Installation électrique comprenant au moins une génératrice de courant continu accordée. L'invention concerne une installation élec trique comprenant. au moins une génératrice de courant continu accordée, établie pour alimenter ait moins un circuit de charge com prenant au moins une résistance variable avec la. température. Une génératrice de courant continu est dite aeeordée quand les résis tances de ses circuits d'aimantation sont ré glées de faon que la droite dite de résis tance coïncide avec la partie rectiligne de sa caractéristique d'aimantation.
Si une géné ratrice de ce genre travaille à auto-exeitation avec seulement une autre excitation relative ment très faible, elle est alors très sensible toute variation faible de son autre excitation séparée. Cette autre excitation peut être par fois de sens tel qu'elle s'ajoute à l'auto-excita- tion et elle peut être parfois de sens tel qu'elle se retranche de cette auto-excitation.
Dans ladite installation selon l'invention, la g-énératriee est munie de dispositifs pour faire varier soit excitation automatiquement 5eloti les variations de résistance (lu circuit de charge de faon à maintenir la génératrice en situation accordée.
lie dessin annexé montre, à titre d'exem ple, un schéma d'un équipement Nard Leonard.
Dans la disposition représentée au dessin, l'üicluit 10 d'un moteur électrique. 1 à courant continu est alimenté selon le svstèine Ward Leonard par l'induit 20 d'une génératrice de courant continu 2. La génératrice 2 est excitée par l'excita- trice 4 qui, à son tour, est excitée par l'exci tatrice secondaire 5, elle-même excitée par l'excitatrice 6 à tension constante.
Le moteur 1 est excité par l'excitatrice à tension cons tante 6, avec l'excitatrice 3 agissant en opposi tion et l'excitatrice en opposition 3 est exci tée par l'excitatrice secondaire 7 qui, à son tour, est excitée par l'excitatrice 6 à tension constante.
L'excitatrice 6 et les excitatrices secon daires 5 et 7 sont entraînées à vitesse cons tante (au moins approximativement) par exemple par un ou plusieurs moteurs syn chrones ou un ou plusieurs moteurs à induc tion fonctionnant sur une ligne d'alimenta tion à. courant alternatif. Les excitatrices 3 et 4 seront habituellement entraînées de la. même faon.
La génératrice \? pourra. être entraînée par un moteur indépendant de ma nière qu'on puisse laisser sa. vitesse s'abaisser, par exemple de 201/o, dans le cas de charges de pointe cl e courte durée, de sorte que l'éner- ,rie pourra être fournie par un volant accou plé à cette génératrice.
Dans la partie inférieure de la gamine des vitesses nécessaire pour le moteur 1, la com mande de la. vitesse est effectuée par la va riation du voltage de débit. de la. génératrice 2 sous l'action de la variation du réglage :du potentiomètre 59 commandant. l'excitation de la --génératrice. Dans la partie supérieure de la gamme des vitesses, la commande de la vitesse est effectuée par la variation du champ du moteur 1 sons L'action de la varia tion du réglage du potentiomètre 79 comman dant l'excitation du moteur.
L'enroulement inducteur principal de l'excitatrice 4 est divisé en deux parties égales 41, 4'? qui sont disposées comme les branches opposées d'un pont. Le pont est complété par des résistances 43, 44 dont les valeurs sont égales à celles des parties d'en roulement 41, 42 quand elles sont froides.
En plus de son enroulement inducteur principal, L'excitatrice 4 comporte un enroule ment inducteur en série négatif 45 pour aug menter la. vitesse de la réaction du courant dans l'enroulement inducteur 21 de la géné ratrice à des variations du courant dans l'en roulement inducteur principal 41, 42 de l'exci- tatrice.
Par ses sommets E, r, le pont de l'en roulement inducteur de l'excitatrice 4 est bran ché en série avec une résistance réglable 56 pour former le circuit de débit de l'excita trice secondaire 5.
Dans l'exemple représenté, l'excitatrice secondaire 5 comporte un enroulement induc teur en série 52 et un enroulement inducteur en dérivation 54, ce dernier étant muni d'un rhéostat de champ 57. Cependant, on peut supprimer l'un ou l'autre de ces enroulements inducteurs 52 et 54. L'excitatrice secondaire 5 est munie aussi d'un enroulement induc teur auxiliaire 53 relié en série avec une résistance réglable 55 entre les sommets de débit<I>G, II</I> du pont. de l'enroulement induc teur de l'excitatrice 4. Une excitation complé mentaire pour l'excitatrice secondaire 5, qui peut parfois s'ajouter à l'auto-excitation et parfois s'en retrancher, est fournie par un enroulement inducteur de commande 51.
Les résistances des circuits d'inducteur et d'induit de l'excitatrice secondaire 5 sont ré glées par les résistances réglables 55 et 56, de telle façon que la caractéristique d'aimanta tion et la droite dite de résistance coïnci dent. Dtant ainsi accordée, l'excitatrice secon daire 5 est très fortement sensible à toute va riation de son autre excitation..
Le potentiomètre (le conïiriande 59 rie la (génératrice '' est branelié entre les bornes clé l'excitatrice principale 6 à. voltage constant. L'enroulement inducteur (le commande 51 est excité par une portion réglable clic potentio- mètre de commande 59 et.
une fraction file du voltage aux bornes de l'induit de la géné- ratrice 20, alimentée en opposition. Cette fraction du vo@ltag-e de l'induit. 20 de la géné ratrice \? est obtenue par la résistance \?2 et la réactance 23 qui forment, ensemble avec la résistance 24, un potentiomètre fixe entre les bornes de l'induit de génératrice 20.
Le rôle de la réactance 23 est d'introduire une composante de voltage d'alimentation en oppo sition proportionnelle à la vitesse du varia tion du v olta-e de l'induit. de génératrice et à diminuer ainsi la tendance aux à-coups.
Dans des conditions constantes, le voltage alimenté en opposition par la résistance 22 et la réactance 23 est exactement ou presque exactement égal et opposé au voltage clé com mande provenant de la portion utilisée du po tentiomètre de commande 59, de sorte que le courant dans l'enroulement inducteur de com mande 51 est faible.
Quand les parties 41 et 42 de l'enroule -nient inducteur de l'excitatrice 4 s'échauffent., leurs résistances s'élèvent parce que ces enroulements sont en fil clé cuivre habituel cependant que les résistances 43 et. 44 sont faites en fil dont la résistance présente un coefficient. de température très faible ou négli geable, par exemple en un alliage nickel- chrome.
L'augmentation de la résistance qui se produit. alors dans le circuit de charge de l'excitatrice secondaire 5 tend à diminuer le degré d'auto-exeitation établi par l'enroule ment inducteur en série 52.
Parce que les résistances des parties 41, 42 de l'enroulement inducteur s'élèvent pai- rapport aux valeurs des résistances 43 et 4-1, lors de l'augmentation de leur température, le pont. devient déséquilibré et l'enroulement inducteur auxiliaire 53 est excité selon le de gré de déséquilibre.
Si l'enroulement inducteur en dérivation 54 est supprimé, l'enroulement. inducteur auxiliaire :5a est établi et réglé de faon @. fournir juste l'appoint nécessaire à l'auto exeitation fournie par l'enroulement indue- tctrr en série 52 pottr maintenir l'exeitatrice secondaire 5 en situation accordée, tandis que la résistance de son circuit de charge aug mente avec l'élévation de la température.
Quand l'installation comporte l'enroule ment. inducteur en dérivation 54. il est. en fil de cuivre habituel et est par conséquent sujet à l'augmentation (le la résistance avec la tem pérature et cette aiigmenta.tion diminue égale rnent le de--ré d'auto-excitation établi par cet enroulement inducteur en dérivation. Le cir cuit. de charge de l'excitatrice secondaire 5 sera chaud quand son enroulement inducteur en dérivation sera chaud.
Si l'enroulement inducteur en série 52 est. supprimé, l'enroule ment inducteur auxiliaire 53 peut alors être établi et réglé de façon à fournir juste l'ap point nécessaire à l'auto-excitation établie par l'enroulement inducteur en dérivation 5-1 pour maintenir l'excitatrice secondaire < en situa tion accordée quand la résistance de cet enroulement inducteur en dérivation s'est, éle vée à sa valeur chaude .
Plus la constante de temps de l'élévation de température de la charge, comprenant les parties 41 et 42 de l'enroulement inducteur de l'.excitatrice, pourra être rendue voisine de celle de l'en roulement inducteur de dérivation 54, plus sera précis le degré de compensation qui pourra être maintenu dans tout l'intervalle <B>(le</B> l'élévûtion de température.
Si on utilise à la fois l'enroulement indue- teur en dérivation 54 et. l'enroulement indue teur en série 52, l'enroulement inducteur auxi liaire 53 est établi et réglé de faon à fournir ,juste l'appoint nécessaire à l'auto-excitation établie par ces deux enroulements pour main tenir l'exeitatrice secondaire en situation aceor- dée quand les résistances de charge et de l'en roulement, inducteur en dérivation 54 se sont élevées à leurs valeurs chaudes .
L'enroulement. inducteur auxiliaire 53, quand il est ainsi établi et réglé (que les deux enroulements inducteurs 52 et 54 soient pré vus ou qu'il i- ait seulement. l'un des deux), servira nécessairement,
à augmenter l'excita tion de l'excitatrice secoicdaire 5 .dans toutes les circonstances qui provoqueront une au- mentation des chutes de volta-e à travers les parties 41 et 1'3 de l'enroulement inducteur par rapport aux chutes de voltage à travers les résistances 43 et 44. De telles circonstances se présentent chaque fois que les courants dans les parties 41 et 4'_' de l'enroulement in ducteur sont soumis à une augmentation et, par conséquent,
l'enroulement inducteur auxi liaire 53 vient en aide à toute augmentation de voltage de l'excitatrice secondaire 5 qui peut. être due à une augmentation de l'exci tation de l'enroulement inducteur de eom- mande 51. Par cette aide, non seulement il accélère la réaction (le l'excitatrice secondaire 5 à une telle augmentation dans l'excitation inductrice de commande, mais provoque un excédent du débit de voltage de l'excitatrice secondaire 5 aussi longtemps que les courants dans les parties -1 -1 et 42 de l'enroulement in ducteur de l'excitatriee continuent à s'élever.
De plus, les enroulements des inducteurs 51 et 53 étant enroulés tous les deux sur le même noi an, quand le courant dans l'enroule ment inducteur 53 augmente, leur effet trans formateur limite le degré d'augmentation du courant dans l'enroulement inducteur de commande 51 et limite ainsi le courant qui passe dans cet enroulement immédiatement après le changement du réglage du potentio mètre de commande 59.
L'excitatrice 6 principale à voltage cons tant comporte un enroulement inducteur en dérivation 61 avec Lui rhéostat de commande 63 et comporte un enroulement inducteur en série 62 pour donner un compoundage égalisé, e'est-à-dire un voltage indépendant du cou rant.
L'exeitatrice en opposition 3 a son enrou lement inducteur divisé en deux parties 31 et 32 branchées dans un pont comportant, des résistances égales 33 et 34 comme l'enroule- ment inducteur principal de 4 de la génératrice.
Par ses sommets -]--B, le polit, de l'en roulement inducteur de l'excitatrice en oppo sition 3 est relié en série avec une résistance réglable 75 et avec une réactance 77 qui est normalement court-circuitée par un redres seur 76 pour constituer le circuit de débit de l'excitatrice secondaire 7. Le courant passe à travers le pont dans la, direction allant de B vers J pour exciter l'excitatrice 3 dans le sens s'opposant au voltage de l'excitatrice principale 6 à voltage constant.
L'excitatriec secondaire 7 comporte un en roulement inducteur en série<B>72</B> établi et réglé par rapport aux résistances en circuit de telle façon que cette exeitatr ice secondaire, qui doit fonctionner sur la partie rectiligne de sa ca ractéristique, soit. accordée au moins quand le redresseur 76 est conducteur.
L'excitatrice secondaire 7 est munie aussi d'un enroulement inducteur auxiliaire 73 branché en série avec une résistance réglable 74 entre les sommets de débit. C-D du pont de l'enroulement inducteur de l'excitatrice en opposition 3.
Une autre excitation pour l'excitatrice se condaire 7 est. établie par un enroulement in ducteur de commande 71.
Le potentiomètre 79 commandant l'induc teur 17. du moteur est relié aux bornes de l'excitatrice principale à voltage constant. L'enroulement. inducteur de commande 71 est excité par une portion du potentiomètre 79 de commande et un voltage proportionnel au cou rant dans l'enroulement inducteur 11 du mo teur, alimenté en opposition. Le voltage pro portionnel au courant d'inducteur du moteur est obtenu à partir d'une résistance 12 qui est reliée en série avec une réactance 13 pour for mer un circuit en dérivation entre les bornes de l'enroulement inducteur 11. du moteur.
Ce circuit en dérivation est établi de façon à pré senter la. même constante de temps que l'en roulement inducteur 11 du moteur et la même caractéristique de saturation, mais une con ductance relativement faible, de sorte que le courant qui le traverse sera une fraction cons tante du courant dans l'inducteur du moteur.
Le voltage à travers la résistance 12,. sera. de même une fraction constante du courant de l'inducteur du moteur et 1a perte de puissance dans la résistance 12 sera cependant faible par rapport à celle qui se présenterait dans une résistance qui serait disposée de façon à supporter la totalité du courant inducteur du moteur.
Une faible partie 13a de la réactance 13 est aussi comprise dans le circuit de l'en roulement. inducteur de commande 71. pour introduire une composante de voltage d'ali mentation en opposition proportionnelle à la vitesse de variation du courant inducteur du moteur et pour diminuer ainsi la tendance aux à-coups.
L'enroulement inducteur auxiliaire 73 est établi et réglé pour que, comme l'enroulement inducteur auxiliaire 53, il établisse juste l'ap point nécessaire à. l'auto-excitation de l'exci- tatrice secondaire 7 pour la maintenir accor dée quand les résistances des parties 31, 32 de l'enroulement inducteur s'élèvent lors d'une augmentation de leurs températures.
Comme dans le cas de l'excitatrice secondaire 5, cela augmentera nécessairement la vitesse de réac tion de l'excitatrice secondaire 7 et diminuera l'afflux de courant dans ].'enroulement induc teur de commande 71. immédiatement après une modification du réglage du potentiomètre de commande 79.
Quand le courant à. travers le polit. de L'enroulement inducteur de l'excitatrice en opposition 3 dans la. direction de B vers < 1 est en diminution, par suite (par exemple, d'une diminution du courant à travers l'en roulement inducteur de commande 71, le déséquilibre qui en résulte dans le pont a pour conséquence que l'excitation de l'enroulement inducteur auxiliaire 73 diminue ou reliverse le voltage produit par l'excitatrice secondaire 7.
Si le courant à travers le pont de l'enroule ment inducteur se renverse, il tend à avoir pour effet que l'excitatrice 3 augmente le voltage de l'exeitatriee principale 6\à, voltage constant, appliqué à l'inducteur du moteur 11.
Quand ce renversement du courant se pré sente, le redresseur 76 cesse d'être conclue- teur et la réactance 77, qui est établie pour avoir une résistance ohmique relativement éle- ée, vient. en circuit pour rendre moins rapide <B>v 6</B> toute nouvelle variation du courant dans le pont. < l'enroulement inducteur dans cette di rection.
Toute élévation dangereuse de cou rant. de récupération venant de l'induit 1.0 du moteur 1, due à une augmentation trop ra pide (le l'excitation clé ce moteur, se trouve enipêeliée. 1.e réglage du degré de cet effet. < le la réactance 77 est obtenu par des plots sui. la<B>,</B> réactance.
Quand, cependant, le courant clans le pont. (le l'enroulement inducteur de l'excitatrice en opposition 3 clans la direction de B vers 4. est en augmentation pour accélérer le moteur 1, le redresseur 76 empêche la réactance 77 (le retarder cette augmentation.
Si un très haut degré d'amplification ou une vitesse très élevée de réaction est néces saire pour les excitatrices 5 et 7, leurs pièces polaires, ainsi que leurs pôles, doivent. être Feuilletés et ces éléments doivent être en une matière présentant une faible coercitivité.
Selon une modification chu circuit repré senté au dessin, la réactance 7 7 et le redres seur 76 sont transférés du circuit d'induit. de l'excitatrice secondaire 7 au circuit de l'en roulement inducteur de commande 71, avec changements convenables de leurs valeurs. Dans une antre modification, ces éléments sont. transférés dans 1e circuit de l'enroulement. in ducteur auxiliaire 73. Dans l'unie ou l'autre de ces situations, ils auront un effet à peu près analogue en rendant la réaction de l'excita trice en opposition 3 plus rapide quand son excitation augmente que lorsqu'elle diminue.
Selon une autre modification de la dispo sition particulière décrite, on donne aux résis tances -13 et -14 des valeurs égales à celles des parties d'enroulement .11 et 12 quand celles-ci sont. chaudes. .Jusqu'à ce que les parties d'en roulement 11, 42 se soient échauffées, le pont se trouvera. déséquilibré et l'enroulement induc teur auxiliaire 53 maintiendra l'auto-excita- tion de l'excitatrice secondaire 5 au degré né cessaire pour la, maintenir accordée.
Dans une autre variante, l'excitatrice en opposition 3 (comme l'excitatrice 1- de la gé- iiératriee principale) est. munie d'un enroule- ment inducteur en série négatif, ee qui rend plus rapide la réaction du courant dans l'en roulement inducteur 11 du moteur aux varia tions du courant dans l'enroulement. inducteur principal 31, 32 de L'excitatrice.
Dans une autre réalisation, l'enroulement inducteur de commande 51 est. divisé en deux parties isolées l'une de l'autre et ].'une des parties est excitée par la portion utilisée du potentiomètre 59, tandis que l'autre partie est. excitée par le voltage développé à travers la résistance 22 et la réactance 23 pour s'oppo ser à la première partie. Cette disposition évite toute connexion entre le circuit de l'exci tatrice principale 6 et le circuit d'induit de la génératrice 2 et du moteur 1.
Si on désire que tout le voltage de l'induit 20 soit appli qué au circuit inducteur de commande, on doit -utiliser, à la place de la réactance 23, un transformateur dont l'enroulement secondaire est. branché en circuit avec l'enroulement in ducteur de commande, tandis que son enroule ment primaire est. branché en dérivation sur l'induit 20.
Dans une autre réalisation, les excitatrices 3 et q sont. supprimées et les enroulements inducteurs de la génératrice et du moteur du système Ward Leonard sont branchés eux- mêmes comme des ponts alimentés, en les com mandant par les excitatrices accordées qui sont disposées généralement comme les exci- tatrices secondaires 5 et 6.
Quoique la forme d'exécution décrite illustre l'application de l'invention au réglage de l'excitation du moteur et de la génératrice d'une installation Ward Leonard, l'invention comprend également d'autres formes d'exécu tion dans lesquelles la résistance du circuit. de charge d'une génératrice accordée est su jette à des variations en fonction de la tempé rature.
Ces formes d'exécution comprennent non seulement d'autres installations dans les quelles des génératrices accordées servent d'excitatrices amplificatrices pour produire et régler le courant d'excitation de génératrices de courant continu ou alternatif, en vue de régler la tension, la charge ou le facteur de puissance de celles-ci, mais aussi par exemple des installations dans lesquelles des généra trices accordées servent. à alimenter les enroule ments à courant. continu de réacteurs satura- bles en vue de régler l'intensité d'un courant.
alternatif qui circule entre une ligne d'un ré seau et une installation consommatrice, par exemple un four électrique on un appareil à souder.