Brevet FR2031374A1 — publié le 19701120

La présente invention concerne un ensemble de chauffage pour maintenir un moteur électrique à l'état chaud après qu'il a été mis hors circuit. D-ns des climats très humides, comme des ragions côtières, l'utilisation de noteurs clectriques industriels pour entraîner à des pompes/pétrole, des pompes d'irrigation, etc. a posé certains problèmes. D'une façon générale, la puissance de ces moteurs est comprise entre 10 et 30 ?V et peuvent fonctionner pendant de longues périodes de temps et être ensuite arrêtés pendant des périodes de temps donnes, en fonction de l'exécution d'opérations particulières. Lorsque ces moteurs industriels sont mis hors circuit, l'humidité provenant de l'atmosphère environnante a tendance à se condenser âns le moteur au cours de son refroidissement. Cette humidité peut être très nuisible aux enroulements du moteur, et on a consacré beaucoup d'efforts jusqutici pour éliminer cette condensation. Par exemple, des réchauffeurs de l'espace ambiant et autres réchauffeurs radiants ont été utilisés pour maintenir la température du moteur entre 15 et 20 OC. audessus de la température ambiante norrmle, de façon que la condensation ne se produise pas après la mise hors circuit du moteur. Toutefois, les parties internes du moteur ne sont pas toujours itenues à cette température élevée, de sorte qu'il se produit néanmoins une condensation. Un principe quelque peu amélioré en ce qui concerne le chauffage du moteur implique l'application d'un faible courant, considérablement inférieur à celui correspondant à l'intensité nominale du moteur, auxconducteur@ électriquesd'entrée du moteur après que le moteur a été déconnecté. Ce faible courant mainteint l'intérieur du moteur à une température élevée et -vite ainsi les difficultés dues à la condensation. Cependant ces ensembles tels qu'ils ont été utilisés jusqu'ici pour réaliser ce dernier mode de chauffage du moteur étaient assez compliqués. Premiè- rement, l'ensemble de chauffage doit être connecté aux bornes des conducteurs électriques d'entrée r.u moteur et il est possible que l'ensemble de chauffage lui-même soit endommagé si par inadvertance le courant normal d'alimentation du moteur devait être appliqué à ces conducteurs. En outre, il est nécessaire que le moteur s'arrête avant qu'un courant de chauffage quelconque soit appliqué l'intérieur du moteur depuis l'ensemble, sinon une tension inverse pourrait être engendrée lorsque le moteur est encore en mouvement, ce qui pourrait endommager l'en- semble. Jusqu'ici, ces oomplications ont eu pour résultat un appareillage de commande relativement coûteux. Dompte tenu des considérations ci-dessus, la présente invention a notamment pour but de fournir - un ensemble de chauffage drun moteur électrique très perfectionné qui fonctionne suivant le principe de l'application d'un faible courant de chauffage aux enroulements du moteur lorsque ce dernier ne fonctionne pas, mais qui évite les diffi cultés susmentionnées ; - un ensemble de chauffage d'un moteur qui peut être facilement connecté à n'importe quel moteur du type industriel, et un panneau de commande pour ledit ensemble, et qui comprend des moyens capables d'éviter que l'ensemble de chauffage luimême soit soumis à toute l'énergie normalement utilisée pour exciter le moteur, et qui évite que l'ensemble puisse etre connecté au moteur avant qu'il se soit arrêté, après qu'il a été mis hors circuit; - un ensemble de chauffage d'un moteur électrique répondant aux buts ci-dessua, qui fonctiorle automatiquement pour fournir le courant de chauffage voulu en réponse à la mise hors circuit du moteur et pour supprimer ce courant de chauffage en réponse à la mise en circuit du moteur, qui est ramassé et relativement peu coûteux à fabriquer, dans le but de fournir un ensemble très perfectionné de chauffage d'un moteur. Brièvement, on atteint ces buts et avantages de l'invention ,ainsi que d'autres,en fournissant un ensemble de chauffage comprenant des bornes de jonction pour les connecter au conducteur d'alimentation électrique du moteur. Cette connexion peut être établie au panneau de commande ou boitte de connexion habituelle du moteur,sans déranger son câblage d'entrée normal. Une source d'énergie électrique, qui peut être dérivée de la source d'alimentation disponible du moteur,est prévue et agencée pour être cosnectée par un interrupteur approprié aux bornes de l'ensemble et ainsi au moteur. Cependant, cette connexion ne peut se produire qu'après la mise hors circuit du moteur. A cet égard, une caractéristique de l'invention concerne la présence d'un moyen à action différée pour n'applquer automatiquement un faible courant aux bornes et ainsi aux enroulements du moteur qu'après qu'un temps suffisant se soit écoulé depuis l'instant ot le moteur a été -liS hors circuit. Ce moyen à action différé fonctionne d'une façon er.tièrement automatique. L'ensemble est églement agencé pour être actionné automatiquement en réponse en fonctionnement du moteur, de façon que l'ensemble soit entierement déconnecté par rapport au moteur, lorsque ce dernier est mis en circuit et de façon qu'il ne soit connecté au moteur qu'après le débranchement de ce dernier et qu'après que la période de temps donnée se soit écoulée. Avec l'agencement ci-dessus, le moteur est maintenu à une température élevée de 15 à 200C. au-dessus de la tempéra- ture ambiante, et ainsi, la condensation de l'humidité et de substances analogues est évitée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va-suivre faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mals nililement limitatif,une forme de réalisation de l'invention. Sur ce dessin la figure 1 représente schématiquement, en partie sous forme sinplifie'e, l'ensemble de chauffage fondamental de la présente invention avec un moteur et un panneau de commande pour ce dernier ; et la figure 2 est un schéma de câblage détaillé de divers éléments de l'ensemble du panneau de commande et du moteur, qui est utile pour expliquer la façon dont l'ensemble de chauffage-fonctionne En se référant tout 'abord à la figure 1, on a représenté un moteur 10 qui constituerait normalement un moteur du type industriel utilisé pour le pompage du pétrole dans les régions côtières et pour entraAner des pompes d'irrigation et appareils analogue. Le moteur 10 peut avoir une puissance de 10 à 70 CV et être du type à induction excité par une source triphasée de 440 volts. i commande du moteur 10 est effectuée au moyen d'un démarreur magnétique prévu sur un panneau de commande 11. habituellement, des bornes de jonction appropriées sont prévues sur le panneau de orcini-ande 11 pour connecter les enroulements triphasés du moteur à la source triphasée de 440 volts. En l'absence de tous moyens appropriés pour chauffer le moteur lO,rès qu'il a éte mis hors circuit,le refroidissement du moteur sc- traduit par la condensation de l'humidité dans les enroulements et autres éléments constituants et par suite par une détérioration ultérieure de l'isolant, ainsi que d'autres difficultés. Conformément à la présente invention, la difficulté ci-dessus est surmontée en prévoyant un ensemble de chauffage 2 qui peut être connecté directement au panneau ae commande ll et qui agit d6 façon à maintenir un faible courant dans les enrdulementsdu moteur 10 chaque fois que ce dernier n'est pas en fonctionnement. En se référant maintenant à la figure 2, on verra la façon dont ce chauffage du moteur est effectué. En se référant tout d'abord aux éléments du circuit de l'ensemble de commande 11, comme représenté dans la partie supérieure du dessin, l'alimentation triphasée à 440 volts est fournie par des conducteurs d'alimentation L1, L2 et L3. Ces conducteurs aboutissent à des bornes appropriées d'un démarreur magnétique de commande du moteur indiqué par un simple interrupteur MS pour alimenter les conducteurs connectés à des bornes Tl, T2 et T3 des enroulements du moteur 10 par l'intermédiaire de bornes de jonction appropriées J1, J2 et J). A l'intérieur du panneau de commande 11, se trouve un autre interrupteur qui est normalement fermé et qui est appelé "interrupteur paley". Cet interrupteur est désigné par PS sur le dessin et est connecté au démarreur magnétique de façon à rester fermé lorsque l'interrupteur du démarreur magnétique es ouvert et à être ouvert lorsque l'interrupteur du démarreur magnétique est fermé. On remarquera que l'interrupteur PS est connecté. entre l'enroulement 13 dlun transformateur T et des conducteurs L1' et B2'. Comme représenté, ces conducteurs sont connectés aux bornes des conducteurs T1 et L2 de la source, de sorte que lorsque l'interrupteur PS est fermé, l'enroulement primaire 13 est excité par la tension apparaissant aux bornes des conducteurs B1' et L2' et lorsque l'interrupteur PS est ouvert, l'enroulement primaire du transformateur T est désexcité. L'enroulement secondaire du transformateur T est désigné par 14 et est connecté par l'intermédiaire de conducteurs 15 et 16 à un moyen 17 à action différée,de façon que ce dernier soit excité chaque oois que le transformateur T est excité. Ce moyen à action différée comprend un interrupteur 17' à action différée qui est ferré au bout d'une période de temps donnée -apres l'excitation cu moyen 17 à action différée. La fermeture 5- e l'interrupteur 17' transmet une tension depuis l'enroulement secondaire 14 du transformateur à une bobine R de relais pour actionner un certain nombre d'interrupteurs S 52, S3 et S4. Ces derniers interrupteurs sont disposés de façon à transmettre une tension depuis l'enroulement secondaire 14 à travers la prise 18 et un autre branchement 19 depuis le conducteur secondaire 16 jusqu'à des conducteurs appropriés 20, 21 et 22. Le conducteur 19 comprend un ampèremètre A, comme représenté,et les conducteurs 21 et 22 sont excités simultanément par l'énergie provenant de la prise 18 du transformateur, ces conducteurs étant reliés ensemble par les interrupteurs 52, 53 et 54. Les conducteurs 20, 21 et 22 sont connectés respectivement aux points de jonction J1, J2 et J3 du panneau de commande 11 et ainsi, ils sont reliés aux bornes T1, T2 et T3 du moteur 10 aux extrémités des enroulements du moteur. En tenant compte ee la description ci-dessus,on va décrire maintenant le fonctionnement de 1' ensemble de chauffage. Initialement, l'ensemble de chauffage 12, comme représenté sur les figures 1 et 2, est connecté à des bornes et des points de jonctions appropriés du panneau de commande 11. Ainsi, au cours de l'installation initiale de l'ensemble, les conducteurs L1' et T2' s'étendant depuis 11 enroulement primaire 13 du transformateur sont connectés aux bornes des conducteurs correspondants L1 et L2 de la source d'alimentation triphasée à 440 volts. L'interrupteur PS es-t relié à son tour à la commande du démarreur magnétique MS du moteur 10, de façon que l'interrupteur PS ne ouvre que lorsque le moteur tourne ou est en circuit et de façon qu'il ne se ferme que lorsque le moteur ne fonctionne pas ou est hors circuit. Bes trois conducteurs 20 21 et 22 sont alors connectés aux points de jonction J1, J2 e J3, de façon qu'ils soient reliés au bobinage Inducteur du moteur 1C. Lorsque le moteur 10 fonctionne, l'interrupteur du démarreur magnétique MS est fermé et l'interrupteur PS est ouvert. Ainsi, aucune tension n'est appliquée à l'enroulement primaire 1) du-transformateur T et le circuit de l'ensemble de chauffage 12 est au repos. Après que le moteur a fonctionné pendant une période de temps voulu, et qu'il est mis hore circuit, le fonctionnement de l'interrupteur magnétique MS pour débrancher le moteur ferme automatiquement l'interrupteur PS de façon à appliquer une tension aux bornes de l'enroulement primaire 13 du transformateur 6T. L'enroulement secondaire 14 du transformateur est immédiatement excité et ainsi le moyen 17 à action différée est excité. Le moyen à action différée agit de façon à ne fermer l'interrupteur 17' qu'au bout d'une période de temps donné@. Cette période de temps est au moins de même durée que le temps nécessaire pour que le moteur 10 s'arrête entièrement après sa désexcitation. Grâce à cette disposition, il n'est pas possible que l'interrupteur 17' soit fermé pendent que le moteur tourne encore. Lorsque l'interrupteur 17' est fermé, la tension de l'enroulement secondaire est appliquée à la bobine R de relais, et ous les interrupteurs S1, S2, S3 et S4 sont simultanément fermés. La prise 18 de l'enroulement secondaire 14 du transformateur est choisie en fonction de la puissance nominale du moteur en question. Par exemple, en supposant que le moteur 10 sois un moteur d'une puissance de 30 CV, la prise 18 pourrait être réglée correctement dans la position V4 comme représenté. Le transformateur T est un transformateur abaisseur et les diverses tensions disponibles aux prises de l'enroulement secondaire sont toutes telles que la tension fournie cz, la prise 18 est considérablement inférieure à celle régnant entre les conducteurs d'alimentation L1 et L2. La tension régnant aux bornes des conducteurs 18 et 19 est appliquée aux bornes des conducteurs 20 e-t 21 par l'in termédiaire des interrapteurs S1 et S2. Egalement, la meme tension est appliquée aux bornes des conducteurs 20 et 22 par suite de 1 liaison des conducteurs 21 et 22 par l'intermédiaire des irterruteurs S3 t S4. Cette tension provoque le passage d'un courant dans les conducteurs 21 et 22 vers les bornes T2 et I3 du moteur 10, ce Courant t passant ensuite =- travers ces deux enroulements jusqu'à la borne T1 pour revenir par le conducteur 2G et l'interrupteur S1 au conducteur 16. La valeur de ce courant est détermiaée par la position de tension choisiede la prise 18. A titre d'exemple particulier, si le moteur 10 est un moteur d'induction d'une puissanee de 30 CV du type a montage en étoile comme représenté, la tension prélevée serait de préférence de 24 volts environ , et cette tension produirait une intensité de 6 à 7 ampères à travers les enroulements. Pour une puissance de 25 CV, une intensité de 4 à 5 amères serait souhaitable, et la prise suivantede tension inférieure serait utilisée pour fournir par exemple 20 volts environ entre la prise 18 et le conducteur 19. En règle générale, pour un montage an étoile, le courant de chauffage fourni par l'intermédiaire dos conducteurs doit correspondre à un cinquième environ de l'intensité nominale du moteur proprement dit. Ainsi, il est évident que la position correcte de la prise est initialement réglée en fonction des caractéristiques du moteur et n'a pas besoin d'être changée par la suite. La faible intensité appliquée au moteur le maintient à une température suffisamment élevée pour empenner toute condensation de l'huraidité. Lorsque le moteur 10 est remis en marche, l'actionnement de l'interrupteur. du démarreur magnétique MS ouvre automatiquement l'interrupteur PS et désexcite entièrement l'ensemble de chauffage 12. On remarouera que les conducteurs 20, 21 et 22 sont entièrement débranchés de l'ensemble de chauffage lorsque ce dernier est désexcité, la désexcitation du relais R assurant l'ouverture de tous les interrupteurs S1, S2, S3 et S4. Cependant, pour protéger le circuit au cas où le relais reste à l'état collé, il est prévu un fusible Fl dans le circuit secondaire du transformateur X qui ouvre immédiatement le circuit entre les conducteurs 18 et 19 et un second fusible F2 qui ouvre immédiatement le circuit entre les conducteurs s'étendant depuis la prise 18 et le conducteur connecté au conducteur de sortie 22. Naturellement l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée e-t est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. RiEVENDICATI ONS 1. Ensemble de chauffage d'un moteur pour maintenir un moteur électrique a l'état chaud après la mise hors circuit du moteur, ensemble caractérisé en ce qu'il comprend des bornes destinées à être connectées aux conducteurs d'entrée électriques du moteur, une sourie d'énergie électrique, un interrupteur pour connecter la source d'énergie électrique aux bornes, lorsqu'il est fermé, et un moyen à action différée qui est sensible à la mise hors circuit du moteur pour fermer lin- terrupteur au bout d'un temps donné au moins aussi long que le temps qu'il faut pour que le moteur s'arrête après sa mise hors circuit. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'énergie électrique et l'interrupteur comprennent un transformateur ayant un interrupteur d'entrée dans son circuit primaire destiné à être fermé en réponse à la mise hors circuit du moteur pour appliquer une énergie audit transformateur, et à être ouvert en réponse à la mise en circuit du moteur pour supprimer l'application de l'énergie audit transformateur et plusieurs interrupteurs connectés entre l'enroulement secondaire du transformateur et lesdites bornes. 3. Ensemble selon la revendication ?, caractérisé en ce que l'enroulement secondaire cii transformateur comprend plusieurs prises de façon à pouvoir choisir différentes tensions à appliquer auxdites bornes par l'intermédiaire des diverse interrupteurs. 4. Ensemble selon la revenaication 2, caractérisé en ce que l'interrupteur comprend en outre un relais connecté de façon à ferler les divers interrupteurs lors de son excitation, un interrupteur à action différée monté en série avec le relais pour définir un circuit en série, ce dernier étant connecté aux boras de l'enroulement secondaire, et le moyen à action différée étant connecté aux bornes de l'enroulement secondaire et à l'interrupteur à action différée pour le fermer au bout de ladite période de temps donnée mesurée à partir de l'instant où l'interrupteur d'entrée est fermé. 5, Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un ampèremètre connecté entre l'un des divers interrupteurs et l'enroulement secondaire du transf or- mater pour fournir une indication de la circulation du courant vers le moteur par l'intermédiaire desdites bornes, lorsque les interrupteurs sont fermés et que les bornes sont connectées aux cenducteurs d'entrée du moteur. 6. Ensemble selon la revendiation 5, caractérisé n ce que le transformateur est un transformateur abaisseur de façon que l'lntensité appliquée au moteur soit dans une gamme comprise entre la moitié et un sixième de l'intensité nominale dudit moteur.