Brevet FR2304208A1 — publié le 19761008

La présente invention a trait au domaine de la mise en marche de généra téurs électriques et notamment de moteurs à courants alternatifs polyphasés. Elle a plus spécialement pour objet un nouveau procédé et un dispositif destiné au démarrage de moteurs à partir de groupes électrogènes de toutes puissances. On sait que les moteurs asynchrones ont, lors de leur démarrage, un à coup de courant instantané atteignant 5 à 7 fois l'intensité normale. Ce phéno mène est particulièrement gênant dans le cas des moteurs - ayant des rapports d'intensité ID/IN (appel de courant au démarrage et courant en marche normale) relativement élevés comme c'est le cas, par exemple, des moteurs immergés dans les groupes Electro-pompes. Ainsi, lorsqu'on désire utiliser dans un groupe de ce type un moteur de 30 chevaux, par exemple, qui débite sous 51 amEèreh il est nécessaire de fournir au démarrage une intensité d'au moins vCC ampères et souvent 350 ampères.Cela entraine des décrochages de l'alternateur et sur tout exige l'installation de groupes électrogènes très importants et donc fort coûteux pour des moteurs qui, en fait, ont une puissance moyenne; en outre, ces groupes ont une durée de vie relativement réduite car ils ne travaillent pas à rendement et à facteur de puissance maximum et subissent les risques bien connus de " glaçage ". Il est connu, certes, d'équiper les moteurs d'un inverseur afin de provoquer leur démarrage en court-circuit au moyen de système étoile-triangle Rui permet de réduire les risques de répercussion sur la lumiere et de grillage des moteurs. Dans ce système, le démarrage du moteur 220/580 V est réalisé tout d'abord par un couplage étoile pendant la mise en vitesse, pour obtenir un appel de courant trois fois moindre puis par un couplage en triangle pour obtenir un branchement normal.Toutefois, un tel dispositif exige l'utilisation de moteurs de puissance nominale ixportante, de rapport au moins égal à 2,5 pour une alimentation donnée; en outre, il ne peut être prévu sur la plupart des moteurs comme par exemple les moteurs immergés qui, hénéralement, sont unisde trois fils de sortie seulement. I1 se pose donc le problème, jusqu'ici ineoluble, de pouvoir procéder au démarrage d'un moteur électrique de puissance donnée sans avoir à utiliser un groupe électrogène surpuissant capable d'absorber la très forte intensité de démarrage et, de ce fait, soumis à des risques de détériorations par la faible intensité de travail fourni. L'invention permet de résoudre ce problème de façon commode et élégante et d'obvier aux ineonvén ents précités. île fournit un moyen entrainant une appré ciable économie dans l'achat d'un groupe électrogène et réduisant de façon sensible le rapport : puissance génératrice/puissance réceptrice dans un ensemble Electro-pompe ou analogue. Enfin, elle conduit à une utilisation plus rationnelle des moteurs thermiques entrain: les alternateurs par le fait qu'elle oblige ces moteurs à peiner en évitant. ainsi les risques de glaçage des cylindres de ces moteurs. Selon le nouveau procédé de l'invention, le démarrage de moteurs à partir de groupes électrogènes est effectué par un système du type triangleétoile, le groupe électrogène étant couplé dans un premier temps (triangle) pour débiter la tension la plus faible alors que dans un second temps (étoile), il est couplé pour sa tension normale. Ainsl, on retrouve les avantages inhérents au dispositif connu mais inversé étoile-triangle pour le démarrage des moteurs asynchrones en court-circuit, à savoir lin appel de courant, lors du démarrage, trois fois moindre de ce qu il serait si le groupe était couplé pour la tension correspondant au moteur. Toutefois, dans ce système classique, la tension de fourniture de courant au moteur est constante alors que, dans le procédé de l'invention, cette tension est variable et c'est le couplage du moteur qui reste constant. L'invention sera mieux comprise par la description d'un mode de réalisation illustratif, schématisé sur les dessins annexes où La figure 1 symbolise, de façon très succincte, un groupe électrogène couplé à un commutateur selon l'invention Les figures 2 a et 2 b montrent le type de branchement utilisé dans le commutateur selon les deux périodes temporelles respectivement en triangle (2 a) et en étoile (2 b). Le groupe de fourniture de courant est essentiellement schématisé sur la figure 1 par un alternateur dont le stator 1 est relié selon les flèches 2 à l'excitateur et aux dispositifs classiques redresseurs et régulateurs de. courant. Le bornier 3 de l'alternateur est muni de six fiches alignées en deux ensemble, respectivement (u,v,w) et (z,x,y). Selon la caractéristique principale de l'invention,ow branche sur ces fiches des lignes qui sont connectées à six des neuf bornes d'un commutateur 4, agencé pour un montage dans les positions sucoassives triangle puis étoile. Bien entendu, sur une série de trois lignes (ici : u,v,w), sont branchés en dérivation les circuits habituels, représentés par les flèches 5,6 et 7, correspondant aux contrôles de la tension, des intensités et des fréquences du générateur électrique. Dans l'application au démarrage d'un moteur à partir d'un tel groupe électrogène fournissant du 380 volts, on effectue en un premier temps, à l'aide de l'inverseur 8, un couplage en 220 Y Selon la position triangle (fig. 2 a); l'appel de courant, ainsi d'ailleurs que le couple de démarrage sont ré duits au tiers de leur valeur normale Puis, quelques secondes après, on adopte le couplage en étoile (fig.2 b) et le groupe se met alors à débiter une tension de 380 V identique au comptage du moteur, le fonctionnement devenant alors normal. Ainsi, alors que pour faire démarrer un moteur de 30 CV, par exemple, il serait normalement nécessaire de disposer d'une puissance d'un fac teur de 2,5 c'est-à-dire d'un groupe électrogène fournissant 75 çE, il devient possible d'effectuer le démarrage du même moteur avec une puissance d'environ 42 XVÂ, le rapport étant ainsi ramené à 1,4 seulement. Dans le cas d'une pompe immergée à moteur de 1D CV il suffit alors de disposer d'un groupe générateur de 12 KVA de puissance. On voit l'économie réalisée grâce -au dispositif selon l'invention.En outre, par la réduction importantedu rapport des puissances (génératr:ie,'réceptrice), on fait travailler à plein régime l'alternateur en évitant du même coup les risques précités de glaçage. Il a en outre été trouvé, de façon surprenante que la mise en oeuvre d'un couplage triangle-étoile ne nécessitait aucune modification des dispositifs annexes d'un groupe électrogène (redresseur, régulateur, etc...) et eeci quelle que soit la puissance de ce dernier. De nombreux essais effectués -par la Demanderesse ont montré que des installations agencées selon le nouveau couplage pouvaient fonctionner en continu pendant des temps extrêmement longs sans aucune détérioration ni panne de lgensemble électrique Bien que l'invention soit particulièrement avantageuse pour le démarrage de groupes Electro-pompes immergées dans un fluide tel que l'eau, son application s'étend à tous types de groupes électrogènes de diverses puissanves. Par ailleurs, le dispositif de couplage triangle-étoile peut etre réalisé par des moyens divers tels que manuels, mécaniques, électro-nagnétiques eu autres. REVENDICÂTIONS 1. Procédé permettant de faire démarrer un moteur à partir d'un groupe électro gène par variation de fourniture d- tension, le procédé étant caractérisé en ce que l'on utilise un système de type triangle-étoile, le groupe électro gène étant couplé dans un premier temps (triangle) de façon à débiter la ten sion la plus faible alors que, dans un second temps (étoile), il est couplé pour sa tension normale. 2. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qui est constitué par-un boîtier, muni d'un inverseur, où sont branchés selon deux séries de connections les six fils de sortie du bornier d'un alter nateur (générateur dudit groupe), le couplage étant prévu pour un démarrage en position triangle puis un fonctionnement anormal lors de ia mise en position étoile, quelques secondas après. 3. Application du procédé et du dispositif selon les revendications 1 et 2 raz tous types de groupes électrogènes de diverses puissances, en particulier au cas alimentéesdes électro-pompes immergées en polyphasé 220/380 volts