Machine asynchrone synchronisée, avec appareil de démarrage et d'accrochage combiné. Cette invention a pour objet une machine asynchrone synchronisée, à rotor muni d'un enroulement triphasé, pouvant fonctionner comme réceptrice ou comme génératrice, avec appareil de démarrage et d'accrochage combiné établi de manière à permettre de mettre en court- circuit l'enroulement de la troisième phase du rotor qui n'est pas utilisée dans le fonc tionnement en machine synchrone, de faon à faire fonctionner cet enroulement comme amortisseur dans la marche en génératrice, ou dans la marche en réceptrice, pour aug menter la stabilité de la machine dans ce dernier cas et en faciliter le réaccrochage.
L'appareil précité peut être réalisé de faon à comporter deux résistances de dé marrage et une résistance auxiliaire, en vue que dans le couplage en parallèle de géné ratrices, il permette d'intercaler dans les en roulements du rotor les résistances de dé marrage, d'éliminer successivement ces résis tances pour mettre finalement ces enroule ments en court-circuit, d'amener le courant continu nécessaire à l'excitation à ces enrou lements, par l'intermédiaire d'une résistance auxiliaire, de rompre ensuite le court-circuit et d'éliminer finalement lesdites résistances auxiliaires.
Puis, dans le cas du démarrage et de l'accrochage de machines réceptrices, il permet, avant de rompre le court-circuit des enroulements du rotor, d'amener aux bornes de ces enroulements. le courant continu d'excitation par l'intermédiaire de la résis tance auxiliaire que l'on élimine après que le court-circuit des enroulements du rotor a été rompu.
La mise en court-circuit de l'enroulement de la troisième phase du rotor que permet de réaliser l'appareil précité, a pour effet d'assurer à la machine fonctionnant en gé nératrice, les avantages qu'offre la présence d'un enroulement amortisseur dans la marche en parallèle de plusieurs unités et dans le fonctionnement des génératrices à courant monophasé. D'autre part, elle augmente con sidérablement la stabilité du fonctionnement dans la marche en réceptrice. En effet, si lors de la, marche en moteur synchrone sans amortisseur, une surcharge exagérée ou une baisse excessive de tension surviennent, qui amènent la machine au delà de son couple maximum, il y a décrochage. Cepen dant la machine continue alors à tourner en moteur asynchrone à rotor monophasé débitant sur l'excitatrice.
En raison du couple maxi mum très élevé des moteurs asynchrones synchronisés dans le fonctionnement en mo teur asynchrone à rotor triphasé, le couple maximum dans le fontionnement en asyn chrone à rotor monophasé est encore supé rieur au couple maximum du moteur syn chrone; néanmoins, ce fonctionnement est assez précaire. La mise en court-circuit sur elle-même de la troisième phase du rotor a pour effet de permettre à la machine de fonctionner lors d'un décrochage, en moteur asynchrone à rotor diphasé, dissymétrique il est vrai, mais lui assurant néanmoins un couple maximum beaucoup plus élevé, un glissement plus faible que dans le fonction nement à rotor monophasé et par suite une possibilité de réaccrochage beaucoup plus grande lorsque la surcharge ou la baisse de tension ont disparu.
Au dessin annexé, donné à titre d'exemple: La fig. 1 est une vue schématique d'une machine asynchrone synchronisée avec appareil de démarrage et d'accrochage combiné, le rotor de la machine comportant un enroule ment triphasé en étoile; La fig. 2 montre les diverses connexions pouvant être établies successivement avec cet appareil; Les fig. 3 et 4 sont des figures ana logues aux fig. 1 et 2, respectivement, cor respondant au cas d'une machine dont le rotor comporte un enroulement triphasé en triangle La fig. 5 montre une variante simplifiée de l'appareil de démarrage et d'accrochage combiné; La fig. 6 montre les diverses connexions pouvant être établies successivement avec cette variante d'appareil.
L'appareil de démarrage et d'accrochage combiné de la forme d'exécution représentée à la fig. 1 comporte un plot supplémentaire a relié par le conducteur b au point neutre de l'enroulement du rotor de la machine. Une bague supplémentaire connectée à ce point neutre est prévue sur la machine à cet effet.
Dans le cas, par exemple, d'une machine réceptrice, le stator étant mis sous tension, lors du déplacement de la mallette de l'ap pareil de la position d'arrêt 1 à la position de démarrage 2, on opère le démarrage de la machine en moteur asynchrone sur les ré sistances subdivisées de démarrage<I>RD</I> qui se trouvent graduellement éliminées, voir fig. 2, schéma 2. En passant à une position inter médiaire 3, on établit le courant d'excitation aux bornes des enroulemonts du rotor R de la machine en intercalant sur le circuit une résistance auxiliaire R A montée symétrique ment sur les deux pôles, voir fig. 2. schéma 3. En passant à la position d'accrochage 4, on ouvre le court-circuit des enroulements du rotor, voir fig. 2, schéma 4.
Enfin, en passant à la position de marche 5, on élimine la résis tance auxiliaire R3 précédemment introduite sur le circuit d'excitation, de façon à per mettre au courant d'excitation d'atteindre sa valeur normale et on met en même temps en court-circuit l'enroulement de la phase r1 du rotor de la machine pour lui permettre de fonctionner comme amortisseur ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, voir fig. 2, schéma 5.
Pour les machines de grande puissance, on est amené à préférer le montage en triangle des enroulements du rotor, qui conduit à des tensions au démarrage réduites dans le rap port de @ à 1. Cette disposition condui rait cependant à l'emploi d'un courant d'excitation augmenté dans le rapport de 1 à #/_3. Pour ce mode de montage, on ajoute sur le rotor deux bagues supplémentaires qui permettent de rendre une des phases du rotor indépendante et on emploie l'appareil de dé marrage et d'accrochage conforme au schéma de la fig.2. Les diverses connexions que l'on peut ainsi établir successivement sont représentées à la fig. 4 par les schémas 1, 2, 3, 4 et 5.
L'appareil de démarrage et d'accrochage peut, soit dans le cas d'un rotor à enroule- ment triphasé, soit dans le cas d'un rotor à enroulement biphasé, être pourvu d'un ampèremètre A à aimant permanent monté aux bornes d'un shunt B placé sur le circuit de l'une des phases du rotor servant à l'exci tation. Cet ampèremètre permet de suivre les pulsations du courant alternatif dans la marche en asynchrone de faon à permettre de faire l'accrochage au moment le plus fa vorable de la période. Le choix de cet ins tant qui n'est pas nécessaire dans le cas où le démarrage se fait à faible charge, favorise au contraire grandement l'opération du cou plage si elle doit être faite avec un couple élevé sur le moteur.
La forme d'exécution représentée à- la fig. 5 permet de n'employer que trois bagues au lieu de quatre ou cinq sur la machine et d'utiliser un appareil de démarrage et d'ac crochage plus simple.
Dans cette forme d'exécution, les trois phases du rotor sont montées en série et constituent un enroulement diphasé dissymé trique, les deux phases qui doivent servir à l'excitation étant connectées respectivement d'une part, au point neutre et, d'autre part, à une bague, comme habituellement dans le montage en étoile, tandis que la troisième phase, qui doit être mise en court-circuit et former amortisseur, a une extrémité connectée à une bague et soir autre extrémité connectée à l'extrémité libre de l'une des deux pre mières phases, au lieu d'être connectée au point neutre.
Comme le montre la fig.5, les deux phases 1 et 2 du rotor R qui doivent servir à l'excitation sont connectées respectivement à une bague par leur extrémité externe (fig. 5), tandis qu'elles sont connectées en semble au point neutre par leur extrémité. En outre, la troisième phase 3, qui doit ser vir d'amortisseur, est connectée à une bague par son extrémité externe, tandis que son extrémité interne est connectée par le con ducteur c à l'extrémité externe de la phase 2. Les trois phases sont ainsi en série et constituent un enroulement biphasé dissymé trique; e désigne la ligne d'excitation. La connexion 1 (fig. 6) correspond à l'ar rêt.
Le démarrage s'effectue d'abord sur les deux résistances de démarrage RI et<B>R'.,</B> le moteur fonctionnant alors à rotor biphasé à phases inégales, les deux résistances RI et RI doivent par suite être établies en conséquence. Le démarrage terminé (connexion 2), on amène le courant d'excitation aux extrémités des phases 1 et 2 avec interposition d'une résistance auxiliaire<I>RA</I> destinée à éviter la mise en court-circuit de l'excitatrice (con nexion 3). On rompt ensuite le court-circuit des phases 1 et 2 (connexion 4). Le courant continu se substitue alors aux courants à basse fréquence circulant dans le rotor et la machine passe du fonctionnement en ma chine asynchrone au fonctionnement en ma chine synchrone. On élimine enfin la résis tance<I>RA</I> tout en maintenant la phase 3 en court-circuit sur elle-même (connexion 5).
Cette phase en court-circuit assure l'amor tissement, et, par suite, la stabilité de la, machine comme- décrit plus haut.
Cette disposition du rotor permet d'em ployer un appareil de démarrage et d'accro chage simplifié dont la construction ressort clairement de la fig. 5.