start connections to run connections is. carried out within a normal period of time, switch 7 will be opened before switch â0-3 is closed. The coils of relay 30 will then be de-energized following the opening of auxiliary switch 7-6 (circuit B-3) and this relay returns to its original position. If, however, switch 7 remains closed for an abnormal period of time, such as for example two minutes, switch 30-3 (circuit C-5) will be closed and will cause the installation to be taken out of service as described. upper.
When the installation is taken out of service during the start-up period of the machine 4, the start-up circuit switch 7 is released by a zero-voltage coil 7-C (circuit H) which is de-energized when the conductor 2A is disconnected from conductor 2 by opening switch 34-3 (circuit C) of auxiliary relay 34.
It emerges from the. description above that the machines can be stopped and disconnected from the electric circuits in two ways, namely as a result of the minimum load maintained or as a result of the operation of any of the different positive protection devices. Protective devices can be divided into two classes, namely those which react to temporary abnormal conditions and those which react to permanent faults.
If temporary abnormal conditions occur, they will cause the machines to stop, but will allow them to be put back into operation when conditions return to normal. If, however, permanent faults occur, they will cause the machines to stop immediately and prevent them from being restarted until. that a supervisor examined the installation, fixed the decommissioning delay and repaired the fault which had caused the. disturbance.
<i> 40 </I> Stop <I> (the </I> wachines <I> at the </I> site of iiiiie coiri- waede iiwiwelle.
The machines can also be stopped at. the. main from the 23 lfib control post. 1l. If it is desired to stop this equipment immediately at any time, but to allow it to restart automatically, push-button? 4 is pressed.
In this way, the control conductor 28 will be directly connected to the conductor 2 of the direct current circuit, which causes the energization of the control coil of the stop relay 36 (circuit A _1). The excitation circuit for this relay passes from the conductor? of the direct current circuit, by switch 21 in the control station, conductor 28, coil (read relay 36 and switch 3-1-.1r of auxiliary relay 34 to reach conductor 3.
When the coil of relay 36 is energized, this relay opens its switches 36-1 (circuit B-5) and 36-2 (circuit @ 1 A-3) and closes its switch 36-3 (circuit A A). The last switch bypasses switch 34-4 (circuit A _1) so as to maintain the excitation of the control coil of relay 36 after relay 34 opens its switch 31-4, as long as the pusher 24 is kept lowered. Switch 36-1 (circuit B-5) opens the so-called relay circuit. 35 and thereby causes the stopping of running machines, as described above.
Opening the switch 36-2 (circuit A A-3) prevents the establishment of a short circuit between conductors 2 and 3 of the direct current circuit which might otherwise occur under certain conditions.
Immediately. when switch 24 is activated, the circuit. of the coil of relay 36 (circuit AA) is interrupted so that this relay opens its switch 36-3 (circuit AA) again and closes its switches 36-1 (circuit B-5) and 36-2 ( circuit <I> A </I> A-3). Automatic or manual starting of the device can then be carried out at any time. desired. If it is desired to prevent the switching on of the apparatus, the knife switch 26 at the control station 23 is. snapped into its upper position.
If the switchgear is functioning normally to draw energy from the alternating current circuit and to supply energy to the direct current circuit, the normal auxiliary control relay 34 (circuit D ') will be energized and its switch 34 --9: (circuit <I> A A) </I> will be closed. The control coil of the stop relay 36 (circuit <I> A A) </I> will then be energized as previously described and its switch 3'6-3 main will hold a retention circuit for it as long as switch 26 is closed in its upper position, and the operation of the apparatus will be prevented due to the fact that switch 36-1 (circuit B-5) will be kept open.
Likewise, if the switchgear works in the opposite way, that is to say to take energy from the direct current circuit and to supply energy to the alternating current circuit, a switch 72-2 (circuit <I> A A) </I> of the auxiliary changeover relay 72 (circuit V-22), which will be described later, will be closed. Switch 72-2 will bypass switches 39-4 and 36-3 (circuit <I> A A) </I> and the stop relay control coil 36 will be energized in the same way as if switch 34-4 were closed.
If switch 26 is closed in its left position, while machines 4 and 5 are not running, switches 34-4, 36-3 and 72-2 (circuit AA) will all be open, and the coil stop relay 36 will not be energized until the apparatus tends to activate, either in the normal direction or in the reverse direction.
When this attempt to start occurs, one or the other of the two switches 39 ---- 4, 72-2 will be closed, and the stop relay 36 will then operate as before to prevent the operation of the device. the switchgear until the switch 26 has been returned from its left position and an automatic or manual start indication has been given.
<B> <i> 50 </I> </B> <I> Starting machines following a </I> command <I> manual. </I> The apparatus can be put into operation by hand from the control station 23 by closing the push-button switch 25, provided that the switch 26 is closed in its right-hand position and that the start is not not prevented by the presence of abnormal conditions in the central station. The circuit for manual starting starts from the conduc-. Their 3 of the DC circuit and passes through the push button switch 25 and the knife switch 26
in the right position at the station, control 23, by the control conductor 28, by a resistor 75 and a switch 36-2 (circuit <I> A A-3), </I> by a switch 76-1 (circuit B-52) of the reverse start control relay 76:
(circuit V-21), which will be. described later, by a switch 34-2 (circuit B-52) of the normal auxiliary control relay 34 (circuit D), by the control coil of the normal control relay 35 (circuit B-5), and then by resistor 37 and switches 36-1, 32-2, 32-1 and 31-1 (circuit B-5 and B), as described above ± for automatic start, to reach conductor 2 of the circuit to continuous current.
The actuating coil of the normal control relay 35 is thus energized by firing the direct current circuit and the rest of the automatic control means functions as described above to start up machines 4 and 5 and to connect them to their respective control circuits. The control conductor 28 has yet another function, namely that of activating the indicating device 27 in the control station 25 to indicate whether the machines of the installation are working or not.
When the circuit switch 21 is closed to connect the machine 5 to the direct current circuit, an auxiliary switch 21-3 (circuit A A-1) is closed to connect a resistor 78 in series with the indi vidual device. cateur 27 across the direct current circuit. This circuit is expanding. of the conductor 2 of the direct current circuit by a resistor 99, the indicating device 27 (fig. 1), the control conductor 28 and the resistor 78 and the switch 21-â (circuit <B> A </B> A-1) to conductor 3 of the direct current circuit.
Device 27 can. be an ammeter or a voltmeter, appropriately graduated, and when it is crossed by a current of a predetermined value, according to the predetermined resistance of the above-described circuit, its needle will take a predetermined position which will correspond to. a mark on the graduation indicating that a motor unit is connected between the working circuits of the installation.
For more than one drive unit in the installation, additional circuits <I> A A-2 </I> are provided in parallel with the -4 A-1 circuit. Each such additional circuit comprises a resistor 178 and the auxiliary switch 121-3 of the main DC switch of the corresponding unit. Of this sort, to. As each additional unit is turned on, another resistor will automatically be connected in parallel with resistor 78, thus reducing the total resistance of the indicating device 27 circuit.
In other words, the resistance of this circuit will vary according to the number of units in operation, and as the deflection of the needle of the indicating device 27 will vary according to the current flowing through it, and, therefore, also the resistance of its circuit. , this device will indicate exactly how many running units will be connected to the DC circuit. <B> <i> 60 </I> </B> <I> Conditions </I> demanding <I> the </I> walk <I> reversed. </I> The above description deals in detail with the different phases of operation of the installation, assuming that energy is available at all times in the alternating current circuit 1.
As mentioned above, however, if the voltage of circuit 1 were to fail, it is desirable that the. My direct current machine 5 must work as a motor to power the, alternating current machine 4 as a generator to power the circuit. 1.
There is, therefore at. consider four possible service conditions, viz. failure of both AC and DC voltages while machines are operating normally; 20 a fault of the voltages of the alternating current and the direct current, the machines not working. not; A lack of alternating current voltage only while the machines are running; and I a lack of AC voltage only while the machines are not running.
For condition 1, the machines will stop, which is the same as in condition 2. If the. DC voltage is reestablished before the AC voltage, which corresponds to the. condition 4-, the machines will start and run "in reverse", that is, transmitting energy from the direct current circuit to the alternating current circuit, which is the reverse of the normal walking. Under condition 3, the machines will continue to. walk and there. direction of their energy transmission will be reversed without stopping and restarting the machines.
It is therefore necessary to consider the starting and reverse running of the machines starting from their stop and a work reversal while the machines are running. These conditions will now be described in the order listed.
<B> <I> 70 </I> </B> Starting srtr <I> the side to </I> direct current (inverted) to provide <I> said, </I> current <I> alternative. </I> Suppose any one of the above conditions 1, \? and 4, when direct current is available at the central station and alternating current is not available, the machines will not work. When the alternating current voltage is missing, relay 53 (fig. 1)
closes switches 53-1 (circuit Ii) and 53- \? (circuit V-21). When switch 58-2 is closed, it completes a circuit to energize the actuating coil of the reverse start control relay 76 (circuit V-21), and of the auxiliary reverse start control relay 72 (circuit V-22).
This circuit extends from conductor 2 of the direct current circuit through switches 81-1, 32-1, 82-2 and 36-1 (circuits B and B-5), which have already been described, on the conductor 79, by a switch 40-4 (circuit V-2) of the normal auxiliary control relay 40 (circuit B) which is now de-energized, then by two parallel paths, one of which comprises a resistor 80 and the coil. control of relay 76 (circuit V-21), and the other of which includes the control coil of relay 72 (circuit V-22),
and then by switch 85 = 4 of normal control relay 35 and switch 53-2 of voltage relay 53 to conductor 3 of the direct current circuit.
When relay 76 is de-energized, it turns on switch 76-1 (circuit B-52) and closes switches 76-2 (circuit L-1), 76-3 (circuit V-21) and 76-4 ( circuit X). Relay 72 opens switch 72-1 (circuit C) and simultaneously closes switches 72-2, 72-3 and 72-4 (circuit B-53), 72-5 (circuit C-1), and 72-6 and 72-7 (circuit D). The switches 76-1 and 72-2 have already been described. The function of the other switches listed above will be described as they come into operation.
When switch 76-4 closes, it completes a circuit to energize the aotation coil of control relay 81 of the direct current starting contact device (circuit X). This circuit extends from conductor 2 of the direct current circuit through an auxiliary switch 9-5 of the alternating current circuit breaker 9, the coil of relay 81 and switch 76-4 to conductor 3 of the direct current circuit.
The relay 81 then closes its switch 81-1 (circuit Y) to connect the closing coil 18A of the direct current starting contact device 18 (FIG. 2) across the direct current circuit. The contact device 18 is then closed to connect the upper terminal of the machine 5 to the conductor 2 of the direct current circuit by the resistors 12, 13 and 14 and the current relays in series 15, 16 and 17 .
The DC machine 5 now receives energy from the DC circuit through the circuit just described and begins. walk as a motor. The current flowing through the relays 15, 16 and 17 is first of all high enough to force these relays to open their respective switches 15-1 (circuit Z), 16-1 (circuit Z Z) and 17-1 (circuit S). Like speed and, therefore;
the back-electromotive force of the machine 5 increases however, this current decreases to a value such that the relay 15 can close its switch 15-1 to cause the closing coil 19A (circuit Z) of the contact device 19 serving to shunt resistor 12 (fig. 2) is energized from the direct current circuit. The contact device 19 will then close to short-circuit the resistor 12 (fig. 2).
The speed of the machine 5 then increases further until the current through the relay 16 drops to a value such that the switch 16-1 is closed to cause the energization of the closing coil 20 A (circuit ZZ ) of the -contact device 20 (fig. 2). The contact device 20 then closes to short-circuit the control coil of the relay 15 and the. resistor 13 (fig. 2).
As the current flowing through relay 17 decreases to a value which allows this relay to close its switch 17-1 (circuit S), the actuating coil of the main continuous circuit switch control relay 65 (circuit S) will be ex cited. The circuit for energizing relay 65 can be traced as described above for normal machine operation, except that it goes through switch 17-1, instead of through switch 9-10.
Circuit switch 21 is now closed and connected and its. closing coil is energized in the same manner as described above. Switch 39-1 (circuit S) of control relay 39 (circuit D-1) is then closed due to the fact that the control coil of this relay was connected to the DC circuit by the: closing of the switch 72-7 (circuit D) of relay 72 (circuit V-22) previously mentioned.
Switch 72-6 (circuit D) of the same relay closed simultaneously to bypass the normal control relay actuator coil 34 to prevent its energization and operation. Switch 34--3 (circuit C) therefore did not close to connect conductor 2a to conductor 2, and the connection between conductors is not made until the current circuit breaker. continuous 21 is closed to close its auxiliary switch 21-2. (circuit C).
When the machine 5 started to take energy from the DC circuit through the switch. circuit 21, the current passed through the shunt 22 (fig. 2) in the opposite direction of the. direction normal to force the reverse current relay 82 (fib. 2) to open a switch 82-1 (circuit V) and to close a switch 8 \ i-2 (circuit V).
As the energy reversal relay at. AC current 48 (fig. 1) is de-energized due to the fact that the circuit. windings :, armature 4A of machine 4 is or green, switch 48-1 (circuit U) of this relay is closed and switch 48-2 (circuit U) is open. The control coil of relay 49 (circuit U) is therefore de-energized and its switch 49-1 (circuit V) is closed.
In this way, when the switch 82-9 is closed, the circuit of the actuating coil of the reversing control relay 41 is completed starting from the conductor 79 by the resistor 83, the coil of the relay 41 and them. switches 82-2 and 49-1 to reach conductor 3. Next, relay 41. opens its switch 41-1 (circuit E) and closes its switch 41-2 (circuit V).
Opening rc- switch 11-1 pre-energizes the actuation coil of the normal auxiliary control relay 40 (circuit E) and, consequently, its switch -10-4 (circuit V- 2) remains closed and its switches, 40-1 (circuit F) and 40-2 and 40-3 (fig.?) Remain open.
As the switch 40-1 is. open the coil. control of relay 42 (circuit F) cannot be ex @@ itée, switch 12-2 (circuit G) remains open, P # t, therefore, the closing coil 7A of the circuit switch to AC current 7 cannot be energized. However, the run circuit switch 9 is closed as will be described below.
The switch 41-? of the output relay 41 is connected in parallel with the switch 82-2 (circuit T ') and maintains a retaining circuit for the relay 41 after the switch 82-2 opens. This switch also completes the excitation circuit of the auxiliary relay 84 (circuit I'-1) and of the auxiliary reversing control relay 62 (circuit T'-2). The circuit of relay 8-1 extends from conductor 79 through the,
coil of relay 84 and by switches 47.-2 and 49-1 to conductor 3. When relay 84 is energized, it closes a switch 84-1 (circuit Tl ') to connect the closing coil 85A of the contact device bypass 85 (fi, -. 2) has circuit to. current; continued. Cc, contact device is then closed to bypass the series field winding 11 of the machine 5 while it is running as a motor.
The auxiliary reversing control relay circuit 62 extends from conductor 79 through switch 40-4 (circuit V-2), auxiliary switch 21-4 (circuit V-2) of the circuit switch. 21 (wire-. 2), the coil of relay 62 and switches 41-2 and 49-1 to conductor 3. Relay 62 closes switches 62-1 and 62-2 (fig. 2), previously mentioned, and 62-3 and 62-4 (fi--. 1) and opens the switches 62-5 and 62-6 (fi. 1).
The function of the switches will still be described more fully.
The switch 76-2 (circuit L-1) of the reverse start control relay 76 is in series with an auxiliary switch 21-5 (circuit L-1) of the circuit switch 21 to cause the excitation of the transfer relay control coil 43 (circuit K) as soon as the switch 21 is closed.
The alternating current circuit switch 9 (fig. 1) is now closed, engaged in this position and its closing coil is de-energized in the same way as it has. been described for the normal start-up of the apparatus.
When switch 9 is. closed, its auxiliary switch 9-8 (circuit J) coo father with switch 44 --- 3 (circuit J) of the time interrupt relay. 44 (circuit G-1) which remains closed for a moment after switch 9 is closed, to effect the excitation of the closing coil of the key contact device 45 (circuit J).
This device (the contact immediately opens its switch 45-2 (fig. 1) @and closes its switches 45-1 (fig. 1) and 45-3 (circuit- J).
The switch 45-2 opens the circuit of -discovery of the field winding 4B of the machine 4 and the switch 45-1 connects the bearing -4B to the terminals of the machine 5 to make it excited by the direct current circuit. The switch 45 = 3 thus puts in bypass the switch 44-3 (circuit J) of the interruption relay 44 so as to keep the excitation of the closing coil of the contact device 45 after the switch. breaker 44-3 a. been open.
Auxiliary switch 9-9 (circuit 0) of switch 9 connects the actuating coil (read auxiliary reversing control relay 86 (circuit 0-1) to the direct current circuit when the switch 9 is closed Relay 86 then opens its switch 86-1 (circuit B-53) and closes its switch 86-2 (circuit B-63).
Until switch 9 was closed, switch 86-1 cooperated with switch 72-3 (circuit B-53) - of the auxiliary start control relay @ reverse. 72 to short-circuit the actuating coil of the normal control relay 35 (circuit B-5), but this short-circuit is then broken and the switch 86-2 cooperates with the breaker 72-4 (circuit B -53). Of the relay.
72 to connect the actuating coil of relay 35 to the circuit. current. The relay 35 is thus energized and its switch 35-2 (circuit B-54) establishes a restraint circuit to maintain the energization of its control coil after the switch 72 -4 is open.
Relay 35 then operates its switches in the same manner as described above. Switch 35 = 4: (circuit V-21) is open to allow relays 76 and 72 to return to their de-energized state. Thus the short-circuit of the actuating coil of the normal auxiliary control relay 34 (circuit D) is broken by the opening of the switch 72-6 and the Tiles 34 and 39.
are energized by switch 35-3 (circuit) of the norma control relay, lej 35.
The machines 4 and .5 are now operating in inverted conditions, that is to say by absorbing energy from the direct current circuit and supplying power. the alternating current circuit. During. this operation in reverse conditions, the alternating current frequency regulator 61 (fig. 2) controls the rheostat control motor 60 by the switches 62-1 and 62 = 2, this motor being disconnected from the current voltage regulator continued:
58 due to the fact that the switches 40-2 and 40-3 are open. Frequency regulator 61 includes a rocker arm and a pair of contact members at each end thereof which are arranged to be selectively engaged depending on the side to which that rocker arm is tilted. Two control coils are provided so as to act on cores re linked to the respective ends of the rocker arm. The left control coil circuit includes a reactance in series with it and the right control coil circuit includes a similarly connected resistor.
These two circuits are connected in parallel one with the other and are supplied with current by the conductors 87 and 88 from the secondary winding of a potential transformer 89 (fig. 1), of which the primary winding is connected to a phase of the circuit of the armature windings 4A- of the. AC machine 4.
The potential transformer 89 is also connected to. voltage regulator control coil to. alternating current 9f% (fig. 1) and to a potential coil of the alternating current flow reversal relay 48 (fig. 1), of which. current coil is supplied by one of the current transformers 77. These current transformers also cite the coils with. current in thermal relay 33, relay to. flow reversal 48, the underload relay 69, the phase balancing relay 71 and the at relay. short circuit 74, as shown.
The functions of all these relays have been de- fined previously.
The frequency regulator 61 is constructed in such a way that when equal currents flow through its two control coils, its toggle arm is in the equilibrium position, but when the current travels the left coil exceeds the one crossing the, reel on the right, the rocker arm knows tilted to close the contact members on the right and vice versa. The reactance ft the resistor which are connected in series with the respective control coils are chosen so that the impedances of the two coil circuits are equal to the desired frequency of the ac circuit 1. Therefore, when the. machine 4 generates a voltage at. the. desired frequency.
equal currents will flow through the: two control coils of the frequency regulator 61, since the circuits of these coils are supplied with current in parallel with each other from the terminals of machine 4 by the intermediate transformer 89 and conductors 87 and 88. If machine 4 is operated at too high a speed, the frequency of the voltage generated by it will also be too high and the frequency regulator 61 will have to operate to reduce the speed of the machine. . machine 4.
This is accomplished due to the fact that the circuit impedance of the left coil of the frequency regulator is greater than at the normal frequency, as a result of the reactance included in the circuit, while the impedance of the circuit of the: right coil is substantially unchanged. The, right coil will be. consequently more strongly excited than the. spool left and arm at. toggle will be toggled so. perform the. closure of its left contact members.
A circuit will be there. completed from the upper bound of the <B>, </B> machine 5 by driver 51, rocker arm and left contact members of governor 61, switch 62-1, right field winding and motor armature 60 and the. driver 3 to. the lower terminal of the machine 5.
As noted above, when the '60 engine is energized in this way, it operates to decrease the efficiency of the. resistance 63, thereby increasing the excitation of the machine 5. As the machine 5 then works as a direct current shunt motor, this increase in its excitation causes a reduction in its speed and it follows that the frequency of the voltage generated by the machine 4 is correspondingly reduced.
Similarly, when the frequency is too low, the excitation of the. left coil of regulator 61 is larger than that of. right coil and the right contact members of this regulator are alois closed to cause the excitation of the motor 60 by the intermediary of its winding. left field. The excitation of the machine 5 is thus reduced and its. speed is correspondingly increased to cause a suitable increase in the frequency of the voltage generated by the machine 4.
It is thus seen that while the. machine 5 functions as a motor to activate machine 4 as a generator, regulator 61 controls the speed of machine 5 by means of motor 60 and resistor 63 so as to maintain it. frequency of the voltage generated by the machine 4 at the desired predetermined value.
During the reverse operation of the machines 4 and 5, it is necessary to keep the amplitude of the voltage generated by the machine 4 constant at a predetermined value, likewise. than the frequency of this flight.
This is achieved by the AC voltage regulator 90 (Fig. 1), which is similar in all respects to the voltage regulating element 58B of the DC voltage regulator 58 (Fig. 2), except that it is provided with an AC control coil instead of a DC coil. This control coil is energized directly from the secondary winding -du transformer 89 (FIG. 1), the primary winding of which is connected to the terminals of the machine 4, as mentioned above.
Regulator 90 operates, therefore, to close its left contact members when the voltage generated by machine 4 is below the predetermined desired value and to close its right contact members when this voltage is over. above the desired value, in a manner exactly similar to operation (the tension adjuster 58B, described above in detail.
The left and right contact members of regulator 90 are connected to the left and right field bearings 91A and 91B of the reversible rheostat control motor 91 (fig. 1) through the switches. 62-4 and 62-3 (fig. 1), respectively, from the auxiliary control relay to. inversion 62 (circuit V-2), which are closed due to the activation of this relay during inverted operation of the machines.
The rocker arm of the regulator 90 is connected to the upper terminal of the machine 5 through the conductor 51, and the lower terminal of the armature of the motor 91 is connected to the lower terminal of the machine 5 through the conductor 3. the same way as the arm. toggle item. voltage setting 58B and the lower terminal of the motor armature 60.
In this way, in a manner similar to the operation of element 58B, when the voltage generated by machine 4 is below. predetermined value, the ma ter 91 will be excited by its left field winding 91A and this motor will then operate in such a way as to reduce the efficiency of the resistor 52 which is connected in series with the field winding 4B of the machine 4 The excitation of the machine 4 and the voltage generated by it are then correspondingly increased.
Likewise, when the voltage of machine 4 is above the desired value, motor 91 is energized by its right field winding 91B to increase the efficiency of resistor 52 and thereby decrease the voltage of line. machine 4. Therefore, the voltage regulator 90 is operative during the reverse operation of machines 4 and 5 to keep the voltage generated by machine 4 constant at the desired predetermined value.
When the. machine 4 operates as a synchronous motor, it is desirable that its field excitation and hence the efficiency of resistor 52 be kept at a constant predetermined value corresponding to the position of the rheostat drive motor 91 shown in the drawing . This is achieved using switches 62-5 and 62-6 of the auxiliary control relay in version 62 and contact members 92, 93, 94 and 95, which are associated with the motor 91.
The stationary contact member 92 is connected to the lead 2 of the direct current circuit through a lead 96. The contact member 93 is operated by the motor 91 and is always in engagement with the contact member 92. The member 93 is also in engagement. taken with contact member 94 or contact member 95, depending on whether a larger or smaller portion of resistor 52 is inserted into the circuit of field winding 4B than is desirable when the. my china 4 works as a motor.
If the. Exact proportion of resistor 52 is switched on with winding 4B, contact member 93 is in the position shown in FIG. 1, in which it is not in contact with Him of the contact members 94 and 95.
When the machine 4 ceases to operate as a generator, the auxiliary reversing control relay 62 is de-energized to allow its switches 62-5 and 62-6 to close. If more than the desired portion of resistor 52 is then connected in circuit with winding 4B, contact member 93 will engage contact members 92 and 94 to close a circuit for energizing motor 91 through. 'through its field winding 91A. The motor 91 then operates so as to reduce the efficiency of the resistor 52.
If there is. not a sufficient part of the. resistor 52 connected to the circuit of the rolling 4B, the contact member 93 will engage with the contact members 92 and 95 to complete a circuit for. eg motor 91 through its field winding <B> 9113. </B> Motor 91 then operates in the opposite direction in order to increase the efficiency of the resistance <B> 52. </B> As soon as contact member 93 reaches the. position shown in the drawing, the motor 91 is de-energized and its operation stopped. The above description shows the effectiveness of the. resistance 52 is always automatically adjusted to a predetermined value, when the machine stops in its reverse operation.
While the. direct current machine 5 starts as a motor supplied by the direct current circuit as previously described, the. main or driving coil and the. auxiliary coil 30A of the time relay 30 are energized to put the devices out of service in the same manner as described. for the. normal start-up, if the two machines are not connected to their respective circuits within a predetermined time interval.
The driving coil and the auxiliary coil 30A of the time relay 30 are then energized by the intermediary of the switches., Auxiliaries 18-1 (circuit B-1) and 18-2 (circuit B-2) of the contact device DC starting switch 18 (fig. 2). If relay 30 closes under switch 30-3 (circuit C-5) before.
that the AC circuit switch 9 is closed, the deactivation relay 32 is energized by the switch 30-3 and another auxiliary switch 18-3 (circuit C- 51.) of the contact device 18 in order to put the machines out of service in the same way as previously described.
* If, however, the circuit switch is closed within a normal period of time after contact 18 has been closed, the. actuating coil of control relay 81 (circuit X) will be de-energized by opening of auxiliary switch 9-5 (circuit Y) of switch 9. Switch 81-1 (circuit Y) then opens to de-energize the control coil 18A of the contact device 18, thus allowing the latter to open, together with. its auxiliary switches 18-1, 18-2 and 18-3.
Time relay 30 is then de-energized following the opening of switches 18-1 and 18-2 and switch 30-3 returns to its de-energized position.
8th <I> Passage of the </I> wrarehe normal <I> at the </I> reverse warche for <I> the </I> îrzaclzirres <I> already. </I> in. <I> service. </I> In the event that the AC voltage should run out, while machines 4 and 5 are operating normally, machines will continue to operate, but will be immediately reversed to power the circuit. alternating current.
A fault in the AC voltage while the machines are running normally will be immediately recognized by the AC flow reversal relay .18 (fig. 1) and by the reverse current relay 82 (fig. 2) ).
Relay 48 then opens its switch 48-2 (circuit L ') and closes its switch 48-1 (circuit L'), thus de-energizing relay 49 and forcing switch 49-1 (circuit V) to close. Relay 82 opens its switch 82-1 (circuit V) and closes its switch 82-2 (circuit V), thus causing the energization of relays 41 (circuit V), 84 (circuit V-1) and 82 ( circuit V-2), just as described above.
The bypass contact device 85 is closed to bypass the series field winding 11 of the machine 5 as a result of the closing of the switch 84--1 of the relay 84. The actuating coil of the relay. Normal auxiliary control 40 (circuit E) is de-energized by opening the switch 41-1 of the reversing control relay 41 (circuit V) and the switches of the relay 40 are activated as described above.
The DC voltage regulator 58 is then rendered ineffective and the operation of the machines 4 and 5 is controlled by the frequency regulator 61 and the voltage regulator 90 which have already been fully described.
Any desired protection device can be provided to control the reverse operation of machines 4 and 5, such as a DC overload relay in version 97 (fig. 2). The control coil of relay 97 is connected to shunt 32 (fig. 2) so that its excitation is proportional to the value of the current passing through the armature windings of the DC machine 5.
When the intensity of this current exceeds a predetermined value, the relay 97 closes its switch 97-1 (circuit C) to energize the deactivation relay 32 in order to prevent a continuation of the operation of the machines. 4 and 5 until the station has been examined by a supervisor as previously described.
The AC thermal relay 33 (fig. 1) is provided with switches 33-3 (circuit V) and 33-.4 (circuit V-21) which are arranged to short-circuit the actuating coils of the relay. control switch 41 (circuit V) and the reverse start control relay 76 (circuit V-21) respectively, when a persistent excessive current value passes through the armature windings of the AC machine 4.
Thus, if this condition occurs, while the machines are running in reverse condition or while they are starting in reverse, all subsequent operation of the machines will be. prevented until the thermal release returns to its original position.
It goes without saying that protective devices could be provided to prevent the operation of the machine either temporarily or until the installation has been examined by a supervisor, in dependence, of any pre-conditions. @ determined occurring while the machines are working either normally or vice versa.
If alternating current becomes available in the circuit from the normal source, while the machines are operating in reverse, the machines will be immediately returned or restored to normal operation and are again subjected,
to the control devices corresponding to normal operation. This reestablishment is caused by the AC flow reversal relay 48 and the DC current reversal relay 82 which operate in exactly the opposite direction as described above for the AC voltage failure. while the machines are operating normally.
All control units return to their normal operating conditions and control of machine operation is transferred from frequency regulator 61 and voltage regulator 90 to DC regulator 58. This operating condition has been fully described previously. previously.
It follows -from this description that ends-. tall.ation normally transmits energy in one direction between two circuits, but will also be able to transmit energy in the opposite direction depending on predetermined conditions. The operation of the installation is. in all conditions completely automatic and the switchgear is fully protected by automatic devices.