FR2558296A1 - Dispositif electrodique pour demarreur de moteurs electriques comportant une resistance electrolytique liquide et des electrodes a immersion variable - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN NOUVEAU DISPOSITIF ELECTRODIQUE POUR DEMARREURS AUTOMATIQUES DE MOTEURS ELECTRIQUES A RESISTANCE LIQUIDE ELECTROLYTIQUE VARIABLE NOTAMMENT PAR IMMERSION PROGRESSIVE DES ELECTRODES DANS LA RESISTANCE ELECTROLYTIQUE. LA VARIATION AUTOMATIQUE DE LA RESISTANCE LIQUIDE INTRODUITE INITIALEMENT ENTRE PHASES ET ROTOR 9 POUR UN DEMARRAGE ROTORIQUE EST REALISEE PAR LA MONTEE PAR EXEMPLE, DE L'ELECTROLYTE MOUILLANT LES ELECTRODES 10, 11 ET 12 DU DISPOSITIF ELECTRODIQUE SUIVANT L'INVENTION JUSQU'AU NIVEAU SUPERIEUR DU BLOC PRINCIPAL D'ELECTRODES 13 PUIS D'AU MOINS UN BLOC ELECTRODIQUE SUPPLEMENTAIRE 16. LA RESISTANCE LIQUIDE INSEREE INITIALEMENT RI EST AINSI DIVISEE PAR 100 EN FIN DE DEMARRAGE, ASSURANT UNE ABSENCE TOTALE DE COURANT DE POINTE AU DEMARRAGE ET DE PHENOMENES D'ARCS, AINSI QU'UNE PROGRESSIVITE MAXIMALE. LES EXTREMITES INFERIEURES 26 DES ELECTRODES 10, 11 ET 12 BAIGNENT EN PERMANENCE DANS L'ELECTROLYTE.
Description
La présente invention concerne un dispositif électrodique pour démarreurs automatiques liquides de moteurs électriques a démarrage rotorique ou statorique et vise plus particulièrement ceux d'entre eux dont la résistance électrolytique liquide est rendue automatiquement variable par immersion variable des électrodes dans l'électrolyte et/ou par variation automatique du niveau de l'électrolyte.
Dans les démarreurs connus à ce jour, la résistance liquide constituée par une solution électrolytique insérée entre phases dans le cas d'un démarreur rotorique, est rendue variable et automatiquement décroissante au cours du démarrage par différents procédés et notamment par un accroissement de la surface des électrodes en regard plus ou moins immergées dans l'électrolyte ou plus ou moins émergées de l'électrolyte par un moyen mécanique approprié, le niveau de l'électrolyte étant maintenu constant. I1 est également connu de réaliser une variation automatique de niveau en utilisant une pompe de circulation qui fait passer l'électrolyte liquide contenu dans un compartiment constituant le réservoir vers le compar 1- ~que, de sorte que la résistance liquide vue par les électrodes diminue progressivement au fur et à mesure que le niveau de l'électrolyte s'élève dans la chambre électrodique au cours du démarrage.
De tels rhéostats liquides automatiques à niveau d'électrolyte variable se trouvent décrits par exemple dans le brevet allemand n'1.465.596 ainsi que dans le brevet français n 2.395.578.
Xais les dispositifs électrodiques des compartiments actifs des démarreurs rotoriques à niveau d'électrolyte variable et en particulier ceux dont le compartiment actif est séparé et distinct du compartiment de l'électrolyte, comme c'est le cas du brevet allemand n'1.465.596 et du brevet français n'2.436.84, présentent tout d'abord le double inconvénient d'un rapport
Ri/Rf des résistances insérées à l'instant initial, soit Ri, et à l'instant final du démarrage, soit Rf, qui est trop faible, égal à quelques unités, et ne permettant pas par suite de réaliser une progressivité maximum du démarrage pour un dimensionnement donné, d'autre part les densités de courant énormes qui traversent pendant des secondes ou des fractions de seconde les extrémités inférieures des électrodes au moment où le démarrage est lancé et que l'électrolyte commence à effleurer les électrodes en s'élevant dans le compartiment électrodique actif engendrent inévitablement des arc électriques et des amorçages qui nuisent à la qualité du démarrage et détériorent les bagues des moteurs à démarrer. Cet inconvénient devient particulièrement majeur lorsque la température de l'électrolyte s'accroit ce qui est généralement le cas après quelques démarrages.
Ri/Rf des résistances insérées à l'instant initial, soit Ri, et à l'instant final du démarrage, soit Rf, qui est trop faible, égal à quelques unités, et ne permettant pas par suite de réaliser une progressivité maximum du démarrage pour un dimensionnement donné, d'autre part les densités de courant énormes qui traversent pendant des secondes ou des fractions de seconde les extrémités inférieures des électrodes au moment où le démarrage est lancé et que l'électrolyte commence à effleurer les électrodes en s'élevant dans le compartiment électrodique actif engendrent inévitablement des arc électriques et des amorçages qui nuisent à la qualité du démarrage et détériorent les bagues des moteurs à démarrer. Cet inconvénient devient particulièrement majeur lorsque la température de l'électrolyte s'accroit ce qui est généralement le cas après quelques démarrages.
De plus les électrodes ne baignent plus dans un électrolyte entre deux démarrages consécutifs. De sorte qu'au moment où s'effectuera un prochain démarrage l'électrolyte viendra à nouveau recouvrir les surfaces extérieures des électrodes actives et assez rapidement les couches d'oxydes inévitablement formés au cours notamment des alternances positives du courant tendent à isoler les surfaces actives qui ne remplissent plus alors leurs fonctions.
Il est clair que les inconvénients présentés par les blocs électrodiques des rhéostats liquides à niveau d'électrolyte variable et/ou à immersion variable des électrodes dans l'électrolyte, tels que nous les avons exposés, ne sont pas distincts les uns des autres et peuvent s'exalter mutuellement.
Ainsi, les densités de courant élevées augmentent considérablement l'oxydation des électrodes et il est clair que dans ces conditions l'isolation des électrodes intervient beaucoup plus rapidement.
L'objet de la présente invention est un dispositif électrodique pour démarreurs automatiques à résistance électrolytique liquide variable et/ou à immersion variable des électrodes dans l'électrolyte, qui vise avantageusement à supprimer les inconvénients exposés ci-dessus. Elle est caractérisée par la mise en oeuvre d'un ou plusieurs blocs d'électrodes profilées câblés électriquement en parallèle, contenus dans une chambre électrodique, et dont la partie inférieure d'au moins l'un d'entre eux plonge très partiellement dans la solution d'électrolyte.Les blocs d'électrodes sont euxmêmes caractérisés par la matérialisation du point neutre par un premier prisme métallique, hexago'nal par exemple, situé à l'intérieur d'un bloc, puis par un deuxième prisme, également hexagonal par exemple situé à l'exté- rieur du bloc, ces deux prismes étant reliés entre eux électriquement et ceinturant les trois électrodes constituant les phases, le deuxième prisme étant à son tour ceinturé par trois électrodes extérieures reliées électriquement aux trois premières lesqueiles sont ceinturées par un troisième prisme hexagonal relié électriquement aux deux premiers prismes, et ainsi de suite, le nombre de blocs élémentaires insérés les uns à la suite des autres pouvant atteindre une valeur n, entière ou non.
La présente invention est en outre caractérisée par la très grande va leur du rapport Hi/Bf des résis-ances insérées à l'instant initial du démarrage, soit ri, et à l'instant final du démarrage, soit Rf, obtenue par la mise en oeuvre de un ou plusieu: ff blocs électrodiques profilés dans une même chambre électrodique, le rapport Ri/Rf atteignant ainsi aisément plusieurs dizaines d'unités, cette caractéristique confère à tout démarreur comportant le dispositif électrodique réalisé suivant la présente invention une progressivité de démarrage maximale pour un dimensionnement donné ainsi qu'unie souplesse d'exploitation inégalée jusqu'à présent pour une gamme de dimensions donnée et permet une immersion partielle sans créer d'appel de courant au départ d'un démarrage.Du fait de l'immersion partielle permanente et automatique de l'extremité inférieure des électrodes internes dans ltélec- trolyte au repos, le dispositif électrodique réalisé suivant la présente invention est caractérisé par l'absence totale de régime d'arcs et d'amorçages et par l'absence totale d'appel de courant, au moment du démarrage, d'où une fiabilité et une qualité garantissant l'état des bagues des moteurs à démarrer. A titre d'exemple non limitatif, la description donnée ci-après du dispositif électrodique réalisé suivant la présente invention et les dessins figurant en annexe, permettront de mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée et de mettre en évidence ses avantages et caractéristiques.
La figure 1 représente le schéma électrique utilisé dans le cas d'un démarrage rotorique. Les trois phases 1,2,3, dans le cas particulier, non restrictif, d'un appareillage triphasé, sont nécessaires à l'alimentation du stator 4 du moteur 8 à démarrer. Un relais temporisé 5 et son contact 6 commandent le contacteur de court-circuitage 7 auquel sont reliées les électrodes lO,ll,et 12 du compartiment électrodique elles mêmes reliées au rotor 9 du moteur 8. Une résistance liquide variable, constituée par l'électrolyte, est insérée entre phases.
La figure 2 est une vue en perspective d'un bloc d'électrodes principal 13, dans le cas particulier où n=l, constitué par trois électrodes métalliques 10,11 et 12 matérialisant les phases, ainsi que par un prisme central 14 et un prisme extérieur 15, matérialisant le point neutre, réunis électri quement entre eux et ceinturant les électrodes 10,11 et 12 sur le tiers supérieur environ de leur hauteur.
La figure 3 est une vue en élévation d'une électrode telle que 10.
La figure 4 est une coupe d'un bloc électrodique principal 13, suivant
A-A, et quel que soit n.
A-A, et quel que soit n.
La figure 5 cst une coupe d'un bloc électrodique principal 13, suivant
B-B et dans le cas particulier où n=2.
B-B et dans le cas particulier où n=2.
La figure 6 est une coupe du bloc électrodique supplémentaire 16, suivant C-C dans le cas particulier où n=2 et/où chacune des électrodes 20,21, et 22 est double et chevauche le prisme 24.
La figure 7 est une vue de profil d'une électrode telle que 10 du bloc électrodique principal 13 dans le cas particulier où n=l. Si n=l ou Si n est supérieur à 1, le bloc électrodique principal 13 comporte trois électrodes 10,11 et 12 ainsi profilées.
La figure 8 est une vue en perspective d'un bloc d'électrodes supplémentaire 16, constitué de la même façon que le bloc principal 13, mais plus court, et dans le cas particulier où n=2.
Conformément à la représentation donnée par la figure 2, le dispositif électrodique objet de la présente invention comporte un bloc principal 13 d'électrodes profilées formé par exemple de trois électrodes métalliques telles que 10,11 et 12 représentées par les figures 3,4,6 et 7, isolées électriquement ou non à leurs parties basses sur leurs faces extérieures non enregard telles que 17,18 et 19 et représentées par la figure 4, ceci avec un isolant approprié tel que du polypropylène ou du polychlorure de vinyle rigide collés ou rivetés, d'une part, d'un prisme hexagonal intérieur 14 et d'un prisme hexagonal extérieur 15, également métallique, reliés entre eux électriquement, constituant le point neutre, d'autre part.Le motif de base formé de trois électrodes telles que 10,11 et 12 ceinturées par deux prismes 14 et 15 correspond au cas où n=1. Il est avantageux d'augmenter n et le faire supérieur à 1, par exemple n=2, n=3, ou plus. Le bloc électrodique principal 13 correspond alors au cas représenté par la figure 5, cas où n=2 ; ceci impose n+l=3 prismes et 3n=6 électrodes, dans l'hypothèse non restrictive d'un moteur triphasé.
Le dispositif électrodique objet de la présente invention peut comporter encore un ou plus d'un bloc d'électrodes supplémentaire 16 tel que représenté par la figure 8 formé également de trois électrodes métalliques telles que 20,21 et 22 et de deux prismes hexagonaux 23 et 24, reliés entre eux électriquement, également métalliques et constituant le point neutre.
Suivant la présente invention un bloc d'électrodes supplémentaire tel que 16 est branche électriquement en parallèlle avec le bloc d'électrodes principal 13. I1 est également avantageux d'augmenter n et le faire supérieur à 1, par exemple n=1,5 ; n=2 ; n=3, ou plus. Le bloc électrodique supplémentaire 16 correspond alors au cas représenté par la figure 8 où n=2 ; ceci impose n+l=3 prismes et 3n=6 électrodes dans ce cas particulier non restrictif et non limitatif.
I1 est avantageux de réaliser tout bloc d'électrodes supplémentaire tel que 16 nettement plus court que le bloc principal 13, en particulier 1 lectrodes telles que 20, 1 et 22 peuvent ne pas être aussi longues que l= prismes 23 et 24, eux-mêm s plus courts que les prismes 14 et 15 du bloc principal 13.
Le bloc principal 13 d'é'ectrodes et tout bloc supplémentaire tel que 16 sont fixés sur une plaque à bornes 25 constituant le couvercle du compartiment électrodique actif d'un démarreur automatique à résistance électrolytique liquide, par exemple à niveau variable. Au cours d'un démarrage la montée du niveau de l'électrolyte dans le compartiment actif contenant le dispositif électrodique réalisé suivant la présente invention provoquera le recouvrement progressif des électrodes 10,11 et 12, puis des prismes 14 et 15 et enfin du bloc supplémentaire 16 comportant les électrodes 10,21 et 22 et les prismes 23 et 24 d'où il résultera une diminution progressive de la résistance insérée entre les phases du rotor.
Selon la présente invention chacune des électrodes 10,11 et 12, d'une hauteur totale égale environ à 300 mm, cette dimension étant donnée à titre d'exemple non limitatif, est galbée suivant le profil ViSilfP FhI' la figure 7 et dont les coupes suivant A-A, B-B du bloc eleclrodique principal 13 et
C-C d'un bloc supplémentaire 16 représentées par les figures 5,6 et 7 rendent bien compte. Une électrode, telle que 10, est réalisée en matériau métallique et présente à sa partie inférieure 6 un écartement maximum sur une longueur égale environ a la moitié de sa hauteur totale.Sur cette même portion droite de leurs surfaces extérieures non en regard 17,18 et 19 les électrodes 10,11 et 12 du bloc électrodique principal 13 sont avantageusement isolées par un diélectrique 27 fixé par vissage, collage, rivetage ou tout moyen approprié. Les parties médianes 28 des électrodes 10,11 et 12 sont ceinturées, à distance de un centimètre environ par un prisme métallique intérieur 14 à base hexagonale et un prisme métallique extérieur 15 également hexagonal, matérialisant le point neutre, et ceci sur une hauteur égale par exemple au tiers environ de la hauteur totale du bloc electrodique principal 13.Les prismes hexagonaux 14 et 15, réalisés, comme les électrodes, en matériau métallique , sont reliés entre eux électriquement par un croisillon métallique 29 comportant en son centre un passage pour une tige filetée servant à la fixation du bloc 13 sur la plaque à bornes 25. Une en reboise telle que 30, formée de deux joncs diélectriques ou de deux vis en matériau plastique par exemple, maintient une distance fixe entre les surfaces des électrodes et des prismes. Les électrodes 10,11 et 12 comportent à leur partie supérieure 31, un gainage isolant souple tel que 32 ainsi qu'une tige filetée brasée 33 servant à la fixation dans une fente de la plaque à bornes 25.
C-C d'un bloc supplémentaire 16 représentées par les figures 5,6 et 7 rendent bien compte. Une électrode, telle que 10, est réalisée en matériau métallique et présente à sa partie inférieure 6 un écartement maximum sur une longueur égale environ a la moitié de sa hauteur totale.Sur cette même portion droite de leurs surfaces extérieures non en regard 17,18 et 19 les électrodes 10,11 et 12 du bloc électrodique principal 13 sont avantageusement isolées par un diélectrique 27 fixé par vissage, collage, rivetage ou tout moyen approprié. Les parties médianes 28 des électrodes 10,11 et 12 sont ceinturées, à distance de un centimètre environ par un prisme métallique intérieur 14 à base hexagonale et un prisme métallique extérieur 15 également hexagonal, matérialisant le point neutre, et ceci sur une hauteur égale par exemple au tiers environ de la hauteur totale du bloc electrodique principal 13.Les prismes hexagonaux 14 et 15, réalisés, comme les électrodes, en matériau métallique , sont reliés entre eux électriquement par un croisillon métallique 29 comportant en son centre un passage pour une tige filetée servant à la fixation du bloc 13 sur la plaque à bornes 25. Une en reboise telle que 30, formée de deux joncs diélectriques ou de deux vis en matériau plastique par exemple, maintient une distance fixe entre les surfaces des électrodes et des prismes. Les électrodes 10,11 et 12 comportent à leur partie supérieure 31, un gainage isolant souple tel que 32 ainsi qu'une tige filetée brasée 33 servant à la fixation dans une fente de la plaque à bornes 25.
présente ilaventon est de plus caractérisée en ce qu'un bloc élec trodique principal 13 peut être composé de n motifs élémentaires et tel que représenté par la figure 5 en coupe suivant B-B dans le cas particulier où n=2. Un mode de réalisation industrielle pour n supérieur à 1 suivant la présente invention consiste à disposer à l'extérieur d'un bloc électrodique principal 13 ou d'un bloc supplémentaire 16, trois électrodes extérieures 34,35 et 36, par exemple plus courtes que les électrodes 10,11 et 12 et auxquelles elles sont reliées électriquement en parallèle, les électrodes 34,35 et 36 étant ceinturées à leur tour par un troisième prisme hexagonal 37 relié électriquement aux deux premiers prismes 14 et 15, et ainsi de suite, le nombre de blocs élémentaires insérés les uns à la suite des autres pouvant atteindre une valeur n, entière ou non, et variable à partir de n=1.
Le raccordement électrique des prismes successifs, tels que 14,15,23,24 d'un bloc principal 13 et/ou du bloc supplémentaire 16 est réalisé par un moyen approprié par exemple par le câblage et par le croisillon 29 ; il en est de même pour les électrodes telles que 10,11,12,20,21,22 qui sont reliées électriquement entre elles par le câblage par exemple ou par soudage de le.lls parties supérieures dans un même bloc comme le montre la figure 8 représentant des électrodes 20,21 et 22 d'un bloc supplémentaire 16 pliées en U et chevauchant le prismes 24. Selon la présente invention de telles électrodes doubles sont mises en oeuvre dans le bloc principal 13 et/ou les blocs supplémentaires tels que 16, ainsi que toutes les combinaisons possibles avec des électrodes telles que 10,11,12 et avec des prismes.
Le dispositif électrodique objet de la présente invention est en outre caracterisé en ce que les électrodes 10,11 et 12 du bloc électrodique principal 13 peuvent plonger à tout moment dans l'électrolyte et ce sur une hauteur par exemple de 20 à 30 millimètres environ au repos, assurant ainsi au lancement du démarrage une absence totale de phénomènes d'arcs électriques et d'amorçages entre l'électrolyte liquide et les électrodes 10,11 et 12. La hauteur d'immersion au repos est suffisante pour que la densité de courant traversant les parties immergées n'atteigne jamais la valeur criti que g responsable de l'intense polarisation gazeuse pouvant aller jusqu'à
S la recombinaison explosive de l'oxygène et de l'hydrogène élémentaires formés sur les électrodes.
S la recombinaison explosive de l'oxygène et de l'hydrogène élémentaires formés sur les électrodes.
A titre d'exemple non limitatif, la hauteur d immersion de sept centimètres par électrode telle que 10, dont la largeur peut être de six centimètres, soit une surface mouillée, isolant 27 en place, de 40 cm2 par phase au départ d'un démarrage, autorise amplement un courant de démarrage de deux cents ampères sans phénomènes d'arcs électriques sur les électrodes, ce qui correspond à une densité de courant non critique à peine égale a 5 ampè res/cmt et donc au démarrage d'un moteur de 120 kW avec Id=0,8 In soit une intensité dc démarrage inférieure à l'intensité nominale.
Il en résulte que le disp-?;itif électrodique objet de la présente invention possède l'avantage de e provoquer aucun phénomène d'arcs électriques et par suite aucune détérioration des bagues du moteur 8 à démarrer, aucun appel de courant au démarrage et également aucune détérioration des parties basses 26 des électrodes telles que 10,11 et 12.Ces avantages sont la résultante de la structure du dispositif électrodique constitué par le bloc principal 13 et éventuellement mais non nécessairement par un ou plus d'un bloc supplémentaire 16 caractérisés par un rapport Ri/Rf de la résistance initiale Ri mise en série avec la résistance du rotor 9 et de la résistance Rf mise en série avec la résistance du rotor en fin de démarrage qui est maximum et peut dépasser vingt cinq unités avec le bloc principal 13 et égaler au moins cinquante dans le cas où n=2.
Le fait d'immerger partiellement, mais en permanence, les parties basses telles que 26 des électrodes 10,11 et 12 dans l'électrolyte de tout démarreur automatique à résistance liquide variable par variation automatique de 11 immersion ou de l'émersion des électrodes dans la résistance électrolytique liquide, et à titre d'exemple non restrictif et non limitatif, de tout démarreur à niveau d'électrolyte variable par pompe de circulation ou tout autre moyen approprié, est réalisable par suite des valeurs maximales du rapport Ri/Rf obtenues avec le dispositif électrodique suivant la présente invention.
Il est possible de mettre en oeuvre un ou plusieurs blocs électrodiques supplémentaires, et de faire varier n de 1 à n aussi bien pour le bloc électrodique principal 13 que pour le ou les blocs électrodiques supplémentaires 16.
De plus, la présente invention est caractérisée par la mise en oeuvre d'une résistance initialement insérée Ri en début de démarrage entre phase et résistance du rotor élevée mais non infinie et par une résistance Rf in sérée en fin de démarrage entre phase et résistance du rotor 9 du moteur 8 à démarrer pratiquement nulle, la résistance Rf devenant nulle au courtcircuitage final, et la variation de Ri vers Rf étant progressive et automatique. Ce résultat est obtenu par la mise en oeuvre du bloc principal d'électrodes 13 et éventuellement d'un à plus d'un bloc supplémentaire d'électrodes 16, structurés suivant les représentations des figures 2 et 8 respectivement.Le bloc électrodique principal 13 comportant des électrodes profilées telles 10,11, et 12 dont les parties basses telles que 26 sont recouvertes sur leurs surfaces extérieures 17,18 et 19 non en regard, d'un diélectrique 27, il en résulte que la résistance Ri est maximum, cette structure constituant une réalisation industrielle de la forme théorique idéale que serait un long tube d'électrolyte à parois verticaes fermées, ainsi qu'il en ressort des expériences comparatives effectuées par l'auteur.En outre, et du fait de la présence des prismes intérieur 14 et extérieur 15 matérialisant le point neutre et assurant une concentration maximale des lignes de force du champ électrique qui s'établit entre les électrodes et réduisant au maximum la distance physique entre électrodes, la résistance finale Rf insérée en fin de démarrage entre chaque phase et la résistance du rotor 9 est pratiquement nulle, cet effet d'annulation étant renforce si nécessaire par la présence d'au moins un bloc d'électrodes supplémentaire 16 et/ou par le renforcement du nombre de motifs prismes-électrodes pour chacun des blocs mis en oeuvre, c'est-à-dire également en faisant varier n de l à n. il devient ainsi possible de réaliser un démarrage rotorique avec un coefficient Ri/Rf de l'ordre de 100 unités et plus, ce qui est amplement supérieur aux valeurs fournies par les blocs électrodiques connus jusqu'à ce jour.
La série d'expériences effectuées par l'auteur permettra de mieux préciser quantitativement le rôle des structures du bloc électrodique principal 13 et du bloc supplémentaire 16. A cet effet, dans une première expérience, l'auteur met en oeuvre un bloc électrodique principal 13 et supprime les isolants tels que 27 sur les surfaces extérieures 17,18 et 19 des électrodes 10,11 et 12 ainsi que les prismes 14 et 15. Ce cas correspond à l'expérience
I. Dans une deuxième expérience, l'auteur rétablit les prismes 14 et 15 mais pas les isolants tels que 27. Ce cas correspond à 11 expérience II. Dans une troisième expérience, le bloc électrodique principal 13 est complet et comporte donc, outre les électrodes 10,11 et 12 munies des isolants 27, les prismes 14 et 15.Ce cas correspond à l'expérience 111.-Dans une quatrième expérience, l'auteur met en oeuvre un bloc électrodique supplémentaire 16 câblé en.parallèle avec le bloc principal 13. Ce cas correspond à l'expé- rience IV. Dans les expériences décrites n=1. Dans les tableaux ci-après se trouvent les résultats obtenus dans chaque cas, la variable étant le niveau variable de l'électrolyte et la fonction mesurée la résistance R1 insérée entre la phase 1 et le rotor et la résistance R2 insérée entre la phase 2 et le rotor. La mesure de R est obtenue en relevant U et I, tension et intensité pour chaque phase et en efffectuant le quotient U/I. Les températures atteintes par l'électrolyte sont également relevées.Dans toutes les expériences les parties basses 26 des électrodes 10,11 et 12 du bloc électrodique principal 13, baignent au repos dans l'électrolyte sur une hauteur de 50 mm, dans ces conditions les valeurs élevées du rapport Ri/Rf sont donc obtenues suivant l'invention même avec une immersion partielle permanente des extrêmités inférieures des électrodes dans l'électrolyte.
I. Dans une deuxième expérience, l'auteur rétablit les prismes 14 et 15 mais pas les isolants tels que 27. Ce cas correspond à 11 expérience II. Dans une troisième expérience, le bloc électrodique principal 13 est complet et comporte donc, outre les électrodes 10,11 et 12 munies des isolants 27, les prismes 14 et 15.Ce cas correspond à l'expérience 111.-Dans une quatrième expérience, l'auteur met en oeuvre un bloc électrodique supplémentaire 16 câblé en.parallèle avec le bloc principal 13. Ce cas correspond à l'expé- rience IV. Dans les expériences décrites n=1. Dans les tableaux ci-après se trouvent les résultats obtenus dans chaque cas, la variable étant le niveau variable de l'électrolyte et la fonction mesurée la résistance R1 insérée entre la phase 1 et le rotor et la résistance R2 insérée entre la phase 2 et le rotor. La mesure de R est obtenue en relevant U et I, tension et intensité pour chaque phase et en efffectuant le quotient U/I. Les températures atteintes par l'électrolyte sont également relevées.Dans toutes les expériences les parties basses 26 des électrodes 10,11 et 12 du bloc électrodique principal 13, baignent au repos dans l'électrolyte sur une hauteur de 50 mm, dans ces conditions les valeurs élevées du rapport Ri/Rf sont donc obtenues suivant l'invention même avec une immersion partielle permanente des extrêmités inférieures des électrodes dans l'électrolyte.
FXPERIENCE I
(1 bloc principal 13 sans prismes 14-15, sans isolants 27)
Hauteurs actives U1 U2 U3 I1 12 R1 R2 T des électrodes 1 et 2 1 et 3 2 et 3
mm V V V A A ohm ohm C
50 62 62 61 23 23 2,69 2,65 19
75 62 62 61 33 33 1,878 1,848 21
100 61 61 60 40 40 1,525 1,525 22
130 61 61 60 50 50 1,22 1,22 25
150 60 60 59 68 68 0,888 0,867 27
175 60 60 59 90 90 0,666 0,655 28
200 60 60 58 130 127,5 0,461 0,454 31
225 59 59 58 150 150 0,393 0,386 34
250 59 59 58 190 190 0,310 0,3 38
Contenance du bac : 25 litres Rapport Ri/Rf = 2,69 = 8,67
Nature de l'électrolyte : benzoate de sodium a 6% dans l'eau0 > 310 en poids par volume
EXPERIENCE II
(1 bloc principal 33 avec prismes 14 et 15, sans isolants 27)
Hauteurs actives 1 U2 U3 I1 I2 R1 R2 T des électrodes 1 et 2 1 et 3 2 et 3
mn V V V A A ohm ohm C
50 60 60 59,5 19,5 19,5 3,07 3,05 16
75 59 0 59 30 30 2 1,966 17
100 59,5 60 59,5 39 39,5 1,538 1,506 19
130 60 60 59,5 46 47 1,304 1,266 22
150 60 60 59 66 67,5 o,909 0,874 22
175 58,5 58 57,5 135 135 0,429 0,426 23
200 56 57 55 210 210 0,271 0,262 25
225 55 55 53 270 275 0,203 0,193 26
250 53,5 53,5 51 340 345 0,157 0,148 27
Contenance du bac : 25 litres Rapport Ri/Rf = 19,55
Nature de l'électrolyte : benzoate de sodium aqueux à 6% de concentration
EXPERIENCE III
(1 bloc principal 13 avec prismes 14-15, avec isolants 27)
Hauteurs actives U1 U2 I1 I2 R1 T des électrodes 1 et 2 1 et 3
mm V V A A ohm C
30 60 60 22,5 20 2,66 28
70 60 60 37,5 36 1,66 28
105 57,5 60 55 48 1,25 30
135 57,5 60 70 74 0,81 30
150 57,5 60 80 82 0,75 31
160 57,5 60 130 124 0,44 31
200 53,5 57 300 270 0,17 30
260 48,5 52,5 460 430 0,105 30
Contenance du bac : 25 litres rapport Ri/Rf = 25,30
Nature de l'électrolyte : benzoate de sodium a 6S dans l'eau en poids par volume
EXPERIENCE IV
(1 bloc principal 13 avec prismes 14-15, avec isolants 27
et avec bloc supplémentaire 16)
Hauteurs actives U1 I1 R1 T des électrodes 1 et 2
mm V A ohm C
30 58 50 1,16 16
70 57,5 90 0,63 16
105 57,5 125 0,46 17
135 55 165 0,33 19
150 55 190 0,28 20
160 52,5 325 0,16 20
200 42,5 550 0,07 20
260 25 950 0,02 25
Contenance du bac : 25 litres rapport Ri/Rf = 58
Nature de l'électrolyte : soude aqueuse à 2% de concentration
Le contacteur de court-circuitL e 7 est relié de façon connue en soi, aux électrodes 10,11, et 12 d'une t-.t, et au rotor 9 du moteur a démarrer 8, d'autre part.
(1 bloc principal 13 sans prismes 14-15, sans isolants 27)
Hauteurs actives U1 U2 U3 I1 12 R1 R2 T des électrodes 1 et 2 1 et 3 2 et 3
mm V V V A A ohm ohm C
50 62 62 61 23 23 2,69 2,65 19
75 62 62 61 33 33 1,878 1,848 21
100 61 61 60 40 40 1,525 1,525 22
130 61 61 60 50 50 1,22 1,22 25
150 60 60 59 68 68 0,888 0,867 27
175 60 60 59 90 90 0,666 0,655 28
200 60 60 58 130 127,5 0,461 0,454 31
225 59 59 58 150 150 0,393 0,386 34
250 59 59 58 190 190 0,310 0,3 38
Contenance du bac : 25 litres Rapport Ri/Rf = 2,69 = 8,67
Nature de l'électrolyte : benzoate de sodium a 6% dans l'eau0 > 310 en poids par volume
EXPERIENCE II
(1 bloc principal 33 avec prismes 14 et 15, sans isolants 27)
Hauteurs actives 1 U2 U3 I1 I2 R1 R2 T des électrodes 1 et 2 1 et 3 2 et 3
mn V V V A A ohm ohm C
50 60 60 59,5 19,5 19,5 3,07 3,05 16
75 59 0 59 30 30 2 1,966 17
100 59,5 60 59,5 39 39,5 1,538 1,506 19
130 60 60 59,5 46 47 1,304 1,266 22
150 60 60 59 66 67,5 o,909 0,874 22
175 58,5 58 57,5 135 135 0,429 0,426 23
200 56 57 55 210 210 0,271 0,262 25
225 55 55 53 270 275 0,203 0,193 26
250 53,5 53,5 51 340 345 0,157 0,148 27
Contenance du bac : 25 litres Rapport Ri/Rf = 19,55
Nature de l'électrolyte : benzoate de sodium aqueux à 6% de concentration
EXPERIENCE III
(1 bloc principal 13 avec prismes 14-15, avec isolants 27)
Hauteurs actives U1 U2 I1 I2 R1 T des électrodes 1 et 2 1 et 3
mm V V A A ohm C
30 60 60 22,5 20 2,66 28
70 60 60 37,5 36 1,66 28
105 57,5 60 55 48 1,25 30
135 57,5 60 70 74 0,81 30
150 57,5 60 80 82 0,75 31
160 57,5 60 130 124 0,44 31
200 53,5 57 300 270 0,17 30
260 48,5 52,5 460 430 0,105 30
Contenance du bac : 25 litres rapport Ri/Rf = 25,30
Nature de l'électrolyte : benzoate de sodium a 6S dans l'eau en poids par volume
EXPERIENCE IV
(1 bloc principal 13 avec prismes 14-15, avec isolants 27
et avec bloc supplémentaire 16)
Hauteurs actives U1 I1 R1 T des électrodes 1 et 2
mm V A ohm C
30 58 50 1,16 16
70 57,5 90 0,63 16
105 57,5 125 0,46 17
135 55 165 0,33 19
150 55 190 0,28 20
160 52,5 325 0,16 20
200 42,5 550 0,07 20
260 25 950 0,02 25
Contenance du bac : 25 litres rapport Ri/Rf = 58
Nature de l'électrolyte : soude aqueuse à 2% de concentration
Le contacteur de court-circuitL e 7 est relié de façon connue en soi, aux électrodes 10,11, et 12 d'une t-.t, et au rotor 9 du moteur a démarrer 8, d'autre part.
Par suite des caractéristiques des blocs principaux 13 et supplémentaires 16, et ainsi que le montrent les résultats des expériences effectuées par l'auteur le rapport Ri/Rf se trouve porté à un niveau très supérieur à 50 unités quelle que soit la résistivité propre de l'électrolyte utilisé, de sorte que le dispositif électrodique réalise suivant la présente invention assure une progressivité de démarrage exceptionnelle pour un dimensionnement donné et une souplesse de gamme d'appareils exceptionnelle pour un dimensionnement variable. Le rapport Ri/Rf est avantageusement augmenté si le nombre de blocs supplémentaires tels que 16 augmente et/ou si n augmente.
Les blocs supplEmentaires ne comportent pas les parties basses telles que 26 aux électrodes 20,21 et 22, leur rôle est d'entrer en action une fois le démarrage réalisé partiellement, et d'apporter alors un gain de plusieurs crans de démarrage, la résistance finale Rf insérée par phase dans le rotor 9 du moteur à démarrer 8 se trouvant ainsi divisée par un coefficient supé- rieur ou égal à 2.
En fin de démarrage, Rf est nulle par suite du court circuitage de la phase fait automatiquement par le contacteur 7 commandé par le relais temporisé 5.
Il va de soi que la forme des électrodes tt des prismes n'est nullement restrictive et que tout autre profil comme par exemple un profil cylindrique, conique, ou tronconique, rentre dans le cadre de la présente invention.
De plus, le dispositif électrodique selon la présente invention est caractérisé par la mise en oeuvre de matériaux et alliages métalliques caractéristiques pour la réalisation des prismes tels que 14,15,30 et 31, et des électrodes telles que 10,11,12 puis 20,21,22 et 34,35,36 et de toutes pièces conductrices constitutives des blocs électrodiques. I1 est connu que la très grande majorité des électrolytes utilisés consiste en solutions aqueuses de sels alcalins ou de bases à réaction franchement alcaline, ce qui explique l'utilisation courante de l'acier ou de la fonte non alliée pour la constitution des électrodes.Dans les cas d'utilisation des électrolytes alcalins dans les démarreurs à niveau variable l'auteur a remarqué que les réglages ohmiques résultant des calculs initiaux ne se maintiennent pas constants dans le temps avec l'acier et ou la fonte non alliée par suite d'une oxydation anodique inévitable qui leur fait perdre progressivement leur état métallique superficiel.Le dispositif électrodique selon l'invention est caractérisé par la mise en oeuvre du nickel massif et de ses alliages avec le fer, sous toutes ormes appropriées telles que : laminés à froid ou à chaud, ou de fontes alliées au nickel, le titre de ces alliages pouvant aller de ') à 1001 en nickel, la balance étant apportée par le fer et/ou un ou des éléments supplémentaires, aussi bien pour la réalisation des prismes que des électrodes et toutes pièces constitutives des blocs i > rincipaux tels que 13 et supplémentaires tels que 16.Ainsi confectionnés selon la présente invention les électrodes telles que 10,11 et 12 par exemple, les prismes 14 et 15, conservent leur état métallique superficiel même après immef- sions-mFsions successives dans les électrolytts alcalins usuels, les oxydes formés pendant les alternances positives, riches en peroxyde de nickel
Ni2 5 non adhérent et insoluble, tombent au fur et à mesure de leur formation et se décrochent des surfaces métalliques ce qui apporte l'avantage d'un réglage ohmique constant dans le temps.
Ni2 5 non adhérent et insoluble, tombent au fur et à mesure de leur formation et se décrochent des surfaces métalliques ce qui apporte l'avantage d'un réglage ohmique constant dans le temps.
A titre de produit industriel, tout démarreur à résistance liquide électrolytique, en particulier a niveau d'électrolyte variable, comportant un dispositif électrodique selon la présente invention rentre dans le cadre de celle-ci.
Le dispositif électrodique de l'invention, dont une des caractéristiques est la très forte valeur du rapport Ri/Rf qu'il permet d'obtenir, est particulièrement adapté aux démarrages rotoriques, dont il est connu qu'ils exigent un rapport Ri/Rf élevé, mais il est clair qu'il est également possible de 1 'utiliser en démarreur statorique en utilisant alors le schéma électrique de câblage et de raccordement correspondant à ce cas.
Claims (11)
1.Dispositif électrodique pour démarreurs de moteurs électriques, de type
rotorique ou statorique, à résistance liquide électrolytique et caniveau
d'immersion variable, des électrodes dans l'électrolyte, caractérisé par
un bloc d'électrodes principal 13 et éventuellement un ou plus d'un bloc
d'électrodes supplémentaire 16 câblé en parallèle avec le bloc principal
13, fixés sur une plaque à bornes 25 constituant le couvercle du comparti
ment électrodique actif du démarreur, l'électrolyte liquide mouillant en
permanence la partie basse 26 des électrodes 10,11 et 12 sur une hauteur
de quelques centimètres par exemple.
2.Dispositif électrodique pour démarreur à résistance liquide suivant la
revendication 1 et caractérisé en ce qu'il provoque une diminution pro
gressive de la résistance liquide insérée entre les électrodes 10,11 et
12 matérialisant les phases et le rotor 9 du moteur à démarrer 8 au fur
et à mesure que le niveau de l'électrolyte s'élève dans le compartiment
électrodique actif et recouvre les électrodes 10,11 et 12, puis les pris
mes 14 et 15 matérialisant le point neutre et enfin le bloc électrodique
supplémentaire 16 nettement plus court que le bloc principal 13 et disposé
à la parie supérieure du compartiment électrodique, le dit bloc supplémen
taire 16 ne se trouvant ainsi mouillé par le flux d'électrolyte que dans
la dernière phase du démarrage.
3.Dispositif électrodique pour démarreur à résistance liquide suivant les
revendications 1 et 2 et caractérisé en ce que les parties basses 26 des
électrodes 10,11 et 12 du bloc électrodique principal 13 sont immergées
dans l'électrolyte liquide du démarreur de sorte que la surface totale
d'électrodes exposée S permet d'opérer le départ d'un démarrage avec une
densité de courant 1 non critique et non génératrice-d'arcs électriques.
par des entretoises diélectriques telles que 30.
10,11 et 12 étant maintenues à distance constante des prismes 14 et 15
lon 29, et dont la base est aussi un polygone de 2m côtés, les électrodes
neutre et réunis entre eux électriquement et mécaniquement par un croisil
droits, l'un intérieur 14, et l'autre extérieur 15, matérialisant le point
approprié 32, dont la partie médiane 28 est ceinturée par deux prismes
de 2m côtés, dont la partie supérieure est gainée ou non par un isolant
égal au nombre de phases m, disposées suivant les arêtes d'un polygone
pal 13 comporte des électrodes profilées telles que 10,11 et 12, en nombre
revendications 1 à 3 et caractérisé en ce que le bloc électrodique princi
S
4.Dispositif électrodique pour démarreur à résistance liquide suivant les
5.Dispositif électrodique pour démarreur à résistance liquitlr suivant les
revendications 1 à 4 et caractérisé en ce que les électrodes telles que
10,11 et 12 du bloc principal 13 sont droites sur la moitié supérieure
28 de leur hauteur et galbées à leur moitié inférieure telle que 26 de
sorte que leur écartement soit maximum, les faces non en regard telles
que 17,18 et 19 des parties inférieures 26 étant recouvertes ou non d'un
isolant approprié 27.
6.Dispositif électrodique pour démarreur à résistance liquide suivant les
revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'un bloc d'électrodes supplémen
taire 16 est câblé électriquement en parallèle avec le bloc principal 13
et qu'il est constitué par des électrodes droites telles que 20,21 et 22,
en nombre égal au nombre de phases m, disposées suivant les arêtes d'un
polygone de 2m côtés, dont la partie supérieure est gainée ou non par un
isolant approprié, et ceinturées par deux prismes droits l'un intérieur
23, l'autre extérieur 24, matérialisant le point neutre et réunis entre
eux électriquement et mécaniquement par un croisillon 29, les électrodes
20,21 et 22 étant de longueur sensiblement égale à celle des prismes, cet
te longueur étant elle même nettement inférieure à celle des prismes 14
et 15 du bloc principal 13, et maintenues à distance constante des prismes
23 et 24 par des entretoises diélectriques 30.
7.Dispositif électrodique pour démarreur à résistance liquide suivant les
revendications 1 à 6 et caractérisé en ce que le nombre n de motifs cons
tituant un bloc principal 13 et/ou un bloc supplémentaire 16 peut dépasser
un, le motif unitaire correspondant au cas où n=1 étant constitué comme
stipulé par les revendications 4, 5 et 6 et toutes les électrodes supplé
mentaires telles que 34,35 et 36 pouvant avoir ou ne pas avoir la même
hauteur totale que celle des prismes tels que 14 et 15, ou 23 et 24 aux
quels elles se trouvent associées si n est supérieur à 1.
8.Dispositif électrodique pour démarreur à résistance liquide suivant les
revendications 1 à 7 et caractérisé en ce que pour n=1,5 le bloc d'élec
trodes principal 13 et/ou un bloc supplémentaire 16 comporte des électro
des telles que 21, 22 et 23 se prolongeant par pliage à 180 à cheval sur
le prisme tel que 15 ou 24.
9.Dispositif électrodique pour démarreur à résistance liquide suivant les
revendications 1 à 8 et caractérisé par la valeur particulièrement élevée
du rapport Ri/Rf de la résistance Ri initialement insérée en début de dé
marrage entre chaque phase et le rotor 9, à la résistance finale Rf se
retrouvant en série avec la résistance du rotor 9 en fin due démarrage,
ce rapport atteignant la valeur de cent, et plus, et par la progressivité
maximale de démarrage.
10.Dispositif électrodique pour démarreur à résistance liquide suivant les
revendications 1 a 9 et caracbérisé en ce que les blocs électrodiques
principal 13 et supplémentaire tel que 16 sont réalisés en acier nickelé
ou en acier au nickel à toutes teneurs en nickel ou en nickel massif SUS
forme telle que laminé ou fonte alliée au nickel ou non alliée
11.A titre de produit industriel tout démarreur à résistance électelytique
variable et/ou à immersion des électrodes dans l'électrolyte variable
comportant un dispositif électrodique suivant les revendications 1 à 10,
et en particulier les démarreurs de type rotorique.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8400384A FR2558296B1 (fr) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | Dispositif electrodique pour demarreur de moteurs electriques comportant une resistance electrolytique liquide et des electrodes a immersion variable |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8400384A FR2558296B1 (fr) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | Dispositif electrodique pour demarreur de moteurs electriques comportant une resistance electrolytique liquide et des electrodes a immersion variable |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2558296A1 true FR2558296A1 (fr) | 1985-07-19 |
| FR2558296B1 FR2558296B1 (fr) | 1986-04-11 |
Family
ID=9300026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8400384A Expired FR2558296B1 (fr) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | Dispositif electrodique pour demarreur de moteurs electriques comportant une resistance electrolytique liquide et des electrodes a immersion variable |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2558296B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2629960A1 (fr) * | 1988-04-08 | 1989-10-13 | Kohen Albert | Demarreur pour moteur a bagues |
| FR3061820A1 (fr) * | 2017-01-12 | 2018-07-13 | Albert Kohen | Moteur electrique asynchrone a bagues |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB392100A (en) * | 1932-03-11 | 1933-05-11 | Benjamin Rene Planche | Improvements in automatic starting rheostats for electric motors |
| GB1099671A (en) * | 1963-08-23 | 1968-01-17 | English Electric Co Ltd | Motor control system |
-
1984
- 1984-01-12 FR FR8400384A patent/FR2558296B1/fr not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB392100A (en) * | 1932-03-11 | 1933-05-11 | Benjamin Rene Planche | Improvements in automatic starting rheostats for electric motors |
| GB1099671A (en) * | 1963-08-23 | 1968-01-17 | English Electric Co Ltd | Motor control system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2629960A1 (fr) * | 1988-04-08 | 1989-10-13 | Kohen Albert | Demarreur pour moteur a bagues |
| FR3061820A1 (fr) * | 2017-01-12 | 2018-07-13 | Albert Kohen | Moteur electrique asynchrone a bagues |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2558296B1 (fr) | 1986-04-11 |
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |