CH366891A - Procédé pour le démarrage et le réglage de la vitesse d'une machine électrique synchrone et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Procédé pour le démarrage et le réglage de la vitesse d'une machine électrique synchrone et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé

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CH366891A
CH366891A CH601460A CH601460A CH366891A CH 366891 A CH366891 A CH 366891A CH 601460 A CH601460 A CH 601460A CH 601460 A CH601460 A CH 601460A CH 366891 A CH366891 A CH 366891A
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Haeberli Peter
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Haeberli Peter
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description


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 Procédé pour le démarrage et le réglage de la vitesse d'une    machine   électrique    synchrone   et    installation   pour la    mise   en    aeuvre   de ce procédé La présente    invention   a pour objet un procédé pour le démarrage et le réglage de la vitesse d'une machine électrique synchrone dont l'enroulement    sta-      torique   est alimenté par l'intermédiaire d'un convertisseur statique de fréquence constitué par deux convertisseurs statiques à soupapes contrôlées, l'un redresseur et l'autre onduleur. 



  Lorsqu'une telle machine fonctionne en moteur, le convertisseur relié à la source d'alimentation fonctionne en redresseur et le convertisseur relié à l'enroulement    statorique   en onduleur. Pour le fonctionnement de la machine en génératrice, les rôles des convertisseurs sont intervertis. La vitesse d'une telle machine peut être réglée en faisant varier le niveau d'énergie transmise entre ladite source et l'enroulement    statorique.   



  Les deux convertisseurs statiques formant le convertisseur de fréquence peuvent être formés chacun par un pont à double voie, et être    reliés   entre eux de manière que l'énergie puisse être    transmise   dans les deux sens. Chaque pont peut être muni d'un dispositif de    commande   individuel et le réglage de la vitesse et du couple de la machine synchrone est obtenu en agissant convenablement sur le dispositif de commande de chacun des deux ponts. 



  Lorsqu'une telle machine fonctionne en moteur, la commutation des soupapes constituant l'onduleur est en général assurée par la tension induite dans l'enroulement    statorique,   tandis que la commutation des soupapes du redresseur    se   fait au moyen d'une tension de référence correspondant à une vitesse désirée du moteur. Ladite tension induite étant proportionnelle à la vitesse de la machine, il est évident qu'en dessous d'une certaine vitesse, elle devient insuffisante pour vaincre les chutes de tension dans les enroulements et aux    bornes   des soupapes, et par conséquent, ne peut plus assurer la commutation de ces dernières. Ceci pose    évidemment   le problème du réglage de la vitesse d'un tel moteur lorsqu'il tourne à faible vitesse.

   Un    deuxième   problème est celui du démarrage. 



  On voit donc que dans le cas du fonctionnement de la machine en moteur, on peut    distinguer   deux modes de fonctionnement très    différents.   Le premier mode correspond à la marche du moteur aux faibles vitesses, comprises entre l'arrêt et une vitesse déterminée, lorsque la force électromotrice développée dans l'enroulement    statorique   n'est pas suffisante pour assurer la    commutation   des soupapes de l'onduleur. Le deuxième mode est celui qui correspond à la marche du moteur à partir de cette vitesse déterminée lorsque ladite force électromotrice est suffisante pour assurer la commutation des soupapes de l'onduleur.

   L'ensemble formé par le moteur synchrone et l'onduleur relié à son enroulement    statorique   se comporte alors comme une machine à courant continu dont les balais sont légèrement décalés par rapport à la ligne neutre. 



  Il en résulte donc que, pour le démarrage et le réglage de la vitesse pendant le premier mode de fonctionnement, la    commutation   de l'onduleur,    c'est-à-      dire   du convertisseur statique    relié   à l'enroulement    statorique   de la machine, doit se faire de manière que l'enroulement    statorique   soit    alimenté   par une tension dont la fréquence varie entre zéro et une fréquence correspondant à une vitesse déterminée pour laquelle la tension induite est suffisante pour assurer la commutation de l'onduleur. Pour cela, il suffit de disposer d'un générateur délivrant des signaux à fréquence variable, destiné à contrôler la phase des impulsions commandant les soupapes de l'onduleur.

   En modifiant la fréquence de ces signaux, 

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 on modifie la fréquence de la tension d'alimentation de l'enroulement    statorique   et par conséquent la vitesse du champ    tournant   engendré dans celui-ci. La vitesse de la machine dans ce premier mode de fonctionnement dépend donc uniquement de la vitesse du champ    tournant,   c'est-à-dire de la fréquence d'alimentation de l'enroulement    statorique.   Il n'est donc pas tenu compte de la charge de la machine,    c'est-à-dire   du couple résistant. Ceci est évidemment un inconvénient surtout lors du démarrage de celle-ci et en particulier lorsque la charge augmente progressivement.

   En effet la charge peut empêcher le rotor de la machine de suivre l'augmentation progressive de la vitesse du champ    stato-      rique,   ce qui provoque l'augmentation de l'angle de charge électrique    P   de la machine au-delà de la zone de stabilité et par conséquent le décrochage. 



  L'invention a pour but de fournir un procédé pour le démarrage d'une machine    synchone   aussi bien sous charge constante ou variable qu'à vide, et pour le réglage de sa vitesse. Ce procédé est caractérisé par le fait que, pendant un premier mode de fonctionnement de la machine compris entre l'arrêt et une vitesse déterminée pour laquelle la tension induite dans l'enroulement    statorique   est suffisante pour    effectuer   la commutation desdites soupapes, on alimente l'enroulement    statorique,   par l'intermédiaire dudit convertisseur, au moyen d'une tension dont on module la fréquence de manière que l'angle de charge de la machine varie entre deux valeurs déterminées, et on augmente le courant d'excitation jusqu'à une valeur maximum déterminée, et par le fait que,

   pendant un deuxième mode de fonctionnement compris entre ladite vitesse déterminée et une    vitesse   maximum, on alimente l'enroulement    statorique   au moyen d'une tension dont la fréquence correspond à la fréquence de la tension induite dans cet enroulement. 



  L'invention a également pour objet une installation pour la    mise   en    oeuvre   de ce procédé, comprenant une machine synchrone dont les enroulements    statorique   et    rotorique   sont reliés à une source extérieure d'énergie, par l'intermédiaire, respectivement, d'un convertisseur statique de fréquence et d'un    redresseur   contrôlé, ledit convertisseur de fréquence    étant   constitué par deux convertisseurs statiques à soupapes contrôlées, l'un redresseur, l'autre onduleur, reliés entre eux de manière à permettre un    transfert   d'énergie dans les deux sens entre ladite source et l'enroulement    statorique,

     les électrodes de contrôle de chacun des deux convertisseurs statiques et du redresseur contrôlé étant reliées à un dispositif de commande individuel capable de délivrer des impulsions de tension à phase contrôlée, une source de tension continue délivrant une tension de référence pouvant être modifiée à volonté et permettant de contrôler la phase des impulsions délivrées par les dispositifs commandant les soupapes du convertisseur statique et du redresseur contrôlé    reliés   à la source extérieure d'énergie,

   carac-    térisée   par le fait que le dispositif commandant les soupapes du convertisseur relié à l'enroulement    sta-      torique   est connecté à un dispositif de commutation électronique    permettant   de le relier soit à l'enroulement    statorique,   lorsque la vitesse de la machine est au moins égale à ladite vitesse    déterminée,   soit à un générateur de signaux déphasés, alimenté par un oscillateur à onde rectangulaire dont la fréquence dépend de ladite tension de référence, lorsque la vitesse de la machine est inférieure à ladite vitesse    déterminée,

     ledit générateur étant relié à un dispositif détectant la position angulaire du rotor de la machine et étant agencé de manière que la fréquence à laquelle il délivre lesdits signaux déphasés soit modulée en fonction de deux valeurs de l'angle de charge de la machine. 



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, le schéma électrique d'une forme d'exécution de l'installation pour la mise en    oeuvre   du procédé selon l'invention. 



  L'enroulement    statorique   S de la machine synchrone M est relié, par l'intermédiaire d'un convertisseur de fréquence statique C et d'un transformateur Tl à un réseau d'alimentation monophasé A. Le convertisseur de fréquence C est constitué, en l'occurrence, par deux convertisseurs statiques Cl et C2, chacun sous forme d'un pont à double voie, dit pont de    Graetz,   respectivement triphasé et monophasé. 



  Le    convertisseur   Cl comprend six soupapes contrôlées, en l'occurrence six soupapes à semi-conducteur 1 à 6, dont les électrodes de contrôle sont reliées à un dispositif de commande CC,. Le convertisseur Cl est relié au    convertisseur      C2   par l'intermédiaire d'une inductance L, destinée à filtrer des harmoniques, de courant. Le    convertisseur      C2   qui est, d'autre part, relié au secondaire du transformateur Tl, comprend quatre soupapes contrôlées, en l'occurrence quatre soupapes à    semi-conducteur   7 à 10, dont les électrodes de contrôle sont reliées à un dispositif de commande CC.. 



  On voit donc que le convertisseur C est à la fois un convertisseur de fréquence et un convertisseur de phase destiné à convertir une tension monophasée d'une fréquence donnée en une tension triphasée d'une autre fréquence et vice versa. Il va sans dire que dans le cas d'un réseau d'alimentation triphasé, le convertisseur    Cr   serait aussi triphasé. 



  L'entrée du dispositif de commande    CC2   est reliée à la tension monophasée d'alimentation, par l'intermédiaire d'un dispositif de déphasage 12 et d'un transformateur de phase    Ts.   Le dispositif 12 est destiné à contrôler la phase des impulsions délivrées par le dispositif    CC2,   par rapport à la tension d'alimentation, et cela au moyen d'une tension continue appliquée à l'une de deux de ses entrées 12a et 12b reliées, respectivement, au curseur 13a d'un potentiomètre 13 alimenté par une source non représentée, et à une bascule    bistable   14 dont l'entrée 14a est 

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 reliée à un générateur 20.

   Le choix de l'une ou l'autre des deux entrées 12a et 12b est fait au moyen d'un signal appliqué à une troisième entrée 12c et délivré par une bascule 15 à la suite de la présence simultanée aux entrées 15a et 15b de cette bascule des signaux délivrés par des dispositifs 16 et 17 en fonction, respectivement, de la tension induite    dans   l'enroulement    statorique   et du courant circulant entre les deux convertisseurs Cl et    G.   



  La troisième entrée 15c de la bascule 15 est reliée à un dispositif 18 commandé par un interrupteur 11 et destiné à délivrer des signaux dont le rôle sera expliqué ci-après. Les signaux délivrés par le dispositif 17 sont également appliqués à l'entrée 146 de la bascule 14. 



  L'entrée du dispositif de commande CC, est susceptible d'être reliée par l'intermédiaire d'un dispositif de commutation 19, à l'enroulement    stato-      rique,   par l'intermédiaire d'un transformateur de phase    T.l,   d'une part, et à la sortie du générateur de signaux déphasés 20, d'autre part. Pour faciliter la compréhension, le dispositif de commutation 19, qui est en réalité un dispositif de commutation électronique, donc statique, est représenté sur le dessin sous forme d'un    commutateur   mécanique à deux positions    l9a   et 19b. Il est commandé de la même manière que l'entrée 12c du dispositif 12. 



     Le   générateur 20 est alimenté par un oscillateur 21, à onde rectangulaire, dont la fréquence est proportionnelle à la tension de référence du potentiomètre 13, et est agencé de manière à délivrer, cycliquement, des signaux déphasés dont le nombre dans la période est égal au nombre de soupapes du    convertisseur   Cl, en l'occurrence six.

   La durée des signaux est prévue de manière qu'il se produise une coïncidence de certains d'entre eux et cela dans un ordre déterminé, notamment dans l'ordre 2-3-2-3, etc., de manière à obtenir dans l'enroulement    stato-      rique   un champ tournant par intermittence dont l'avancement intermittent est de    301-.   Le générateur 20 est, d'autre part, relié à un dispositif 22 solidaire en rotation du rotor R de la machine et destiné à détecter la position de celui-ci dans l'espace.

   Un interrupteur 23 permet, lorsqu'il est fermé, d'inverser l'ordre cyclique des signaux de commande    délivrés   par le générateur 20 et par conséquent le sens de rotation du champ    tournant   dans l'enroulement    sta-      torique,   c'est-à-dire le sens de rotation de la machine M. 



  L'enroulement    rotorique   R de la    machine   M est relié, par l'intermédiaire d'un convertisseur statique    C.i   et d'un transformateur    T.2   au réseau d'alimentation A. Le    convertisseur      C3   comprend deux soupapes contrôlées, notamment deux soupapes 24 et 25 à semi-conducteur, dont les électrodes de contrôle sont reliées à un dispositif de commande    CC3   capable de délivrer des impulsions de tension dont la phase est contrôlée par le potentiomètre 13.    Le   démarrage de la machine synchrone M au moyen de l'installation décrite et représentée est obtenue de la manière suivante Avant le démarrage, tous les organes de l'installation occupent leur position représentée sur le dessin.

   Par conséquent, le curseur lia du potentiomètre 13 se trouve    dans   la position 0 pour laquelle aucune tension n'est délivrée par le potentiomètre. Le déplacement du curseur lia de la position 0 en direction de la position I a pour conséquence la mise en marche de l'oscillateur 21 et l'allumage des soupapes 24 et 25 du convertisseur    C3.   L'enroulement    rotorique   R est donc parcouru par un courant d'excitation dont la valeur dépend de la tension prélevée sur le potentiomètre 13. Le générateur 20, alimenté par l'oscillateur 21, commence donc à émettre des signaux déphasés à la fréquence de celui-ci. Le dispositif CC, délivre, par conséquent, des impulsions destinées à allumer des soupapes du convertisseur Cl, dont la phase est contrôlée par lesdits signaux.

   A la suite des deux    premiers   signaux dont la coïncidence est assurée pendant un certain temps, deux des six soupapes sont allumées et, par conséquent, deux des trois phases de l'enroulement    statorique   sont parcourues par le courant, ce qui    détermine   la position de    départ   du champ    tournant   engendré dans l'enroulement    statorique.   Lorsque la troisième soupape sera allumée à la suite du troisième signal coïncidant avec les deux premiers, donc lorsque la troisième phase de l'enroulement sera parcourue par le courant, le champ tournant avancera de    30    électriques.

   Pour pouvoir de nouveau faire avancer le champ de    3011,   il est nécessaire d'éteindre les trois soupapes allumées et d'en allumer deux autres, c'est-à-dire d'effectuer la commutation des soupapes du convertisseur Cl. Pour effectuer cette commutation, il est nécessaire d'arrêter le courant    continu   circulant entre les deux ponts Cl et    Cz.   Ceci peut être obtenu soit en bloquant toutes les soupapes du convertisseur    C2,   soit en faisant basculer ce dernier de redresseur en onduleur. C'est cette dernière méthode qui est    utilisée   et cela au moyen de la bascule 14 contrôlée par le générateur 20.

   Chaque fois que le nombre des signaux    coïncidants,   délivrés par ce    dernier   et appliqués à l'entrée 14a de la bascule, passe de trois à deux, la bascule 14 passe dans son état stable pour lequel le signal appliqué à l'entrée 12b du dispositif 12 provoque un déphasage des impulsions délivrées par CC. correspondant au fonctionnement du convertisseur C., en onduleur. Il en résulte donc un    bas-      culement   du convertisseur    C.,   de redresseur en    ondu-      leur   et par conséquent une diminution jusqu'à zéro du courant redressé.

   Lorsque ce    dernier   est arrêté, le dispositif 17 délivre un signal qui, appliqué à l'entrée lob de la bascule 14, fait    rebâsculer   cette dernière dans son état pour lequel le signal appliqué à l'entrée 12b du dispositif 12 provoque un déphasage des impulsions délivrées par le dispositif CC,, 

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 correspondant au fonctionnement du convertisseur    Cz   en redresseur. Il en résulte donc un    rebascule-      ment   du    convertisseur      C,   d'onduleur en redresseur. 



  Il est à remarquer que le dispositif 17 est agencé de manière que le signal qu'il délivre soit retardé par rapport à l'arrêt du courant redressé et cela pendant un temps nécessaire pour la    désionisation.   D'autre part, le signal délivré par la bascule 14 est prévu de manière que le déphasage des impulsions délivrées par le dispositif    CCz   corresponde au fonctionnement du convertisseur    C.   en redresseur sensiblement à fond. 



  L'allumage de deux autres soupapes du convertisseur Cl étant donc effectué (par deux nouveaux signaux du générateur 20), le champ avancera de nouveau de 300. Lorsqu'une troisième soupape sera allumée, à la suite d'un nouveau signal du générateur 20, le champ avancera de nouveau de    30 .   



  Comme on le voit, grâce à la    coïncidence   des signaux délivrés par le générateur 20 et cela dans l'ordre    2-3-2-3-etc.,   on obtient un champ tournant    statorique   avançant par saccades de 300, au lieu de    60    comme cela devrait être normalement vu le nombre de soupapes du convertisseur Ci. II est évident que le passage de deux ou trois soupapes allumées ne nécessite pas à proprement parler une commutation des autres soupapes.

   Il en résulte donc que pendant un cycle complet du champ    statorique,   c'est-à-dire douze avancements de    3011,   il est nécessaire    d'effectuer   six extinctions des soupapes du convertisseur    C,   donc six basculements du convertisseur    C.   de redresseur en onduleur et vice versa. 



  Il va sans dire qu'en augmentant le nombre de phases du stator et le nombre de soupapes du convertisseur Cl, on pourrait augmenter le nombre d'avancements par cycle du champ, donc diminuer l'angle d'avancement de celui-ci. 



  Le générateur 20 est agencé de manière que la fréquence des signaux qu'il délivre, dépende de l'angle de charge 5 de la machine et cela de la manière suivante Le générateur 20 alimenté par l'oscillateur 21 délivre des signaux déphasés à la fréquence de    celui-      ci   et cela tant que la valeur de l'angle de charge    (3   reste inférieure à    90,1.   Cette valeur est détectée en comparant la position du champ    statorique   avec celle du rotor qui est détectée par le dispositif 22. Dès que la valeur de l'angle    (3   atteint 900, le générateur cesse de délivrer de nouveaux signaux tout en maintenant les signaux qu'il délivre en ce moment. La valeur minimum de l'angle de charge détectable est de 300. 



  Ainsi, lorsqu'à la suite d'avancements successifs de    30    du champ    statorique   et de l'immobilité du rotor, l'angle de charge détecté atteindra 900, le générateur cessera d'émettre de nouveaux signaux. Le champ    statorique   cessera donc d'avancer. Le couple développé par la machine et qui est fonction du courant d'excitation, tend à faire    tourner   le rotor de manière à rattraper le champ    statorique.   Le rotor commence donc à tourner, son mouvement étant accéléré par l'augmentation progressive du couple moteur due au déplacement    progressif   du curseur 13a.

   Lorsque à la suite du déplacement du rotor, l'angle de charge détecté sera de 600 (la variation minimum détectable étant de    30o),   le générateur 20 recommencera à émettre de nouveaux signaux, ce qui aura pour conséquence l'avancement du champ    statorique.   Lorsque l'angle de charge sera de nouveau de    90 ,   le générateur cessera d'émettre des nouveaux signaux pour permettre au rotor de diminuer le retard sur le champ    statorique   et ainsi de suite. 



  Il est à remarquer que l'oscillateur 21 est agencé de manière que, dès sa mise en marche et jusqu'à ce que le curseur 13a soit dans la position I, sa fréquence reste la même. II en résulte donc que dans cette zone de la tension de référence (tension du potentiomètre 13), la vitesse de la machine est modifiée uniquement par la variation du courant d'excitation. 



  Suivant l'angle de charge de    départ,   il est possible qu'à l'angle détecté de 90  corresponde un angle de charge réel supérieur. En effet, si l'angle de départ    Xl   est inférieur à 30 , donc non détectable, les 900 détectés par la suite correspondront en réalité à un angle de charge réel de 900    -f-   X . Ainsi, il est possible que la machine fonctionne même dans la zone instable (angle de charge plus grand que    90,)   et cela pour une valeur de l'angle    (3   allant jusqu'à 119  (l'angle maximum non détectable étant de    29 )   sans qu'un décrochage se produise. En augmentant la valeur de l'angle minimum détectable, il est possible d'augmenter encore l'angle de charge pour lequel la machine peut fonctionner. 



  Il résulte de ce qui précède, que la fréquence des signaux déphasés, délivrés cycliquement par le générateur 20, est modulée en fonction de l'angle de charge de la machine, notamment en fonction de deux valeurs    déterminées   de celui-ci, en l'occurrence de    60,1   et    90,1.   Ceci revient à dire que la fréquence de la tension alimentant l'enroulement    statorique   est modulée de manière que l'angle de charge de la machine varie entre deux valeurs déterminées. Le commutateur 26    permet   de choisir deux autres valeurs que 60  et    90 .   



  Il est facile de voir qu'à chaque position du curseur 13a dans la zone comprise entre la position 0 et la position I, correspondra donc un courant d'excitation et par conséquent un couple et une vitesse de la machine. Le curseur 13a est amené de la position I à la position II progressivement, voire par intermittence, en laissant chaque fois le temps à la machine pour atteindre la vitesse correspondant à la vitesse de référence définie par la position du curseur. Le dispositif de commande    CC3   est tel que le courant d'excitation soit maximum lorsque le curseur se trouve dans la position I. A partir de cette position, le déplacement du curseur n'influence plus le courant d'excitation qui reste constant.

   L'augmentation de la vitesse de la machine est obtenue alors 

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 en augmentant la fréquence de l'oscillateur 21 et par conséquent la fréquence des signaux de commande délivrés par le générateur 20. En effet, l'oscillateur 21 est agencé de manière que sa fréquence soit proportionnelle à la tension de référence prélevée sur le potentiomètre 13 dans la zone comprise entre la position I et la position II. La fréquence de l'oscillateur correspondant à la position Il du potentiomètre est prévue de manière que la vitesse de la machine soit ladite vitesse déterminée pour laquelle la tension induite dans l'enroulement    statorique   est suffisante pour effectuer la commutation des soupapes du convertisseur Cl.

   Cette valeur de la tension induite est détectée par le dispositif 16, qui délivre un signal de commande, lequel, par l'intermédiaire de la bascule 15, provoque un    bascule-      ment   du commutateur 19 de la position 19a à la position 19b, d'une part, et le blocage de l'entrée 12b du dispositif 12 et l'ouverture de son entrée 12a, d'autre part. Le générateur 20 est donc déconnecté des dispositifs de    commande   CC, et CC., lesquels sont dès ce moment connectés, respectivement, au transformateur T4 et au potentiomètre 13. La commutation des soupapes du convertisseur Cl est dès ce moment commandée au moyen de la tension induite de la machine. Cette dernière passe donc du premier au deuxième mode de fonctionnement.

   Le    dispositif   de commande    CC2   étant relié à la tension de référence, la variation de celle-ci, en déplaçant le curseur 13a entre les positions II et III, permet donc de faire varier la phase des impulsions qu'il délivre et par conséquent la tension continue aux bornes du convertisseur statique Cl, donc la vitesse de la machine M. En effet, cette    dernière   dans ce deuxième mode de fonctionnement, fonctionne comme une machine à courant continu,    c'est-à-      dire   que sa vitesse, en dessous d'une vitesse maximum, est fonction de la tension d'alimentation. 



  Il est à remarquer que le couple à la fin du premier mode de fonctionnement et celui au début du deuxième mode doivent être égaux. Ceci est réalisé en donnant à la tension de référence, en position II, donc à la phase des impulsions commandant les soupapes du convertisseur    C2,   une valeur appropriée. 



  Le freinage de la machine dans ce deuxième mode de fonctionnement est obtenu en fermant l'interrupteur 11. La présence simultanée, aux entrées 15c et 15b de la bascule 15, respectivement, d'un signal délivré par le dispositif 18 et d'un signal délivré par le dispositif 17 provoque le basculement du convertisseur    C2   de redresseur en onduleur, par l'intermédiaire de l'entrée 12d du dispositif 12. 



  Quand au sens de rotation de la machine,    celui-      ci   dépend de la position de l'interrupteur 23. 



  La    diminution   de la tension de référence par le déplacement du curseur 13a en dessous de la position II, provoque le passage du mode II au mode I du fonctionnement de la machine. 



  Comme on le voit par ce qui précède, le procédé pour le démarrage de la machine M et le réglage de sa vitesse dans le premier mode de fonctionnement, consiste à imposer un couple moteur, la vitesse n'étant que la conséquence de ce dernier. Ceci est obtenu en alimentant l'enroulement    statorique   par une tension dont on module la fréquence de manière que l'angle de charge de la    machine   varie entre deux valeurs déterminées, notamment entre 600 et    9011,   et en augmentant progressivement le courant d'excitation jusqu'à une valeur maximum correspondant à la position I du curseur 13a. 



  En d'autres termes, la fréquence d'alimentation de l'enroulement    statorique   de la machine est rendue dépendante de l'angle de charge de celle-ci, ce qui permet d'adapter, à tout moment, la vitesse de la machine à la charge et par conséquent d'éviter tout décrochage qui pourrait se produire à la suite de la    différence   entre cette dernière et le couple développé par la machine. La vitesse de la machine peut être infiniment petite, ce qu'il n'était pas possible d'obtenir par le procédé suivant lequel on impose une vitesse, le couple moteur n'étant que la conséquence de    celle-ci.   Ce procédé décrit permet donc    d'effectuer   le démarrage de la    machine   sous charge et même lorsque cette dernière varie. 



  Dans la description de l'installation, les différents    dispositifs   constituant celle-ci n'ont pas été décrits en détail. Cela provient du fait qu'il s'agit de dispositifs, lesquels, considérés    inviduellement,   sont connus et peuvent, par conséquent, être réalisés de n'importe quelle manière connue leur    permettant   de remplir le rôle qui leur a été attribué.    Ainsi,   les convertisseurs Cl et C, peuvent être constitués par d'autres soupapes contrôlées que les soupapes à semi-conducteur, tels que par exemple des    thyra-      trons,   des    excitrons,   des ignitrons, etc.

   Les dispositifs, de commande CC,,    CC2   et    CC3   peuvent être, par exemple, du type à    selfs   saturables. Le dispositif 17 détecteur de courant redressé peut être, par exemple, un amplificateur magnétique. L'oscillateur 21 à fréquence variable peut être constitué, par exemple, par des corps saturables et des circuits à transistors. Quant aux    dispositifs   14, 15 et 18, ceux-ci peuvent être constitués par des éléments    bistables,   tels que dispositifs    flip-flop,      Schmitt-trigger,   etc. Quant au dispositif 22 destiné à détecter la position du rotor dans l'espace, celui-ci peut être, par exemple, du    type   à    selfs   saturables.

   Le générateur de signaux déphasés 20 peut être constitué, par exemple, par des circuits logiques du type séquentiel.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS I. Procédé pour le démarrage et le réglage de la vitesse d'une machine électrique synchrone dont l'enroulement statorique est alimenté par l'intermédiaire d'un convertisseur statique de fréquence constitué par deux convertisseurs statiques à soupapes contrôlées, l'un redresseur et l'autre onduleur, caractérisé par le fait que, pendant un premier mode de fonctionnement de la machine compris entre l'arrêt et une vitesse déterminée pour laquelle la <Desc/Clms Page number 6> tension induite dans l'enroulement statorique est suffisante pour effectuer la commutation desdites soupapes, on alimente l'enroulement statorique, par l'intermédiaire dudit convertisseur,
    au moyen d'une tension dont on module la fréquence de manière que l'angle de charge de la machine varie entre deux valeurs déterminées, et on augmente le courant d'excitation jusqu'à une valeur maximum déterminée, et par le fait que, pendant un deuxième mode de fonctionnement compris entre ladite vitesse déterminée et une vitesse maximum, on alimente l'enroulement statorique au moyen d'une tension dont la fréquence correspond à la fréquence de la tension induite dans cet enroulement. II.
    Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication I, comprenant une machine synchrone dont les enroulements statorique et roto- rique sont reliés à une source extérieure d'énergie, par l'intermédiaire, respectivement, d'un convertisseur statique de fréquence et d'un redresseur contrôlé, ledit convertisseur de fréquence étant constitué par deux convertisseurs statiques à soupapes.
    contrôlées, l'un redresseur, l'autre onduleur, reliés entre eux de manière à permettre un transfert d'énergie dans les deux sens entre ladite source et l'enroulement statorique, les électrodes de contrôle de chacun des deux convertisseurs statiques et du redresseur contrôlé étant reliées à un dispositif de commande individuel capable de délivrer des impulsions de tension à phase contrôlée, une source de tension continue délivrant une tension de référence pouvant être modifiée à volonté et permettant de contrôler la phase des impulsions délivrées par les dispositfs commandant les soupapes du convertisseur statique et du redresseur contrôlé reliés à la source extérieure d'énergie, caractérisée par le fait que le dispositif (CC,) commandant les soupapes du convertisseur (Cl)
    relié à l'enroulement statorique est connecté à un dispositif de commutation électronique (19) permettant de le relier soit à l'enroulement statorique, lorsque la vitesse de la machine est au moins égale à ladite vitesse déterminée, soit à un générateur de signaux déphasés (20), alimenté par un oscillateur (21) à onde rectangulaire dont la fréquence dépend de ladite tension de référence, lorsque la vitesse de la machine est inférieure à ladite vitesse déterminée, ledit générateur étant relié à un dispositif (22)
    détectant la position angulaire du rotor de la machine et étant agencé de manière que la fréquence à laquelle il délivre lesdits signaux déphasés soit modulée en fonction de deux valeurs de l'angle de charge de la machine. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que ladite fréquence est modulée en agissant sur la phase des impulsions commandant les soupapes du convertisseur statique relié à l'enroulement statorique, au moyen de signaux déphasés dont la fréquence est modulée en fonction de deux valeurs de l'angle de charge détecté. 2.
    Procédé selon la revendication I et la sous- revendication 1, caractérisé par le fait que la fréquence des signaux déphasés est modulée de manière qu'elle soit maximum lorsque l'angle de charge détecté correspond à la plus petite desdites deux valeurs et qu'elle soit nulle lorsqu'il correspond à la plus grande des deux valeurs. 3. Procédé selon la revendication I et les sous- revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la différence entre lesdites deux valeurs de l'angle de charge détecté est égale à l'angle de charge minimum détectable. 4. Procédé selon la revendication I et les sous- revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'angle de charge minimum détectable est de 30". S.
    Procédé selon la revendication I et la sous- revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits signaux déphasés sont délivrés cycliquement, leur durée étant telle qu'il y ait une coïncidence de certains d'entre eux et cela dans l'ordre 2-3-2-3-... 6. Procédé selon la revendication I et la sous- revendication 1, caractérisé par le fait que, pendant le premier mode de fonctionnement de la machine, la phase des impulsions commandant les soupapes du convertisseur statique relié a une source d'énergie, est contrôlée de manière qu'elle ne peut avoir que l'une ou l'autre des deux valeurs déterminées. 7.
    Procédé selon la revendication I et les sous- revendications 1 et 6, caractérisé par le fait que l'extinction des soupapes du convertisseur statique relié à l'enroulement statique, lors de leur commutation dans le premier mode de fonctionnement, est obtenue en faisant basculer, au moyen desdites deux valeurs déterminées de la phase, de redresseur en onduleur et vice versa le convertisseur statique relié à la source d'énergie. 8.
    Procédé selon la revendication I et les sous- revendications 1 et 6, caractérisé par le fait que la phase des impulsions commandant les soupapes du convertisseur statique relié à la source d'énergie, dans le deuxième mode de fonctionnement, est choisie de manière que le couple développé par la machine au début du deuxième mode soit le même que celui à la fin du premier mode. 9.
    Installation selon la revendication II, caractérisée par le fait que, dans le premier mode de fonctionnement, ledit générateur de signaux déphasés est relié, par l'intermédiaire d'une bascule bistable, au dispositif commandant les soupapes du convertisseur statique relié à la source d'énergie, ladite bascule étant agencée de manière que l'un de ses deux états stables donne lieu à des impulsions dont la phase correspond au fonctionnement de ce convertisseur en redresseur, l'autre état stable donnant lieu à des impulsions dont la phase correspond au fonctionnement en onduleur. <Desc/Clms Page number 7> 10.
    Installation selon la revendication II, caractérisée par le fait que ledit générateur délivre des signaux à une fréquence maximum déterminée lorsque l'angle de charge détecté corespond à la plus petite desdites deux valeurs, et à une fréquence nulle lorsque l'angle de charge détecté correspond à la plus grande des deux valeurs. I1. Installation selon la revendication II, caractérisée par le fait que ledit générateur et ledit dispositif détectant la position angulaire du rotor sont agencés de manière que l'angle de charge minimum qui peut être détecté soit de 30o.
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