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.