CH313245A - Electrical installation of torque transmission - Google Patents

Electrical installation of torque transmission

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CH313245A
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machines
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transmitter
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French (fr)
Inventor
Koulikovitch Miron
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Genevoise Instr Physique
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    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00Electric signal transmission systems
    • G08C19/38Electric signal transmission systems using dynamo-electric devices
    • G08C19/46Electric signal transmission systems using dynamo-electric devices of which both rotor and stator carry windings
    • G08C19/48Electric signal transmission systems using dynamo-electric devices of which both rotor and stator carry windings being the type with a three-phase stator and a rotor fed by constant-frequency ac, e.g. selsyn, magslip

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Description

  

      Installation        électrique    de     transmission    de couples    La présente     invention    a pour objet une  installation de transmission de couples qui  comporte, de même que certaines installations  connues, un transmetteur triphasé muni d'un  organe de commande des déplacements de son  rotor et un récepteur triphasé dont le rotor  actionne un organe     d'actionnement,    ce trans  metteur et ce récepteur étant reliés électrique  ment entre eux.

   L'un des graves     inconvénients     de ce genre d'installation est dû au fait que  lorsque le couple à transmettre dépasse une  valeur maxima donnée, fonction de la puis  sance des transmetteur et récepteur, et que  ceux-ci   décrochent  , leurs rotors sont alors  entraînés en rotation par le champ tournant  de leur inducteur respectif, ce qui constitue un  grave danger d'accidents pour celui qui ac  tionne l'organe de commande du groupe trans  metteur.  



  Tous les constructeurs cherchent, depuis  de très longues années déjà, à remédier à ce  grave inconvénient, mais jusqu'à ce jour, les  solutions proposées entraînent, soit une grande  complication des installations et donc une  augmentation appréciable de leur prix, soit  une très sensible réduction du couple trans  missible.  



  La présente invention a pour objet une  installation du type décrit et qui tend à obvier  aux inconvénients mentionnés par le fait que  le transmetteur et le récepteur comportent    chacun un groupe de     machines    comprenant  un nombre pair de machines triphasées de  même puissance à rotors bobinés, par le fait  que les     machines    d'un même groupe sont re  liées mécaniquement les unes aux autres et  par le fait que ces machines sont branchées de  manière que, lorsque les machines du trans  metteur décrochent des machines du récep  teur, dans chaque groupe une moitié des ma  chines ait tendance à entraîner l'organe de  commande,

   respectivement l'organe     d'action-          nement    en sens     inverse    de l'autre, de sorte que  ces organes de commande et     d'actionnement     restent     immobiles.     



  La figure unique du dessin annexé illustre  schématiquement et à titre d'exemple une  forme d'exécution de l'installation selon l'in  vention.  



  Cette installation comprend un groupe  transmetteur de machines tournantes tripha  sées comportant deux machines     TI    et T2 de  même puissance, dont les rotors sont montés  sur     un    arbre commun A. Ces machines sont  du type à rotor bobiné et leurs stators ou in  ducteurs sont     alimentés    par un réseau triphasé  N. Ces deux machines sont branchées de ma  nière que leurs rotors ou     induits    aient ten  dance à tourner en sens inverse l'un de l'autre.  



  Toutefois, les deux machines     TI    et     T2     étant de même puissance et les rotors étant  fixés rigidement sur l'arbre A, les couples dé-           veloppés    par ces deux machines s'annulent  l'un l'autre, de sorte que l'arbre A reste im  mobile.  



  L'installation comprend également un  groupe récepteur de machines     tournantes    tri  phasées comportant deux machines RI et     R2,     du type à rotor bobiné, de même puissance.  Les stators sont alimentés par le réseau N et  leur branchement est tel que les rotors de ces  machines, fixés sur un arbre commun B, aient  tendance à tourner en sens inverse l'un de  l'autre.  



  Les enroulements des rotors sont reliés à  des bagues<I>a, b,</I> c, fixées sur les arbres A  et B.  



  Le rotor de la machine     TI    est relié élec  triquement par des conducteurs D au rotor de  la machine RI. Ces deux rotors forment une  paire de rotors reliés électriquement entre  eux. La liaison électrique entre ces rotors est  prévue de manière que sur les deux rotors,  les phases se suivent dans le même sens.  



  Les rotors des machines     T2    et     R2    forment  également une paire de rotors reliés entre eux  par des conducteurs E. Cette liaison électrique  est également prévue de manière que les pha  ses des deux rotors se suivent dans le même  sens.  



  L'arbre A est muni d'une manivelle de  commande M, tandis que l'arbre B porte un  engrenage P relié mécaniquement à un organe  dont la position doit être commandée.  



  Le fonctionnement de l'installation décrite  est semblable à celui des installations connues.  En effet, lorsque la manivelle M est déplacée  par exemple dans le sens des aiguilles d'une  montre, les courants engendrés dans le rotor  de la machine Ti, et qui parcourent le rotor  de la machine RI, donnent naissance à un  couple tendant à faire tourner le rotor de cette  machine dans un sens déterminé. Le rotor de  cette machine RI effectue un déplacement an  gulaire de même valeur que celui imposé au  rotor de la machine<I>TI.</I>  



  Ce même déplacement angulaire de la ma  nivelle M engendre des courants dans le rotor  de la machine<I>T2</I> qui traversent le rotor de la  machine     R,    et engendrent un couple tendant    à faire tourner l'arbre B dans le même sens  que le couple engendré dans la machine RI.  



  En conséquence, à chaque déplacement  angulaire de la manivelle M correspond un  déplacement angulaire de même valeur et de  même vitesse de l'engrenage P. Toutefois,  lorsque le couple à transmettre dépasse le  couple que les machines peuvent engendrer, et  qu'en conséquence les machines couplées  électriquement entre elles   décrochent  , les  arbres<I>A</I> et<I>B</I> de l'installation décrite ne sont  pas soumis, comme cela est le cas dans les  installations connues, à un couple provoquant  leur rotation puisque, lorsque les machines du  transmetteur ont   décroché   des machines du  groupe récepteur, les couples engendrés par  les machines de chaque groupe     TI    et<I>T.,</I> d'une  part, et RI et     R.,    d'autre part, sont égaux et  de sens opposé.

   Ainsi l'installation décrite pré  sente le grand avantage que les parties rotati  ves des groupes transmetteur et récepteur sont  parfaitement stables et n'ont aucune tendance  à la rotation, même lorsque les groupes   dé  crochent   du fait que le couple à transmettre  est plus grand que le couple maximum trans  missible.  



  De plus, le prix d'une telle installation  n'est pratiquement pas plus élevé que celui  d'une installation comportant une seule ma  chine de puissance double comme transmet  teur et une seule machine également de puis  sance double comme récepteur.  



  En outre, les essais effectués ont prouvé  que ces groupes sont parfaitement stables, que  le couple transmissible est de même valeur que  celui d'une installation de même puissance de  type connu et comportant seulement deux  machines tournantes triphasées reliées électri  quement.  



  Enfin, ces essais ont permis de constater  un effet d'amplification du couple transmis,  lorsqu'on décale d'un certain angle les rotors  du transmetteur l'un par rapport à l'autre. Le  couple maximum que le groupe récepteur est  à même de fournir reste le même, mais, par  contre, le couple correspondant qui doit être  fourni par le transmetteur diminue et peut  même devenir pratiquement nul. L'énergie      fournie par le récepteur est alors empruntée au  réseau N et le transmetteur joue le rôle d'une  vanne électrique sans consommation d'énergie  à transmettre.  



  Le décalage des rotors dont il est question  ci-dessus se fait dans un sens qui dépend du  branchement des machines et sa valeur angu  laire maximum correspond à la moitié de  l'écartement angulaire entre les pôles du sta  tor ou inducteur.  



  Dans une variante d'exécution de l'instal  lation décrite chaque groupe transmetteur et  récepteur pourrait comporter un même nom  bre pair de machines dont les rotors seraient  reliés électriquement deux à deux. Le bran  chement de     ces    machines doit évidemment  être prévu de manière que 50 % des machines  d'un groupe aient tendance à tourner en sens  inverse des autres 50 % des machines de ce  groupe.  



  Enfin, au cours des essais pratiques effec  tués, on a constaté qu'il y avait avantage à  prévoir les enroulements des inducteurs des  groupes transmetteur et récepteur pour une  tension égale à celle du réseau d'alimentation  divisée par le nombre de machines d'un groupe  et de sortir chaque extrémité des enroule  ments inducteurs. On a alors, par exemple  dans le cas de groupes transmetteur et récep  teur comportant chacun deux machines, la  possibilité de brancher les enroulements cor  respondants des machines du même groupe en  série et de former ainsi une seule étoile dont  chaque branche est formée d'un enroulement  de chacune des deux machines. On obtient de  cette manière un couplage plus serré et plus  rigide des deux machines, ce qui présente des  avantages évidents.

   De plus, chaque enroule  ment inducteur peut être prévu seulement pour  la demi-tension du réseau d'alimentation.



      Electric Torque Transmission Installation The present invention relates to a torque transmission installation which comprises, like certain known installations, a three-phase transmitter provided with a control member for the movements of its rotor and a three-phase receiver including the rotor. actuates an actuator, this transmitter and this receiver being electrically connected to each other.

   One of the serious drawbacks of this type of installation is due to the fact that when the torque to be transmitted exceeds a given maximum value, which is a function of the power of the transmitter and receiver, and that they stall, their rotors are then driven. rotating by the rotating field of their respective inductor, which constitutes a serious danger of accidents for the person who activates the control member of the transmitting group.



  All manufacturers have been seeking, for many years now, to remedy this serious drawback, but to date, the solutions proposed have resulted in either a great complication of the installations and therefore an appreciable increase in their price, or a very significant increase. reduction of the transmissible torque.



  The present invention relates to an installation of the type described and which tends to obviate the drawbacks mentioned by the fact that the transmitter and the receiver each comprise a group of machines comprising an even number of three-phase machines of the same power with wound rotors, by the the fact that the machines of the same group are mechanically linked to each other and by the fact that these machines are connected in such a way that, when the machines of the transmitter unhook from the machines of the receiver, in each group one half of the ma China tends to drive the control unit,

   respectively the actuating member in the opposite direction to the other, so that these control and actuating members remain stationary.



  The single figure of the appended drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the installation according to the invention.



  This installation comprises a transmitter group of three-phase rotating machines comprising two TI and T2 machines of the same power, the rotors of which are mounted on a common shaft A. These machines are of the wound rotor type and their stators or inductors are supplied by a three-phase network N. These two machines are connected in such a way that their rotors or armatures tend to turn in the opposite direction to each other.



  However, the two machines TI and T2 being of the same power and the rotors being rigidly fixed on the shaft A, the torques developed by these two machines cancel each other out, so that the shaft A stay still.



  The installation also includes a receiving group of three-phase rotating machines comprising two machines RI and R2, of the wound rotor type, of the same power. The stators are supplied by the network N and their connection is such that the rotors of these machines, fixed on a common shaft B, tend to rotate in the opposite direction to each other.



  The rotor windings are connected to rings <I> a, b, </I> c, fixed on the shafts A and B.



  The rotor of the TI machine is electrically connected by conductors D to the rotor of the RI machine. These two rotors form a pair of rotors electrically connected to each other. The electrical connection between these rotors is provided so that on both rotors, the phases follow each other in the same direction.



  The rotors of machines T2 and R2 also form a pair of rotors connected to one another by conductors E. This electrical connection is also provided so that the phases of the two rotors follow each other in the same direction.



  Shaft A is provided with a control crank M, while shaft B carries a gear P mechanically connected to a member whose position must be controlled.



  The operation of the installation described is similar to that of known installations. Indeed, when the crank M is moved for example in the direction of clockwise, the currents generated in the rotor of the machine Ti, and which travel through the rotor of the machine RI, give rise to a torque tending to make turn the rotor of this machine in a determined direction. The rotor of this RI machine performs an angular displacement of the same value as that imposed on the rotor of the <I> TI machine. </I>



  This same angular displacement of the level M generates currents in the rotor of the machine <I> T2 </I> which pass through the rotor of the machine R, and generate a torque tending to rotate the shaft B in the same meaning that the torque generated in the machine RI.



  Consequently, each angular displacement of the crank M corresponds to an angular displacement of the same value and the same speed of the gear P. However, when the torque to be transmitted exceeds the torque that the machines can generate, and that consequently the machines electrically coupled to one another stall, the shafts <I> A </I> and <I> B </I> of the installation described are not subjected, as is the case in known installations, to a torque causing their rotation since, when the machines of the transmitter have unhooked from the machines of the receiving group, the torques generated by the machines of each group TI and <I> T., </I> on the one hand, and RI and R., d on the other hand, are equal and of opposite meaning.

   Thus the installation described has the great advantage that the rotating parts of the transmitter and receiver groups are perfectly stable and have no tendency to rotate, even when the groups lose their way due to the fact that the torque to be transmitted is greater than the maximum transmissible torque.



  Moreover, the price of such an installation is practically no higher than that of an installation comprising a single machine of double power as transmitter and a single machine also of double power as receiver.



  In addition, the tests carried out have shown that these units are perfectly stable, that the transmissible torque is of the same value as that of an installation of the same power of known type and comprising only two three-phase rotating machines connected electrically.



  Finally, these tests made it possible to observe an effect of amplification of the transmitted torque, when the rotors of the transmitter are offset by a certain angle with respect to one another. The maximum torque that the receiver unit is able to provide remains the same, but, on the other hand, the corresponding torque which must be supplied by the transmitter decreases and may even become practically zero. The energy supplied by the receiver is then borrowed from the network N and the transmitter acts as an electric valve without consuming energy to transmit.



  The offset of the rotors in question above takes place in a direction which depends on the connection of the machines and its maximum angular value corresponds to half of the angular separation between the poles of the stator or inductor.



  In an alternative embodiment of the installation described, each transmitter and receiver group could include the same even number of machines whose rotors are electrically connected in pairs. The connection of these machines must obviously be planned so that 50% of the machines in a group tend to turn in the opposite direction to the other 50% of the machines in this group.



  Finally, during the practical tests carried out, it was found that it was advantageous to provide the windings of the inductors of the transmitter and receiver groups for a voltage equal to that of the supply network divided by the number of machines of a group and take out each end of the field windings. We then have, for example in the case of transmitter and receiver groups each comprising two machines, the possibility of connecting the corresponding windings of the machines of the same group in series and thus forming a single star, each branch of which is formed by a winding of each of the two machines. In this way, a tighter and more rigid coupling of the two machines is obtained, which has obvious advantages.

   In addition, each inductor winding can be provided only for the half-voltage of the supply network.

 

Claims (1)

REVENDICATION Installation électrique de transmission de couples comportant un transmetteur triphasé dont les déplacements du rotor sont comman dés par un organe de commande et un récep teur triphasé dont le rotor actionne un organe d'actionnement, ce transmetteur et ce récep teur étant reliés électriquement entre eux, ca ractérisé par le fait que le transmetteur et le récepteur comportent chacun un groupe de machines comprenant un nombre pair de ma chines triphasées de même puissance à rotors bobinés, par le fait que les machines d'un même groupe sont reliées mécaniquement les unes aux autres et par le fait que ces machines sont branchées de manière que, lorsque les machines du transmetteur décrochent des ma chines du récepteur, CLAIM Electrical installation for transmitting torque comprising a three-phase transmitter whose movements of the rotor are controlled by a control member and a three-phase receiver whose rotor actuates an actuator, this transmitter and this receiver being electrically connected to each other , this is characterized by the fact that the transmitter and the receiver each comprise a group of machines comprising an even number of three-phase machines of the same power with wound rotors, by the fact that the machines of the same group are mechanically connected to each other. others and by the fact that these machines are connected in such a way that, when the transmitter machines go off hook from the receiver machines, dans chaque groupe une moitié des machines ait tendance à entraîner l'organe de commande, respectivement l'or gane d'actionnement, en sens inverse de l'au tre, ' de sorte que ces organes de commande et d'actionnement restent immobiles. SOUS-REVENDICATIONS 1. Installation selon la revendication, ca ractérisée par le fait que chaque groupe com prend deux machines de même puissance. 2. Installation selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisée par le fait que les rotors des machines de chaque groupe sont fixés rigidement sur un arbre commun. in each group one half of the machines tends to drive the control member, respectively the actuator member, in the opposite direction to the other, so that these control and actuator members remain stationary. SUB-CLAIMS 1. Installation according to claim, characterized by the fact that each group comprises two machines of the same power. 2. Installation according to claim and sub-claim 1, characterized in that the rotors of the machines of each group are rigidly fixed on a common shaft. 3. Installation selon la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les enroulements correspondants des inducteurs d'un même groupe de machines sont branchés en série de manière à former une seule étoile dont chaque branche com prend en série un enroulement de chacune des machines du groupe. 3. Installation according to claim and sub-claims 1 and 2, characterized in that the corresponding windings of the inductors of the same group of machines are connected in series so as to form a single star, each branch of which takes in series a winding of each of the machines of the group.
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