FR2492604A1 - Detecteur et procede de detection des coupures de fusibles pour equipement electrique tournant - Google Patents

Abstract

UN FUSIBLE CONDUCTEUR 13 CREE UN CHAMP MAGNETIQUE QUI EST DETECTE PAR DES DETECTEURS 21 MONTES SUR UNE STRUCTURE FIXE. UN SIGNAL DE CHAQUE FUSIBLE EST SYNCHRONISE AVEC LA VITESSE DE ROTATION DU ROTOR 10 D'UNE EXCITATRICE SANS BALAIS AU MOYEN D'UNE FREQUENCE PRESELECTIONNEE D'OSCILLATEUR 24 ET L'ETAT DE CHAQUE FUSIBLE EST MEMORISE ET AFFICHE SUR UN AFFICHAGE 66. DES CIRCUITS D'ALARME 72 PERMETTENT LA DETECTION AUTOMATIQUE D'UNE COUPURE DE FUSIBLE ET ARRETENT LE ROTOR EN CAS DE COUPURES DE PLUSIEURS FUSIBLES. APPLICATION NOTAMMENT AUX MACHINES ELECTRODYNAMIQUES COMPRENANT UNE EXCITATRICE SANS BALAIS.

Description

Détecteur et procédé de détection des coupures de fusibles

pour équipement électrique tournant.

La présente invention se rapporte à une machine élec-

trodynamique comprenant une excitatrice sans balais avec un

détecteur de coupures de fusibles, et elle concerne en parti-

culier la détermination sélective de la coupure d'un fusible dans des situations o les fusibles contrôlés sont fixés sur un appareil tournant. Une excitatrice sans balais utilisée avec une génératrice électrique constitue un exemple de cette situation. De manière caractéristique, les excitatrices sans balais comprennent des circuits électriques qui se composent

de nombreuses diodes à fusibles dont la conductivité est im-

portante pour le fonctionnement de l'excitatrice et de la gé-

nératrice correspondante.

La fonction de base d'une excitatrice sans balais est de convertir le courant alternatif triphasé en courant

continu qui fournit le champ tournant du turbo-alternateur.

Le redressement du courant alternatif est obtenu par des cir-

cuits à diodes montés sur le rotor de l'excitatrice sans ba-

lais. Six diodes au moins sont nécessaires à un circuit re-

dresseur triphasé et, dans les situations dans lesquelles des

courants très forts sont prévus, les diodes multiples sont mon-

tees en parallèle pour réduire le courant dans chaque diode individuelle. Cette disposition conduit à de nombreux trajets parallèles du courant dans le circuit total, chaque trajet du courant nécessitant un fusible pour protéger la diode qui lui

est associée.

Lorsqu'il existe des trajets parallèles multiples,

la coupure d'un seul fusible dans l'un deux peut ne pas impo-

ser une surcharge suffisante aux éléments des trajets du cou-

rant qui lui sont parallèles car, dans les excitatrices des grandes génératrices o un nombre relativement important de

diodes sont nécessaires pour faire passer le courant, on pré-

voit normalement des diodes en excès de sorte qu'un nombre prédéterminé d'entre elles peuvent être inopérantes sans qu'il

en résulte une surcharge importante des autres diodes qui con-

tinuent à fonctionner. Par exemple, dans un montage en parallèle

de dix diodes, la coupure d'un seul fusible protecteur de dio-

de provoquerait une surcharge d'environ 11,1 % dans les neuf autres diodes. Les critères d'étude devraient normalement permettre une telle surcharge sans qu'un arrêt de la machine soit nécessaire. Cependant, comme on l'a décrit ci-dessus,

même la coupure d'un seul fusible nécessiterait le déclenche-

ment d'une alarme afin d'avertir l'opérateur que l'excitatrice fonctionne dans des conditions anormales et que les neuf autres diodes sont surchargées. Lorsqu'il s'aperçoit que ce type de fonctionnement en surcharge des neuf autres diodes peut avoir un effet nuisible sur cellesci, bien que ne justifiant pas

un arrêt immédiat, l'opérateur peut vouloir programmer une pro-

cédure de correction lorsqu'il devient ensuite commode de cor-

riger le défaut. Au cas o plus d'un trajet à diodes devient

inopérant du fait d'une coupure de fusibles ou d'une défaillan-

ce de diodes, l'opérateur peut vouloir programmer un arrêt méthodique immédiat de l'équipement afin d'éviter une réduction

importante de la durée de vie des autres diodes. Il parait é-

vident d'après ce qui précède que, lorsque plusieurs fusibles

sont coupés dans un circuit à diodes donné, l'effet de surchar-

ge sur les autres diodes peut être tellement considérable que les fusibles qui leur sont associés, se coupent immédiatement

et rendent inopérant tout un circuit à diodes. Ce type désas-

treux de panne exigerait l'arrêt immédiat du système car l'exci-

tatrice ne pourrait plus fonctionner correctement.

Les excitatrices sans balais tournent à des vitesses très élevées. Les machines bipolaires fonctionnent à 3 600 tr/ mn et les machines quadripolaires à 1 800 tr/mn. Du fait que

les fusibles et les diodes sont montés à la périphérie du ro-

tor de l'excitatrice, ces éléments peuvent se déplacer à des vitesses linéaires très élevées. Ces vitesses dépassent de loin les possibilités humaines de contrôle visuel ou manuel des

fusibles par un opérateur. Une certaine forme d'équipement au-

tomatisé est donc nécessaire pour permettre à l'opérateur de

détecter l'existence d'une coupure de fusible ou de diode.

Il existe des dispositifs disponibles pour aider l'opérateur dans ce rôle. Le dispositif décrit dans le brevet américain n0 3 866 196 utilise un projectile qui est libéré, lors de la coupure d'un fusible, par la rupture d'un fil et

que la force centrifuge déplace d'une courte distance vers l'ex-

térieur, radialement à partir de la surface du rotor. Ce pro-

jectile peut être observé ensuite grâce à lutilisation d'une lumière stroboscopique ou d'un autre moyen approprié d'obser-

vation. Un autre dispositif de ce type est décrit dans le bre-

vet américain no 3 030 531 qui utilise un voyant lumineux ou un autre moyen analogue monté en parallèle avec chaque fusible et donnant une indication visuelle de son fonctionnement. Lors de la coupure d'un fusible, le voyant qui lui est associé est alimenté par une partie du courant qui ne peut plus s'écouler

par le fusible coupé et le voyant allumé peut être détecté vi-

suellement grâce à l'utilisation d'une lumière stroboscopique ou d'un autre moyen approprié. Ce brevet américain prévoit en outre l'utilisation d'un fusible transparent qui peut être contrôlé stroboscopiquement, ou d'un fil fusible relativement mince qui est monté en parallèle avec chaque fusible, comme le voyant décrit ci-dessus. Lors de la coupure d'un fusible, le courant qui en résulte passe dans le fil fusible qui lui est associé et ce courant est suffisant pour le fondre à part cette situation de séparation peut être discernée à l'aide

d'une lumière stroboscopique ou d'un moyen analogue.

Une coupure dans les circuits à diodes peut se pro-

duire de différentes manières qui ne sont pas détectables par les moyens décrits ci-dessus, y compris une coupure mécanique ou électrique qui a pour conséquence l'ouverture d'un circuit en série avec une diode et le fusible qui lui correspond. Ce type de coupure a pour effet qu'aucun courant ne passe dans

le fusible, bien que celui-ci soit toujours en état de fonc-

tionner. Dans ce mode de coupure, le projectile Mann ne sera pas libéré puisqu'un courant est nécessaire pour fondre le fil qui le retient. De même, dans ce mode de coupure, le voyant Lessmann ou le fusible transparent ne seront pas parcourus par

le courant qui est nécessaire à leur fonctionnement correct.

Un autre domaine dans lequel une amélioration peut

être réalisée, est la prévention des fausses coupures de fusi-

bles. Celles-ci peuvent se produire lorsque l'indicateur de coupure de fusible tombe lui-même en panne. Par exemple, si le fil retenant le projectile du dispositif Mann se casse du fait

des forces centrifuges élevées qui lui sont appliquées en fonc-

tionnement, une indication de coupure de fusible apparaitra,

même si le fusible fonctionne lui-même de manière satisfaisan-

te. Bien que ce type de fausse coupure donnant l'alarme soit ennuyeux et éventuellement coûteux si l'on tient compte de la peine perdue, une situation plus désastreuse survient lorsque l'indicateur de coupure de fusible ne fonctionne pas au moment o il devrait le faire. Ceci pourrait se produire si, par

exemple, la lampe du dispositif Lessmann ne s'éclaire pas par-

ce qu'un élément de la lampe est cassé ou parce que le projec-

tile de Mann se coince ou n'est pas libéré du fait d'une pan-

ne dans le circuit du fil qui le retient.

De plus, la suppression de la nécessité d'un contrô-

le manuel délibéré des détecteurs de coupures de fusibles dé-

crits ci-dessus, et de l'exigence selon laquelle le détecteur de coupure de fusible doit être un élément de la conception

du rotor lui-même, constitue un perfectionnement significatif.

Suivant la présente invention, une machine électro-

dynamique comportant une excitatrice sans balais avec un dé-

tecteur de coupures de fusibles, comprend un élément tournant de l'excitatrice sans balais, plusieurs diodes fixées sur cet

élément tournant et disposées de manière à redresser le cou-

rant alternatif et à produire un champ à courant continu pour

exciter la machine électrodynamique, plusieurs fusibles fi-

xés sur cet élément tournant et connectés individuellement en série avec chacune des diodes. Cette machine électrodynamique est caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs moyens fixes de détection du courant, disposés autour de la circonférence de l'élément tournant à proximité du trajet circulaire suivi par les fusibles pendant la rotation de l'élément tournant,

et un moyen pour synchroniser l'utilisation des moyens de dé-

tection du courant et la rotation de l'élément tournant afin de pouvoir déterminer sélectivement l'état de conductivité de

chacun des fusibles.

De manière pratique, la présente invention fournit un moyen pour déterminer sélectivement à distance l'état de conductivité des fusibleslet des diodes qui leur sont associées,

d'un rotor d'excitatrice sans balais. Elle ne nécessite au-

cune modification de la conception du rotor même de l'excita-

trice et elle élimine l'exigence d'un contrôle visuel délibé-

ré de l'excitatrice par l'opérateur afin de déterminer l'exis-

tence d'une coupure de fusible. Puisque les diodes du rotor de l'excitatrice sans balais servent à redresser un courant alternatif, le courant passant dans chaque diode et dans le fusible qui est monté en série avec elle, varie fortement en fonction du temps. La quantité de courant passant dans une diode à un moment donné

est fonction de la position de rotation du rotor de l'excita-

trice sans balais à ce moment particulier, et de la concep-

tion particulière des circuits du redresseur. Par exemple, dans une excitatrice triphasée à douze pôles (six paires de pôles), chaque diode passe par six périodes de conductivité pendant chaque tour complet du rotor de l'excitatrice. Ces

six périodes couvrent chacune 20 degrés de la rotation du ro-

tor et elles sont séparées l'une de l'autre par une période de nonconductivité de la diode qui s'étend sur 40 degrés. Les

emplacements de ces périodes de conductivité autour de la cir-

conférence du rotor de l'excitatrice peuvent être déterminés pour chaque diode ou fusible à partir de la conception de

l'excitatrice sans balais.

Des détecteurs de courant à distance sont placés

autour de la circonférence du rotor de l'excitatrice sans ba-

lais, aux points o il est prévu que les fusibles supporteront les courants les plus forts. Ces points varient en fonction de la position de chaque fusible dans le circuit redresseur

mais, comme on l'a mentionné ci-dessus, ils peuvent être déter-

minés à partir de la conception de l'excitatrice. Une fois déterminé, le point o un fusible est conducteur pendant le fonctionnement normal de la génératrice ne changera pas. Du fait que le rotor tourne à une vitesse élevée, chaque fusible ne se trouvera en un point voisin d'un détecteur de courant

que pendant un temps très court. Par conséquent, les détec-

teurs doivent être appliqués au moment précis approprié pour détecter le passage du courant dans un fusible lorsque ce

dernier se trouve directement en dessous du détecteur de cou-

rant. Sinon, le détecteur pourrait détecter le courant d'un autre fusible ou détecter une absence complète de courant du

fait de l'absence de fusible conducteur dans son rayon de dé-

tection. La présente invention utilise les possibilités de vitesse élevée de l'électronique pour déterminer le moment pré- cis auquel le détecteur approprié doit être activé, et pour mémoriser les résultats de chaque opération de détection pour chaque fusible. Afin de coordonner la rotation de l'arbre de l'excitatrice à l'activation des détecteurs, on utilise un

repère sur l'arbre du rotor. Du fait que la plupart des con-

ceptions des rotors d'excitatrice incluent un tel repère pour d'autres raisons, il ne sera généralement pas nécessaire de

prévoir un repère supplémentaire dans la conception du rotor.

Toutes les mesures de temps sont prises par rapport à chaque

apparition successive du repère proche d'un détecteur de re-

père, lorsque la rotation de l'excitatrice fait passer à tout

moment le repère devant le détecteur de repère. Toutes les po-

sitions angulaires sont déterminées par rapport à ce repère

pendant chaque rotation du rotor de l'excitatrice. L'équipe-

ment électronique qui fait partie de la présente invention, détermine le fusible qui sera contrôlé pendant la rotation suivante, choisit le détecteur approprié de courant, mesure la rotation angulaire du rotor et active le détecteur choisi, au moment o le fusible choisi se trouve placé à proximité de ce

détecteur. L'équipement électronique mémorise en outre les ré-

sultats des opérations de détection, de telle sorte qu'elles

peuvent être indiquées à l'opérateur sur un panneau d'afficha-

ge et utilisées dans un circuit d'alarme qui détecte l'absence de courant dans un fusible, ce qui signifie que ce fusible ou un élément monté en série avec lui empêche le passage prévu

du courant.

La présente invention sera bien comprise à la lecture

de la description suivante faite en relation avec les dessins

ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est un schéma fonctionnel représentant le détecteur de coupures de fusibles; et - la figure 2 est un schéma simplifié représentant

un montage caractéristique d'excitation sans balais.

On se reportera maintenant à la figure 1 qui repré-

sente un schéma fonctionnel du détecteur de coupures de fusi-

bles, y compris une vue en coupe d'un rotor 10 d'excitation

sans balais. Plusieurs fusibles 13 sont représentés fixés ri-

gidement au rotor le long de sa circonférence. Le rotor com- porte un repère 16 représenté sous la forme d'une encoche mais

qui peut être une partie en saillie ou tout autre repère appro-

prié susceptible d'être détecté à distance à chaque rotation du rotor 10 de l'excitatrice. Un détecteur 19 de repère est

utilisé dans ce but et il est monté rigidement dans l'aligne-

ment du parcours circulaire suivi par le repère 16 pendant chaque rotation du rotor. Plusieurs détecteurs 21 de courant sont rigidement montés autour de la circonférence du rotor aux points o les divers fusibles 13 atteignent leurs courants maxima. Le nombre requis de détecteurs de courant et les points o ils sont montés, sont déterminés par la conception du rotor de l'excitatrice sans balais. Les détecteurs de courant peuvent

être de divers types qui permettent tous de détecter à dis-

tance le passage d'un courant dans un conducteur. Ces types sont caractérisés par les détecteurs qui utilisent l'effet Hall

pour détecter le champ magnétique créé par le passage du cou-

*rant dans un conducteur proche et pour produire un signal pro-

portionnel indiquant le passage du courant. La seule exigence imposée à ces détecteurs de courant est qu'ils permettent la détection à distance d'un passage de courant et qu'ils créent un signal correspondant de sortie qui représente l'état de

conductivité ou de non-conductivité du conducteur. Le détec-

teur 19 de repère et les détecteurs 21 de courant sont les

seuls éléments de la présente invention qui doivent se trou-

ver à proximité immédiate du rotor 10 de l'excitatrice sans

balais et de ses fusibles 13.

Le fonctionnement des détecteurs 21 de courant est coordonné à la rotation du rotor 10 par un oscillateur 24 de position angulaire qui produit un flux constant d'impulsions à un taux présélectionné. Pour faciliter le fonctionnement, on peut choisir la fréquence de ces impulsions afin qu'elle

coïncide avec les degrés de rotation du rotor 30 de l'excita-

trice. Si, par exemple, le rotor de l'excitatrice sans balais est conçu pour tourner à 3 600 tr/mn, une fréquence de 21,6

kHz pourrait permettre à l'oscillateur 24 de position angulai-

re de produire une impulsion pour chaque degré de rotation du rotor 10 de l'excitatrice sans balais. Il est évident qu'on peut utiliser n'importe quelle fréquence raisonnable de l'oscil- lateur de position angulaire mais la valeur ci-dessus a été

choisie parce qu'elle permet d'utiliser une méthode d'étalon-

nage dont la précision est acceptable, et parce qu'elle est

conforme aux techniques normales de mesures d'angles qui uti-

lisent 360 degrés par tour.

Les impulsions venant de l'oscillateur 24 de posi-

tion angulaire obligent le compteur 27 d'angle à faire progres-

ser la valeur qu'il a en mémoire. Cette valeur est envoyée de manière continue à un comparateur 30. Lorsque le détecteur 19 de repère détecte le passage du repère 16 en dessous de sa tête.de détection, la valeur au compteur d'angle est remise à zéro. En conséquence, la valeur au compteur augmente de manière cyclique de zéro à 360 et est remise ensuite à zéro

lors de chaque détection successive du repère 16 par le détec-

teur 19 de repère. Comme on peut le comprendre facilement, la

valeur au compteur et la valeur associée envoyée au compara-

teur à n'importe quel instant particulier, seront équivalentes au nombre de degrés de déplacement angulaire du rotor 10 à partir de -la position de référence dans laquelle son repère 16 coïncidait avec le détecteur 19 de-repère. Ce facteur permet

de mesurer la position précise de rotation du rotor et de dé-

terminer l'apparition de l'angle approprié pour lequel un fu-

sible particulier 13 se trouvera placé en dessous du détecteur

21 de courant approprié en vue du-contrôle de son état de con-

ductivité.

Dans la plupart des applications d'excitatrices sans balais, il n'est pas nécessaire de contrôler chaque fusible 13 à chaque tour du rotor 10. Le contrôle d'un fusible par tour est satisfaisant. On se reportera de nouveau à la figure

1. L'oscillateur 33 de conducteur peut être réglé à une fré-

quance présélectionnable qui détermine la vitesse à laquelle

le détecteur qui fait l'objet de la présente invention dépla-

ce son champ d'activité d'un fusible au suivant. Chaque impul-

sion venant de l'oscillateur 33 de conducteur oblige le comp-

teur 36 de conducteur à faire progresser la valeur qu'il a

en mémoire et à envoyer cette valeur à trois dispositifs indé-

pendants les uns des autres: un décodeur 39 d'angle, un dé-

codeur 42 de bobine et un décodeur 45 d'affichage de l'état

des conducteurs. Lorsque la valeur du compteur 36 de conduc-

teuiratteint une valeur égale au nombre total de fusibles à contrôler, elle est remise à "un" et le compteur commence un nouveau comptage. Si le rotor 10 tourne à 3 600 tr/mn, une fréquence de 60 Hz de l'oscillateur 33 de conducteur aura pour conséquence un changement de la valeur du compteur 36 de conducteuizune fois par tour du rotor. Cette fréquence et cette vitesse correspondante des contrôles de fusibles peuvent

être modifiées facilement pour satisfaire les exigences d'ap-

plication de l'excitatrice sans balais.

Le décodeur 39 d'angle reçoit la valeur du compteur de conducteurset, sur la base d'un programme prédéterminé, détermine l'angle approprié du rotor pour lequel le fusible

particulier 13 se trouve placé en dessous de son détecteur ap-

proprié 21 de courant. Le décodeur 39 d'angle peut être cons-

titué de circuits électroniques ou d'un microprocesseur asso-

cié à une mémoire morte programmable. La sortie du décodeur d'angle est une valeur d'angle qui est introduite dans le - comparateur 30. Lorsque ce dernier détecte une égalité entre la valeur reçue du compteur 27 d'angle et la valeur reçue du décodeur 39 d'angle, il crée dans la ligne 48 une impulsion de validation qui est appliquée à l'entrée d'un sélecteur 51

de bobine de détection.

Lorsque le compteur 36 de conducteur envoie la va-

leur qu'il a en mémoire au décodeur 39 d'angle comme on l'a mentionné cidessus, il envoie simultanément la même valeur au

décodeur 42 de bobine. Ce dernier reçoit cette valeur du comp-

teur et, sur la base d'un programme prédéterminé, détermine le détecteur approprié 21 de courant qui est placé en un point

o le fusible particulier est parcouru par son courant maxi-

mum. Le décodeur 42 de bobine crée dans la ligne 54 un signal d'identification de ce détecteur de courant, signal qui est

appliqué à l'entrée du sélecteur 51 de bobine de détection.

Le décodeur 42 de bobine peut être constitué de circuits élec-

troniques ou d'un microprocesseur associé à une mémoire morte programmable.

Le sélecteur 51 de'bobine de détection a la possibi-

lité de multiplexer les nombreux signaux des détecteurs de courant qui sont présents dans les lignes 57, en se basant

sur la valeur qu'il reçoit du décodeur 42 de bobine par la li-

gne 54. Le sélecteur 51 accomplit cette fonction de multiple-

xage au moment o il reçoit une impulsion de validation venant du comparateur 30 par la ligne 48. La valeur du signal qui est

reçue par la ligne 57 qui correspond au détecteur 21 de cou-

rant identifié par la valeur transmise par la ligne 54 depuis

le décodeur 42 de bobine, est extraite du sélecteur 51 de bo-

bine de détection et envoyée par la ligne 60 au sélecteur 63

indicateur de l'état des conducteurs. Le sélecteur 51 de bo-

bine de détection peut être constitué de circuits électroni-

ques ou d'un microprocesseur associé à une mémoire morte pro-

grammable. Afin de pouvoir afficher correctement l'état de

chaque fusible 13 sur l'affichage 66 de l'état des conduc-

teurs, le sélecteur 63 indicateur de l'état des conducteurs

reçoit un signal de position venant du décodeur 45 d'afficha-

ge de l'état des conducteurs par la ligne 69. La valeur du

compteur 36 de conducteur3est reçue par le décodeur 45 d'affi-

chage de l'état des conducteurs qui, sur la base d'un program-

me prédéterminé, détermine l'élément approprié de l'affichage

66 de l'état des conducteurs qui doit être modifié pour re-

fléter l'état approprié de conductivité du fusible représenté

par la valeur reçue en dernier du compteur 36 de conducteurâ.

Le décodeur d'affichage de l'état des conducteurs peut être

constitué de circuits électroniques ou d'un microprocesseur as-

socié à une mémoire morte programmable.

Le sélecteur 63 indicateur de l'état des conducteurs a pour fonction d'obtenir par la ligne 60 le signal de l'état

de conductivité, de le faire correspondre au signal d'identifi-

cation de l'indicateur venant de la ligne 69 et de mémoriser les résultats jusqu'à ce que l'opération suivante de détection

soit effectuée sur le même fusible et, à ce moment-là, la mé-

moire est mise à jour pour refléter l'essai le plus récent de détection pour le-fusible en question. Cette fonction peut être accomplie par des circuits appropriés ou à l'aide d'un

microprocesseur associé à une mémoire morte programmable.

Afin d'indiquer l'état le plus récent de conducti-

vité de chaque fusible, un affichage 66 de l'état des conduc-

teurs contient un indicateur visuel pour chaque fusible du rotor 10 de l'excitatrice sans balais. Ces indicateurs peuvent être des voyants ou d'autres types d'avertisseurs capables

d'informer l'opérateur, clairement et sans ambiguïté, de l'é-

tat de conductivité de chaque fusible.

Afin de dégager l'opérateur de l'obligation de con-

sulter constamment l'affichage 66 de l'état des conducteurs, des circuits 72 d'alarme peuvent être connectés facilement à l'affichage, de manière à déclencher une alarme sonore lors de

l'existence d'un état non conducteur d'un fusible. Il est pré-

vu d'utiliser au moins deux niveaux de gravité d'alarme. Tout d'abord, en cas de coupure d'un seul fusible, l'attention de l'opérateur peut être attirée seulement par un voyant ou un avertisseur sonore supplémentaire. Cependant, les circuits d'alarme doivent pouvoir répondre à des coupures multiples (par exemple lorsque les fusibles d'une phase entière sont

coupés) en arrêtant automatiquement et complètement l'excita-

trice sans balais afin d'empêcher des dommages plus importants.

Plusieurs niveaux de gravité d'alarme de ce type peuvent être

incorporés aux circuits d'alarme, selon l'utilisation de l'ex-

citatrice sans balais.

* La figure 2 représente schématiquement le rotor 80 et la bobine inductrice 83 caractéristiques d'une excitatrice

sans balais, afin de permettre une description plus précise de

la présente invention. Les éléments tournants, qui sont enca-

drés en traits d'axe, comprennent un enroulement triphasé d'in-

duit 86, un circuit redresseur 89 et une bobine inductrice 92.

Un champ constant 83 à courant continu est créé, dans lequel tourne l'induit 86, créant un courant alternatif triphasé dans les enroulements triphasés représentés. Le-courant alternatif résultant est redressé par le circuit redresseur tournant 89 et, de ce fait, une tension continue est appliquée à la bobine

inductrice 92 qui fait partie du rotor de la turbo-génératrice.

Le circuit redresseur se compose d'au moins six groupes 95 de diodes, représentés à la figure 2, composés chacun de quatre

diodes individuelles montées en parallèle dans chaque groupe.

Le nombre effectif de ces groupes de diodes dépendra du nom- bre de phases incluses dans la conception de l'excitatrice sans balais. Le nombre de diodes individuelles dans chaque

groupe de diodes dépendra des exigences de conductivité impo-

sées dans la conception particulière de l'excitatrice sans ba-

lais. Chaque diode individuelle est montée en série avec un fu-

sible 98 de protection contre les surintensités.

Comme le montre clairement le schéma de la figure 2, chaque groupe 95 de diodes sera parcouru par un courant sur degrés environ de rotation électrique. L'angle total de conductivité de 120 degrés se divisera en autant de parties

égales plus petites qu'il y a de paires de pôles dans la ma-

chine. Par exemple, dans une excitatrice sans balais à six paires de pôles <12 pôles) chaque élément de diode passera par six périodes de conductivité qui couvrent chacune 20 degrés de la rotation du rotor et qui sont séparées par des périodes de non-conductivité qui s'étendent chacune sur 40 degrés. Cette

caractéristique permet d'identifier avec exactitude une.posi-

tion de rotation au milieu de la période de conductivité dans laquelle iest prévu que chaque diode sera parcourue par son courant maximum. Cette position représente le point le mieux

approprié pour détecter si la diode est effectivement conduc-

trice d'un courant, puisqu'elle permet de régler le détecteur 21 de courant de la figure 1 à un faible niveau de sensibilité, tout en évitant les interférences possibles d'autres éléments conducteurs voisins. De même, puisque le courant qui passe dans les diodes et dans les fusibles est fonction de la charge

appliquée à l'excitatrice sans balais, on peut incorporer fa-

cilement à la présente invention descircuits qui modifient automatiquement la sensibilité des détecteurs 21 de courant en fonction de la charge appliquée à l'excitatrice sans balais, de manière à permettre des niveaux plus bas de sensibilité

lorsque des charges plus élevées sont appliquées.

D'après la description qui précède, il apparait main-

tenant qu'on a découvert un nouveau moyen de détection des

coupures de fusible, qui est particulièrement utile pour dé-

terminer de manière sélective la présente d'un fusible non conducteur dans un rotor d'excitatrice sans balais. Le nouveau dispositif décrit élimine la nécessité de circuits redresseurs spécialement conçus, du contrôle délibéré de l'opérateur, et d'un courant circulant en parallèle avec le fusible en cours

de contrôle.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples

de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au con-

traire susceptible de variantes et de modifications qui appa-

raltront à l'homme de l'art. Par exemple, dans l'exemple de réalisation décrit, les détecteurs 21 sont disposés de manière à détecter le courant qui passe dans les fusibles 13. Il est

évident que, en variante, ils pourraient être montés pour dé-

tecter le passage du courant dans la diode elle-même ou dans tout autre élément conducteur en série avec elle. En variante, on pourrait utiliser la présente invention pour contrôler des excitatrices sans balais qui ne comportent pas de fusibles comme ce serait le cas de machines plus petites. Au lieu de contrôler la présence de courant dans les' positions angulaires

correspondant à cette présence, on pourrait placer les détec-

teurs de manière à contrôler l'absence de courants de court-

circuit, dans des positions angulaires dans lesquelles il n'est pas prévu que les fusibles soient parcourus par un courant. Ce

procédé permettrait de détecter les diodes court-circuitées.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Machine électrodynamique comprenant une excitatrice sans balais avec un détecteur de coupures de fusibles, comprenant un élément tournant (10) de l'excitatrice sans balais, plusieurs diodes (95) fixées sur cet élément tournant (10) et disposées de manière à redresser le courant alternatif et à produire un champ à courant continu pour exciter la machine électrodynamique, plusieurs fusibles (13) fixés sur cet élément tournant et connectés individuellement en série avec chacune des diodes (95), cette machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre plusieurs moyens fixes (21) de détection du courant disposés autour de

la circonférence de l'élément tournant (10) à proximité du trajet circu-

laire suivi par les fusibles (13) pendant la rotation de l'élément tournant (10); et un moyen (63) pour synchroniser l'utilisation des moyens (21) de détection du courant et la rotation de l'élément tournant afin de pouvoir déterminer sélectivement l'état de conductivité de chacun des

fusibles (13).

2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de synchronisation comprend un moyen pour mesurer le déplacement angulaire instantané de l'élément tournant (10) et relier ce déplacement

à une position de référence (16) de l'élément tournant.

3. Machine suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée

en ce qu'elle comprend en outre un moyen fixe de détection (19) pour détecter à distance un repère (16) sur l'élément tournant et produire un signal de synchronisation lorsque le repère passe à proximité du moyen de détection (19); un moyen oscillant (24) de position angulaire pour créer des impulsions de sortie à une fréquence présélectionnée un moyen (27) de comptage d'angle, dont les entrées sont le signal binaire de synchronisation et les impulsions de sortie du moyen oscillant

de position angulaire, pour produire une sortie qui est un nombre repré-

sentant le nombre cumulé d'impulsions de sortie du moyen oscillant de

position angulaire qui ont été produites depuis le signal de synchronisa-

tion le plus récent, de ce fait le nombre d'impulsions de sortie est une mesure du déplacement angulaire réel du dispositif tournant par rapport à la position angulaire dans laquelle le repère est à proximité du moyen fixe de détection; plusieurs moyens (21) de détection du courant pour détecter à distance un courant électrique dans un conducteur passant à proximité des moyens détecteurs de courant et pour produire un signal binaire indiquant l'état de conductivité du conducteur, ces moyens de

déctetion du courant étant disposés autour de la circonférence de l'élé-

ment tournant; un moyen (33) oscillant de conducteurs pour produire des impulsions de sortie à une fréquence présélectionnable; un moyen (36) de comptage de conducteurs dont l'entrée est la sortie du moyen oscillant, de conducteurs, afin de faire progresser un compteur de conducteurs depuis l'unité jusqu'à une valeur égale au nombre de conducteurs dont l'état de conductivité doit être détecté et dont la sortie est un nombre égal à la valeur du compteur de conducteurs; un moyen (39) de décodage d'angle dont l'entrée est le nombre de conducteurs qui est la sortie du moyen de comptage de conducteurs, afin de déterminer, en fonction d'un programme prédéterminé, le déplacement angulaire approprié du dispositif tournant pour détecter l'état de conductivité du conducteur représenté par le nombre de conducteurs, la sortie de ce moyen de décodage d'angle étant un nombre représentant le déplacement angulaire approprié; un moyen (30) formant comparateur pour comparer deux entrées, l'une étant le déplacement angulaire effectif du dispositif tournant et l'autre étant le déplacement angulaire approprié, afin de détecter l'état de conductivité du conducteur représenté par le nombre de conducteurs, et pour produire un signal de validation lorsque ces deux entrées sont identiques; un moyen (42) de décodage de bobine de détection, dont l'entrée est la sortie du moyen de comptage des conducteurs, pour déterminer, parmi plusieurs moyens de détection de courant, celui qui est approprié pour détecter l'état de conductivité du conducteur représenté par le nombre de conducteurs, sur la base d'un programme prédéterminé, et pour produire une sortie qui est un nombre représentant, parmi les moyens de détection de courant, celui qui est approprié; un moyen (51) de sélection de bobine de détection de courant, dont les entrées sont le signal de validation et le nombre de sortie produit par le moyen de décodage de bobine de détection, pour produire un signal de sortie équivalent à la sortie du moyen de détection de courant, représenté par la sortie du.moyen de décodage de bobine de détection'lorsque le signal de validation venant du comparateur indique une égalité entre le déplacement angulaire effectif et le déplacement angulaire approprié afin de détecter l'état de conductivité du conducteur représenté par le nombre de conducteurs; un moyen (45) de décodage de l'indicateur de l'état des conducteurs, dont l'entrée est le nombre de conducteurs, pour produire une sortie qui est un nombre représentant

l'emplacement physique, sur le dispositif tournant, du conducteur re-

présenté par le nombre de conducteurs; un moyen (63) de sélection de l'indicateur d'état des conducteurs, dont les entrées sont le nombre de sortie du moyen de décodage de l'indicateur de l'état des-conducteurs et la sortie de l'état de conductivité du moyen de sélection de bobine de détection du courant, pour mémoriser l'état de conductivité le plus récent de chacun des conducteurs et produire une sortie représentant l'état de conductivité de chacun des conducteurs; et un moyen (66) d'affichage pour indiquer visuellement l'état de conductivité le plus récent de chacun des conducteurs, dont l'entrée est la sortie du moyen

de décodage de l'indicateur d'état des conducteurs.

4. Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le moyen de détection de courant comprend un dispositif qui réagit au champ magnétique créé par un courant électrique et qui produit un signal

(72) proportionnel à ce courant électrique.

5. Machine suivant l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée

en ce que le moyen (39) de décodage d'angle ou le moyen (42) de décodage de bobine de détection ou le moyen (51) de sélection de-bobine comprend

un microprocesseur associé à une mémoire morte programmable.

6. Machine suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5,

caractérisée en ce que le moyen (45) de décodage de l'indicateur d'état des conducteurs ou le moyen (63) de sélection de l'indicateur d'état des conducteurs comprend un microprocesseur associé à une mémoire morte programmable.

7. Procédé pour déterminer de manière sélective la conductivité des conducteurs de l'élément tournant (10) suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les stades de

détection à distance d'un repère à chaque tour de l'élément tournant lorsque le repère passe devant un point fixe; de détection à distance

de l'état de conductivité de ces conducteurs; de détermination séquen-

tielle de l'identité de celui des conducteurs qui doit être contrôlé

pendant chaque tour suivant du dispositif tournant; de mesure du dépla-

cement angulaire différentiel de l'élément tournant qui s'est produit depuis la détection la plus récente du repère sur l'élément tournant de sélection de celui des moyens de détection qui se trouve dans une position appropriée pour déterminer l'état de conductivité du conducteur d'activation du moyen de détection choisi lorsque le conducteur est à proximité du moyen de détection; de synchronisation de la rotation du dispositif tournant (10) avec la détermination du conducteur et la sélection du moyen de détection; et d'affichage visuel de l'état de

conductivité le plus récent de chacun des conducteurs.

- 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé par le dé-

clenchement d'une alarme (72) lorsqu'un état de non-conductivité a été

détecté dans l'un des conducteurs.

9. Procédé suivant l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé

par l'arrêt du dispositif tournant lorsqu'un état de non-conductivité a

été détecté dans plusieurs conducteurs.

10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9,

caractérisé par un réglage automatique de la sensibilité des détecteurs

de courant de manière telle que leur niveau de sensibilité varie inver-

sement avec le courant prévu dans les conducteurs, afin de réduire au

minimum l'interférence des conducteurs voisins du conducteur sélectionné.