Installation de synchronisation électrique pour synchroniser deux sources de force électromotrice. La présente invention a. pour objet une installation de synchronisation électrique pour synchroniser deux sources de force électro motrice dont l'une, la première, est comman dée par un moteur primaire, cette installation comportant, d'une part, un premier organe mobile, susceptible d'être actionné à. une vi tesse proportionnelle à la.
fréquence de la première source associée avec ledit moteur primaire et, d'autre part, un second organe mobile, associé magnétiquement audit pre mier organe mobile, destiné à être excité par l'autre source et pouvant tourner à une vitesse dépendant de la. différence des fréquences des forces électromotrices des deux sources, ainsi qu'un mécanisme disposé pour régler la vi tesse du moteur primaire et qui est suscep tible d'être commandé par ledit second organe de façon à porter la. vitesse du moteur pri maire à. la vitesse synchrone.
Le dessin schématique annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention pour courant triphasé, comportant un circuit de distribution de cou rant alternatif, formé par une ligne 1, à la quelle plusieurs machines dynamoélectriques eu sources de force électromotrice à courant alternatif doivent pouvoir être reliées en pa rallèle pour un fonctionnement en synchro nisme avec ledit circuit constituant une autre source de force életromotrice. La figure ne montre qu'une seule machine dynamo-électri- que,
formée par une génératrice ou alternateur synchrone 2 ayant un champ tournant et sus ceptible d'être mis en circuit avec la ligne 1 par un c.onjoncteur-disjonûteur 3 intercalé clans le circuit 4 entre la ligne 1 et l'alterna- teur 2. Pour fermer ce circuit, le 3 comporte une bobine électro magnétique de fermeture 5 susceptible d'être excitée par le courant d'un circuit de com mande 6.
Le conjoncteur-disjoncteur 3 est du type à. fermeture assurée par un cliquet sus ceptible d'être déclanché par une bobine Mec- tro-ma.gnétique -de déclic 7. Le -conjoncteur- disjoncteur 3 comporte également .des inter- rupteurs auxiliaires 8 et 8' susceptibles d'être commandés par lui de façon à. être fermés lorsque le conjoncteur-disjoncteur 3 est. ou vert, et d'être ouverts lorsque celui-ci est fermé.
L'alternateur \? est actionné par une source motrice représentée ici par une turbine 9 qui sert de moteur primaire et qui est reliée di rectement au champ tournant de l'alternateur 2 par un arbre 9'. Pour la mise en marche et l'arrêt, le moteur primaire 9 est pourvu d'une soupape d'admission de fluide moteur 10 pou- vaut être actionnée par un mécanisme de commande 11 susceptible d'être actionné par un moteur à champ subdivisé 12 propre à être relié au circuit de commande 6 par un interrupteur 13.
Pour couper le circuit dti moteur 12 lorsque l'ouverture ou la fermeture de la. soupape 10 est effectuée, des interrap- teurs-limiteurs 1.1 et 15 sont prévus de façon < < pouvoir être actionnés par un curseur 16 qui est associé avec le mécanisme de com mande 11.
Le mécanisme de commande 11 destiné à mettre en marche le moteur primaire comporte également un tambour rotatif à con tacts de commande 17 susceptible d'être ac tionné par le moteur 12 au moyen du méca nisme de commande 11, pour commander cer- lains .circuits électriques à ries vitesses pré déterminées du moteur primaire 9, ainsi qu'il.
;cru démontré ci-après. L-_ tambour de com mande 17 possède des segments 18 et 19 rr-- lié; électriquement l'un à l'autre et suscep tibles de s'engager respectivement avec les contacts 20 et 21 après un mouvement d'ou- ;-e.rture prédéterminé de la. soupape 10, ainsi qu'un segment:
22 relié électriquement au seg ment 19 et susceptible de s'engager avec le contact \? 3 après un mouvement ultérieur de la soupape 10 vers la position d'ouverture.
Pour régler la vitesse du moteur primaire 9 et, par conséquent, la fréquence de l'alter- n_ateur 2, des organes régulateurs de vitess:# sont prévus, ces organes comportant une sou pape d'étranglement ou de réglage d'admis sion de fluide 24 qui peut être actionnée di rectement par un régulateur centrifuge 25 actionné par le moteur primaire 9, ou indirec- tement par une soupape auxiliaire 26 com mandée par le rÉ.gulateur centrifuge \?5 au moyen du s#x;
stème de leviers 26'.
Pour régler la, vitesse de l'alternateur (le façon à. porter la force électromotrice de celui-ci à sa valeur synchrone par rapport à la force électromotrice (le la, ligne 1, il y a. une machine dynamoélectrique comprenant deux organes mobiles coopérateurs 2 7 et 28 gui exercent une action positive et définie sur les fréquences des forces électromotrices et produisent;
un effet, correctif dépendant de l i différence des fréquences. L'orga.ne 27 est susceptible d'être actionné par l'arbre 9' -i une vitesse proportionnelle à la. fréquence de la force éleelromotrice (le l'alternateur ? et, dans ce. but, il peut être monté sur un arbre 29 re lié à l'arbre 9' par l'entremise d'un engrenage 30.
L'organe 2 7 peut être construit. comme le rotor d'un moteur synchrone à. champ tour nant ou comme le rotor d'un moteur d'induc tion. Il comporte un noyau mai nétique sus ceptible d'être excité par un. bobinage 31 de façon à établir au moins deux pôles magn@'#- tiques fixes ît polarité opposée, et, outre cela, un bobina,,(, court-circuité à cage d'écureuil ou d'amortissement 32.
La, disposition des deux bobinages donne les meilleures con- ditions pour le couple de rotation, mais à, la rigtletlr le bobinage 32 seul pourrait suffire. Le, btililna g e 31 peut être excité par le cou rant: du circuit de commsnde 6 au moyen des bagues collectrice 33.
L'organe coopérateur ?8 a la forme du srltor d'un moteur :syn- clirone ou d'induction;
il est pourvu d'un bo- bina-e du type polylili@ sé usuel sus^eptible d'être relié < t la<B>,</B> ligne 1 directement par les conducteurs 3-l, éventuellement par le moyeai de transformat,,#urs (le potentiel, au moyen d'un dispositif d'interruption 3:
'). Pour la fermeture, ce dispositif est. actionné par une bobine de fermeture 36 et le dispositif d'in terruption 3 5 commande en même temps un interrupteur auxiliaire 37 qui est ouvert lors que le dispositif d'interruption 35 est ouvert, et qui est fermé lorsque le dispositif d'inter ruption 35 est fermé, ceci dans le but spéci fié plus loin.
L'organe coopérateur -28 est relié à un arbre rotatif 38 dont la rotation agit dans le régulateur de vitesse 25 -du moteur primaire de façon à produire un effet correctif ou une mise au point de la vitesse, en addition au réglage effectué par le régulateur centrifuge, et à porter, par cela., la fréquence de l'alter nateur 2 à sa valeur synchrone.
Cet effet correctif peut être appliqué à la soupape auxi liaire 26 et, par conséquent, à la soupape ré gulatrice de vitesse 24 par l'intermédiaire cl 'un arbre intermédiaire 39 susceptible d'ac tionner une vis de réglage ou @de mise -au .point .10 associée au régulateur centrifuge 2,5 et au système de leviers 26'. Le mouvement de dé placement de la vis 40 dans les deux sens im pose à l'action du régulateur centrifuge 25 une action additionnelle qui produit un chan gement de la vitesse du moteur primaire.
Cette action dépendra de la vitesse de l'or gane 28 qui, à son tour, dépend de la diffé rence des fréquences des voltages de l'alter nateur et de la ligne; donc, l'organe 28 tour nera à une vitesse correspondant à cette dif férence des fréquences.
Pour que le conjoncteur-disjoncteur 3 puisse être fermé lorsque les forces électro- mDtrices de l'alternateur 2 et :de la ligne 1 ont la même fréquence et sont en phase, l'or gane 28 comporte une pièce de contact 41 sus- ceptible de s'engager avec des contacts 42, de passer par dessus ceux-ci et d'effectuer ainsi l'excitation d'un relais 43 disposé pour com mander, avec un retard de temps, le circuit de la bobine de fermeture 5 du conjoncteur- disjoncteur 3 par les contacts 44 et un pont de .conta-et 45.
Par rapport à la position an gulaire de l'organe 28, les -contacts 42 sont placés de telle façon que leur pontage par le pont de contact 41 ait lieu au moment, .en somme, où les forces électromotrices sont en phase et se prolonge pour un certain temps qui.. augmente avec la diminution de la diffé rence des fréquences, c'est-à-dire, de la vitesse de l'organe 28.
Le bobinage 31 du rotor 27 et le champ de l'alternateur 2 peuvent être excités à par- tir du circuit de commande 6. Pour relier le champ de l'alternateur 2 et le bobinage 31 à ce circuit de commande 6, il a été prévu un interrupteur de champ 46 susceptible d'être commandé par l'organe de mise en marche du moteur primaire de façon à effectuer l'ex citation du champ de l'alternateur et du bo binage 31 à une vitesse prédéterminée du mo teur primaire.
Pour la fermeture, l'interrup teur 46 est disposé pour être actionné par une bobine électromagnétique de fermeture 47, et l'interrupteur 46 peut être du type à ferme ture assurée par cliquet susceptible d'être dé- cla.nché par une bobine électromagnétique de déclic 48.
Pour que la force électromotrice de l'al ternateur 2 puisse être la même que la force électromotrice de la. ligne 1 lorsque leurs for ées électromotrices ont les mêmes fréquences et sont en phase, on .a prévu un dispositif ré gulateur .de voltage 49. Bien que celui-ci puisse être du type agissant sous l'action des valeurs relatives .des forces électromotrices, il est ici, où l'on suppose que le voltage de la ligne est, en somme, constant, du type tra vaillant sous l'action de la force électro- motrice de l'alternateur seulement et il est établi de façon à commander l'excitation du champ de l'alternateur 2.
Le dispositif ré gulateur de voltage 49 comporte un rhéostat de réglage du champ 50 susceptible d'être actionné par un moteur à champ subdivisé 51 propre à être excité; lorsque l'interrupteur de champ 46 est fermé, par le courant tdu cir cuit de commande 6 au moyen d'un voltmètre ;L contacts 53 fonctionnant sous l'action .. de la force électromotrice de l'alternateur 2. Dans ce but, le voltmètre à contacts 53 est mis en dérivation relativement à l'alternateur 2 par un transformateur de potentiel 54'.
Grâce à cet arrangement, le voltmètre à contacts 53 commande le moteur 51 qui actionne le rhéos tat 50, de façon à maintenir un voltage en comme -constant dans l'alternateur 2.
Admettons que les diverses parties mo biles occupent les positions indiquées dans le dessin et que l'alternateur 2 soit relié à la ligne 1 en parallèle avec une autre source de force électromotrice à courant alternatif, le fonctionnement: de la forme d'exécution re présentée est le suivant: l'interrupteur 13 est mû vers la droite et relie ainsi le moteur 12 au circuit de commande 6 par un circuit qui comprend l'interrupteur-limiteur 15 et la. par tie inférieure du bobinage du champ sub divisé du moteur 12.
Cela fait exciter le mo teur 12 de façon à le faire tourner dans un sens propre à actionner le mécanisme de com mande 11 et à faire passer la soupape de commande de mise en marche 10 à la position d'ouverture, de sorte que le fluide-moteur, tel que de la. vapeur ou de l'eau, est admis au moteur primaire 9. Pendant le mouvement d'ouverture de la soupape 10, le curseur 16 est déplacé vers le haut et relâche l'interrup- teur-limiteur 14 qui revient à la position de fermeture, de sorte que le moteur 12 peut être excité pour fermer la soupape 10 lors qu'on veut arrêter le moteur primaire 9.
Lors que le curseur 16 atteint une position corres- rondant à une ouverture prédéterminée de la soupape, il ouvre l'interrupteur-limiteur 15 et coupe ainsi le circuit du .moteur pour dès exciter le moteur 12 afin d'empêcher le coin cement du mécanisme de la soupape.
L'actionnement du mécanisme de com mande 11 fait tourner le tambour de com mande 17 dans un sens tel qu'après une ou verture prédéterminée de la soupape, c'est-à- dire, à, une vitesse prédéterminée du moteur primaire 9. les segments 18 et 19 dudit tam bour s'engagent avec les contacts 20 et 21.
Lorsque cela. arrive, la bobine de fermeture -17 de l'interrupteur de champ 46 est reliée au circuit de commande 6 par un circuit. qui comprend le conducteur 54, la bobine de fermeture 47, le conducteur 55, le contact 20, les segments 18 et 19 du tambour, le contact ?1, le conducteur 56, l'interrupteur auxiliaire 8 et le conducteur<B>57.</B> Après l'excitation de la.
bobine 47, l'interrupteur de champ 46 est fermé et relie, par cela, le champ tournant de \? au circuit de commande 6 par un circuit qui comprend le conducteur 54, l'interrupteur de champ 46, le conducteur 58, <B>1</B> es bagues collectrices de champ 59 de l'alter- nateur, le conducteur 60, le rhéostat 50, le conducteur 61, l'interrupteur de champ 46 et l.e conducteur 62.
La vitesse prédéterminée du moteur primaire, ù, laquelle l'interrupteur de champ est fermé, peut être en général une vitesse quelconque qui est inférieure à 11. vi tesse synchrone; si, toutefois, le moteur pri maire est une turbine à vapeur, il est préfé rable que l'interrupteur de champ 46 ne soit fermé qu'après que la turbine aura.
atteint, en somme, sa vitesse critique. Lorsque l'in terrupteur de champ 46 est fermé, le bobi nage 31 de l'organe rotatif 27 est ébalemeni-. excité, le bobinage 31 se trouvant dans un circuit qui renferme les conducteurs 58 et 60. Ce circuit comprend le conducteur 63, l'inter rupteur auxiliaire 8', le conducteur 64, les bagues collectrices 33 et. le conducteur<B>65.</B> L'or;Qane 27 constitue donc un champ électro magnétique tournant actionné à. une vitesse proportionnelle à la. fréquence de la force électromotrice de l'alternateur.
Après une ouverture ultérieure prédéter minée de la soupape 10, ou, pour mieux dire, à une vitesse prédéterminée plus brande du moteur primaire 9, vitesse qui peut être voi sine de la vitesse synchrone, le segment 22 du tambour 17 s'engage avec le contact 23.
Lorsque cela arrive, la bobine de fermeture 36 du dispositif d'interruption 35 est reliée au circuit. de commande 6 par un circuit qui comprend le conducteur <B>57,</B> l'interrupteur auxiliaire 8, le conducteur 56, le contact 21, les semments 19 et ?? du tambour 17. le con tact 23, 1c con.riu@@teur 6r-, la bobine de ferme turc 36 et le conrlitetenr 67.
A la fermeture du dispositif d'interruption 35. le bobinage d'excitation de l'o_r;,@n@@ rotatif 28 est relié @à la ligne 1 par les lianes collectrices 68: mi champ est alors établi qui tourne, par rap port à l'organe ?8, à une vitesse dépendant de la. fréquence du voltage de la ligne.
De l'ac tion réciproque de ce champ et du champ de l'orba.ne 27, il résulte une rotation de l'or gane 28 à une vitesse proportionnelle à la dif férence des fréquences des voltages de l'alter nateur et de la ligne. Avec le bobinage à. cage d'écureuil 3?\ seul, l'organe 28 coopérera avec l'organe 27 d'une manière analogue à celle d'un moteur d'induction, et avec le bo binage à cage d'écureuil 32 outre le bobinage 31, on assure un plus grand couple de mise en marche pour actionner l'organe 28.
Le sens dans lequel l'organe 28 est mis en mouvement de rotation, dépendra du fait de savoir si la fréquence du voltage de l'alter nateur est supérieure ou inférieure à celle du voltage de la ligne. Pendant la rotation de l'organe 28, celui-ci produira, par l'arbre in termédiaire 39, la vis de mise au point 40 et le système de levier 26', un effet correctif imposé à l'action du régulateur centrifuge 25 pour faire varier la vitesse du moteur pri maire 9. Cet effet correctif étant proportion nel à la différence des fréquences -des forces électromotrices qui doivent être synchronisées, change la vitesse du moteur primaire 9 de fa çon à éliminer la différence des fréquences, c'est-à-dire, à porter la vitesse de l'alternateur 2 à la valeur synchrone.
Pendant la rotation de l'organe 28, la pièce de contact 41 qu'il supporte, s'engagera avec les contacts 42 pendant une période qui dépend de la vitesse de l'organe 28, c'est-à- dire, de la différence des fréquences des vol tages de l'alternateur et de la ligne.
Lorsque les contacts 42 sont en prise .avec la pièce de contact 41, le ,bobinage d'excitation -du relais 43 est relié au circuit de commande 6 par un circuit qui comprend le conducteur 57, l'in terrupteur auxiliaire 8, le conducteur 56, le contact 21, les segments 19 et 22 du tambour 17, le contact 23, le conducteur 66, les con tacts 42 et la pièce de contact 41, le conduc- feur 69, l'interrupteur auxiliaire 37, le con ducteur 70, le bobinage d'excitation du relais 43 et le conducteur 67.
Lorsque la -diffé rence des fréquences diminue, la pièce de .con tact 41 s'engagera avec les contacts 42 pen dant une période prolongée qui suffit, si les fréquences sont, en somme, les mêmes, pour permettre .au relais de déplacer le pont de contact 45 de façon à s'engager avec les con tacts 44. Lorsque cela arrive, la. bobine de fermeture 5 du conjoncteur-disjoncteur <B>3</B> est reliée au circuit rte commande 6 par un cir cuit qui comprend le conducteur 57, l'inter rupteur auxiliaire 8, le conducteur 71, la bo bine de fermeture 5, le conducteur 72, le pont de contact 45, les contacts 44 et le conduc teur 67.
Lorsque la bobine de fermeture 5 est excitée, le .conjoncteur-disjoncteur 3 est fermé et l'alternateur 2 est relié à la ligne. 1.
Lorsque le conjoncteur-disjoncteur 3 est fermé et enclanché, les interrupteurs auxi liaires 8 et 8' s'ouvrent et rompent .ainsi la connexion entre la bobine de fermeture 5, la bobine de fermeture 36, le relais 43 et le bo binage 31 de l'organe 26, d'une part, et le oir- cuit de commande 6, d'autre part.
Lorsque la bobine de fermeture 36 est désexcitée, le dispositif de contact 35 s'ouvre et, ce faisant, ouvre l'interrupteur auxiliaire 37, de sorte que, dans le cas où la pièce de contact 41 serait en prise avec les contaiets 42 au mo ment de la mise en marche, il sera impossible d'exciter le relais 34 et de relier l'alternateur 2 à la ligne 1. En d'autre termes, au moment de la mise en marche, lorsque la différence des fréquences est grande, il est impossible d'exciter le relais 43 avant que l'organe 28 soit excité pour tourner et faire déplacer la pièce de contact 41.
Pour arrêter le moteur primaire 9, le con- joncteur-disjoncteur 3 est renversé de façon à s'ouvrir et l'interrupteur 13. est mû vers la gauche, d'où il résulte que le moteur 12 est relié au circuit de commande 6 par un circuit qui comprend l'interrupteur-limiteur 14 et la partie supérieure du bobinage du champ sub divisé du moteur 12.
Cela. fait exciter le mo teur 12 de façon à le faire tourner .dans un sens propre à actionner le mécanisme de com mande 11 et à faire passer la soupape de -coin- mande de mise en marche 10 à la position de fermeture. Pendant ce mouvement de ferme ture,
le curseur 16 dégage l'interrupteur- limiteur 15 de façon à pouvoir fermer et ou vrir l'interrupteùr-limiteur 14 -de manière à désexciter le moteur 12 lorsque la soupape 10 atteint la position de fermeture et que les par ties occupent de nouveau la position propre à mettre en marche le moteur primaire, ainsi que le montre le dessin.
Electrical synchronization installation for synchronizing two sources of electromotive force. The present invention a. for object an electrical synchronization installation for synchronizing two sources of electro-motive force, one of which, the first, is controlled by a primary motor, this installation comprising, on the one hand, a first movable member, capable of being actuated at. a speed proportional to the.
frequency of the first source associated with said primary motor and, on the other hand, a second movable member, associated magnetically with said first movable member, intended to be excited by the other source and capable of rotating at a speed depending on the. difference in the frequencies of the electromotive forces of the two sources, as well as a mechanism arranged to adjust the speed of the primary motor and which is capable of being controlled by said second member so as to carry the. primary motor speed at. synchronous speed.
The appended schematic drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention for three-phase current, comprising an alternating current distribution circuit, formed by a line 1, in which several machines dynamoelectric sources of alternating current electromotive force must be able to be connected in parallel for operation in synchronism with said circuit constituting another source of electromotive force. The figure shows only one dynamo-electric machine,
formed by a synchronous generator or alternator 2 having a rotating field and capable of being put in circuit with line 1 by a circuit breaker-circuit breaker 3 interposed in circuit 4 between line 1 and alternator 2. To close this circuit, the 3 comprises an electromagnetic closing coil 5 capable of being excited by the current of a control circuit 6.
The contactor-circuit breaker 3 is of the type to. closing provided by a ratchet capable of being released by a magnetic-click coil 7. The -circuit-breaker-circuit-breaker 3 also comprises. auxiliary switches 8 and 8 'capable of being controlled by him so as to. be closed when the circuit breaker 3 is. or green, and to be open when it is closed.
The alternator \? is actuated by a motive source represented here by a turbine 9 which serves as the primary motor and which is connected directly to the rotating field of the alternator 2 by a shaft 9 '. For starting and stopping, the primary motor 9 is provided with a working fluid inlet valve 10 which can be actuated by a control mechanism 11 capable of being actuated by a subdivided field motor 12. suitable for being connected to the control circuit 6 by a switch 13.
To cut the motor 12 dti circuit when opening or closing the. valve 10 is effected, switch-limiters 1.1 and 15 are provided so that they can be actuated by a slider 16 which is associated with the control mechanism 11.
The control mechanism 11 intended to start the primary motor also comprises a rotary drum with control contacts 17 capable of being actuated by the motor 12 by means of the control mechanism 11, to control certain circuits. electric ries predetermined speeds of the primary motor 9, as well as.
; believed shown below. The control drum 17 has segments 18 and 19 linked; electrically to each other and capable of engaging respectively with the contacts 20 and 21 after a predetermined opening movement; -e.rture of the. valve 10, as well as a segment:
22 electrically connected to segment 19 and capable of engaging with contact \? 3 after a subsequent movement of the valve 10 to the open position.
To regulate the speed of the primary motor 9 and, consequently, the frequency of the alternator 2, speed regulating members are provided: # are provided, these members comprising a throttle or intake adjustment valve. fluid 24 which can be actuated directly by a centrifugal regulator 25 actuated by the primary motor 9, or indirectly by an auxiliary valve 26 controlled by the centrifugal regulator \? 5 by means of the s # x;
steme of levers 26 '.
To adjust the speed of the alternator (the way to. Bring the electromotive force of the latter to its synchronous value with respect to the electromotive force (the la, line 1, there is a dynamoelectric machine comprising two moving parts cooperators 2 7 and 28 gui exert a positive and definite action on the frequencies of the electromotive forces and produce;
a corrective effect depending on the difference in frequencies. The orga.ne 27 is capable of being actuated by the shaft 9 '-i a speed proportional to the. frequency of the electromotive force (the alternator? and for this purpose it can be mounted on a shaft 29 re linked to the shaft 9 'through a gear 30.
The organ 27 can be constructed. like the rotor of a synchronous motor to. rotating field or like the rotor of an induction motor. It has a nucleus that may be netic capable of being excited by one. winding 31 so as to establish at least two fixed magnetic poles ît opposite polarity, and, in addition to that, a winding ,, (, short-circuited to squirrel cage or damping 32.
The arrangement of the two coils gives the best conditions for the rotational torque, but the rigtlr the coil 32 alone could be sufficient. The, btililna g e 31 can be excited by the current: from the control circuit 6 by means of the slip rings 33.
The cooperating member 8 has the shape of a motor srltor: synchronous or induction;
it is provided with a bo- bina-e of the usual polylili @ type capable of being connected to <t the <B>, </B> line 1 directly by the conductors 3-l, possibly by the means of transformat ,, # urs (the potential, by means of an interrupt device 3:
'). For closure, this device is. actuated by a closing coil 36 and the interrupting device 35 simultaneously controls an auxiliary switch 37 which is open when the interrupting device 35 is open, and which is closed when the interrupting device 35 is closed, for the purpose speci fied below.
The cooperating member -28 is connected to a rotary shaft 38 whose rotation acts in the speed regulator 25 of the primary motor so as to produce a corrective effect or a speed adjustment, in addition to the adjustment carried out by the centrifugal regulator, and thereby to bring the frequency of the alternator 2 to its synchronous value.
This corrective effect can be applied to the auxiliary valve 26 and, therefore, to the speed regulating valve 24 via an intermediate shaft 39 capable of actuating an adjusting or setting screw. .point .10 associated with the centrifugal regulator 2.5 and the lever system 26 '. The displacement movement of the screw 40 in both directions imposes on the action of the centrifugal governor 25 an additional action which produces a change in the speed of the primary motor.
This action will depend on the speed of the organ 28 which, in turn, depends on the difference in the frequencies of the voltages of the generator and the line; therefore, component 28 will rotate at a speed corresponding to this frequency difference.
So that the contactor-circuit breaker 3 can be closed when the electromagnetic forces of the alternator 2 and: of the line 1 have the same frequency and are in phase, the unit 28 comprises a contact part 41 susceptible to engage with contacts 42, to pass over them and thus effect the excitation of a relay 43 arranged to control, with a time delay, the circuit of the closing coil 5 of the contactor - circuit breaker 3 via contacts 44 and a .conta-and 45 bridge.
With respect to the angular position of the organ 28, the -contacts 42 are placed in such a way that their bridging by the contact bridge 41 takes place at the moment, in short, when the electromotive forces are in phase and continue. for a certain time which ... increases with the decrease in the difference in frequencies, that is to say, in the speed of the organ 28.
The winding 31 of the rotor 27 and the field of the alternator 2 can be excited from the control circuit 6. To connect the field of the alternator 2 and the winding 31 to this control circuit 6, it has been a field switch 46 capable of being controlled by the primary motor starting device is provided so as to effect the excitation of the field of the alternator and of the winding 31 at a predetermined speed of the primary motor.
For closing, the switch 46 is arranged to be actuated by an electromagnetic closing coil 47, and the switch 46 may be of the type with closing provided by a pawl capable of being released by an electromagnetic coil. click 48.
So that the electromotive force of alternator 2 can be the same as the electromotive force of the. line 1 when their electromotive drills have the same frequencies and are in phase, a voltage regulator device 49 has been provided. Although this may be of the type acting under the action of the relative values of the electromotive forces. , it is here, where it is supposed that the voltage of the line is, in short, constant, of the type working under the action of the electro-motive force of the alternator only and it is set so as to control excitation of the alternator field 2.
The voltage regulator device 49 comprises a rheostat for adjusting the field 50 capable of being actuated by a subdivided field motor 51 capable of being excited; when the field switch 46 is closed, by the current t from the control circuit 6 by means of a voltmeter; L contacts 53 operating under the action of the electromotive force of the alternator 2. For this purpose, the contact voltmeter 53 is put in bypass relative to the alternator 2 by a potential transformer 54 '.
Thanks to this arrangement, the contact voltmeter 53 controls the motor 51 which actuates the rheos tat 50, so as to maintain a voltage as constant in the alternator 2.
Let us assume that the various moving parts occupy the positions indicated in the drawing and that the alternator 2 is connected to line 1 in parallel with another source of alternating current electromotive force, the operation: of the embodiment shown is the following: the switch 13 is moved to the right and thus connects the motor 12 to the control circuit 6 by a circuit which comprises the limit switch 15 and the. lower part of the winding of the sub-divided field of the motor 12.
This energizes the motor 12 so as to cause it to rotate in a direction suitable for actuating the control mechanism 11 and for moving the start control valve 10 to the open position, so that the fluid -motor, such as. steam or water, is admitted to the primary motor 9. During the opening movement of the valve 10, the slider 16 is moved upwards and releases the switch-limiter 14 which returns to the closed position. , so that the engine 12 can be excited to close the valve 10 when it is desired to stop the primary engine 9.
When the slider 16 reaches a position corresponding to a predetermined opening of the valve, it opens the limit switch 15 and thus cuts the motor circuit to energize the motor 12 to prevent jamming of the mechanism. of the valve.
Actuation of the control mechanism 11 rotates the control drum 17 in a direction such as after a predetermined opening of the valve, that is to say, at a predetermined speed of the primary motor 9. segments 18 and 19 of said drum engage with contacts 20 and 21.
When that. happens, the closing coil -17 of the field switch 46 is connected to the control circuit 6 by a circuit. which includes conductor 54, closing coil 47, conductor 55, contact 20, drum segments 18 and 19, contact 1, conductor 56, auxiliary switch 8 and conductor <B> 57. </B> After the excitement of the.
coil 47, the field switch 46 is closed and thereby connects the rotating field of \? to the control circuit 6 by a circuit which comprises the conductor 54, the field switch 46, the conductor 58, <B> 1 </B> the field slip rings 59 of the alternator, the conductor 60, rheostat 50, conductor 61, field switch 46, and conductor 62.
The predetermined speed of the primary motor, ù, which the field switch is closed, can generally be any speed which is less than 11. synchronous speed; if, however, the primary engine is a steam turbine, it is preferable that the field switch 46 is not closed until after the turbine has finished.
in short, reaches its critical speed. When the field switch 46 is closed, the winding 31 of the rotary member 27 is ébalemeni-. energized, the coil 31 being in a circuit which contains the conductors 58 and 60. This circuit includes the conductor 63, the auxiliary switch 8 ', the conductor 64, the slip rings 33 and. the conductor <B> 65. </B> Gold; Qane 27 therefore constitutes a rotating electromagnetic field actuated at. a speed proportional to the. frequency of the electromotive force of the alternator.
After a subsequent predetermined opening of the valve 10, or, to put it better, at a predetermined speed higher than the primary motor 9, speed which can be close to the synchronous speed, the segment 22 of the drum 17 engages with the contact 23.
When this happens, the closing coil 36 of the interrupting device 35 is connected to the circuit. control 6 by a circuit which includes the conductor <B> 57, </B> the auxiliary switch 8, the conductor 56, the contact 21, the seeds 19 and ?? of drum 17. contact 23, con.riu @@ tor 6r-, turkish farm coil 36 and conrlitetenr 67.
When the interruption device 35 is closed, the excitation winding of the rotary o_r;, @ n @@ rotating 28 is connected @ to line 1 by the collecting vines 68: mid field is then established which rotates, by rap port to the organ? 8, at a speed dependent on the. line voltage frequency.
From the reciprocal action of this field and the field of the orbital 27, there results a rotation of the organ 28 at a speed proportional to the dif ference of the frequencies of the voltages of the alternator and the line. With winding at. squirrel cage 3? \ alone, the member 28 will cooperate with the member 27 in a manner analogous to that of an induction motor, and with the squirrel cage coil 32 in addition to the coil 31, a greater starting torque is provided to actuate the member 28.
The direction in which member 28 is rotated will depend on whether the frequency of the generator voltage is higher or lower than that of the line voltage. During the rotation of the member 28, the latter will produce, via the intermediate shaft 39, the focusing screw 40 and the lever system 26 ', a corrective effect imposed on the action of the centrifugal regulator 25 for vary the speed of the primary motor 9. This corrective effect being proportional to the difference in frequencies - electromotive forces which must be synchronized, changes the speed of the primary motor 9 so as to eliminate the difference in frequencies, this is that is, to bring the speed of the alternator 2 to the synchronous value.
During the rotation of the member 28, the contact piece 41 which it supports, will engage with the contacts 42 for a period which depends on the speed of the member 28, that is to say, the speed. difference in the frequencies of the voltages of the alternator and of the line.
When the contacts 42 are in engagement with the contact piece 41, the excitation coil of the relay 43 is connected to the control circuit 6 by a circuit which comprises the conductor 57, the auxiliary switch 8, the conductor. 56, contact 21, segments 19 and 22 of drum 17, contact 23, conductor 66, contacts 42 and contact piece 41, conductor 69, auxiliary switch 37, conductor 70 , the excitation coil of the relay 43 and the conductor 67.
When the -difference in frequencies decreases, the con tact piece 41 will engage with the contacts 42 for an extended period which is sufficient, if the frequencies are, in sum, the same, to allow the relay to move the relay. contact bridge 45 so as to engage with contacts 44. When this happens, the. closing coil 5 of the contactor-circuit breaker <B> 3 </B> is connected to the rte control circuit 6 by a circuit which includes the conductor 57, the auxiliary switch 8, the conductor 71, the closing coil 5 , the conductor 72, the contact bridge 45, the contacts 44 and the conductor 67.
When the closing coil 5 is energized, the circuit breaker 3 is closed and the alternator 2 is connected to the line. 1.
When the contactor-circuit breaker 3 is closed and switched on, the auxiliary switches 8 and 8 'open and break. Thus the connection between the closing coil 5, the closing coil 36, the relay 43 and the winding 31 of the member 26, on the one hand, and the control switch 6, on the other hand.
When the closing coil 36 is de-energized, the contact device 35 opens and in doing so opens the auxiliary switch 37, so that, in the event that the contact piece 41 is in engagement with the contacts 42 at the when starting up, it will be impossible to energize relay 34 and connect alternator 2 to line 1. In other words, when starting, when the difference in frequencies is great. , it is impossible to energize the relay 43 before the member 28 is energized to rotate and move the contact piece 41.
To stop the primary motor 9, the circuit breaker 3 is reversed so as to open and the switch 13. is moved to the left, whereby the motor 12 is connected to the control circuit 6. by a circuit which comprises the switch-limiter 14 and the upper part of the winding of the sub-divided field of the motor 12.
That. causes the motor 12 to be energized so as to cause it to rotate in a direction suitable for actuating the control mechanism 11 and for passing the start-up control valve 10 to the closed position. During this closing movement,
the slider 16 releases the limit switch 15 so as to be able to close and / or turn the switch-limiter 14 - so as to de-energize the motor 12 when the valve 10 reaches the closed position and the parts again occupy the position suitable for starting the primary motor, as shown in the drawing.