Brevet FR2624619A1 — publié le 19890616

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour vérifier la puissance de disques de rotor de même type de moteurs à hystérésis notam- ment destinés à des centrifugeuses à gaz. les disques de rotor de mo- teurs à hystérésis doivent présenter des propriétés magnétiques particulièrement déterminées pour arriver à la puissance no- minale et au rendement nominal, des irrégularités tant au cours du procédé de durcissement que dans la combinaison du maté- riau du disque de rotor, entra nent des défauts encore incon- nus et en partie non reproductibles. Ces défauts ne devraient être que très faibles dans le cas d'un dimensionement important et d'une charge partielle d'un seul moteur, dans le cas d'une installation de séparation industrielle de grande dimension, composée d'environ 105 centrifugeuses à gaz; Toutefois pour des raisons de prix, les divers moteurs à hystérésis doivent être dimensionnés de façon rigoureuse afin qu'ils fournissent la puissance nominale en fonctionnement constant et que des défauts de rendement peuvent s'additionner mettant en cause l'ensemble de l'alimentation en courant. Jusqu'à présent, on a procédé par des essais statistiques d'un.nombre déterminé de disques de rotor pour fourniture, pour les vérifier à la puissance dans des conditions de fonctionnement; les résultats de ces essais qui prennent sensiblement trois heures par disque, ne permettaient pas d'aboutir à des conclusions précises quant aux disques vérifiés. Toutefois, bien qu'il ne s'agissait que d'essais statistiques, les moyens mis en oeu- vre étaient considérables, car l'essai se faisait dans les conditions de fonctionnement du montage du disque de rotor dans la centrifugeuse à gaz, avec mise sous vide du récipient et accélération en vitesse de la centrifugeuse. - Comme pour de tels disposi- tifs de rotor, on ne peut utiliser qu'un acier très résistant pour des raisons de résistance des matériaux comme par exem- ple X2NiCOM0 1895 qui subit en outre une trempe, les disques de rotor présentent une dispersion en statistique très élevée des propriétés par fourniture; Or, on ne peut pas soumettre 2 2624619 chaque disque de rotor à un essai particulier. La présente invention a pour but de créer un procédé de vérification de disques de rotor de moteurs à hystérésis, qui permettent, avec des moyens réduits du point de vue de la durée et de la mesure, d'assurer un essai durable de la puissance fournie. A cet effet, l'invention concerne un procédé caractérisé en ce que lorsque le disque de rotor est à l'arrêt, on compare le courant traversant les bobinages de stator avec une valeur de consigne. On supprime en tous les cas le temps de montage du disque d'essai, celui nécessaire à la montée en vitesse et le freinage du moteur, ainsi qu'un pro- gramme d'essais particulier. Il n'est plus nécessaire que le dispositif de vérification soit en mesure, comme jusqu' alors, d'accélérer un moteur à partir de l'arrêt; Il suffit de lire le courant dans toutes les phasesde l'enroulement du stator, et de comparer la valeur lue avec une valeur de tollé rance en prenant en considération une certaine largeur de dis- persion statistique. On a pf vérifier que dans une série d'essais en mouvement, de mesure de courant à l'arrêt, le procédé selon l'invention permet de vérifier la reproductibilité de l'association des données de moteur carac- téristiques par rapport au courant d'arrêt dans la plage des précisions de mesure, pour ainsi contr8ler les propriétés ma-_ gnétiques des disques de rotor de moteurs à hystérésis. Dans la mesure oh les disques de rotor, comparés, sont identiques quant à la forme au matériau et à la structure cristallogra- phique, dans les tolérances prescrites et classiques en tecbni- que, il suffit de déterminer une seule fois la valeur de con- signe et de tracer une seule fois les courbes correspondantes, pour déterminer avec une précision constante, directement la puissance efficace reçue, la puissance ondulatoire# le couple de basculement, le facteur de puissance, le rendement et la capacité de compensation. De plus, il est possible d'exprimer toutes les valeurs indiquées automatiquement, sous la forme d'un rapport d'essai, par l'intermédiaire d'une installation d'essais, automatique, la composition de l'ins- 3 2624619 tallation d'essais ne devant satisfaire à aucune condition alors qu'un essai normal nécessite des postes d'essais, blin- dés, sans vibration, du fait des vitesses de rotation élevées (quelques 104 t/min). Suivant une autre caractéris- tique de l'invention, on utilise toujours le même stator pour les mesures de divers disques de rotor. Par rapport aux autres solutions, par exemple la mesure de moteur entier, la mesure à l'aide du même stator supprime un ensemble de tolérances relativement élevées, et qui se multiplieraient avec la puis- sance ondulatoire mesurée selon l'invention. Du reste, grâce à l'invention, il est possible de développer un dispositif d'essais-qui per- met de vérifier les disques de rotor à l'endroit de leur fa- brication, ce qui évite toute fourniture de disques ne con- venant pas. Cela est notamment important dans le cas de la fabrication de centrifugeuses à gaz, car on est en présence de série importante. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, le courant à mesurer est à la tension et à la fréquence servant au fonctionnement auxiliaire du stator. Grâce à cette réalisation de l'invention, les con- ditions d'essai voisinent le fonctionnement auxiliaire, ce qui évite l'addition d'autres tolérances de mesure et de valeur nominales. - Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, on utilise comme valeur de consi- gne du courant de passage du dispositif de rotor arrOté, celui correspondant aux conditions de puissance au cours de l'essai en fonctionnement connu. À cet effet, il est possible de surveiller la valeur de consigne par des essais statisti- ques sans modifier la valeur de consigne qui varie rapidement au cours des essais en fonctionnemntconnu, sans pour cela tenir cimpte des relations théoriques. La présente invention se propose en outre de réaliser un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et qui soit aussi simple et aussi peu onéreux que possible. La solution selon l'lnven- tion se caractérise en ce qué le dispositif se-compose d'au mains un 4 2624619 stator et d'une pièce d'écartement de centrage dont la face supérieure est réalisée pour recevoir de façon centrale un disque de rotor. La pièce d'écartement à centrer, est en un matériau dont les propriétés électriques et magnétiques correspondent à celles du fluide, qui remplit l'intervalle d'air entre le stator et le disque de rotor en cours de fonctionnement; dans le cas des centrifugeuses à gaz, les propriétés sont prises par rapport à un vide poussé. L'épaisseur de la pièce d'écartement doit de ce fait corres- pondre exactement à la hxiteur de l'intervalle d'air. La pièce d'écartement particulière peut être remplacée lorsqu'elle est usée ou endommagée, le stator de mesure restant conservé. Dans le cas, on peut utiliser un disque de rotor mesuré au préalable, pour étalonner les diverses pièces d'écartement. Suivant un mode de réali- sation de l'invention, on utilise comme stator le moteur à hystérésis cozrespondant au disque de rotor. On assure ainsi une reproductibilité aussi bonne que possible des résultats de la mesure -; En outre, il est possible de choisir des stators exactement identiques dans la série de ceux que l'on fabrique, ce qui permet de réaliser des dispositifs d'essais exactement de même type. On supprime ainsi la fabri- cation onéreuse de stators d'essai, déterminés, aussi identi- ques que possible; les stators d'essai de même type permet- tent un seul essai de valeur de consigne valable pour tous les stators d'essai. La présente invention est décrite plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation re- présenté schématiquement dans les dessins annexés, dans les- quels: -.la figure 1 représente le couple moteur.à la vitesse nominale par rapport au courant de repos. - la figure 2 représente le dispositif selon l'invention. La figure 1 représente le couple moteur pour la vitesse de rotation nominale par-rapport au courant de repos; au-dessus et en-dessous de la courbe, 2624619 on-a dessiné la limite des tolérances. Il ressort de ce des- sin qu'à chaque valeur du courant de repos Ist, il est asso- cié de façon bi-univoque un couple M. Un mouvement oscillant permet de déterminer de façon précise le moment d'inertie du rotor et du disque; l'accélération lors de la montée en vi- tesse peut être déterminée de cette façon par la mesure de la vitesse de rotation et du temps, pour le couple dans la zone de la vitesse de rotation nominale. Après démontage du disque de rotor utilisé à cet effet, on mesure le courant de repos selon le procédé décrit ci-dessus. Tla mesure se fait sous une tension de stator égale à 280 V et une fréquence égale à 1040 Hz; la compensation au centre de l'étoile est égale à 0,75 micro F. Comme pour le diagramme de la figure 1, des mesures et des calculs permettent également d'établir des diagrammes correspondant au courant de fonction- nement, au rendement etc. La figure 2, représente un dispositif selon l'invention; dans le disque 1 formant car- ter d'une centrifugeuse 4 gaz, on a prévu et coulé le stator 2. Cette partie de centrifugeuse sert de stator de mesure, sur lequel on a rapporté une pièce d'écartement 3, centrée. Sur la pièce d'écartement 3, on a rapporté de façon centrée paral- lèle dans un plan, la pièce à essayer 4. Le courant qui va du générateur 5 vers le stator 2, se lit au point de mesure 6. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessis décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 6 2624619 REVENDI C A T I 0 N S 1 ) Procédé d'essai en puis- sance de disques de rotor de même type pour des moteurs à hys- térésis notamment de centrifugeuses à gaz, procédé caractéri- sé en ce que lorsque le disque de rotor est à l'arrêt, on com- pare le courant traversant les bobinages de stator avec une valeur de consigne. 2 ) Procédé selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'on utilise à chaque fois le même stator pour la mesure de divers disques de rotor. ) Procédé selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que le courant à mesurer pré- sente la tension et la fréquence prévues pour le fonctionne- ment axuliaire du stator. 40) Procédé selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, comme valeur de consigne, on utilise le courant traversant le dis- que de rotor à l'arrêt, dont la puissance essayée au cours de l'essai en marche, répond aux conditions exigées. 50) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il se compose d'au moins un stator et d'une pièce d'écartement de centrage dont la face supérieuré est réalisée pour recevoir de façon centrale un disque de ro- tor. ) Dispositif selon la reven- dication 5, caractérisé en ce que comme stator, on utilise celui d'un moteur à hystérésis faisant partie du disque de rotor.